大學(xué)《3D打印與制造》課程標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)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(shí)	3學(xué)分/48學(xué)時(shí)	適用專業(yè)	產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)
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(jì)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)拓展課之一，也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)課，是培養(yǎng)工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)專門從事產(chǎn)品造型，產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)的三維模型設(shè)計(jì)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(tái)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(gè)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(duì)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(shí)踐；在“揮動(dòng)想象的翅膀”的過程中，體驗(yàn)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(huì)實(shí)踐活動(dòng)的積極性與合作、協(xié)調(diào)能力。同時(shí)也初步體會(huì)3D制造技術(shù)將給社會(huì)帶來的社會(huì)倫理困境。

3課程目標(biāo)

典型工作任務(wù)描述（職業(yè)行動(dòng)領(lǐng)域）

基于工作過程確立課程標(biāo)準(zhǔn)，按項(xiàng)目組織整合課程內(nèi)容；以校企合作，工學(xué)結(jié)合為平臺(tái)，以案例教學(xué)為途徑，傾力打造本課程。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)繪圖有機(jī)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(shí)代科技有限公司的UP Plus和青島AOD 3D打印機(jī)作為課程實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目教學(xué)形式，可以作為獨(dú)立的校本專業(yè)拓展課程，也可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)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(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。    加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)，少講多練，提高學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與3D打印、加工的能力。加強(qiáng)實(shí)踐案例教學(xué)，充分利用校內(nèi)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，加大實(shí)踐課時(shí)，進(jìn)行教師現(xiàn)場輔導(dǎo)，師生互動(dòng)交流；明確培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)上機(jī)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(jì)空間的想象能力；產(chǎn)品設(shè)計(jì)出圖能力；能完成不同軟件間的文件交換與共享。    2、知識(shí)目標(biāo)：掌握基于特征的產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)部件的建模方法，掌握三維實(shí)體造型、建模、曲面設(shè)計(jì)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(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題，解決問題的能力；擁有實(shí)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(jì)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(jì)表述與溝通能力進(jìn)行考核�？己艘詫W(xué)生課程中設(shè)計(jì)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(shí)成績、項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績綜合評(píng)定，平時(shí)成績包括平時(shí)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(shí)善于交流、吃苦耐勞、團(tuán)隊(duì)意識(shí)）。項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績（平時(shí)作業(yè)完成情況、創(chuàng)新思維），最后成績?cè)u(píng)定均按百分制，將各項(xiàng)成績分別乘以其權(quán)重系數(shù)（平時(shí)成績40%、項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績60%）匯總得到每個(gè)學(xué)生該門課程的成績。

2、考核標(biāo)準(zhǔn)

建立理論與實(shí)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(shí)成績考核內(nèi)容及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)		考核項(xiàng)目內(nèi)容	評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)	權(quán)重	得分（百分制）
平時(shí)成績考核	1	平時(shí)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(shí)善于交流、吃苦耐勞、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、分析問題、知識(shí)應(yīng)用能力。	30%	30
總  分			百分制	100

序號(hào)	任務(wù)（情境）	主要內(nèi)容	虛擬或真實(shí)項(xiàng)目	課時(shí)分配
1	3D打印技術(shù)的原理	FDM原理、打印機(jī)機(jī)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(shí)例	4學(xué)時(shí)
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(shí)例繪制	4學(xué)時(shí)
3	曲面與實(shí)體混合建模	幾何變換、布爾運(yùn)算、曲面裁剪、過渡、裝配	1、基本特征創(chuàng)建(拉伸實(shí)體材料與移除編輯應(yīng)用)	8學(xué)時(shí)
4	設(shè)計(jì)結(jié)果的表達(dá)	三視圖、自動(dòng)生成三視圖、模型渲染設(shè)計(jì)、仿真動(dòng)畫	基準(zhǔn)特征的創(chuàng)建-旋轉(zhuǎn)特征    案例制作實(shí)例—六角螺桿	8學(xué)時(shí)
5	設(shè)計(jì)作品遞交及檢查	要求提交個(gè)人或小組創(chuàng)意設(shè)計(jì)模型，由老師組織評(píng)比及分析，為后面進(jìn)入3D打印階段準(zhǔn)備條件打印數(shù)據(jù)的檢查與處理	進(jìn)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(shí)
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(dòng)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(dòng)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(shí)
7	逆向設(shè)計(jì)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(shí)
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(shí)
9	課程結(jié)業(yè)	可以采取集中展示作品，由師生共同評(píng)價(jià)作品或者在微信公總號(hào)平臺(tái)網(wǎng)上展示作品，采用開放式評(píng)價(jià)制度，不建議用考試方式給學(xué)生評(píng)分	可以采取集中展示作品，由師生共同評(píng)價(jià)作品或者在微信公總號(hào)平臺(tái)網(wǎng)上展示作品，采用開放式評(píng)價(jià)制度，不建議用考試方式給學(xué)生評(píng)分	4學(xué)時(shí)

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(xiàng)目實(shí)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(bǔ)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(jì)動(dòng)態(tài)。選用實(shí)例及室內(nèi)設(shè)計(jì)的典型參觀，并給學(xué)生現(xiàn)場講授，針對(duì)實(shí)例，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大神野，理論聯(lián)系實(shí)際，課后認(rèn)真批改作業(yè)，不定期輔導(dǎo)答疑．

