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1、汽车零部件3D创新设计课程标准一、课程基本信息课程名称：汽车零部件3D创新设计开课部门：汽车工程学院课程代码:Qclbjcxsj学分：2学时：48（理论教学24学时，实践24学时）授课时间：第3学期授课对象：高职汽车制造与装配专业学生课程性质：专业必修课程课程类型：理实一体化课（B类课）教学场地要求：CAD/CAM机房、逆向工程实训室二、课程定位本课程是汽车制造与装配技术专业的一门拓展互选课程。本课程的主要任务是使学生了解汽车零部件创新设计的方法，例如：正向设计、逆向设计。通过学习，学生掌握一定的创新设计理念，设计方法，并学会使用正向设计软件和逆向设计软件的基础操作使用，能独立完成一个中等复杂
2、程度产品的造型设计；培养严谨认真、耐心细致的工作作风，以及创造性思维和创新意识。为今后从事汽车制造与装配等技术工作和可持续发展奠定知识基础和能力基础。本课程与全国大学生机械创新设计大赛、全国职业技能大赛“工业产品设计”接轨,前导课程有机械制图、计算机制图和机械CAD/CAM等，后续课程有顶岗实习、毕业设计。三、课程目标1.能力目标（1）认识桌面级3D打印机、激光扫描仪，并掌握基础操作；（2）能够熟练利用NXlO.0,独立完成1个中等复杂产品的正向造型设计任务；（3）能够熟练利用GeonIagiCDeSign,独立完成中等复杂产品的逆向造型设计任务；（4）能够对产品造型设计中的问题进行分析和解决
3、。2.知识目标（1） 了解产品造型、创新设计的整个工作流程；（2） 了解正向设计的方法、使用的软件；（3） 了解逆向设计的方法、使用的设备和软件；（4）掌握产品产品快速成型的知识；（5）掌握由产品实物完成3D逆向造型的方法和技巧。3.素质目标（1）培养创造性思维；（2）培养严谨认真、耐心细致的工作态度；（3）培养创新意识；（4）培养尊重知识产权意识。四、课程设计（一）设计思想以岗位能力为目标组织教学。从专业拓展互选的角度扩展学生的知识体系和技能，选择正向设计、逆向设计两种设计手段，选择典型的3D打印桌面机、激光扫描仪为教学设备，以造型主流工业软件UXlo.0、GeomagicDeSign为教学
4、工具。以“任务驱动式”设计教学过程。该课程为理实一体化课程，包括理论基础知、基础设备、多个软件操作技能。课程要求学生在掌握正向和逆向造型基本流程，设计思路的同时，掌握设备操作，维护保养，数据导入读取等技能。因此，课程教学过程实施中，教学场地选择在实训室和机房展开，教学方法主要是“任务驱动式”的教学做一体化教学。以云课堂推动线上线下同步教学。课程组针对该课程的特点，开发网上教学资源，并在“云课堂”实施推广。课上课下的结合实现课堂的翻转，既充分利用了学生的碎片化时间，同步展开线上线下的教学，又达到了保证学生学习效果的目的。以过程考核兼顾期末终极考核综合考核学生技能。考评主要包括课堂考评、任务考评、
5、成果考评和期末考评等形式。综合计算学生云课堂学习情况，出勤率，任务完成情况，通过以上形式制定评分标准，实施考评。1 .教学内容选取根据汽车制造与装配技术2020级人才培养方案，以汽车装配行业、企业未来发展需要和完成汽车装配维修岗位实际工作任务需要为基本原则，提高学生的就业核心竞争力，适应“智”造为目的。基于正向设计理念，对标全国大学生机械创新设计大赛；基于逆向设计理念，积极靠拢全国职业技能大赛“工业产品设计”赛项，选取创意与创新、正向设计、逆向设计、快速成型技术4个单元为本课程主要教学内容，充分体现教学内容的实用性和先进性。综合考虑实际生产案例，筛选全国职业技能大赛国赛省赛历年真题，由浅入深，
