三维打印系统网络实验平台的开发
摘 要在日新月异科技发达的现代，以机器制造机器的机械制造业将取代需要大量劳动力且繁琐冗杂的手工制造业。人类进化到现在，一个崭新的文明标志就是可以用机器制造机器。从某种意义上说，当前被赋予无限想象力的3D 打印机正是这种能够制造机器的机器。它是以数字化的模型为基础，使用粉末状金属或塑料等可粘合材料并且通过逐层打印的方式构造物体，这就是快速成型的三维打印技术。三维打印网络实验平台的设计对电气专业的学生而言是与时俱进、涵盖知识面广的课题。本次毕业设计根据三维打印实验流程，设计三维打印系统的网络实验平台，将实验教学与网络平台相结合，根据线下实验在线设计实验步骤，同时，设计的三维打印系统网络实验平台具备认证和用户管理的功能也具备在线预习和在线生成实验报告的功能。网络实验平台的研究和实现，极大限度地缓解了因为财政压力给实验实训教学环节带来的不利影响，降低了实验室的建设成本，有利于学生实践操作能力的培养，因而网络实验教学平台的开发也就具有了极大的社会效益和经济效益。
Key words: 3D printer ; Network Experiment Platform ; Develop ; Featuresdi 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1 3D打印技术概述 1
1.1.2 网络实验平台开发的必要性 1
1.2研究的目的及意义 3
第二章 网络实验平台开发 4
2.1实验平台功能 4
2.2网络实验平台构建方案 4
2.2.1实验管理部分 5
2.2.2 实验平台部分 5
2.2.3实验资源库部分 6
第三章 基于现有平台的探索与实践 7
3.1现有实验平台介绍 7
3.1.1工具 7
3.1.2主要功能 7
3.2登陆及认识平台 7
3.3课程的开设和管理 11
3.3.1课程结构设置 11
3.3.2网络课程界面设置 12
3.3.3设置课程名称和描述 15
3.4在线提交作业和评分 17
第四章 内容输入 1
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9
4.1添加课程资料 19
4.1.1添加文件夹 19
4.1.2添加项目 21
4.1.3添加外部链接 22
4.2管理课程资源 23
4.3创建讨论模块 24
4.3.1添加讨论版 24
4.3.2添加话题 26
4.4建立三维打印课程 27
4.4.1设置课程名称 27
4.4.2 添加课程菜单 28
4.4.3课程简介模块内容添加 29
4.4.4教学课件内容添加 30
4.4.5拓展资源模块内容添加 32
结束语 34
致 谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1 3D打印技术概述
3D打印（Three Dimensional Printing，3DP）是一个通俗、形象的名词概念，在学术界一般又称之为三维打印、増材制造、快速成型等。3D打印的过程就像我们人类盖房子一样，把成型材料一层一层地堆积起来逐渐形成有一定形状的三维物体，这就是离散——迭加成型原理，它是把三维数字化CAD模型文件导入到打印机软件中，控制打印材料逐层地堆积出三维实物的一种先进制造技术。
3D打印带来了世界性的制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现颠覆了这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不需要再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。
3D打印工艺有多种，一般按成型方法分类，可分为以下几类：基于紫外光源和光敏树脂固化的成型技术，如：光固化成型、数字光处理成型、微光造型，连续液面制造等；采用薄片材料切割迭加的成型技术，如采用PVC薄膜或纸质薄片的迭层实体制造，采用超声波焊接方法制作金属零件的超声波增材制造等；采用高功率激光器加热材料的成型技术，如选择性激光烧结；采用材料挤出成型的技术，如塑料丝材加热挤出成型的熔融沉积制造，混凝土挤出成型的建筑打印等；基于数字微喷方法的成型技术，如：三维印刷成型等。
三维打印技术是世界上最流行的新兴技术之一。它已被广泛应用于工业设计，设备制造，航空航天，电子，生物医学等领域。目前，我国正处于从“产业强国”向“强大的工业国”过渡的关键时期，大力发展立体印刷产业，抓住先进制造业的竞争优势，是提高产品开发水平，提高工业设计能力的有效途径。
1.1.2 网络实验平台开发的必要性
