如皋市江海高級技工學校 3D打印技術(shù)應用專業(yè)人才培養(yǎng)方案
一、學制與招生對象
專業(yè)名稱：3D打印技術(shù)應用專業(yè)
學 制：三年
招生對象：初中畢業(yè)生
二、培養(yǎng)目標
（一）市場需求：
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物，這種打印技術(shù)稱3D立體打印技術(shù)。3D打印設(shè)備、原材料加工設(shè)備制造企業(yè)，大量需要從事生產(chǎn)、裝配、安裝、調(diào)試、培訓、管理和設(shè)計、操作、加工、維護等工作的人員。
（二） 培養(yǎng)目標：
面向南通地區(qū)產(chǎn)品制造企業(yè)、3D打印服務(wù)業(yè)，培養(yǎng)掌握產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和3D打印的知識與技能，具備3D打印技術(shù)應用能力，能從事3D產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、三維掃描儀逆向造型、3D打印設(shè)備操作、設(shè)備維護及管理等工作，有一定的自我學習、自我發(fā)展能力、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力和良好的職業(yè)素養(yǎng)的高技能應用型人才。
面向汽車、機械制造、鋼鐵冶金、石油、輕工、醫(yī)療器械、包裝、禮品工業(yè)、鐘表、民爆、服裝、化妝品、煙草、家用電器、光通訊、視聽、航天航空等行業(yè)從事產(chǎn)品設(shè)計和傳統(tǒng)加工制造工作；
機械裝備制造業(yè)、汽車制造業(yè)、工程機械制造業(yè)、電子信息行業(yè)、航空制造、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、輕工行業(yè)從事3D建模、3D測量、3D打印制造、模具設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗、售后服務(wù)、經(jīng)營管理等；從事3D照相館、3D食品打印機等創(chuàng)意新興行業(yè)。
（三）培養(yǎng)規(guī)格
1.職業(yè)素養(yǎng)：
熱愛社會主義祖國和社會主義事業(yè)、擁護黨的基本路線，具有馬列主義、毛澤東思想和鄧小平理論的基礎(chǔ)知識；有強烈的社會責任感、明確的職業(yè)理想和良好的職業(yè)道德，勇于自謀職業(yè)和自主創(chuàng)業(yè)；具有面向基層、服務(wù)基層、扎根于群眾的思想觀點，理論聯(lián)系實際、實事求是、言行一致的思想作風，踏實肯干、任勞任怨的工作態(tài)度，不斷追求知識、獨立思考、勇于創(chuàng)新的科學精神。
具有從事本專業(yè)所必需的文化基礎(chǔ)知識、現(xiàn)代科技知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并具備與本專業(yè)相關(guān)的多學科基本理論知識。 具有從事本專業(yè)所必需的專業(yè)能力、方法能力、社會能力。具有健康的體魄和良好的心理，能勝任本專業(yè)崗位的工作，能在工作中講求協(xié)作，對在競爭中遭遇挫折具有足夠的心理承受能力，能在艱苦的工作中不怕困難，奮力進取，不斷激發(fā)創(chuàng)造熱情。具有熱愛勞動的觀念，善于和勞動人民進行情感溝通，了解勞動知識，掌握勞動本領(lǐng)，有從事艱苦工作的思想準備。
2、專業(yè)知識和技能：
（1）掌握從事本專業(yè)必需的文化基礎(chǔ)知識，包括：語文、數(shù)學、英語、計算機應用基礎(chǔ)、德育等課程。
（2）掌握工程制圖、機械基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)、3D打印材料、公差與技術(shù)配合、素描基礎(chǔ)、材料成型技術(shù)、美術(shù)基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)知識。
（3）掌握快速成型設(shè)備的原理與應用、3D掃描的原理與應用、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、表面處理工藝、立體造型設(shè)計、逆向工程、平面設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計表現(xiàn)技法等專業(yè)核心知識。
（4）掌握各種常見的快速成型設(shè)備的使用方法，并能運用手繪和三維軟件完成工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計；掌握表面處理的基本方法和手段，能夠獨立編程和操作3D打印機打印產(chǎn)品，能夠運用三維掃描儀和相關(guān)軟件對產(chǎn)品進行逆向設(shè)計；掌握常見3D打印材料的特性與成型方法，并能對至少一種快速成型方法進行成本核算。
（5）掌握3D打印項目管理、電子商務(wù)的基本理論知識。
3．能力要求
（1）具有較好的平面設(shè)計基本功，能手繪產(chǎn)品草圖，效果圖；
（2）具有較強的三維軟件建模能力，特別是曲面建模能力，能運用軟件對產(chǎn)品進行仿真渲染；
（3）熟悉機械制圖，能繪制產(chǎn)品工程圖，熟悉各種工量具的使用，能檢驗產(chǎn)品；
（4）掌握快速成型設(shè)備的操作, 能夠?qū)Ω鞣N快速成型設(shè)備的調(diào)試與校核；
（5）熟悉產(chǎn)品的功能與特征，熟悉表面處理工藝；
（6）熟悉產(chǎn)品的逆向設(shè)計，能根據(jù)圖紙或者圖片，對原有產(chǎn)品進行更改設(shè)計；
（7）具有從事3D打印項目管理、逆向工程項目管理或經(jīng)營管理的能力；
（8）具有營銷策劃和網(wǎng)絡(luò)營銷等電子商務(wù)能力。
三、職業(yè)范圍
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序 號 |
專業(yè)（技能）方向 |
對應職業(yè)（工種） |
職業(yè)資格證 |
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1 |
計算機繪圖 |
計算機繪圖員 |
高級計算機繪圖員 |
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2 |
3D產(chǎn)品設(shè)計 |
3D產(chǎn)品設(shè)計師 |
