大學(xué)《3D打印與制造》課程標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計專業(yè)

《3D打印與制造》課程標(biāo)準(zhǔn)

1課程信息

課程代碼		開設(shè)學(xué)期	第五學(xué)期
學(xué)分/學(xué)時	3學(xué)分/48學(xué)時	適用專業(yè)	產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計
合作開發(fā)企業(yè)		編制人	林文淵

2課程性質(zhì)與定位

《3D打印與制造》是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)拓展課之一，也是一門實踐性較強的技術(shù)課，是培養(yǎng)工業(yè)設(shè)計行業(yè)專門從事產(chǎn)品造型，產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計的三維模型設(shè)計與制作，3D打印與制造即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以3D數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過逐層打印可粘平臺的材料(包括塑料、金屬、生物材料等)方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，3D打印已在科研、教育、制造等行業(yè)得到越來越多應(yīng)用。為從事創(chuàng)造性工作奠定基礎(chǔ)。

本課程本著滿足學(xué)生個性化發(fā)展的需要，融合本校辦學(xué)理念和傳統(tǒng)文化。旨在通過學(xué)生對世界制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)（3D打印技術(shù)）”的學(xué)習(xí)與實踐；在“揮動想象的翅膀”的過程中，體驗創(chuàng)意的神奇和偉大；快速提高學(xué)生的空間思維能力和創(chuàng)造力；提高學(xué)生參與社會實踐活動的積極性與合作、協(xié)調(diào)能力。同時也初步體會3D制造技術(shù)將給社會帶來的社會倫理困境。

3課程目標(biāo)

典型工作任務(wù)描述（職業(yè)行動領(lǐng)域）

基于工作過程確立課程標(biāo)準(zhǔn)，按項目組織整合課程內(nèi)容；以校企合作，工學(xué)結(jié)合為平臺，以案例教學(xué)為途徑，傾力打造本課程。將產(chǎn)品設(shè)計與計算機繪圖有機地結(jié)合在一起，以職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為主線組織教學(xué)內(nèi)容；本課程主要采用北京太爾時代科技有限公司的UP Plus和青島AOD 3D打印機作為課程實驗配套工具，并配合我院的專業(yè)特色專門開發(fā)的教材和課件，采用基于項目教學(xué)形式，可以作為獨立的校本專業(yè)拓展課程，也可以將設(shè)計項目融入通用拓展課程是集相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用型人才的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。    加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加實訓(xùn)學(xué)時，少講多練，提高學(xué)生應(yīng)用軟件進行產(chǎn)品設(shè)計與3D打印、加工的能力。加強實踐案例教學(xué)，充分利用校內(nèi)計算機實訓(xùn)室，加大實踐課時，進行教師現(xiàn)場輔導(dǎo)，師生互動交流；明確培養(yǎng)目標(biāo)，加強上機訓(xùn)練、為就業(yè)拓寬一條渠道。

課程目標(biāo)

1、能力目標(biāo)：閱讀分析產(chǎn)品快速表現(xiàn)圖紙、產(chǎn)品草繪結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品相關(guān)零件圖；提升學(xué)生的設(shè)計空間的想象能力；產(chǎn)品設(shè)計出圖能力；能完成不同軟件間的文件交換與共享。    2、知識目標(biāo)：掌握基于特征的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)部件的建模方法，掌握三維實體造型、建模、曲面設(shè)計打印與制造工藝。    3、素質(zhì)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)完本課程，達到培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題，解決問題的能力；擁有實事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新精神；具有培養(yǎng)良好的協(xié)作精神。

4學(xué)習(xí)任務(wù)（情境）

本課程注重以學(xué)生的設(shè)計制作應(yīng)用能力作為課程考核的關(guān)鍵內(nèi)容，并結(jié)合學(xué)生的設(shè)計表述與溝通能力進行考核?？己艘詫W(xué)生課程中設(shè)計制作的作品作為主要考核依據(jù)，注重職業(yè)能力的培養(yǎng)。所以考核為過程性考核?？己藘?nèi)容包括平時成績、項目設(shè)計成績綜合評定，平時成績包括平時出勤、課堂表現(xiàn)（紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、回答問題等）、職業(yè)素質(zhì)（嚴(yán)謹(jǐn)求實善于交流、吃苦耐勞、團隊意識）。項目設(shè)計成績（平時作業(yè)完成情況、創(chuàng)新思維），最后成績評定均按百分制，將各項成績分別乘以其權(quán)重系數(shù)（平時成績40%、項目設(shè)計成績60%）匯總得到每個學(xué)生該門課程的成績。

