技工院校3D打印專業(yè)課程體系建設

曾雷 楊雪峰

摘 要 3D打印屬于增材制造加工領域的新技術行業(yè)，因為其加工適用范圍廣、材料使用率高、生產周期短被廣泛應用于各個領域，企業(yè)與市場目前對3D打印技術人才的需求十分迫切，許多職業(yè)院校正陸續(xù)開設3D打印及相關專業(yè)，3D打印技術專業(yè)的人才培養(yǎng)模式也處在研究與探索階段，其中課程體系的建設是最為核心關鍵的部分。

關鍵詞 3D打印 課程體系 增材制造

中圖分類號：G718.3文獻標識碼：A

1 3D打印專業(yè)人才培養(yǎng)整體目標

結合企業(yè)的需求以及職業(yè)教育的特點，3D打印專業(yè)開設為五年制高技班的培養(yǎng)模式，培養(yǎng)的人才應當具備產品設計與造型的能力、具備平面設計與工程圖制作的能力、具備應用三維軟件開展正向與逆向設計的能力、具備操作三維掃描設備與打印設備的能力、具備3D打印設備拆裝與維護的能力。

2 3D打印專業(yè)課程體系框架搭建

根據人才培養(yǎng)的整體目標以及能力建設要求，五年制的3D打印專業(yè)高技班總體應當采用由易到難、由基礎到專業(yè)、由理論到實習的課程體系安排。第一階段以文化基礎課程為主，主要培養(yǎng)學生的人文素養(yǎng)與道德品格;第二階段以專業(yè)基礎課程為主，為3D打印專業(yè)課程的學習打下基礎;第三階段為專業(yè)核心課程為主，傳授與增強學生的專業(yè)技能;第四階段為實訓與實習階段，增強實際操作技能與對接企業(yè)。

3課程體系建設

3.1文化基礎課程

文化基礎課主要包括語文、數學、英語、計算機、德育、體育等，這些課程主要開設在第一學年，每周的課時為4-6個學時。其中，語文課程旨在培養(yǎng)基礎的文學素養(yǎng)，提高公文、應用文的寫作能力;數學課程旨在提升基礎的運算能力，培養(yǎng)邏輯思維能力以及空間圖形的想象能力;英語課程旨提升基本的英語交流能力，提高基礎的專業(yè)課程英語識讀能力;計算機課程要求掌握基礎的辦公軟件使用，掌握硬件、軟件的操作與使用;德育課程旨在樹立學生正確的價值觀、世界觀，培養(yǎng)良好的品德情操;體育課程旨在提升學生身體素質，增強學習趣味性。

3.2專業(yè)基礎課程

專業(yè)基礎課程主要包括機械基礎、機械制圖、電子電工技術、3D打印概論、3D打印材料、公差與配合等，這些課程主要課設在第二學年，每周的課時為6-8個課時，其中機械制圖與機械基礎分兩個學期上課，其它專業(yè)基礎課程為一個學期。

機械基礎作為機械專業(yè)學生的入門課程，旨在使學生獲得從事與機械類專業(yè)技術有關工作所必需具有的基礎理論、基本知識，主要側重于講解基礎連桿機構、機械連接方式、機械傳動方式、非標件與國標選用等，讓學生跨越對于機械的感性認識;機械制圖課程旨在使學生掌握制圖的基本知識和有關國家標準，要求能看懂零件圖和裝配圖，并能繪制零件圖和簡單裝配圖;電子電工技術旨在使學生掌握電工技術的基礎知識和基本技術，主要包括電路的基本概念與定律、電路的分析方法、三相電路、變壓器與電動機、直流電動機等相關知識;3D打印概論課程主要使學生了解3D打印機的種類、結構以及工作原理，能熟知3D打印技術的應用領域;3D打印材料課程主要學習3D打印材料的成分、組織、性能等，使學生具備正確選用3D打印材料及主要打印方法，并能在產品生產過程中靈活運用;公差與配合課程要求學生掌握尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的基本概念、符號、標準及其識讀方法，熟悉國家有關標準，培養(yǎng)學生標準化、規(guī)范化的意識。

3.3專業(yè)核心課程

專業(yè)核心課程主要包括工業(yè)產品設計、AutoCAD設計、inventor設計建模、逆向工程與設計、3D打印機結構原理等，這些課程主要開設在第三學年，每周的課時為6-8個課時。

工業(yè)產品設計課程主要學習基于以人為本的設計觀念和方法，熟悉產品的仿生設計、綠色設計、概念設計、人機工程學等，掌握產品設計的形式、產品的色彩設計、產品形態(tài)語義設計;AutoCAD設計課程，主要使學生掌握二維平面設計的方法，掌握視圖的表達技巧，識別與繪制相對應的工程圖紙;inventor設計建模課程使學生掌握產品三維設計的能力，要求學生掌握零件圖、裝配圖、爆炸圖、工程圖的繪制，使其擁有一定的正向設計與造型的能力;逆向工程與設計課程要求學生根據給定的點云數據，運用相應的軟件能逆向生成三維實體模型，主要在逆向曲面的設計與造型;3D打印機結構原理課程要求學生掌握桌面級打印機的機構組成，熟知打印機的原理，為3D打印機拆裝實訓打下理論基礎。

3.4 3D打印實訓課程

3D打印實訓課程主要有產品設計建模實訓、3DsMax造型與渲染實訓、逆向掃描與建模實訓、產品3D打印實訓，這些課程主要開設在第四學年，為分階段開設，主要為學生第五年的頂崗實習與技能鑒定做好充足的準備。

產品設計建模實訓課程主要使學生能根據產品的設計輸入能設計出具備一定功能、尺寸、形狀的產品，并且能正確表達與繪制工程圖;3DsMax造型與渲染實訓課程主要使學生在產品外形與顏色搭配上能自然，產品的樣式更加貼合實際;逆向掃描與建模實訓課程主要讓學生掌握三維掃描儀的使用，要求學生掌握逆向設計軟件設計產品，并能進行創(chuàng)新優(yōu)化設計;產品3D打印實訓課程要求學生能熟練操作打印機生產產品，熟練掌握3D打印機的拆裝。

4教材選用及評價

文化基礎課程教材的選用應當符合技工院校的實際情況，難度應當適中，因材施教;專業(yè)課程的教材選用應當突出技工院校的特點，強調實踐操作部分，教材與實習應當能相互匹配與支撐;實訓課程教材的選用需更多的強調動手能力的培養(yǎng)，以案例項目實施的方式為最佳。

選用的教材需由教學系部負責人組織專業(yè)進行討論，形成一致意見后組織論證并試用，試用后再與任課教師與學生進行調研與反饋做出評價。