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四、課程體系
(一) 課程體系設(shè)計思路
通過社會調(diào)研得知，3D打印技術(shù)應用專業(yè)面向的各職業(yè)崗位的專業(yè)工作任務(wù)如下表所示：
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專業(yè) |
職業(yè)崗位 |
工作任務(wù) |
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3D打印技術(shù)應用 |
產(chǎn)品設(shè)計師 |
接受任務(wù)，了解客戶需求，確定設(shè)計方案，設(shè)計產(chǎn)品外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，評估產(chǎn)品3D打印后可能缺陷提出產(chǎn)品修改方案。 |
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產(chǎn)品測量與檢驗員 |
逆向工程中測量產(chǎn)品，3D打印后檢驗產(chǎn)品是否滿足圖紙要求，產(chǎn)品外觀檢驗，提供尺寸與產(chǎn)品質(zhì)量報告 |
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3D打印機調(diào)試與維修人員 |
3D打印機和逆向工程相關(guān)設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護保養(yǎng)，對打印產(chǎn)品缺陷進行正確判斷分析和提出解決方案，對3D打印設(shè)備的硬件問題負責修理。 |
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3D打印機床操作員 |
導入產(chǎn)品圖樣，使用軟件進行切片分層，打印機軟件類問題解決，傳輸打印程序，啟動自動加工，打印后產(chǎn)品硬化及后處理。 |
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逆向工程設(shè)計師 |
根據(jù)客戶要求及產(chǎn)品修改前后的特征評估，提供3D打印工序卡和后制程工藝卡，根據(jù)采集員的數(shù)據(jù)對模型進行復原與修改。 |
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產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)采集員 |
根據(jù)逆向設(shè)計的安排對現(xiàn)有模型進行3D數(shù)據(jù)采集，主要使用3D掃描儀及逆向處理軟件。 |
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3D產(chǎn)業(yè)相關(guān)營銷人員 |
從事3D打印設(shè)備、原料耗材、3D打印成品營銷， OEM和ODM業(yè)務(wù)員、項目管理、3D打印培訓講師等 |
通過分析，將上述各個職業(yè)崗位的工作任務(wù)進行系統(tǒng)化歸納后，確定本專業(yè)的典型工作任務(wù)為：
（1）設(shè)計產(chǎn)品外觀
（2）繪制產(chǎn)品圖
（3）完成產(chǎn)品渲染效果圖
（4）校核并調(diào)試3D打印機
（5）打印產(chǎn)品及后處理
（6）產(chǎn)品測量與檢驗
（7）逆向工程之產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)采集
（8）逆向工程之逆向設(shè)計
（9）3D打印產(chǎn)品營銷
2．標準解讀（培養(yǎng)規(guī)格要求）
3D打印技術(shù)應用專業(yè)典型工作任務(wù)、對應的職業(yè)資格證書標準和對應的雙證課程如下表所示：
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典型工作任務(wù) |
對應的職業(yè)資格證書標準 |
對應的雙證課程 |
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技能要求 |
相關(guān)知識 |
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1. 設(shè)計產(chǎn)品外觀 |
能繪制產(chǎn)品草圖，立體效果圖，熟悉工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計流程，能熟練的造型與搭配顏色。 |
美術(shù)素描基礎(chǔ)知識，平面繪圖知識，顏色光影理論知識，立體造型知識。 |
美術(shù)基礎(chǔ) 立體造型設(shè)計 色彩構(gòu)成 素描基礎(chǔ) |
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2. 繪制產(chǎn)品圖 |
具有較強的三維軟件建模能力，特別是曲面建模能力。熟悉各種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，重點是電子產(chǎn)品與工藝品。掌握快速成型產(chǎn)品特征。能繪制產(chǎn)品工程圖 |
產(chǎn)品設(shè)計知識，材料成型與工藝知識，3D打印原理 、3D打印材料特性知識、INVENTOR、Geomagic軟件建模知識，機械制圖知識 |
工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計 材料成型技術(shù) INVENTOR建模基礎(chǔ) Gemagic基礎(chǔ) 3D打印與快速成型 3D打印材料的功能使用 機械制圖與CAD |
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3. 逆向工程之逆向設(shè)計 |
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4. 完成產(chǎn)品渲染效果圖 |
具有較強的軟件渲染功底，能對3D模型進行仿真渲染，熟悉表面處理工藝，熟悉產(chǎn)品后制程效果。 |
Inventor基本渲染知識、3Dmax立體模型與外觀渲染知識，產(chǎn)品表面處理工藝知識 |
表面處理工藝 平面設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計表現(xiàn)技法 Inventor或3Dmax應用 photoshop |