其次在實(shí)踐教學(xué)中，安排同學(xué)進(jìn)行市場調(diào)研，了解最新的室內(nèi)裝飾用材，到實(shí)地參觀學(xué)習(xí)，實(shí)地測量，并通過手工繪圖，電腦繪圖來提高學(xué)生的動(dòng)手能力和圖紙表現(xiàn)的能力，并且結(jié)合空間造型設(shè)計(jì)進(jìn)行模型制作練習(xí)。使室內(nèi)設(shè)計(jì)經(jīng)過手工草圖創(chuàng)意設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模型制作、實(shí)物產(chǎn)品的完整流程，模型的制作過程，可以和方案設(shè)計(jì)過程配合起來進(jìn)行，用模型來幫助設(shè)計(jì)，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(jì)方案的形成。

最后在學(xué)生完成全部設(shè)計(jì)內(nèi)容后，進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)。

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(xiàng)目制教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、事實(shí)教學(xué)等多種教學(xué)模式。

教學(xué)方法
　　項(xiàng)目引導(dǎo)制教學(xué)——設(shè)計(jì)類專業(yè)本身就是一個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)。一個(gè)只有理論知識(shí)而沒有實(shí)際設(shè)計(jì)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(shí)際項(xiàng)目通過簡化、補(bǔ)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(shí)際動(dòng)手能力；
  設(shè)計(jì)現(xiàn)場體驗(yàn)教學(xué)法——在教學(xué)過程中有計(jì)劃地安排同學(xué)到實(shí)地參觀學(xué)習(xí)，實(shí)地測量，繪圖，把課堂從學(xué)校搬進(jìn)工地，在實(shí)地訓(xùn)練中應(yīng)用理論知識(shí)，圍繞實(shí)際課題開展有針對(duì)性的理論教學(xué)；利用實(shí)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(shí)與技能的動(dòng)力，啟發(fā)學(xué)生對(duì)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(jì)方案講練結(jié)合教學(xué)法——將優(yōu)秀實(shí)際案例引入教材、教學(xué)體系中，每個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)均與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，融合創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式、實(shí)踐案例教學(xué)于課程教學(xué)中。

答辯、交流式——對(duì)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，采用互動(dòng)的課堂教學(xué)形式：首先學(xué)生自己講解設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)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(jī)應(yīng)變能力，考核了同學(xué)的專業(yè)知識(shí)面，使同學(xué)認(rèn)識(shí)自己專業(yè)知識(shí)的不足之處，明確努力方向；
  事實(shí)課堂教育——聯(lián)系往屆事業(yè)有成的畢業(yè)生，到班級(jí)進(jìn)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(huì)做人、培養(yǎng)自身素質(zhì)的重要性；
  “實(shí)戰(zhàn)課堂”——同學(xué)的實(shí)踐課堂；通過對(duì)外的技術(shù)服務(wù)，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)與同學(xué)實(shí)踐的能力。

6課程考核

【說明：從專業(yè)技能、方法能力與社會(huì)能力或者從知識(shí)、技能、態(tài)度三方面尋找指標(biāo)，關(guān)注學(xué)習(xí)者的個(gè)體差異；課程考核評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方式；明確各學(xué)習(xí)項(xiàng)目成績構(gòu)成及所占比例，可采用如項(xiàng)目作業(yè)、提交作品、調(diào)查報(bào)告、策劃方案等靈活多樣的形式進(jìn)行�！�

考核項(xiàng)目	考核點(diǎn)	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(jī)機(jī)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(shí)體混合建模	幾何變換、布爾運(yùn)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(jì)結(jié)果的表達(dá)	三視圖、自動(dòng)生成三視圖、模型渲染設(shè)計(jì)、仿真動(dòng)畫	繪制熟練程度、標(biāo)準(zhǔn)件的完整度、精確度	15%
設(shè)計(jì)作品遞交及檢查	要求提交個(gè)人或小組創(chuàng)意設(shè)計(jì)模型，由老師組織評(píng)比及分析，為后面進(jìn)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(dòng)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(shí)施建議

     “實(shí)戰(zhàn)課堂”——同學(xué)的實(shí)踐課堂；通過對(duì)外的技術(shù)服務(wù)，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)與同學(xué)實(shí)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(dòng)畫等方式形象的演示出來。

2、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)： 進(jìn)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(shí)踐項(xiàng)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(jì)競賽活動(dòng)，提高了學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)理解和掌握

4、上機(jī)操作：
有選擇性地布置一些思考題和實(shí)訓(xùn)題，強(qiáng)化學(xué)生加強(qiáng)課內(nèi)外上機(jī)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(yùn)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(shí)際項(xiàng)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(shí)訓(xùn)基地實(shí)際操作、設(shè)計(jì)大賽、技術(shù)服務(wù)全部貫穿于教學(xué)之中，構(gòu)成一個(gè)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(hào)字，標(biāo)題-黑體、三號(hào)字，正文-宋體、五號(hào)字；標(biāo)點(diǎn)符號(hào)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。