《3D打印与制造》课程标准.doc
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《3D打印与制造》课程标准
1课程信息
课程代码
开设学期
第五学期
学分/学时
3学分/48学时
适用专业
产品艺术设计
合作开发企业
编制人
林文渊
2课程性质与定位
《3D打印与制造》是产品艺术设计专业开设的一门专业拓展课之一，也是一门实践性较强的技术课，是培养工业设计行业专门从事产品造型，产品艺术设计的三维模型设计与制作，3D打印与制造即快速成型技术的一种，它是一种以3D数字模型为基础，通过逐层打印可粘平台的材料（包括塑料、金属、生物材料等）方式来构造物体的技术，3D打印已在科研、教育、制造等行业得到越来越多应用。
为从事创造性工作奠定基础。
本课程本着满足学生个性化发展的需要，融合本校办学理念和传统文化。
旨在通过学生对世界制造业领域正在迅速发展的“具有工业革命意义的制造技术（3D打印技术）”的学习与实践；在“挥动想象的翅膀”的过程中，体验创意的神奇和伟大；快速提高学生的空间思维能力和创造力；提高学生参与社会实践活动的积极性与合作、协调能力。
同时也初步体会3D制造技术将给社会带来的社会伦理困境。
3课程目标
典型工作任务描述（职业行动领域）
基于工作过程确立课程标准，按项目组织整合课程内容；以校企合作，工学结合为平台，以案例教学为途径，倾力打造本课程。
将产品设计与计算机绘图有机地结合在一起，以职业能力和职业素质培养为主线组织教学内容；本课程主要采用北京太尔时代科技有限公司的UPPlus和青岛AOD3D打印机作为课程实验配套工具，并配合我院的专业特色专门开发的教材和课件，采用基于项目教学形式，可以作为独立的校本专业拓展课程，也可以将设计项目融入通用拓展课程是集相关行业工程技术应用型人才的知识结构和能力结构的重要组成部分。
加强实践教学环节，增加实训学时，少讲多练，提高学生应用软件进行产品设计与3D打印、加工的能力。
加强实践案例教学，充分利用校内计算机实训室，加大实践课时，进行教师现场辅导，师生互动交流；明确培养目标，加强上机训练、为就业拓宽一条渠道。
课程目标
1、能力目标：
阅读分析产品快速表现图纸、产品草绘结构及产品相关零件图；提升学生的设计空间的想象能力；产品设计出图能力；能完成不同软件间的文件交换与共享。
2、知识目标：
掌握基于特征的产品设计结构部件的建模方法，掌握三维实体造型、建模、曲面设计打印与制造工艺。
3、素质目标：
通过学习完本课程，达到培养学生独立分析问题，解决问题的能力；拥有实事求是的学风和创新精神；具有培养良好的协作精神。
4学习任务（情境）
本课程注重以学生的设计制作应用能力作为课程考核的关键内容，并结合学生的设计表述与沟通能力进行考核。
考核以学生课程中设计制作的作品作为主要考核依据，注重职业能力的培养。
所以考核为过程性考核。
考核内容包括平时成绩、项目设计成绩综合评定，平时成绩包括平时出勤、课堂表现（纪律、学习态度、回答问题等）、职业素质（严谨求实善于交流、吃苦耐劳、团队意识）。
项目设计成绩（平时作业完成情况、创新思维），最后成绩评定均按百分制，将各项成绩分别乘以其权重系数（平时成绩40%、项目设计成绩60%）汇总得到每个学生该门课程的成绩。
2、考核标准
建立理论与实际并重的课程考核体系，考核标准以体现职业能力为核心。
平时成绩考核内容及评分标准
序号
考核项目内容
评分标准
权重
得分（百分制）
平时成绩考核
1
平时出勤情况
有无旷课和迟到情况。
40%
40
2
课堂表现
是否认真听讲与学习，是否积极参与课堂讨论，无睡觉、讲话、打游戏和上网情况。
30%
30
3
职业素质
严谨求实善于交流、吃苦耐劳、团队意识、分析问题、知识应用能力。