6、最终选择了以下案例：可集成自行车立体停车装置、转向灯（国赛真题）、车门把手（国赛真题）。2 .教学内容序化打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，展开项目式教学：基于工作过程的产品设计，以大学生机械创新作品为载体：产品结构分析一工艺分析一产品建模，整合设计。基于产品逆向造型的三大关键步骤：数据采集数据处理一模型重构，整合设计3D打印、激光扫描数据采集、三维模型重构和逆向工程综合实践四个教学单元。遵循高职学生的认知规律，从单一到综合、简单到复杂，以培养学生造型设计能力为突破点，科学设计每个教学单元的工作任务，转变以完成单元工作任务为中心组织课程,围绕工作任务序化、组织教学内容。3 .教学组织
7、模式以“任务驱动”式组织教学，本课程3D打印和激光扫描数据采集单元在逆向工程实训室实施理实一体化教学，正向设计和逆向造型学习单元在CAD/CAM机房实施教学。每个学习任务包含若干工作项目，其中一部分工作项目在教师的引导下完成，贯穿相关知识与技能与其中，学生再复制完成一遍；另外一部分工作项目为拓展工作任务，要求学生独立完成，教师采取个别辅导加集中讲解的方式指导学生实践。学生实践动手阶段，鼓励学生之间相互交流。对于任务完成质量高、速度快的给学生予分数奖励，计入平时成绩。另外实施开放实训，每个单元安排12实践工作任务，进一步强化提高学生软件实际应用能力。（二）课时分配序号项目（或任务、案例）课型学时
8、分配作业布置1创意与创新概述创意与创新思维及技法训练理论212汽车零部件创新设计基础部件创新基础常见基本机构、组合机构的认识理论2设计流程及设计要点理论213正向创新设计可集成立体自行车停放装置设计要求分析，设计思路确定，讨论设计方案，并对比理论2基于NXlO.O的产品建模理实一体4开放实训实操8方程式赛车创新设计方程式赛车设计案例分析1理实一体2方程式赛车设计案例分析2理实一体214逆向创新设计汽车摆杆逆向创新设计基于激光扫描的数据采集理实一体2基于geomagic2017的点云处理理实一体2基于geomogicdesignX的逆向造型理实一体6开放实训实操4基于geomagiccontro
9、l2015的质量分析及31）打印快速成型理实一体21汽车后视镜逆向创新设计基于geomagic2017的点云处理理实一体2基于geomogicdesignX的逆向造型理实一体6开放实训实操4基于geomagiccontrol2015的质量分析及3D打印快速成型理实一体21职业技能大赛国赛真题训练一车门把手逆向造型基于geomagic2017的点云处理理实一体2基于geomogicCIeSignX的逆向造型理实体6开放实训实操4基于geomagiccontrol2015的质量分析及3D打印快速成型理实一体215随堂考核云课堂抽考，一人一题抽考实操4合计52(三)单元描述课程单元I课程单元名称创意
10、与创新课时数2学习目标L了解创意与创新相关理论概念；2 .了解常见思维和创新思维；3 .了解创新思维训练技法；学习内容L创意与创新相关理论概念；2.创新思维训练技法；教学方法和建议任务驱动式教学、窠例教学、云课堂教学、头脑风暴教学条件要求多媒体教室学生已有基础机械制图、UG软件建模教师所需执教能力要求1 .熟练掌握创意与创新的理论；2 .能引导学生展开有效的思维分析；3 .熟练掌握创意与创新的训练技法；课程单元2课程单元名称汽车零部件创新设计基础课时数4学习目标L掌握常见基本机构的类型；2 .掌握常见的组合机构类型；3 .掌握汽车零部件创新设计流程及设计要点学习内容1 .常见基本机构及工艺性分
11、析；2 .常见的组合机构及工艺性分析；3 .创新设计流程及设计要点。教学方法和建议任务驱动式教学、案例教学、云课堂教学教学条件要求多媒体教室、CAD/CAM机房学生已有基础机械制图、UG软件建模教师所需执教能力要求1 .熟练掌握汽车零部件常见的基本机构；2 .熟练掌握汽车零部件常见的组合机构；3 .熟练掌握创新设计流程及设计要点,能够积极有效的引导学生展开头脑风暴课程单元3课程单元名称正向创新设计课时数10学习目标L了解正向设计的方法；2 .了解正向设计的过程；3 .掌握简单机构设计汽车零部件；4 .了解方程式赛车设计方案；学习内容1 .基于大学生机械创新设计大赛作品的案例教学机构设计，非标准
