《汽車零部件3D創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《汽車零部件3D創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)一、課程基本信息課程名稱：汽車零部件3D創(chuàng)新設(shè)計(jì)開課部門：汽車工程學(xué)院課程代碼：Qclbjcxsj學(xué)分：2學(xué)時(shí)：48（理論教學(xué)24學(xué)時(shí)，實(shí)踐24學(xué)時(shí)）授課時(shí)間：第3學(xué)期授課對象：高職汽車制造與裝配專業(yè)學(xué)生課程性質(zhì)：專業(yè)必修課程課程類型：理實(shí)一體化課（B類課）教學(xué)場地要求：CAD/CAM機(jī)房、逆向工程實(shí)訓(xùn)室二、課程定位本課程是汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的一門拓展互選課程。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生了解汽車零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法，例如：正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握一定的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)方法，并學(xué)會(huì)使用正向設(shè)計(jì)軟件和逆向設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)操作使用，能獨(dú)立完成一個(gè)中等復(fù)雜程度產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、耐心細(xì)致的工作作風(fēng)，以及創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識(shí)。為今后從事汽車制造與裝配等技術(shù)工作和可持續(xù)發(fā)展奠定知識(shí)基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)。本課程與全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國職業(yè)技能大賽“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”接軌，前導(dǎo)課程有《機(jī)械制圖》、《計(jì)算機(jī)制圖》和《機(jī)械CAD/CAM》等，后續(xù)課程有《頂崗實(shí)習(xí)》、《畢業(yè)設(shè)計(jì)》。三、課程目標(biāo)1.能力目標(biāo)（1）認(rèn)識(shí)桌面級3D打印機(jī)、激光掃描儀，并掌握基礎(chǔ)操作；（2）能夠熟練利用NX10.0，獨(dú)立完成1個(gè)中等復(fù)雜產(chǎn)品的正向造型設(shè)計(jì)任務(wù)；（3）能夠熟練利用GeomagicDesign，獨(dú)立完成中等復(fù)雜產(chǎn)品的逆向造型設(shè)計(jì)任務(wù)；（4）能夠?qū)Ξa(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析和解決。2.知識(shí)目標(biāo)（1）了解產(chǎn)品造型、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的整個(gè)工作流程；（2）了解正向設(shè)計(jì)的方法、使用的軟件；（3）了解逆向設(shè)計(jì)的方法、使用的設(shè)備和軟件；（4）掌握產(chǎn)品產(chǎn)品快速成型的知識(shí)；（5）掌握由產(chǎn)品實(shí)物完成3D逆向造型的方法和技巧。3.素質(zhì)目標(biāo)（1）培養(yǎng)創(chuàng)造性思維；（2）培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、耐心細(xì)致的工作態(tài)度；（3）培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；（4）培養(yǎng)尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)。四、課程設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)思想以崗位能力為目標(biāo)組織教學(xué)。從專業(yè)拓展互選的角度擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)體系和技能，選擇正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)兩種設(shè)計(jì)手段，選擇典型的3D打印桌面機(jī)、激光掃描儀為教學(xué)設(shè)備，以造型主流工業(yè)軟件UX10.0、GeomagicDesign為教學(xué)工具。以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式”設(shè)計(jì)教學(xué)過程。該課程為理實(shí)一體化課程，包括理論基礎(chǔ)知、基礎(chǔ)設(shè)備、多個(gè)軟件操作技能。課程要求學(xué)生在掌握正向和逆向造型基本流程，設(shè)計(jì)思路的同時(shí)，掌握設(shè)備操作，維護(hù)保養(yǎng)，數(shù)據(jù)導(dǎo)入讀取等技能。因此，課程教學(xué)過程實(shí)施中，教學(xué)場地選擇在實(shí)訓(xùn)室和機(jī)房展開，教學(xué)方法主要是“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式”的教學(xué)做一體化教學(xué)。以云課堂推動(dòng)線上線下同步教學(xué)。課程組針對該課程的特點(diǎn)，開發(fā)網(wǎng)上教學(xué)資源，并在“云課堂”實(shí)施推廣。