2、考核標(biāo)準(zhǔn)

建立理論與實際并重的課程考核體系，考核標(biāo)準(zhǔn)以體現(xiàn)職業(yè)能力為核心。

平時成績考核內(nèi)容及評分標(biāo)準(zhǔn)

序號		考核項目內(nèi)容	評分標(biāo)準(zhǔn)	權(quán)重	得分（百分制）
平時成績考核	1	平時出勤情況	有無曠課和遲到情況。	40%	40
	2	課堂表現(xiàn)	是否認(rèn)真聽講與學(xué)習(xí)，是否積極參與課堂討論，無睡覺、講話、打游戲和上網(wǎng)情況。	30%	30
	3	職業(yè)素質(zhì)	嚴(yán)謹(jǐn)求實善于交流、吃苦耐勞、團隊意識、分析問題、知識應(yīng)用能力。	30%	30
總  分			百分制	100

序號	任務(wù)（情境）	主要內(nèi)容	虛擬或真實項目	課時分配
1	3D打印技術(shù)的原理	FDM原理、打印機機電系統(tǒng)組成、打印材料    打印軟件、CAD軟件簡介、CAD-STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換	軟件安裝    工具箱相關(guān)應(yīng)用    各類工具配套實例	4學(xué)時
2	3DCAD軟件應(yīng)用	草圖繪制、拉伸、放樣、掃描等特征建立、草圖、約束	1、各類工具配套實例繪制	4學(xué)時
3	曲面與實體混合建模	幾何變換、布爾運算、曲面裁剪、過渡、裝配	1、基本特征創(chuàng)建(拉伸實體材料與移除編輯應(yīng)用)	8學(xué)時
4	設(shè)計結(jié)果的表達	三視圖、自動生成三視圖、模型渲染設(shè)計、仿真動畫	基準(zhǔn)特征的創(chuàng)建-旋轉(zhuǎn)特征    案例制作實例—六角螺桿	8學(xué)時
5	設(shè)計作品遞交及檢查	要求提交個人或小組創(chuàng)意設(shè)計模型，由老師組織評比及分析，為后面進入3D打印階段準(zhǔn)備條件打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	進入3D打印階段準(zhǔn)備條件打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	4學(xué)時
6	打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	1、STL數(shù)據(jù)水密性、流行格式檢查，軟件的自動修復(fù)應(yīng)用，打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)	軟件的自動修復(fù)應(yīng)用，打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)	12學(xué)時
7	逆向設(shè)計應(yīng)用	1、三維掃描原理、掃描儀操作、曲面重構(gòu)、打印數(shù)據(jù)處理	1、三維掃描原理、掃描儀操作、曲面重構(gòu)、打印數(shù)據(jù)處理	12學(xué)時
8	3D打印作品的后處理	1、打印作品的上色、修磨、裝配，或丙酮熏蒸	1、打印作品的上色、修磨、裝配，或丙酮熏蒸	4學(xué)時
9	課程結(jié)業(yè)	可以采取集中展示作品，由師生共同評價作品或者在微信公總號平臺網(wǎng)上展示作品，采用開放式評價制度，不建議用考試方式給學(xué)生評分	可以采取集中展示作品，由師生共同評價作品或者在微信公總號平臺網(wǎng)上展示作品，采用開放式評價制度，不建議用考試方式給學(xué)生評分	4學(xué)時

5課程教學(xué)資源與保障

1、教學(xué)理念
在教學(xué)過程中，小班教學(xué)，分組輔導(dǎo)，逐一引導(dǎo)遵循以下原則：
理論引導(dǎo)、講練結(jié)合
能力本位、項目實踐
分組輔導(dǎo)、小班教學(xué)
校企合作、產(chǎn)教結(jié)合

