《齿轮螺旋机构测绘与3D打印》教学设计（杭建卫、邱良）.docx

《《齿轮螺旋机构测绘与3D打印》教学设计（杭建卫、邱良）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《齿轮螺旋机构测绘与3D打印》教学设计（杭建卫、邱良）.docx（35页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、零部件测绘与3D打印教学项目设计文本形式公开课地点湖州信息工程学院教学项目设计名称齿轮螺旋机构测绘与3D打印教师团队单位2017年12月齿轮螺旋机构测绘与3D打印教学项目设计一、项目定位零件测绘与3D打印技术是以零件测绘、数字建模与3D打印技术为核心,其中基于逆向工程的3D打印技术实践教学已成为培养中职学生适应现代化设计与制造工程领域的重要手段，例如在企业中，对已有的旧设备配件、破损零件、替换零件进行修配、替换、更新时,经常需要使用手工测量工具对实物零件进行现场测绘，继而用三维建模软件进行实体建模，然后利用新的制造手段3D打印技术将破损零件制作完成，使设备正常运作。本项目将对学生掌握基本逆向工

2、程与快速成型技术，促进学生对先进制造技术的认识，培养学生先进制造与设计的应用和创新能力具有积极的作用。本项目选用一个常规的齿轮传动机构齿轮螺旋机构，齿轮螺旋部分机构由机座、输入齿轮轴、输出齿轮轴、端盖、标准件等零件组成，齿轮为标准直齿圆柱齿轮。本项目主要通过测绘零件、绘制二维零件图、绘制装配图、三维建模、输出图纸及3D打印及装配调试等任务环节，通过师生“一体化互动形式”进行项目实施，过程中通过任务执行的形式“做中学、学中做”结合工量具的使用、软件的绘制、设备的操作、动态的评价，使项目教学真正做到了“学用一致”。二、项目教学目标（一）学情分析本项目的教学对象是中职机电专业一、二年级的学生，该学生

3、已经学习过机械制图、机械基础、机械CAD等专业课程，具有一定的专业理论知识和实践基础，已经掌握基本的操作技能。大部分学生学习基础较为薄弱，在知识的理解、技术的掌握和学习的方法、兴趣上存在着一定的差异，学习能力和主动性缺乏、学习目标不明确、学习持续时间不长，缺乏归纳分析能力，但学生思维活跃，对新事物比较感兴趣，喜欢动手实践，喜欢鼓励性评价，能较好地完成任务。（二）教学资源分析该项目教学在零部件测绘与3D打印实训室进行，配有不少于20套零部件测绘平台、10台3D打印设备等，如图1所示，将教室分为生产加工区、测绘实训区和培训区，将生产、教学与实训融合一体。开展理实一体化教学。展示区教学培训区展示区Q

4、QQQd0QGCa图1零部件测绘与3D打印实训室布局图项目的选用与依据，我们将以近年来中职学校专业课教师技能竞赛零部件测绘与3D打印技术赛项内容进行教学，本项目选用2017年湖州市中职学校专业课教师技能竞赛零部件测绘与3D打印技术赛项。（三）教学目标设定综合以上学情分析和教学资源分析，根据“以就业为根本，以能力为基础,以创新为动力”的指导思想，以职业标准和教学大纲为依据，设计本项目的教学目标如表1所示：三维目标内容预期效果知识与技能目标1 .掌握数齿轮螺旋机构的机座、输出齿轮轴、输入齿轮轴、端盖、等零件测绘并利用软件绘制零件图；2 .能够根据装配示意图，绘制齿轮螺旋机构的装配图；3 .利用软件

5、进行要求零件的三维建模并3D打印及装配调试。完全达标学生比率为80%；部分达标学生比率为15%；基本达标学生比率为5%o过程与方法目标1 .学会通过多种途径和手段收集各种信息，运用所学的专业知识和技能对信息进行整理、分析及处理；2 .学会使用信息资源制定工作计划，能独立使用各种媒介完成学习任务，养成手脑并用、主动探究的“做中学，学中做”的学习习惯；3 .适应团队工作，与成员之间能够进行协调与沟通，能处理工作中的突发问题，会编写工作结果并进行评价和反思工作过程。完全达标学生比率为80%；部分达标学生比率为10%；基本达标学生比率为10%c情感态度价值观1 .小组成员互相协作学习，学会交流，学会合