課上課下的結(jié)合實(shí)現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)，既充分利用了學(xué)生的碎片化時(shí)間，同步展開線上線下的教學(xué)，又達(dá)到了保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果的目的。以過程考核兼顧期末終極考核綜合考核學(xué)生技能?？荚u主要包括課堂考評、任務(wù)考評、成果考評和期末考評等形式。綜合計(jì)算學(xué)生云課堂學(xué)習(xí)情況，出勤率，任務(wù)完成情況，通過以上形式制定評分標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施考評。1.教學(xué)內(nèi)容選取根據(jù)汽車制造與裝配技術(shù)2020級人才培養(yǎng)方案，以汽車裝配行業(yè)、企業(yè)未來發(fā)展需要和完成汽車裝配維修崗位實(shí)際工作任務(wù)需要為基本原則，提高學(xué)生的就業(yè)核心競爭力，適應(yīng)“智”造為目的。基于正向設(shè)計(jì)理念，對標(biāo)全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽；基于逆向設(shè)計(jì)理念，積極靠攏全國職業(yè)技能大賽“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”賽項(xiàng)，選取創(chuàng)意與創(chuàng)新、正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)、快速成型技術(shù)4個(gè)單元為本課程主要教學(xué)內(nèi)容，充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和先進(jìn)性。綜合考慮實(shí)際生產(chǎn)案例，篩選全國職業(yè)技能大賽國賽省賽歷年真題，由淺入深，最終選擇了以下案例：可集成自行車立體停車裝置、轉(zhuǎn)向燈（國賽真題）、車門把手（國賽真題）。2.教學(xué)內(nèi)容序化打破以知識(shí)傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，展開項(xiàng)目式教學(xué)：基于工作過程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新作品為載體：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析—工藝分析—產(chǎn)品建模，整合設(shè)計(jì)?；诋a(chǎn)品逆向造型的三大關(guān)鍵步驟：數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)處理→模型重構(gòu)，整合設(shè)計(jì)3D打印、激光掃描數(shù)據(jù)采集、三維模型重構(gòu)和逆向工程綜合實(shí)踐四個(gè)教學(xué)單元。遵循高職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從單一到綜合、簡單到復(fù)雜，以培養(yǎng)學(xué)生造型設(shè)計(jì)能力為突破點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)教學(xué)單元的工作任務(wù)，轉(zhuǎn)變以完成單元工作任務(wù)為中心組織課程，圍繞工作任務(wù)序化、組織教學(xué)內(nèi)容。3.教學(xué)組織模式以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”式組織教學(xué)，本課程3D打印和激光掃描數(shù)據(jù)采集單元在逆向工程實(shí)訓(xùn)室實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué)，正向設(shè)計(jì)和逆向造型學(xué)習(xí)單元在CAD/CAM機(jī)房實(shí)施教學(xué)。每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)包含若干工作項(xiàng)目，其中一部分工作項(xiàng)目在教師的引導(dǎo)下完成，貫穿相關(guān)知識(shí)與技能與其中，學(xué)生再復(fù)制完成一遍；另外一部分工作項(xiàng)目為拓展工作任務(wù)，要求學(xué)生獨(dú)立完成，教師采取個(gè)別輔導(dǎo)加集中講解的方式指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐。學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手階段，鼓勵(lì)學(xué)生之間相互交流。對于任務(wù)完成質(zhì)量高、速度快的給學(xué)生予分?jǐn)?shù)獎(jiǎng)勵(lì)，計(jì)入平時(shí)成績。另外實(shí)施開放實(shí)訓(xùn)，每個(gè)單元安排1—2實(shí)踐工作任務(wù)，進(jìn)一步強(qiáng)化提高學(xué)生軟件實(shí)際應(yīng)用能力。