陳方婧

摘 要：2019年兩會政府工作報告中指出今年要對高職院校實施人數(shù)為100萬的擴招，鼓勵更多應屆高中畢業(yè)生、退役軍人、下崗職工等人員報考，這意味著職業(yè)教育正進入大發(fā)展的春天，同時也將面臨著新的機遇與挑戰(zhàn)。在互聯(lián)網(wǎng)和新科技大發(fā)展的背景下，3D打印也成為家喻戶曉的技術(shù)，3D打印課程如何在滿足普通高職在校生教育需求的同時，也能兼顧其公益教育的職責，為社會大眾提供公益培訓，將教育資源匯聚于互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)產(chǎn)教研融合，這些問題也值得思考與探究。

關鍵詞：3D打印;高職教育;課程設計

注：本文系校級課題項目“高職教育中基于3D打印技術(shù)的教學實踐與研究”（q2018010）研究成果。

一、新形式下職業(yè)教育的機遇與挑戰(zhàn)

2019年3月5日，李克強總理在兩會政府工作報告中提出，高職院校擴招100萬人，讓更多青年憑借一技之長實現(xiàn)人生價值。2018年兩會期間，完善職業(yè)教育和培訓體系，深化產(chǎn)教融合、校企合作被寫入十九大報告。我國經(jīng)濟體制改革的深化，全球化，以及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、生命科學技術(shù)的興起，無不對職業(yè)教育提出新要求。國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)要轉(zhuǎn)型升級，也需要職業(yè)教育做好相應準備，發(fā)揮積極作用。這樣的新形勢、新政策意味著職業(yè)教育進入黃金時代。

高職教育的根本目的是培養(yǎng)“應用型”人才，所以應當以就業(yè)為導向，從市場需求入手，培養(yǎng)新型應用操作型人才。首先，高等職業(yè)院校提供一個開放的匯聚資源的共享平臺，提高資源的利用率，補齊資源缺口，完善知識的連貫性、系統(tǒng)性、科學性。為校內(nèi)學生、教育工作者、企業(yè)人員、社會人員提供一個可供個性化學習的平臺。其次是提供兩個方面的系統(tǒng)設計，高職教育既要系統(tǒng)培養(yǎng)學生的，實際操作能力，以滿足崗位需求，又要科學系統(tǒng)地傳授學生基礎理論知識，夯實基礎，強調(diào)基礎課程的重要性、系統(tǒng)性、科學性。在學生完成職業(yè)教育后發(fā)給學生畢業(yè)證與職業(yè)資格證書，為學生未來的就業(yè)及深造鋪路搭橋，讓學生能根據(jù)自身需求、行業(yè)形勢、國家政策進行未來職業(yè)生涯的規(guī)劃與調(diào)整。最后高職院校也應當完成其社會公益的職責，搭建一個社會培訓基地，響應終生學習的號召，培養(yǎng)培訓社會人才，將實時更新的知識與技術(shù)傳授給更多人。

二、正確認識3D打印

（一）3D打印技術(shù)的真實情況：互補、個性化、不穩(wěn)定

3D打印技術(shù)在我們現(xiàn)在聽來并不陌生，3D打印技術(shù)的學名是“增材制造技術(shù)”，這項技術(shù)起源于20世紀80年代的美國，在中國也發(fā)展多年。此項技術(shù)是將材料用融聚成型的方式進行堆疊，從而將電腦中的三維模型轉(zhuǎn)化成三維實物。我們可以用一種更便于理解的方式來介紹3D打印技術(shù)，即這項技術(shù)就像陶藝制作中的盤條塑造，要將材料一層層疊加在一起，形成立體形狀?；蛘呦裆w房子時候一層層砌起磚瓦，最終形成一個完整的空間。3D打印所用的材料有塑料、陶瓷、水泥、金屬粉末等，因其快速成型，可小批量生產(chǎn)的優(yōu)勢，在模型制作驗證階段有較大潛力。但在一系列設計、生產(chǎn)、驗證過程中，它的不足也暴露出來。3D打印技術(shù)確實適用于個性化、復雜化模型的驗證工作，快速成型的技術(shù)既節(jié)省材料，又可降低研制周期，故而被大量推崇。但讓3D打印的產(chǎn)品去取代傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品，還為時過早。現(xiàn)階段3D打印是傳統(tǒng)制造業(yè)的補充，由于其強度、精度、致密度等問題并不能替代傳統(tǒng)制造業(yè)制造的工業(yè)級產(chǎn)品。3D打印技術(shù)確實能解決個性化定制，復雜化設計的需求，滿足高難度小批量的生產(chǎn)需求，在市場上還是占有不可替代的地位。但3D打印的材料還有待繼續(xù)開發(fā)，打印機的穩(wěn)定性問題也有待解決。所以即便3D打印產(chǎn)業(yè)正成為投資熱點，成為新的經(jīng)濟增長點，但其發(fā)展所面臨的問題也是不可回避，不容忽視的。對待3D打印技術(shù)，我們要有正確的認識，不能過分夸大，也要認清其意義，從而在我們的實際教學中，將正確的認知傳遞教授給學生，將3D打印的優(yōu)勢用于教學。

