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技工院校3D打印专业课程体系建设

作者:未知

  摘 要 3D打印属于增材制造加工领域的新技术行业,因为其加工适用范围广、材料使用率高、生产周期短被广泛应用于各个领域,企业与市场目前对3D打印技术人才的需求十分迫切,许多职业院校正陆续开设3D打印及相关专业,3D打印技术专业的人才培养模式也处在研究与探索阶段,其中课程体系的建设是最为核心关键的部分。
  关键词 3D打印 课程体系 增材制造
  中图分类号:G718.3 文献标识码:A
  1 3D打印专业人才培养整体目标
  结合企业的需求以及职业教育的特点,3D打印专业开设为五年制高技班的培养模式,培养的人才应当具备产品设计与造型的能力、具备平面设计与工程图制作的能力、具备应用三维软件开展正向与逆向设计的能力、具备操作三维扫描设备与打印设备的能力、具备3D打印设备拆装与维护的能力。
  2 3D打印专业课程体系框架搭建
  根据人才培养的整体目标以及能力建设要求,五年制的3D打印专业高技班总体应当采用由易到难、由基础到专业、由理论到实习的课程体系安排。第一阶段以文化基础课程为主,主要培养学生的人文素养与道德品格;第二阶段以专业基础课程为主,为3D打印专业课程的学习打下基础;第三阶段为专业核心课程为主,传授与增强学生的专业技能;第四阶段为实训与实习阶段,增强实际操作技能与对接企业。
  3课程体系建设
  3.1文化基础课程
  文化基础课主要包括语文、数学、英语、计算机、德育、体育等,这些课程主要开设在第一学年,每周的课时为4-6个学时。其中,语文课程旨在培养基础的文学素养,提高公文、应用文的写作能力;数学课程旨在提升基础的运算能力,培养逻辑思维能力以及空间图形的想象能力;英语课程旨提升基本的英语交流能力,提高基础的专业课程英语识读能力;计算机课程要求掌握基础的办公软件使用,掌握硬件、软件的操作与使用;德育课程旨在树立学生正确的价值观、世界观,培养良好的品德情操;体育课程旨在提升学生身体素质,增强学习趣味性。
  3.2专业基础课程
  专业基础课程主要包括机械基础、机械制图、電子电工技术、3D打印概论、3D打印材料、公差与配合等,这些课程主要课设在第二学年,每周的课时为6-8个课时,其中机械制图与机械基础分两个学期上课,其它专业基础课程为一个学期。
  机械基础作为机械专业学生的入门课程,旨在使学生获得从事与机械类专业技术有关工作所必需具有的基础理论、基本知识,主要侧重于讲解基础连杆机构、机械连接方式、机械传动方式、非标件与国标选用等,让学生跨越对于机械的感性认识;机械制图课程旨在使学生掌握制图的基本知识和有关国家标准,要求能看懂零件图和装配图,并能绘制零件图和简单装配图;电子电工技术旨在使学生掌握电工技术的基础知识和基本技术,主要包括电路的基本概念与定律、电路的分析方法、三相电路、变压器与电动机、直流电动机等相关知识;3D打印概论课程主要使学生了解3D打印机的种类、结构以及工作原理,能熟知3D打印技术的应用领域;3D打印材料课程主要学习3D打印材料的成分、组织、性能等,使学生具备正确选用3D打印材料及主要打印方法,并能在产品生产过程中灵活运用;公差与配合课程要求学生掌握尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的基本概念、符号、标准及其识读方法,熟悉国家有关标准,培养学生标准化、规范化的意识。
  3.3专业核心课程
  专业核心课程主要包括工业产品设计、AutoCAD设计、inventor设计建模、逆向工程与设计、3D打印机结构原理等,这些课程主要开设在第三学年,每周的课时为6-8个课时。
  工业产品设计课程主要学习基于以人为本的设计观念和方法,熟悉产品的仿生设计、绿色设计、概念设计、人机工程学等,掌握产品设计的形式、产品的色彩设计、产品形态语义设计;AutoCAD设计课程,主要使学生掌握二维平面设计的方法,掌握视图的表达技巧,识别与绘制相对应的工程图纸;inventor设计建模课程使学生掌握产品三维设计的能力,要求学生掌握零件图、装配图、爆炸图、工程图的绘制,使其拥有一定的正向设计与造型的能力;逆向工程与设计课程要求学生根据给定的点云数据,运用相应的软件能逆向生成三维实体模型,主要在逆向曲面的设计与造型;3D打印机结构原理课程要求学生掌握桌面级打印机的机构组成,熟知打印机的原理,为3D打印机拆装实训打下理论基础。
  3.4 3D打印实训课程
  3D打印实训课程主要有产品设计建模实训、3DsMax造型与渲染实训、逆向扫描与建模实训、产品3D打印实训,这些课程主要开设在第四学年,为分阶段开设,主要为学生第五年的顶岗实习与技能鉴定做好充足的准备。
  产品设计建模实训课程主要使学生能根据产品的设计输入能设计出具备一定功能、尺寸、形状的产品,并且能正确表达与绘制工程图;3DsMax造型与渲染实训课程主要使学生在产品外形与颜色搭配上能自然,产品的样式更加贴合实际;逆向扫描与建模实训课程主要让学生掌握三维扫描仪的使用,要求学生掌握逆向设计软件设计产品,并能进行创新优化设计;产品3D打印实训课程要求学生能熟练操作打印机生产产品,熟练掌握3D打印机的拆装。
  4教材选用及评价
  文化基础课程教材的选用应当符合技工院校的实际情况,难度应当适中,因材施教;专业课程的教材选用应当突出技工院校的特点,强调实践操作部分,教材与实习应当能相互匹配与支撑;实训课程教材的选用需更多的强调动手能力的培养,以案例项目实施的方式为最佳。
  选用的教材需由教学系部负责人组织专业进行讨论,形成一致意见后组织论证并试用,试用后再与任课教师与学生进行调研与反馈做出评价。
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