（二）課時(shí)分配序號(hào)項(xiàng)目（或任務(wù)、案例）課型學(xué)時(shí)分配作業(yè)布置1創(chuàng)意與創(chuàng)新概述創(chuàng)意與創(chuàng)新思維及技法訓(xùn)練理論212汽車零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部件創(chuàng)新基礎(chǔ)常見基本機(jī)構(gòu)、組合機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)理論2設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)理論213正向創(chuàng)新設(shè)計(jì)可集成立體自行車停放裝置設(shè)計(jì)要求分析，設(shè)計(jì)思路確定，討論設(shè)計(jì)方案，并對比理論2基于NX10.0的產(chǎn)品建模理實(shí)一體4開放實(shí)訓(xùn)實(shí)操8方程式賽車創(chuàng)新設(shè)計(jì)方程式賽車設(shè)計(jì)案例分析1理實(shí)一體2方程式賽車設(shè)計(jì)案例分析2理實(shí)一體214逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)汽車擺桿逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)基于激光掃描的數(shù)據(jù)采集理實(shí)一體2基于geomagic2017的點(diǎn)云處理理實(shí)一體2基于geomogicdesignX的逆向造型理實(shí)一體6開放實(shí)訓(xùn)實(shí)操4基于geomagiccontrol2015的質(zhì)量分析及3D打印快速成型理實(shí)一體21汽車后視鏡逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)基于geomagic2017的點(diǎn)云處理理實(shí)一體2基于geomogicdesignX的逆向造型理實(shí)一體6開放實(shí)訓(xùn)實(shí)操4基于geomagiccontrol2015的質(zhì)量分析及3D打印快速成型理實(shí)一體21職業(yè)技能大賽國賽真題訓(xùn)練—車門把手逆向造型基于geomagic2017的點(diǎn)云處理理實(shí)一體2基于geomogicdesignX的逆向造型理實(shí)一體6開放實(shí)訓(xùn)實(shí)操4基于geomagiccontrol2015的質(zhì)量分析及3D打印快速成型理實(shí)一體215隨堂考核云課堂抽考，一人一題抽考實(shí)操4合計(jì)52（三）單元描述課程單元1課程單元名稱創(chuàng)意與創(chuàng)新課時(shí)數(shù)2學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解創(chuàng)意與創(chuàng)新相關(guān)理論概念；2.了解常見思維和創(chuàng)新思維；3.了解創(chuàng)新思維訓(xùn)練技法；學(xué)習(xí)內(nèi)容1.創(chuàng)意與創(chuàng)新相關(guān)理論概念；2.創(chuàng)新思維訓(xùn)練技法；教學(xué)方法和建議任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、案例教學(xué)、云課堂教學(xué)、頭腦風(fēng)暴教學(xué)條件要求多媒體教室學(xué)生已有基礎(chǔ)機(jī)械制圖、UG軟件建模教師所需執(zhí)教能力要求1.熟練掌握創(chuàng)意與創(chuàng)新的理論；2.能引導(dǎo)學(xué)生展開有效的思維分析；3.熟練掌握創(chuàng)意與創(chuàng)新的訓(xùn)練技法；課程單元2課程單元名稱汽車零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課時(shí)數(shù)4學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握常見基本機(jī)構(gòu)的類型；2.掌握常見的組合機(jī)構(gòu)類型；3.掌握汽車零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容1.常見基本機(jī)構(gòu)及工藝性分析；2.常見的組合機(jī)構(gòu)及工藝性分析；3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。教學(xué)方法和建議任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、案例教學(xué)、云課堂教學(xué)教學(xué)條件要求多媒體教室、CAD/CAM機(jī)房學(xué)生已有基礎(chǔ)機(jī)械制圖、UG軟件建模教師所需執(zhí)教能力要求1.熟練掌握汽車零部件常見的基本機(jī)構(gòu)；2.熟練掌握汽車零部件常見的組合機(jī)構(gòu)；3.熟練掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠積極有效的引導(dǎo)學(xué)生展開頭腦風(fēng)暴課程單元3課程單元名稱正向創(chuàng)新設(shè)計(jì)課時(shí)數(shù)10學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解正向設(shè)計(jì)的方法；2.了解正向設(shè)計(jì)的過程；3.掌握簡單機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)汽車零部件；4.了解方程式賽車設(shè)計(jì)方案；學(xué)習(xí)內(nèi)容1.基于大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品的案例教學(xué)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)字化建模；2.基于方程式賽車作品的案例教學(xué)零部件設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)字化建模；教學(xué)方法和建議任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、案例教學(xué)法、課堂演示法、云課堂教學(xué)教學(xué)條件要求CAD/CAM機(jī)房、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新創(chuàng)客空間學(xué)生已有基礎(chǔ)機(jī)械制圖、NX軟件建模、機(jī)械設(shè)計(jì)教師所需執(zhí)教能力要求1.熟練使用NX12.0進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)字化建模；2.