（二）3D打印課程在教學中的運用

3D打印課程在教學中的運用：自制教具，驗證思路，培養(yǎng)動手能力，實訓規(guī)范，職業(yè)素養(yǎng)，增強教學連貫性。為了應對新時代背景下的新機遇與挑戰(zhàn)，教育部出臺了大力倡導3D教育的文件，3D教育專家委員會也積極響應《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》精神，積極貫徹實施相關條例，力求營造良好的3D教育學術(shù)氛圍，3D打印高職教育課程在整個產(chǎn)品藝術(shù)設計專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃中占有重要的作用，我們將3D打印技術(shù)運用于教學時，其工具性價值體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.自制教具

讀萬卷書，行萬里路。很多時候讀萬卷書，看到的是書本上的二維、抽象文字，遠不如行萬里路時，我們所感受到的三維、立體形態(tài)帶給我們的感覺震撼，印象深刻。相較于傳統(tǒng)的灌輸式教育，我們更加提倡互動體驗式教育。在實際教學工作中，我們可以帶領同學們將抽象的概念、結(jié)構(gòu)具象化，運用三維軟件進行處理，運用3D打印技術(shù)進行打印，將抽象的二維構(gòu)建成具體的可360度觀察的三維教具，讓學生們?nèi)虆⑴c，更加深刻地體悟這一教學過程，互動參與更多，體驗感受更直觀，教學效果更好。

2.驗證設計思路

作為產(chǎn)品藝術(shù)設計專業(yè)的一名年輕教師，筆者常常需要引導學生拓展設計思路，確定設計方案，并且通過產(chǎn)品實物樣品去驗證設計思路。不同于傳統(tǒng)模型制造技術(shù)，3D打印技術(shù)能將設計方案通過三維模型制作和切片工具處理后，快速成型，使我們能快速拿到設計實物，通過視覺、觸覺等多種驗證方式，對設計產(chǎn)品進行檢驗與修改。相較于傳統(tǒng)模型制作，3D打印出的模型更加節(jié)省材料，因為傳統(tǒng)方式制作模型，都是在一塊大的材料上進行削切加工，從而獲得產(chǎn)品，而3D打印技術(shù)是將融入的材料進行堆砌，而少有材料的浪費跟損失。相較于傳統(tǒng)模型制作的復雜工藝來說，3D打印技術(shù)操作更簡單，周期較短，能更快地拿到模型產(chǎn)品，從而縮短設計驗證的時間。在整個教學或科研的過程中，能在較短時間內(nèi)完成設計思路的多次驗證，從而提高效率，強化教學效果。

3.培養(yǎng)學生動手能力、實訓規(guī)范、職業(yè)素養(yǎng)