高校作为人才培养的重点对象，在建设创新型国家的战略目标中起着举足轻重的作用。实验教学是高校培养创新人才的重要教学环节，在科学技术史上有着神圣的使命。但是，随着我国高等教育的快速发展，高等教育规模的迅速扩大，学生人数的大幅增加，使得高校实验教学资源越来越紧张，实验教学的发展受到不同程度的影响。同时，现代教育科技和网络技术得到了迅速发展和广泛应用，这为解决高等教育教学资源短缺的问题提供了一个契机。我们需要在建立实验教学和管理网络信息平台方面来进行实践与探索。
传统实验教学的局限性和弊端逐渐显现出来：1.由于时间关系，教师只能检查几个学生的预习状况，大部分学生不理解，这是不可避免的一部分，而不是学生自觉在课前认真预习，可以想象一些学生实验时临时抱佛脚的现象发生；2.实验项目课时紧张，课堂上老师检查预习、讲解实验原理和注意事项需要占用大量的时间，学生在实验前还不熟悉设备，因此，对于实验操作的实时性是十分有限的；3.报名人数激增，但实验室规模并没有成比例的扩大，仪器设备台数也没有大幅度增加，实验室常处于满负荷运转状态；4.由于实验报告通常在实验完成后两周才能返还给学生，虽然有老师的点评，但学生在半个月之后难免对当时的实验情景印象模糊，因此，教师的评语对学生起不到应有的“点拨”作用；5.因为实验只能在实验室进行，因此，由于实验只能在实验室内开展,因此,身在异地如在外地进行实践活动的学生想了解实验情况基本没有机会。其局限性和弊端严重制约了实验教学的良性发展，形成了教学实验发展道路上的障碍，最终影响了实验教学的质量和效果，导致了教师的教学质量低下和学生的学习热情减退和人才培养质量的不可保证等结果。在新时期高等教育的规模不断扩大，整个国家都在倡导创新人才的培养，在这样的环境下要保证实验教学的有效性和人才培养的质量过关，我们必须找到解决上述问题的办法。以优化实验课程建设，推进实验室管理模式改革为突破口，寻找有效途径，即大力推进实验网络平台建设，能够取得良好的效果。
网络实验平台对于提高实验的效率，丰富学生的知识和技能提供了良好的条件。但是配套建设的实验室管理信息也必须跟上，两者都是像火车和铁轨之间的关系，如果没有性能和规格与之相配的铁轨但同时这也是对用户的一种考验，有助于锻炼用户的自我约束力和良好的自学能力，选择最适合自己的资源，并将这一优点发挥到极致。
网络实验平台的开发，其快速，方便，经济的优势得到了教师和学生的一致欢迎。如何保证操作平台的高效高质，这就需要开发出最适合网络平台的先进技术，网络实验平台的最终任务就是在教师教与学生学之间搭建坚实桥梁，实现“教学”的有机结合。网络教学具有广阔的发展潜力和市场前景，合理开发和利用网络平台进行工作和学习是非常重要的课题。网络实验教学的开放性使许多用户受益匪浅，丰富多彩的网络资源取之不尽、用之不竭，这也就是用户测试，但同时这也是对用户的一种考验，有助于锻炼用户的自我约束力和良好的自学能力，选择最适合自己的资源，并将这一优点发挥到极致。
Key words: 3D printer ; Network Experiment Platform ; Develop ; Featuresdi 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1 3D打印技术概述 1
1.1.2 网络实验平台开发的必要性 1
1.2研究的目的及意义 3
第二章 网络实验平台开发 4
2.1实验平台功能 4
2.2网络实验平台构建方案 4
2.2.1实验管理部分 5
2.2.2 实验平台部分 5
2.2.3实验资源库部分 6
第三章 基于现有平台的探索与实践 7
3.1现有实验平台介绍 7
3.1.1工具 7
3.1.2主要功能 7
3.2登陆及认识平台 7
3.3课程的开设和管理 11
3.3.1课程结构设置 11
3.3.2网络课程界面设置 12
3.3.3设置课程名称和描述 15
3.4在线提交作业和评分 17
第四章 内容输入 1
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4.1添加课程资料 19
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4.1.2添加项目 21
4.1.3添加外部链接 22
4.2管理课程资源 23
4.3创建讨论模块 24
4.3.1添加讨论版 24
4.3.2添加话题 26
4.4建立三维打印课程 27
4.4.1设置课程名称 27
4.4.2 添加课程菜单 28
4.4.3课程简介模块内容添加 29
4.4.4教学课件内容添加 30
4.4.5拓展资源模块内容添加 32
结束语 34
致 谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1 3D打印技术概述