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5. 打印產(chǎn)品及后處理 |
能夠運用軟件編制自動打印程序，熟悉各種快速成型設(shè)備的使用方法與特點，熟悉產(chǎn)品后處理。 |
3D打印機的特點、組成、基本原理與操作，產(chǎn)品表面處理工藝知識。專用軟件知識 |
表面處理工藝 快速成型技術(shù)與應用 3D打印設(shè)計綜合實訓 |
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6. 校核并調(diào)試3D打印機 |
熟練操作3D打印機進行加工，熟悉3D打印機的保養(yǎng)與維護，熟悉各種快速成型設(shè)備的調(diào)試與校核。 |
3D打印機的特點、組成、基本原理與操作，各種快速成型機的結(jié)構(gòu)組成。維護與保養(yǎng)的知識， |
3D打印設(shè)備的應用與維護 電工基礎(chǔ)
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7. 產(chǎn)品測量與檢驗 |
熟悉機械制圖，識讀產(chǎn)品二維圖，熟悉各種工量具的使用，熟悉產(chǎn)品的功能與特征，熟悉裝配工藝。 |
機械制圖知識，公差與測量技術(shù)知識，產(chǎn)品裝配圖，零件圖，模具裝配過程和裝配工藝。 |
公差與測量技術(shù) 機械制圖 表面處理工藝
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8. 逆向工程之產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)采集 |
熟練使用3維掃描儀，能制定數(shù)據(jù)采集方案，能調(diào)整各種技術(shù)參數(shù)，達成數(shù)據(jù)的精準性。能評估逆向工程的可行性與存在的問題。 |
3D掃描技術(shù)及應用知識，3D掃描儀的維護、調(diào)試，曲面造型基本知識，Geomagic軟件建模知識，產(chǎn)品設(shè)計知識 |
工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計 Gemagic基礎(chǔ) 逆向工程 INVENTOR建?；A(chǔ) |
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9. 3D打印產(chǎn)品營銷
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熟悉3D打印方式成本核算方法，熟悉3D打印與逆向工程操作流程，具有一定的營銷與業(yè)務(wù)能力，具有電子商務(wù)、自主創(chuàng)業(yè)、經(jīng)營網(wǎng)店的能力。 |
3D打印材料的特點與應用知識，快速成型技術(shù)，電子商務(wù)知識，網(wǎng)絡(luò)營銷與營銷策劃知識。 |
電子商務(wù)與網(wǎng)絡(luò)營銷 3D打印材料的功能使用 快速成型技術(shù)與應用 |
（二）專業(yè)核心課程描述
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課程名稱 |
公差配合與測量技術(shù) |
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學 時 |
40課時 |
學 期 |
1 |
考核方式 |
考試 |
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課程目標 |
使學生掌握公差配合、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(guān)標準，培養(yǎng)學生標準化．規(guī)范化和質(zhì)量意識，養(yǎng)成良好的行為素質(zhì)和職業(yè)道德。 |
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主要教學內(nèi)容 |
緒論、光滑圓柱結(jié)合的極限與配合、測量技術(shù)基礎(chǔ)、形狀和位置公差及檢測、表面粗糙度及檢測、光滑極限量規(guī)、常用聯(lián)接件的公差與檢測。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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課程名稱 |
機械制圖 |
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學 時 |
160課時 |
學 期 |
1、2 |
考核方式 |
考試 |
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課程目標 |
使學生掌握機械制圖的基本知識和有關(guān)國家標準。以識圖為主，識圖與繪圖相結(jié)合，著重培養(yǎng)學生識圖能力。能看懂零件圖和中等復雜程度的裝配圖，并能繪制一般零件圖和簡單裝配圖。 |
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主要教學內(nèi)容 |
緒論、制圖的基本知識、投影法的基本知識、立體的表面交線、組合體的視圖、軸測圖、機件的表達方法、標準件和常用件、零件圖、裝配圖、機械產(chǎn)品制圖測繪。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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課程名稱 |
機械基礎(chǔ)（不含液壓） |
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學 時 |
80課時 |
學 期 |
2 |
考核方式 |
考試 |
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課程目標 |
機械基礎(chǔ)是機械工程方面一門入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,其任務(wù)是使學生獲得從事與機械類專業(yè)技術(shù)有關(guān)工作所必須具有的基本理論、基本知識, 懂得機械零件的種類、結(jié)構(gòu)特點和應用；對于學習后續(xù)課課程或從事機械專業(yè)都是很重要的,它是機械專業(yè)的學生最基本的學科。 |