職業(yè)教育強調(diào)學生的技術(shù)能力，要培養(yǎng)應用型人才，所以教師在實際教學過程中要引導學生積極主動參與，通過課程設計的流程，培養(yǎng)學生的動手實踐操作能力。3D打印課程的綜合性很強，既有理論的部分又有實踐的部分，需要教師引導學生掌握這兩個部分知識的同時，將兩個體系聯(lián)系起來，通過思維的拓展，概念的建立，草圖的繪制，方案的選定，三維軟件建模，切片軟件處理，3D打印設備打印，這一系列設計制作流程，培養(yǎng)學生的動手能力、應變能力、團隊合作能力。并且在教學生3D打印課程所需要的一系列操作的同時，要遵守實訓室操作規(guī)范，注重機器的使用與維護，注重實訓室安全問題，注意職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在整個3D打印課程中培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)素養(yǎng)，增強學生的實踐動手能力，為學生以后的就業(yè)打下扎實的基礎。

4.教學系統(tǒng)的連貫性、科學性

3D打印課程在產(chǎn)品藝術(shù)設計專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占有重要位置，為了培養(yǎng)服務于輕工、電子產(chǎn)品、小商品制造等行業(yè)，德智體美全面發(fā)展，適應產(chǎn)品設計單位第一線的設計工作需要，具有良好的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識、職業(yè)道德和敬業(yè)精神，具備產(chǎn)品外觀的創(chuàng)新設計能力，并可從事工業(yè)及日用產(chǎn)品造型開發(fā)設計工作及相關部門管理工作的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。3D打印課程在整個人才培養(yǎng)課程體系中占有核心課程的位置，是為了提高學生產(chǎn)品形態(tài)造型創(chuàng)意的能力，提高學生三維模型綜合創(chuàng)作的能力，了解產(chǎn)品設計的流程與3D打印機器的操作與維護，而開設的綜合性課程。這門課程能將人才培養(yǎng)前期進行的基礎理論知識內(nèi)容，與軟件實際操作的內(nèi)容結(jié)合起來，并且運用項目式教學的方式，遵循實題跟做，培養(yǎng)一題多做的思維習慣。將3D打印課程設置于高職學生第二學期的課程里，起到承上啟下的作用，從而使得整個教學系統(tǒng)更具連貫性、科學性。

三、優(yōu)化3D打印課程整體設計

（一）課程預期目的

希望通過3D打印課程的學習，學生可以掌握3D打印相關的理論知識，具備實際操作的能力。3D打印課程的內(nèi)容包括了解3D打印技術(shù)的應用背景與現(xiàn)狀，掌握現(xiàn)有3D打印材料的種類、特性及應用范圍，能熟練安裝、調(diào)試、操作、維護3D打印設備。并且能夠?qū)⒁酝鶎W習到的設計理論知識、三維建模知識與3D打印課程相結(jié)合，通過團隊合作、項目式教學，發(fā)散思維，舉一反三，通過教師引導，同學互助，自主學習，自主實踐的方式完成課程任務。

在整個3D打印課程教學過程中，培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)素養(yǎng)、協(xié)作創(chuàng)新能力、獨立思考能力、安全意識、時間管理意識。為了達到更好的3D打印課堂教學效果，在教學內(nèi)容、形式、手段上下功夫。

（二）課程設計：培養(yǎng)動手能力，傳授基本理論知識

填鴨式教學已然跟不上時代的步伐，滿堂灌式的教學，只會讓學生被動吸收知識，學生缺乏主觀能動性，學習效果欠佳。傳統(tǒng)的教學模式是教師在課堂上教授，講完理論知識與完成示范后，課程也就結(jié)束了。學生可能滿懷疑問地在課下完成作業(yè)和練習，教學效果欠佳。應當在課程設計里使用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，讓學生們課前預習，帶著問題去上課，課堂上教師答疑解惑，個性化輔導，課后進行大量練習與拓展。

（三）教學方法：項目制，實題跟做，一題多做

教學中我們以項目制教學貫穿始終，要求設計一款文具類文創(chuàng)產(chǎn)品，能夠融入中國傳統(tǒng)元素或湖北本地文化元素，如編鐘、東湖、珞珈山、武大、黃鶴樓等本土文化元素。將有相似想法跟設計偏好的學生進行分組，教師運用講授法、頭腦風暴法、研討法進行教學引導。用信息化手段進行演示，邊與學生互動討論，邊進行板書，將迸發(fā)的靈感跟設計亮點記錄下來。通過多個實際案例的分享與講解加深學生對課程知識點的認識，布置資料收集與整理的作業(yè)，讓學生更投入地參與課堂，自主思考。整個教學過程中教師是引導者，學生是課堂主體，學生多參與課程討論，發(fā)揮他們的創(chuàng)造力跟想象力，教師也會根據(jù)學生的課堂反饋來及時調(diào)整授課進度，拓展知識點。