3D打印（Three Dimensional Printing，3DP）是一个通俗、形象的名词概念，在学术界一般又称之为三维打印、増材制造、快速成型等。3D打印的过程就像我们人类盖房子一样，把成型材料一层一层地堆积起来逐渐形成有一定形状的三维物体，这就是离散——迭加成型原理，它是把三维数字化CAD模型文件导入到打印机软件中，控制打印材料逐层地堆积出三维实物的一种先进制造技术。
3D打印带来了世界性的制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现颠覆了这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不需要再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。
3D打印工艺有多种，一般按成型方法分类，可分为以下几类：基于紫外光源和光敏树脂固化的成型技术，如：光固化成型、数字光处理成型、微光造型，连续液面制造等；采用薄片材料切割迭加的成型技术，如采用PVC薄膜或纸质薄片的迭层实体制造，采用超声波焊接方法制作金属零件的超声波增材制造等；采用高功率激光器加热材料的成型技术，如选择性激光烧结；采用材料挤出成型的技术，如塑料丝材加热挤出成型的熔融沉积制造，混凝土挤出成型的建筑打印等；基于数字微喷方法的成型技术，如：三维印刷成型等。
三维打印技术是世界上最流行的新兴技术之一。它已被广泛应用于工业设计，设备制造，航空航天，电子，生物医学等领域。目前，我国正处于从“产业强国”向“强大的工业国”过渡的关键时期，大力发展立体印刷产业，抓住先进制造业的竞争优势，是提高产品开发水平，提高工业设计能力的有效途径。
1.1.2 网络实验平台开发的必要性
高校作为人才培养的重点对象，在建设创新型国家的战略目标中起着举足轻重的作用。实验教学是高校培养创新人才的重要教学环节，在科学技术史上有着神圣的使命。但是，随着我国高等教育的快速发展，高等教育规模的迅速扩大，学生人数的大幅增加，使得高校实验教学资源越来越紧张，实验教学的发展受到不同程度的影响。同时，现代教育科技和网络技术得到了迅速发展和广泛应用，这为解决高等教育教学资源短缺的问题提供了一个契机。我们需要在建立实验教学和管理网络信息平台方面来进行实践与探索。
传统实验教学的局限性和弊端逐渐显现出来：1.由于时间关系，教师只能检查几个学生的预习状况，大部分学生不理解，这是不可避免的一部分，而不是学生自觉在课前认真预习，可以想象一些学生实验时临时抱佛脚的现象发生；2.实验项目课时紧张，课堂上老师检查预习、讲解实验原理和注意事项需要占用大量的时间，学生在实验前还不熟悉设备，因此，对于实验操作的实时性是十分有限的；3.报名人数激增，但实验室规模并没有成比例的扩大，仪器设备台数也没有大幅度增加，实验室常处于满负荷运转状态；4.由于实验报告通常在实验完成后两周才能返还给学生，虽然有老师的点评，但学生在半个月之后难免对当时的实验情景印象模糊，因此，教师的评语对学生起不到应有的“点拨”作用；5.因为实验只能在实验室进行，因此，由于实验只能在实验室内开展,因此,身在异地如在外地进行实践活动的学生想了解实验情况基本没有机会。其局限性和弊端严重制约了实验教学的良性发展，形成了教学实验发展道路上的障碍，最终影响了实验教学的质量和效果，导致了教师的教学质量低下和学生的学习热情减退和人才培养质量的不可保证等结果。在新时期高等教育的规模不断扩大，整个国家都在倡导创新人才的培养，在这样的环境下要保证实验教学的有效性和人才培养的质量过关，我们必须找到解决上述问题的办法。以优化实验课程建设，推进实验室管理模式改革为突破口，寻找有效途径，即大力推进实验网络平台建设，能够取得良好的效果。
网络实验平台对于提高实验的效率，丰富学生的知识和技能提供了良好的条件。但是配套建设的实验室管理信息也必须跟上，两者都是像火车和铁轨之间的关系，如果没有性能和规格与之相配的铁轨但同时这也是对用户的一种考验，有助于锻炼用户的自我约束力和良好的自学能力，选择最适合自己的资源，并将这一优点发挥到极致。
网络实验平台的开发，其快速，方便，经济的优势得到了教师和学生的一致欢迎。如何保证操作平台的高效高质，这就需要开发出最适合网络平台的先进技术，网络实验平台的最终任务就是在教师教与学生学之间搭建坚实桥梁，实现“教学”的有机结合。网络教学具有广阔的发展潜力和市场前景，合理开发和利用网络平台进行工作和学习是非常重要的课题。网络实验教学的开放性使许多用户受益匪浅，丰富多彩的网络资源取之不尽、用之不竭，这也就是用户测试，但同时这也是对用户的一种考验，有助于锻炼用户的自我约束力和良好的自学能力，选择最适合自己的资源，并将这一优点发挥到极致。
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