2、教學(xué)過程

首先在理論教學(xué)上，認(rèn)真?zhèn)湔n，選用最新教材及有關(guān)參考資料．不斷修改和補充教案，并布置適當(dāng)數(shù)量的作業(yè)以鞏固講授內(nèi)容，在講解中反映最新設(shè)計動態(tài)。選用實例及室內(nèi)設(shè)計的典型參觀，并給學(xué)生現(xiàn)場講授，針對實例，增強感性認(rèn)識，擴大神野，理論聯(lián)系實際，課后認(rèn)真批改作業(yè)，不定期輔導(dǎo)答疑．

其次在實踐教學(xué)中，安排同學(xué)進行市場調(diào)研，了解最新的室內(nèi)裝飾用材，到實地參觀學(xué)習(xí)，實地測量，并通過手工繪圖，電腦繪圖來提高學(xué)生的動手能力和圖紙表現(xiàn)的能力，并且結(jié)合空間造型設(shè)計進行模型制作練習(xí)。使室內(nèi)設(shè)計經(jīng)過手工草圖創(chuàng)意設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、模型制作、實物產(chǎn)品的完整流程，模型的制作過程，可以和方案設(shè)計過程配合起來進行，用模型來幫助設(shè)計，一方面能培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，另一方面，有助于學(xué)生設(shè)計方案的形成。

最后在學(xué)生完成全部設(shè)計內(nèi)容后，進行綜合點評。

3、課程教學(xué)方法和手段

在教學(xué)中開展因材施教,在教學(xué)方法上采用項目制教學(xué)、實踐教學(xué)、事實教學(xué)等多種教學(xué)模式。

教學(xué)方法
　　項目引導(dǎo)制教學(xué)——設(shè)計類專業(yè)本身就是一個實踐性非常強的專業(yè)。一個只有理論知識而沒有實際設(shè)計能力的學(xué)生是無法在如今激烈的市場競爭中立足的。在教學(xué)中把實際項目通過簡化、補充、完善等方法來適應(yīng)、滿足教學(xué)要求，從而全面培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力；
  設(shè)計現(xiàn)場體驗教學(xué)法——在教學(xué)過程中有計劃地安排同學(xué)到實地參觀學(xué)習(xí)，實地測量，繪圖，把課堂從學(xué)校搬進工地，在實地訓(xùn)練中應(yīng)用理論知識，圍繞實際課題開展有針對性的理論教學(xué)；利用實際工地的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識與技能的動力，啟發(fā)學(xué)生對專業(yè)理論認(rèn)知的興趣，取得了明顯的教學(xué)效果；

設(shè)計方案講練結(jié)合教學(xué)法——將優(yōu)秀實際案例引入教材、教學(xué)體系中，每個重要知識點均與實際應(yīng)用結(jié)合起來，融合創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團隊學(xué)習(xí)方式、實踐案例教學(xué)于課程教學(xué)中。

答辯、交流式——對學(xué)生課程設(shè)計的指導(dǎo)，采用互動的課堂教學(xué)形式：首先學(xué)生自己講解設(shè)計思路與設(shè)計創(chuàng)新，再由老師和同學(xué)共同探討或是提問。在答辯的過程中，鍛煉了同學(xué)的語言組織能力和隨機應(yīng)變能力，考核了同學(xué)的專業(yè)知識面，使同學(xué)認(rèn)識自己專業(yè)知識的不足之處，明確努力方向；
  事實課堂教育——聯(lián)系往屆事業(yè)有成的畢業(yè)生，到班級進行交流，談自己畢業(yè)后的事業(yè)、為人處世、以及成功的案例等，使學(xué)生明白在學(xué)校學(xué)好專業(yè)、學(xué)會做人、培養(yǎng)自身素質(zhì)的重要性；
  “實戰(zhàn)課堂”——同學(xué)的實踐課堂；通過對外的技術(shù)服務(wù)，促進專業(yè)教學(xué)與同學(xué)實踐的能力。

