本项目利用调查研究法，通过调研分析国内外3D打印技术的发展现状，解析研究内容、制定研究目标、优化研究方案、攻克研究难题，完成项目研究实施。其主要工作总结如下：

（1）选取（FDM）熔融沉积成型3D打印技术、（LCD）液晶屏成像原理3D打印技术、胶质体材质3D打印技术3种打印工艺，设计制作了基于FDM技术的单喷头3D打印机、多喷头3D打印机，基于LCD技术的液态光敏树脂光固化3D打印机，可打印巧克力和陶泥的胶质体材质3D打印机。

制作的打印机采用半开放式结构设计，便于受众直面其打印过程，了解打印原理，领会成型方式。它们设计与制作步骤包括：分析原理，设计方案，构建三维样机，购置标准件，自制零件，软件设置，设备组装调试等步骤。

（2）搜集整理与3D打印技术、反求技术、激光加工技术、工匠劳模精神相关的文献资料，以图文结合形式利用PS、PPT等工具构思布局、设计版面，打印制作，完成了6块反映3D打印发展历史的展箱，6块彰显3D工艺加工原理、呈现3D打印技术加工过程的展板，同时也完成了15块激光加工技术展板的制作。3D打印与先进制造文化创意科普长廊是构建科普平台的关键环节，是受众最能直观认识新技术的重要途径，是搭建科学技术推广应用融合发展桥梁纽带。充分利用各展厅的走廊、墙面、窗户等空间区域，创设能反映3D打印与先进制造技术的创意文化走廊。因此本项目根据各展区的空间结构、墙体面积制作了3D打印技术文化墙、劳模工匠文化墙、劳模创新文化墙。最后以项目驱动形式，通过教师指导，学生实践的方式完成了3D打印连环画设计、制做、打印、装订。

（3）搜集整理出学生参加工程训练综合能力创新大赛、教师参加工程技能大赛或教学过程中的3D打印、激光加工作品完成展教品布置。购置了PLA/ABS丝、PVC膜、光敏树脂、巧克力、陶泥等打印耗材，并将其成列在展示区域中。

（4）采用“扩、改、新建”等方式，构建了5个创新实践科普平台：3D打印技术创新实践平台、虚拟仿真创新实践平台、激光加工创新实践平台、场景数字化创新实践平台、三维扫描与反求工程创新实践平台，并在此基础上开拓了9个科普教育展厅：虚拟仿真实训展厅、数字孪生科普展厅、智能制造科普展厅、创新实训数字化科普展厅、数控实训数字化科普展厅、北辰3D打印科普展厅、红桥3D打印科普展厅、三维扫描和反求技术科普创新展厅、激光加工创新实践展厅。

（5）开设《工程训练IB—艺术小台灯》、《激光加工技术》、《数控加工技术》、《工程训练系列课程》—3D打印、激光加工模块等创新实践互动体验课程4门。让学生通过一个产品的设计、制作全过程，了解与体会真实产品从策划、构思、设计、制造及销售的全过程。课程结合激光加工、3D打印、电子技术、钳工装配等教学环节，利用“讲解+演示+动手实践+指导”的综合模式，学习二维平面和三维立体软件的简单应用，学习激光加工设备、3D打印设备和电子仪器仪表设备的简单操作，让学生从查阅资料、构思设计开始、自己动手加工制作等全部过程，培养学生的工程意识和素养。

（6）设计开发了3款工程场景数字化游戏：工测奇险—培养工程测量能力的密室关卡游戏，信息搬运工—基于5G工程技术思想的知识科普类RPG游戏，孤舟—基于3D打印的先进制造技术知识科普解密游戏。工程场景数字化游戏围绕“两化融合”、“数字工匠”、“通专融合”，落实新工科建设与跨学科综合能力培养。以“数字经济”下的工程素养与文化相融为发展宗旨，为高校大学生打造工程实践与创新型互动媒体交叉融合的创新平台，展示数字媒体形态下的工程创新能力，传播工程知识，普及先进技术，促进人才发展。

（7）构建科普教育教师规模约64人，科普教育教师包括实验实训中心创新实践部8名教师，智能制造部3名教师，匠心训练班47名指导教师，项目组成员6名教师。

（8）项目研究期间成功举办了《第一届全国高校教师工程创客教学能力大赛》，该比赛由教育部工程创客教育虚拟教研室主办，河北工业大学承办，来自全国28个省（区、市）的400余名专家、137支教师代表队齐聚津城，共享盛事。其中，项目组成员王明川和郑红伟两名老师参加了“劳动新形态”比赛项目，课程内容为基于榫卯结构的鲁班锁制作，它融合了铣削、3D打印、激光加工等多学科技术。另外，参赛教师和裁判专家也参观了3D打印科普展厅。

（9）项目研究期间，项目组成员多次参与研讨会分享：2021年王明川、马玉琼两位老师参加了高等教育司举办的教育新基建背景下，高校实验室信息化建设暨实验室创新发展研讨会；2021年郑红伟老师参加了高等教育司举办的课程思政与师德师风高级研修班研讨会。另外，项目组成员师占群教授主讲的《工程训练》课程获批第二批国家级一流课程，主编的《工程训练英文简明教程》出版发行。

（10）举办了 “冀”情润“疆”，云播“工程梦”千里入于田、第二届教职工工程技能竞赛、“巾帼心向党，喜迎二十大”三八国际妇女节活动、全国高等学校教师工程创客教学能力大赛、3D打印创新科普教学等10余次科普活动，参加人数不少于5000人次。

（11）王明川、马玉琼两位科普教师指导的3D打印工程场景数字化游戏《孤舟》在第八届河北省工程训练综合能力大赛工程场景数字化赛项中荣获一等奖。

（12）项目组成员马玉琼、郑红伟老师指导学生参加第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛—天津赛区中获二等奖；师占群、王明川老师获第八届智慧教学大赛二等奖；郑红伟、师占群、王明川老师获第八届智慧教学大赛二等奖；王明川、郑红伟、马玉琼老师在河北工业大学第三届课程思政教学设计案例大赛中获二等奖。

（13）发表论文1篇：《3D打印技术融于游戏得探索与实现》。《3D打印技术融于游戏得探索与实现》论文针对目前教育游戏化存在的问题，在分析《工程训练》课程教学内容基础上，提出了将3D打印技术融入游戏的构思，完成了工程知识内涵嵌入教育游戏知识设计，构建了一套基于“两主体，五体系、多层级”的3D打印教育游戏平台，确定了关卡模式，晋级内容，制定了游戏规则和流程，实现了游戏与知识交互应用功效。

联系地址：天津市北辰区西平道5340号河北工业大学实验实训中心