熟練汽車零部件及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。課程單元4課程單元名稱逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)課時(shí)數(shù)32學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解逆向工程技術(shù)的設(shè)計(jì)流程、應(yīng)用及發(fā)展趨勢；2.會(huì)利用激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；3.掌握GeomagicWrap點(diǎn)云處理，能處理中等難度的掃描數(shù)據(jù)；4.掌握GeomagicDesign進(jìn)行三維模型重構(gòu)基本方法，進(jìn)行較復(fù)雜產(chǎn)品三維模型重構(gòu)；5.掌握GeomagicControl質(zhì)量分析方法，會(huì)進(jìn)行三維模型的重構(gòu)評價(jià)及分析，進(jìn)行造型優(yōu)化；6.了解常用3D打印工藝方法、3D打印應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展方向；7.會(huì)應(yīng)用切層軟件（例如：Cutre）對模型進(jìn)行處理；8.能獨(dú)立操作3D打印機(jī)完成簡單產(chǎn)品的打印工作；學(xué)習(xí)內(nèi)容1.逆向工程技術(shù)概述；2.數(shù)據(jù)采集：方法及設(shè)備、激光掃描儀操作流程、激光掃描儀維護(hù)與保養(yǎng)；3.數(shù)據(jù)處理：GeomagicWrap點(diǎn)云處理；4.逆向造型：車門把手、后視鏡、擺桿的逆向造型；5.數(shù)據(jù)比對：GeomagicControl質(zhì)量分析；6.3D打?。涸怼⒐に嚰皯?yīng)用、3D打印切層軟件、3D打印設(shè)備操作、基礎(chǔ)維護(hù)、排障；教學(xué)方法和建議任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、云課堂教學(xué)、分?jǐn)?shù)激勵(lì)法教學(xué)條件要求多媒體教學(xué)軟件、掃描儀、3D打印機(jī)桌面機(jī)（FDM）、GeomagicWrap、GeomagicDesign、GeomagicControl軟件學(xué)生已有基礎(chǔ)機(jī)械制圖、UG三維模型重構(gòu)、機(jī)械設(shè)計(jì)教師所需執(zhí)教能力要求1.能熟練掌握單目拍照式激光掃描儀的使用，會(huì)使用設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；2.能綜合運(yùn)用GeomagicWrap、GeomagicDesign、GeomagicControl軟件進(jìn)行較復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理及三維模型重構(gòu)，并進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量分析。3.會(huì)使用軟件對產(chǎn)品模型進(jìn)行處理并切層；4.會(huì)操作3D打印機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品打印；5.會(huì)展開3D打印機(jī)維護(hù)與保養(yǎng)；、課程考核1、作品考核及方式說明作品考核為軟件應(yīng)用能力考核，上機(jī)操作完成一較簡單產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理和三維模型重構(gòu)，滿分100分，評分標(biāo)準(zhǔn)如下。期末考試考核項(xiàng)目考核指標(biāo)所得分值指標(biāo)分值數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)降噪處理5數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理5數(shù)據(jù)平滑處理5數(shù)據(jù)光順處理5點(diǎn)云的重定位整合處理10三維模型重構(gòu)三維模型重構(gòu)思路10選用合理有效的造型方法10三維造型曲面光順性質(zhì)量10三維造型倒角質(zhì)量10三維模型重構(gòu)質(zhì)量（誤差分析）10三維模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化15造型時(shí)間控制5總評成績考核教師簽名2.過程考核說明過程考核由開放實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師和理論課教師共同考核，滿分100分，具體考核項(xiàng)目如下：序號(hào)考核項(xiàng)目考核內(nèi)容分值1考勤遲到、早退、曠課202練習(xí)作業(yè)練習(xí)作業(yè)完成情況303課堂紀(jì)律課堂紀(jì)律154學(xué)習(xí)態(tài)度回答教師提問，課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)155行為規(guī)范符合6S管理規(guī)范要求，規(guī)范操作設(shè)備儀器20滿分1003.開放實(shí)訓(xùn)考核說明開放實(shí)訓(xùn)考核主要考核學(xué)生開放實(shí)訓(xùn)任務(wù)完成數(shù)量和質(zhì)量，滿分100分，由開放實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師考核。開放實(shí)訓(xùn)考核考核項(xiàng)目考核指標(biāo)所得分值指標(biāo)分值3D打印1個(gè)產(chǎn)品的3D打印50數(shù)據(jù)采集2個(gè)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集50總評成績考核教師簽名4.課程成績形成（比例分配）課程成績＝作品