30%
30
总分
百分制
100
序号
任务（情境）
主要内容
虚拟或真实项目
课时分配
1
3D打印技术的原理
FDM原理、打印机机电系统组成、打印材料
打印软件、CAD软件简介、CAD-STL数据转换
软件安装
工具箱相关应用
各类工具配套实例
4学时
2
3DCAD软件应用
草图绘制、拉伸、放样、扫描等特征建立、草图、约束
1、各类工具配套实例绘制
4学时
3
曲面与实体混合建模
几何变换、布尔运算、曲面裁剪、过渡、装配
1、基本特征创建（拉伸实体材料与移除编辑应用）
8学时
4
设计结果的表达
三视图、自动生成三视图、模型渲染设计、仿真动画
基准特征的创建-旋转特征
案例制作实例—六角螺杆
8学时
5
设计作品递交及检查
要求提交个人或小组创意设计模型，由老师组织评比及分析，为后面进入3D打印阶段准备条件打印数据的检查与处理
进入3D打印阶段准备条件打印数据的检查与处理
4学时
6
打印数据的检查与处理
1、STL数据水密性、流行格式检查，软件的自动修复应用，打印工艺优化（支撑、壳、填充方式的优化）
软件的自动修复应用，打印工艺优化（支撑、壳、填充方式的优化）
12学时
7
逆向设计应用
1、三维扫描原理、扫描仪操作、曲面重构、打印数据处理
1、三维扫描原理、扫描仪操作、曲面重构、打印数据处理
12学时
8
3D打印作品的后处理
1、打印作品的上色、修磨、装配，或丙酮熏蒸
1、打印作品的上色、修磨、装配，或丙酮熏蒸
4学时
9
课程结业
可以采取集中展示作品，由师生共同评价作品或者在微信公总号平台网上展示作品，采用开放式评价制度，不建议用考试方式给学生评分
可以采取集中展示作品，由师生共同评价作品或者在微信公总号平台网上展示作品，采用开放式评价制度，不建议用考试方式给学生评分
4学时
5课程教学资源与保障
1、教学理念
在教学过程中，小班教学，分组辅导，逐一引导遵循以下原则：
理论引导、讲练结合
能力本位、项目实践
分组辅导、小班教学
校企合作、产教结合
2、教学过程
首先在理论教学上，认真备课，选用最新教材及有关参考资料．不断修改和补充教案，并布置适当数量的作业以巩固讲授内容，在讲解中反映最新设计动态。
选用实例及室内设计的典型参观，并给学生现场讲授，针对实例，增强感性认识，扩大神野，理论联系实际，课后认真批改作业，不定期辅导答疑．
其次在实践教学中，安排同学进行市场调研，了解最新的室内装饰用材，到实地参观学习，实地测量，并通过手工绘图，电脑绘图来提高学生的动手能力和图纸表现的能力，并且结合空间造型设计进行模型制作练习。
使室内设计经过手工草图创意设计、计算机辅助设计、模型制作、实物产品的完整流程，模型的制作过程，可以和方案设计过程配合起来进行，用模型来帮助设计，一方面能培养学生的想象力和创造力，另一方面，有助于学生设计方案的形成。
最后在学生完成全部设计内容后，进行综合点评。
3、课程教学方法和手段
在教学中开展因材施教,在教学方法上采用项目制教学、实践教学、事实教学等多种教学模式。
教学方法
项目引导制教学——设计类专业本身就是一个实践性非常强的专业。
一个只有理论知识而没有实际设计能力的学生是无法在如今激烈的市场竞争中立足的。
在教学中把实际项目通过简化、补充、完善等方法来适应、满足教学要求，从而全面培养学生的实际动手能力；
设计现场体验教学法——在教学过程中有计划地安排同学到实地参观学习，实地测量，绘图，把课堂从学校搬进工地，在实地训练中应用理论知识，围绕实际课题开展有针对性的理论教学；利用实际工地的学习环境，激发学生学习专业知识与技能的动力，启发学生对专业理论认知的兴趣，取得了明显的教学效果；
设计方案讲练结合教学法——将优秀实际案例引入教材、教学体系中，每个重要知识点均与实际应用结合起来，融合创新思维培养、团队学习方式、实践案例教学于课程教学中。
