融入創新教育理念的《逆向工程技術及3D打印》教學改革探討

常青青，馬曉麗

（南寧學院，廣西 南寧 530200）

1 概述

2018年9月18日，國發[2018]32號的《國務院關于推動創新創業高質量發展，打造“雙創”升級版的意見》文件中提出，要推動創新創業高質量發展，把創新創業教育和實踐課程納入高校必修課體系。創新教育的提出是時代發展的需要，也是深化教育改革、推動素質教育發展的必然要求。在國家大力倡導創新教育的環境下，高等院校，尤其是應用型本科層次高校將面臨新的機遇和挑戰，將創新教育與專業教育融合，促進專業教育創新化，將成為高校教學的主流，也將是教學改革的一種趨勢。

逆向工程是將已有產品模型轉化為工程設計模型和概念模型，并在此基礎上，解剖、深化和再創造的一系列分析方法和應用技術的組合。逆向工程可有效改善技術水平，提高生產率，增強產品競爭力，是消化、吸收先進技術進而創造和開發新產品的重要手段。3D打印是快速成型領域的新興技術，是快速制造的重要手段，能將開發的產品快速、自動地制造出來，從而對設計的產品進行快速評價、修改，大大縮短新產品的開發周期，降低成本，最大程度避免產品研發失敗的風險。逆向工程技術與3D打印的結合，已發展成為機械工業領域產品改進創新開發的重要技術。因此，《逆向工程技術及3D打印》作為機械設計制造及其自動化專業一門重要的專業課程，在教學過程中融入創新教育理念是很有必要的。

2 存在的問題

逆向工程技術及3D打印是近十年發展起來的新興技術，許多高校近幾年才面向本科層次學生開設該門課程，還沒有形成比較規范的教學大綱，教學過程中存在很多問題。

（1）教學內容缺乏完整性?！赌嫦蚬こ碳夹g及3D打印》這門課程實際上包含逆向工程技術與快速成型技術，逆向工程技術開發新產品的重要手段，而快速成型技術可縮短新產品開發周期，兩種技術在實際工作過程中并不是獨立存在的，而是相輔相成的。但實際上，很多高校教學過程中將兩種技術割裂開來，有的學校該課程只講授逆向工程的部分，有的有的學校該課程只講授3D打印部分。

（2）教材不合適。該課程進入學校課堂時間較短，出版的教材較少，且在出版的教材多適用于職業院校，教學案例許多根據比賽項目匯編而來，教材內容缺乏層次性，還有少量教材雖是面向本科層次學生，但教材內容全是介紹各種掃描設備和軟件的工作原理和操作方法，沒有以實際案例和項目作為驅動激發學生學習，枯燥乏味。

（3）教學模式不合理。該課程是一門實踐性很強的課程，要求學生熟練掌握設備操作和各種軟件操作，但在教室中對照PPT講原理、講流程的傳統教學方式或者一味采用上機操作，仍舊是當前的主要教學模式。這樣教學模式下培養的學生嚴重與企業實際生產脫節，無法滿足企業需求。

3 融入創新理念的教學改革

本課程是一門實踐性很強的課程，實踐能力的培養將貫穿整個教學過程，創新是推動社會發展的重要動力來源，為培養具有良好素質、知識和技術的創新應用型人才，創新能力的培養應滲透教學各個環節。

（1）教學模式?！赌嫦蚬こ碳夹g及3D打印》是我校面向械專業大三學生開設的課程，共32學時，理論和實踐各占16學時，是一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程。在教學模式上采用三個一體化，即教學內容一體化，理論教學內容和實踐教學內容融合一起；教學場所一體化，軟件操作設備和硬件操作設備及知識講解同在一個教學場所中；教師一體化，理論教學教師和實踐教學教師同為一人。

（2）設計思路。逆向工程系統主要由三部分組成：產品實物幾何外形的數字化（數據采集）、數據處理與CAD模型重構、產品模型與模具的成型制造。為培養能滿足企業生產需求的人才，教學內容的設計思路要與企業實際工作過程對接，逆向工程工作流程如圖1所示。

圖1 工作流程

表1 教學內容設計

（3）教學內容。為實現新環境下對學生創新能力的培養，教學內容以企業實際項目為驅動，引入項目背景，將知識點分解融入各個項目中。每個項目的設計按照由淺入深、由易到難的原則進行。本課程共設計了四個項目，分別是“維納斯石膏像逆向設計與3D打印”“三坐標檢測標準件逆向設計與3D打印”“葉片逆向設計與3D打印”“遙控器逆向設計與3D打印”，如表1所示，每個項目具體教學過程按照圖1所示進行開展。

4 結語

創新是推動社會前進發展的重要動力，在專業教育過程中融入創新教育，不斷提高學生的思辨能力、創新能力、創業能力，才能培養具有社會競爭力的高質量人才。而機械制造專業更是承載著“智能制造”的重任，本門課程在專創融合方面做出的探索，對本專業其他課程也有一定借鑒意義。