6課程考核

【說明：從專業(yè)技能、方法能力與社會能力或者從知識、技能、態(tài)度三方面尋找指標(biāo)，關(guān)注學(xué)習(xí)者的個體差異；課程考核評價方式一般采用結(jié)果考核、過程+結(jié)果考核和完全過程考核等三種，提倡采用過程+結(jié)果考核和完全過程考核評價方式；明確各學(xué)習(xí)項目成績構(gòu)成及所占比例，可采用如項目作業(yè)、提交作品、調(diào)查報告、策劃方案等靈活多樣的形式進行?！?/div>

考核項目	考核點	考核標(biāo)準(zhǔn)	所占比例（%）	備注
3D打印技術(shù)的原理	FDM原理、打印機機電系統(tǒng)組成、打印材料，打印軟件、CAD軟件簡介、CAD-STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換	繪制熟練程度	10%
3DCAD軟件應(yīng)用	草圖繪制、拉伸、放樣、掃描等特征建立、草圖、約束	繪制熟練程度	20%
曲面與實體混合建模	幾何變換、布爾運算、曲面裁剪、過渡、裝配	繪制熟練程度，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程度	20%
設(shè)計結(jié)果的表達	三視圖、自動生成三視圖、模型渲染設(shè)計、仿真動畫	繪制熟練程度、標(biāo)準(zhǔn)件的完整度、精確度	15%
設(shè)計作品遞交及檢查	要求提交個人或小組創(chuàng)意設(shè)計模型，由老師組織評比及分析，為后面進入3D打印階段準(zhǔn)備條件打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	繪制熟練程度、標(biāo)準(zhǔn)件的完整度、精確度	15%
打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	1STL數(shù)據(jù)水密性、流行格式檢查，軟件的自動修復(fù)應(yīng)用，打印工藝優(yōu)化(支撐、殼、填充方式的優(yōu)化)	繪制熟練程度、標(biāo)準(zhǔn)件的完整度、精確度	20%

7教學(xué)實施建議

     “實戰(zhàn)課堂”——同學(xué)的實踐課堂；通過對外的技術(shù)服務(wù)，促進專業(yè)教學(xué)與同學(xué)實踐的能力。

1、多媒體教學(xué)： 利用視聽媒體，將抽象的教學(xué)內(nèi)容，采用圖片、錄像、動畫等方式形象的演示出來。

2、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)： 進行網(wǎng)絡(luò)資料搜集并推薦相關(guān)網(wǎng)站的鏈接，布置相應(yīng)的作業(yè)、思考題及實踐項目。利用網(wǎng)絡(luò)，回答學(xué)生提出的問題，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)提交作業(yè)，教師通過網(wǎng)絡(luò)將批閱后的作業(yè)返回給學(xué)生。

3、以賽促學(xué)：收集行業(yè)競賽信息組織參賽，通過形式多樣豐富多彩的設(shè)計競賽活動，提高了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對知識理解和掌握

4、上機操作：
有選擇性地布置一些思考題和實訓(xùn)題，強化學(xué)生加強課內(nèi)外上機練習(xí)，掌握基本操作技能。

通過多種教學(xué)方法和教學(xué)手段的靈活運用，將抽象的問題具體化、形象化，將理論分析與應(yīng)用相結(jié)合，以學(xué)生為中心，以能力為本位，以解決實際項目問題為學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生在“學(xué)中做”、“做中學(xué)”，將課堂理論教學(xué)、工地現(xiàn)場教學(xué)、實訓(xùn)基地實際操作、設(shè)計大賽、技術(shù)服務(wù)全部貫穿于教學(xué)之中，構(gòu)成一個校企合作、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)鏈，形成培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性和應(yīng)用性的課程教學(xué)體系。

8 其他說明

排版要求：（1）頁面設(shè)置：紙型：A4；頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2.5cm。

（2）數(shù)字-黑體、小一號字，標(biāo)題-黑體、三號字，正文-宋體、五號字；標(biāo)點符號在全角狀態(tài)下錄入。

        （3）正文行間距設(shè)為1.5倍行距，段前段后間距均設(shè)為0。