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主要教學內(nèi)容 |
主要包括緒論、桿件的靜力分析、直桿的基本變形、機械工程材料、連接、機構(gòu)、機械傳動、支承零部件、機械的節(jié)能環(huán)保與安全防護、液壓傳動和氣壓傳動，融機械工程材料、機械傳動、常用機構(gòu)及軸系零件。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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課程名稱 |
金屬材料與熱處理 |
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學 時 |
80課時 |
學 期 |
2、3 |
考核方式 |
考試 |
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課程目標 |
主要學習3D打印材料的成分．組織．性能及應用方面的一般規(guī)律．鋼的熱處理的原理與方法等基本知識，使學生具備正確選用3D打印材料及主要打印方法并能在編制零件加工工藝過程中靈活運用的能力。 |
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主要教學內(nèi)容 |
內(nèi)容包括金屬材料的性能、常見金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金相圖和碳鋼、鋼的熱處理、合金結(jié)構(gòu)鋼、特殊性能鋼、工具鋼、粉末冶金與硬質(zhì)合金、鑄鐵、非鐵金屬、非金屬材料簡介、機械零件的毛坯選擇與質(zhì)量檢驗。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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課程名稱 |
Inventor建模與工程圖 |
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學 時 |
100課時 |
學 期 |
3 |
考核方式 |
考查 |
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課程目標 |
通過計算機繪圖設(shè)計軟件的學習，旨在提高學生利用先進的信息技術(shù)解決生產(chǎn)實際問題的能力，要求學生能繪制一般的零件圖、裝配圖，繪制的圖形規(guī)范合理。 |
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主要教學內(nèi)容 |
主要內(nèi)容包括inventor的基礎(chǔ)知識，零件圖形對象特性控制與圖層管理，輸出零件圖形，繪制和編輯基本零件圖形，零件圖塊的使用和圖案填充，為機械圖形添加尺寸標注和文字說明，機械工程圖基礎(chǔ)知識，繪制機械零件平面圖、立面圖、剖面圖，最后根據(jù)所學的知識使用inventor進行綜合應用案例訓練。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、機房練習，期末考試為計算機上機測試。 |
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課程名稱 |
快速成型技術(shù)與應用 |
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學 時 |
80課時 |
學 期 |
4 |
考核方式 |
考 試 |
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課程目標 |
掌握快速成型技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理方法,快速成型技術(shù)中的典型工藝，掌握各典型工藝的具體特點和存在的問題，了解各典型工藝的發(fā)展方向。掌握快速成型典型工藝影響成型精度的主要因素，能提出了相應的對策。了解快速成型技術(shù)的材料開發(fā)、研究與應用。介紹了快速成型技術(shù)中材料的應用、開發(fā)和研究。 |
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主要教學內(nèi)容 |
快速成型技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理方法，快速成型技術(shù)中的典型工藝，各典型工藝的具體特點和存在的問題，各典型工藝的發(fā)展方向。學習快速成型技術(shù)的具體應用，包括驗證概念設(shè)計、確認設(shè)計、性能測試、制造模具的母模和靠模，學習快速成型材料的特性。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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（三） 專業(yè)綜合實訓（實踐環(huán)節(jié)）描述
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課程名稱 |
電工電子技術(shù) |
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學 時 |
80課時 |
學 期 |
4、5 |
考核方式 |
考 試 |
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課程目標 |
要求非電類專業(yè)學生掌握電工技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本技術(shù)，能將基礎(chǔ)理論與應用緊密結(jié)合，注重體現(xiàn)知識的實用性和前沿性。 |
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主要教學內(nèi)容 |
內(nèi)容包括電路的基本概念與定律，電路的分析方法，一階電路的暫態(tài)過程，正弦穩(wěn)態(tài)電路，三相電路，變壓器與電動機，直流電動機，低壓控制電器，電工測量。 |
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考核項目 |
平時考核與期末考試相結(jié)合，平時考核包括考勤、作業(yè)、課堂答問，期末考試為閉卷筆試。 |
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