（四）項目授課過程：線上線下教學，與學生社團互動

2018年下半年，創(chuàng)意思維表達與3D打印實現(xiàn)的精品課程制作完成，在之后的3D打印課程中都將設置線上線下課程互動教學環(huán)節(jié)。雖然職業(yè)教育培養(yǎng)的是應用型人才，但基礎理論知識也是教育教學的重點，傳授理論知識，夯實基礎，與培養(yǎng)動手操作能力，可說是并軌同行的兩條線，要將兩者結(jié)合起來，建立顯性課堂與隱性課堂，將教育延續(xù)到第二課堂、第三課堂，并且我們3D打印課程還設置了拓展知識點，與學生社團文創(chuàng)產(chǎn)品設計制作社開展活動，將課堂上沒時間完成的設計創(chuàng)意延續(xù)到第三課堂。該學生社團的成員不局限于產(chǎn)品藝術(shù)設計專業(yè)的學生，這樣我們的拓展課堂也能集百家所長，集思廣益，將其他專業(yè)有其他特長的學生的想法納入進來，完善設計方案，到達更好的教育教學效果。并且實訓室也能提供3D打印機器設備及耗材，讓學生能在課余時間里也能動手動腦，實現(xiàn)延展課程的探究內(nèi)容。

（五）依托社會實踐，提供志愿服務：公益培訓

高等教育院校的社會職責之一是提供公益培訓，孵化新的科技成果，將教育資源進行共享。隨著2019年兩會關于職業(yè)教育擴招政策的出臺，越來越多的人接受高等教育，全民學習、終生學習的氛圍濃厚，大眾學習的勢頭正盛。高職院校也將響應國家政策，遵循客觀規(guī)律，進一步擴大教育影響力。因此，我們將3D打印課程引入湖北省武漢市湯湖圖書館，為館內(nèi)的小讀者們進行了公益培訓，通過有趣的故事或游戲引入課程，運用簡單易于操作的三維軟件教授小朋友三維模型的知識，并將小朋友們的作品擇優(yōu)挑選，進行3D打印，將教育的成果展示出來，與大眾共享教育資源，展示教學成果，擴大社會影響力。

四、結(jié)語

筆者在過去一年半的3D打印課程教學探索與實踐活動中開展了兩次教學活動，一次公益培訓活動，舉辦3D打印課程展。在不斷解讀高職教育政策，不斷學習3D打印技術(shù)的同時，將理論知識與自己的思考與總結(jié)運用到課程教學中去，運用多媒體技術(shù)，運用翻轉(zhuǎn)課堂、第二課堂、第三課堂的方式將教授知識延伸和滲透到學生的學習生活中去，培養(yǎng)具備綜合能力，滿足崗位能力需求的3D打印技術(shù)人才。

這門課程的探索與教學實踐工作會持續(xù)下去，即便現(xiàn)在有所成果，但也存在著一些不足，及有待改進處。比如教學成果的豐富化不足，現(xiàn)在的教學成果僅僅是以項目制的方式促使學生完成一件設計作品，并且打印出來。而未來的教學工作，希望這件3D打印的作品可以將科技成果轉(zhuǎn)化，可以申請外觀設計專利，可以將項目化、成果化的轉(zhuǎn)化進行得更充分、更徹底。

3D打印課程還是一門跨專業(yè)，多元化，具備包容性的課程，在未來的教學工作中筆者希望將這門課程作為一門拓展課程，納入到其他專業(yè)的實訓課程中，講授技術(shù)，并期待跨專業(yè)的同學能結(jié)合自身所長，將自身專業(yè)特點與3D打印技術(shù)結(jié)合，迸發(fā)新的火花。

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作者單位：

武漢交通職業(yè)學院藝術(shù)學院