答辩、交流式——对学生课程设计的指导，采用互动的课堂教学形式：
首先学生自己讲解设计思路与设计创新，再由老师和同学共同探讨或是提问。
在答辩的过程中，锻炼了同学的语言组织能力和随机应变能力，考核了同学的专业知识面，使同学认识自己专业知识的不足之处，明确努力方向；
事实课堂教育——联系往届事业有成的毕业生，到班级进行交流，谈自己毕业后的事业、为人处世、以及成功的案例等，使学生明白在学校学好专业、学会做人、培养自身素质的重要性；
“实战课堂”——同学的实践课堂；通过对外的技术服务，促进专业教学与同学实践的能力。
6课程考核
【说明：
从专业技能、方法能力与社会能力或者从知识、技能、态度三方面寻找指标，关注学习者的个体差异；课程考核评价方式一般采用结果考核、过程+结果考核和完全过程考核等三种，提倡采用过程+结果考核和完全过程考核评价方式；明确各学习项目成绩构成及所占比例，可采用如项目作业、提交作品、调查报告、策划方案等灵活多样的形式进行。
】
考核项目
考核点
考核标准
所占比例（%）
备注
3D打印技术的原理
FDM原理、打印机机电系统组成、打印材料，打印软件、CAD软件简介、CAD-STL数据转换
绘制熟练程度
10%
3DCAD软件应用
草图绘制、拉伸、放样、扫描等特征建立、草图、约束
绘制熟练程度
20%
曲面与实体混合建模
几何变换、布尔运算、曲面裁剪、过渡、装配
绘制熟练程度，数据标准程度
20%
设计结果的表达
三视图、自动生成三视图、模型渲染设计、仿真动画
绘制熟练程度、标准件的完整度、精确度
15%
设计作品递交及检查
要求提交个人或小组创意设计模型，由老师组织评比及分析，为后面进入3D打印阶段准备条件打印数据的检查与处理
绘制熟练程度、标准件的完整度、精确度
15%
打印数据的检查与处理
1STL数据水密性、流行格式检查，软件的自动修复应用，打印工艺优化（支撑、壳、填充方式的优化）
绘制熟练程度、标准件的完整度、精确度
20%
7教学实施建议
“实战课堂”——同学的实践课堂；通过对外的技术服务，促进专业教学与同学实践的能力。
1、多媒体教学：
利用视听媒体，将抽象的教学内容，采用图片、录像、动画等方式形象的演示出来。
2、网络教学：
进行网络资料搜集并推荐相关网站的链接，布置相应的作业、思考题及实践项目。
利用网络，回答学生提出的问题，学生通过网络提交作业，教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。
3、以赛促学：
收集行业竞赛信息组织参赛，通过形式多样丰富多彩的设计竞赛活动，提高了学生对本课程的学习兴趣，加深了学生对知识理解和掌握
4、上机操作：
有选择性地布置一些思考题和实训题，强化学生加强课内外上机练习，掌握基本操作技能。
通过多种教学方法和教学手段的灵活运用，将抽象的问题具体化、形象化，将理论分析与应用相结合，以学生为中心，以能力为本位，以解决实际项目问题为学习目标，让学生在“学中做”、“做中学”，将课堂理论教学、工地现场教学、实训基地实际操作、设计大赛、技术服务全部贯穿于教学之中，构成一个校企合作、产学研结合的现代教学链，形成培养学生创新性和应用性的课程教学体系。
8 其他说明
排版要求：
（1）页面设置：
纸型：
A4；页边距：
上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2.5cm。
（2）数字-黑体、小一号字，标题-黑体、三号字，正文-宋体、五号字；标点符号在全角状态下录入。
（3）正文行间距设为1.5倍行距，段前段后间距均设为0。
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