6、作，学会创新，增强团队意识；2 .评价分步跟进，引导学生手脑并用、主动参与、促进思维、优化学法、提高兴趣、养成“思而行”的习惯，形成乐思、乐做、乐学的专业素养。完全达标学生比率为90%；部分达标学生比率为5%；基本达标学生比率为5%。三、项目教学内容(一)教学内容设计1. 了解齿轮螺旋机构实物的构造，如图2、3所示。图2齿轮螺旋机构装配体（部分）机座端盖输出齿轮轴输入齿轮轴图3齿轮螺旋机构部分零件2. 了解齿轮螺旋机构技术说明：齿轮螺旋部分机构由机座、输入齿轮轴、输出齿轮轴、端盖、标准件等零件组成，齿轮为标准直齿圆柱齿轮，其装配示意图及其零件信息如图4所示。（二）教学重点和难点教学重点：轮螺旋

7、机构的机座、输出齿轮轴、输入齿轮轴、端盖、等零件的测绘与二维零件图绘制装配示意图，绘制齿轮螺旋机构的装配图教学难点：三维建模、3D打印及装配调试四、项目教学组织与实施（一）教法学法设计落实“做中学，学中做”的职业教育理念，倡导学生为主体，教师为主导,学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，在这一过程中通过明确的任务驱动学生稳步前进，在教法上按照“理实一体化”的教学模式，具体主要采用以下教法和学法：1 .教法设计任务驱动法：通过明确学习任务、分析任务、解决任务的过程中做中学，在看、说、做、比中完成任务。引导文教学法：借助这种方法学生愿意更多的尝试自己的行为和行动方式，以便可以获得自己的经验以

8、及在学习过程中找到解决问题的适当方法。实物教学法：在学习情境的教学中，均采用零件实物、标准工量具进行拆装与测绘，以通用性软件与设备进行绘制、造型及打印，让学生在一个系统真实的工作流程中学习相关的技能、知识与方法。2 .学法设计小组合作法：每一个任务的学习和评价按小组形式进行，学生小组通过集体讨论、分工协作，体验并完成任务，提高了学生的学习兴趣、积极性，培养了学生的团队精神、自主学习能力，学生的创新能力也得到了进一步提高。全班20人共分成十组，各组选择组织能力相对较强的同学作为组长，各组承担一些学习任务，在课前或课内，通过多种途径合作完成，培养学生团队合作、探究问题、努力创新的能力，让学生在竞争

9、中良性成长。角色扮演法：在每一个学习情境的教学中，让每个小组成员扮演测绘人员、软件造型师、设备使用员等不同岗位角色，并在各个角色之间轮换，互相协作,最终共同完成工作任务。培养了学生独立分析问题、解决问题的能力、与人交流合作的能力，学生综合素质得到增强。学案指导：学生课内学习只是学习的一部分，要有效学习，学生的课前课后的指导是教师应花大量时间关注的，课前分组准备的成功与否关系到了整个课内教学。所以本节课采用了学案指导、课前开展研究型学习活动。（二）思维导图齿轮螺旋机构零部件测绘与3D打印零部件测绘与3D打印一体化实训室（软件、3D打印机等平台）图6：思维导图（三）零部件测绘与3D打印一体化实施总