12、件设计、产品数字化建模；2 .基于方程式赛车作品的案例教学零部件设计、机构设计、产品数字化建模；教学方法和建议任务驱动教学法、案例教学法、课堂演示法、云课堂教学教学条件要求CAD/CAM机房、大学生机械创新创客空间学生已有基础机械制图、NX软件建模、机械设计教师所需执教能力要求1 .熟练使用NX12.O进行产品数字化建模；2 .熟练汽车零部件及机构设计。课程单元4课程单元名称逆向创新设计课时数32学习目标1 .了解逆向工程技术的设计流程、应用及发展趋势；2 .会利用激光扫描仪进行数据采集；3 .掌握GeoinagiCWraP点云处理，能处理中等难度的扫描数据；4 .掌握GeOInagiCDeS
13、ign进行三维模型重构基本方法，进行较复杂产品三维模型重构；5 .掌握GeolnagiCCOntrol质量分析方法，会进行三维模型的重构评价及分析，进行造型优化；6 .了解常用3D打印工艺方法、3D打印应用领域及发展方向；7 .会应用切层软件（例如：Cutre）对模型进行处理；8.能独立操作3D打印机完成简单产品的打印工作；学习内容1 .逆向工程技术概述；2 .数据采集：方法及设备、激光扫描仪操作流程、激光扫描仪维护与保养；3 .数据处理：GeomagicWrap点云处理；4 .逆向造型：车门把手、后视镜、摆杆的逆向造型；5 .数据比对：GeomagicControl质量分析；6 .3D打印：
14、原理、工艺及应用、3D打印切层软件、3D打印设备操作、基础维护、排障；教学方法和建议任务驱动教学法、云课堂教学、分数激励法教学条件要求多媒体教学软件、扫描仪、3D打印机桌面机（FDM）、GeomagicWrap、GeomagicDesign、GeomagicControl软件学生已有基础机械制图、UG三维模型重构、机械设计教师所需执教能力要求1 .能熟练掌握单目拍照式激光扫描仪的使用，会使用设备对产品进行数据采集；2 .能综合运用GeomagicWrap、GeomagicDesign、GeomagicControl软件进行较复杂产品数据处理及三维模型重构，并进行产品质量分析。3 .会使用软件对
15、产品模型进行处理并切层；4 .会操作3D打印机进行产品打印；5 .会展开3D打印机维护与保养；、课程考核1、作品考核及方式说明作品考核为软件应用能力考核，上机操作完成一较简单产品数据处理和三维模型重构,满分100分，评分标准如下。期考核项目考核指标所得分值末指标分值考数据处理数据降噪处理5试数据插补处理5数据平滑处理5数据光顺处理5点云的重定位整合处理10三维模型重构三维模型重构思路10选用合理有效的造型方法10三维造型曲面光顺性质量10三维造型倒角质量10三维模型重构质量（误差分析）10三维模型结构优化15造型时间控制5总评成绩考核教师签名2.过程考核说明过程考核由开放实训指导教师和理论课教
16、师共同考核，满分100分，具体考核项目如下:序号考核项目考核内容分值1考勤迟到、早退、旷课202练习作业练习作业完成情况303课堂纪律课堂纪律154学习态度回答教师提问，课前预习，课后复习155行为规范符合6S管理规范要求，规范操作设备仪器20满分1003.开放实训考核说明开放实训考核主要考核学生开放实训任务完成数量和质量，满分100分，由开放实训指导教师考核。开放实训考核项目考核指标所得分值指标分值3D打印1个产品的3D打印50数据采集2个产品的数据采集50考核总评成绩考核教师签名4.课程成绩形成（比例分配）课程成绩=作品考核60%+过程考核X20%+开放实训考核X20%六、教材使用教材：1 .Ge。InagiCDeSignX三维建模案例教程，杨晓雪，机械工业出版社，2016年4月第1版参考教材：2 .逆向工程综合技能实训教程，黄诚驹编著，高等教育出版社，20043 .GeomagicDesign逆向造型应用实例单岩编著，清华大学出版社，20074 .逆向工程技术及其应用，王霄编著，化学工业出版社，2004.5 .GeomagicDesign逆向造型技术基础单岩编著，清华大学出版社，2006