10、路径设计:零件测绘与制图模块（根据机构项目零件）预置机构拆卸零件零件测绘数据校对与标准图纸（获得标准要求）标准校对装配图绘制与明细参数设置（明确装配要求）标准化图纸输出（4个零件图、装配图）虚拟打印3D打印与装配调试模块（产品打印、安装调试）装配进行产品安装调试检测产品任务评价预置产品零部件11（派）好习惯”的养成实训报告形式改革点产品测绘设计、3D打印与安装调试运行一体化任务实施路径图7：教学流程设计图（四）教学过程设计（工作任务流程一体化）教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图1.新课导入23分钟插入一个工艺品的3D打印视频视频引入：通过播放3D打印技术视频，提出以下3个问题：1 .从视

11、频中，看到什么？2 .这是什么样的技术，有什么作用？3 .我们怎么去掌握应用？从而引出本项目一一齿轮螺旋机构的测绘与3D打印建题境出打技导新创问情引3D印术入课论考讨思吸引学生注意力，激发学生兴趣，把学生思维引向学习内容，为营造灵活有序的课堂学习氛围打下良好基础2.零部件测绘、制图任务一：零件测绘与制图测量齿轮螺旋机构的机座、输出齿轮轴、输入齿轮轴、端盖、等4个零件；用赛场提供的绘图软件，绘制齿轮螺旋机构的机座、输出齿轮轴、输入齿轮轴、端盖共4个零件的二维零件图;分组：3人一组在测量平台完成减速器中间轴的零件测量与零件图绘制辅助工量具：测量平台、游标卡尺0T50m11A4型号草图纸纸、2B铅笔

12、、小刀、橡皮要求：正确使用游标卡尺进行零件的尺寸数据测绘；手工（软件）完成零件图绘制预置问题：量具使用的合理性；零件测量的准确性问题处理：掌握量具的使用；零件测量尺寸取值。评价：零件测绘与制图模块评价表务、求、时析确导任分要明实指根据任务计划设计任务步骤实施任女士成记录与评价让学生掌握零件测绘能力，正确使用工量具，并且掌握二维软件的应用任务二：绘制装配图根据装配示意图，绘制齿轮螺旋机构的装区进行辅助工量具：电脑、CAD软件、打印机或传输数据线要求：正确标注主要的四类尺寸、正确引出零件序号、按装配示意图绘制并填写明细表预置问题：各视图应清楚表达齿轮螺旋机构的装配关系和运动原理、标注主要四类尺寸带

13、动输出齿轮轴正常运转，无干涉或卡顿现象、整个机构装配后，机座与端盖能够平稳放置评价：装配图绘制模块评价表的正确性问题处理：所有零件装配后，输入齿轮轴能配图。分组：3人一组（共2组）在电脑软件绘图任务分析、要求明确、实时指导让学生在掌握零部根据任件测绘能务计划力的基础设计任上，明确务步骤机构组合实施任的结构，攵士分、兀掌握装配成记录图绘制的与评价技能，了解机构运作原理任务三：三维建模根据已绘制的零件图，利用提供的设计软件绘制齿轮螺旋机构的损坏零件-输入齿轮轴的三维模型图。分组：4人一组（共2组）在电脑软件绘图区进行辅助工量具：电脑、CADCAM软件、打印机或传输数据线要求：1.零件的三维模型特征

14、完整。2.零件的三维模型尺寸正确。预置问题：软件使用中绘制命令的合理使用问题，模型特征和尺寸的正确性。问题处理：分析零件模型的特征，使用对应命令造型，零件图识图保证正确性评价：三维建模模型评价表任务分析、要求明确、实时指导根据任务计划设计任务步骤实施任A?c分、兀成记录与评价主要掌握3D打印零件的三维造型技术，熟练应用软件完成产品造型。3.制定计划、做出决定40分钟任务四：输出图纸虚拟打印4个零件图、装配图为PDF格式文档。要求：1 .正确选择虚拟打印机。2 .按1:1出图比例选择图幅大小。3 .单色打印。4 .将打印边界设置为“0”。5 .以装配简图中的各零件名称命名各零件的PDF文件名,以“装配图”命名装配图的PDF文件名，保存到“图样”文件夹中。务、求、时析确导任分要明实指任划任骤任完录价描计计步版、记评根务设务实务成与掌握标准化图纸的生成步