3D打印實訓(xùn)課程中融入OBE教育理念的教學(xué)實踐

張林祿 李國琴

摘?要：近年來，很多職業(yè)院校把3D打印技術(shù)引進課堂或開設(shè)獨立課程。筆者學(xué)校也開設(shè)3D打印一體化實訓(xùn)課程，在3D打印實訓(xùn)課程中融入OBE教育理念進行教學(xué)實踐，有助于緩解傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生主動性和獨立思考能力差等問題。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);一體化教學(xué);OBE教育理念;教學(xué)實踐

OBE是成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education）的簡稱，也可稱為成果為本教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育等。OBE是一種基于學(xué)習(xí)成果或者結(jié)果為導(dǎo)向的教育理念，它起源于20世紀(jì)80年代澳大利亞、美國等國家推行的高等教育改革之中，最早由Spady等人于1981年提出[1]。在我國，OBE課程理念在高等職業(yè)教育領(lǐng)域有一定的運用，最早王長中教授在青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院所做的“工程教育發(fā)展戰(zhàn)略做中學(xué)的CDIO模式”的總結(jié)與點評OBE課程開發(fā)理念[2]。但是將OBE教育理念引入3D打印技術(shù)相關(guān)課程教學(xué)在國內(nèi)還較少考慮。

一、基于OBE教育理念的課堂教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)目標(biāo)

理解OBE教育理念的關(guān)鍵點是“反向設(shè)計”，其意義是從期望學(xué)生達到的“最終”學(xué)習(xí)成果開始，向后確立“支持”學(xué)習(xí)成果以及設(shè)計課程和教學(xué)。筆者根據(jù)數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生能力培養(yǎng)要求，基于OBE教育理念設(shè)計了以魯班鎖的產(chǎn)品加工為最終學(xué)習(xí)成果的課堂教學(xué)目標(biāo)。

（1）通過查閱學(xué)習(xí)資料和線上學(xué)習(xí)微課視頻資源，完成線上預(yù)習(xí)測驗任務(wù)，領(lǐng)取生產(chǎn)任務(wù)，制定UG建模的方案策略，預(yù)選工藝參數(shù)，編制工藝卡。

（2）根據(jù)老師提供的試加工圖紙，以小組為單位，通過小組討論，完善工藝方案。

（3）總結(jié)UG建模步驟，教師演示解決學(xué)生課前疑惑，小組競賽完成試件建模和零件裝配。

（4）教師演示3D打印機調(diào)平和預(yù)加熱過程，學(xué)生以小組為單位，分工合作，進行試件3D打印加工，重點獨立觀察切片參數(shù)設(shè)置對加工過程的影響。

（5）學(xué)生通過深度觀察，解決試件加工問題，優(yōu)化工藝卡并打印合格產(chǎn)品。

（6）在完成任務(wù)過程中，強化成本意識，貫徹企業(yè)“8S管理”標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范清理工作現(xiàn)場。

（7）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝卡，每組打印2件合格產(chǎn)品，并入庫。

本課程的教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生能力培養(yǎng)要求緊密相關(guān)，其對應(yīng)關(guān)系如下表所示。

（二）教學(xué)內(nèi)容

基于OBE教育理念在課程設(shè)置方面，緊密圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)成果這個核心，將學(xué)生的實訓(xùn)內(nèi)容與天津市3D打印與應(yīng)用設(shè)計技能大賽比賽任務(wù)相結(jié)合，重新探索和調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容。大賽中的任務(wù)有3D打印機故障排除與調(diào)試任務(wù);三維建模與數(shù)據(jù)切片生成加工程序任務(wù)和3D打印機操作任務(wù)。相對應(yīng)的課堂教學(xué)內(nèi)容是3D打印機調(diào)平和預(yù)加熱操作;小組三維零件建模競賽和零件的3D打印機實際加工。

二、基于OBE教育理念的課堂教學(xué)實施

以O(shè)BE教育理念進行的課堂教學(xué)實施，注重實踐技能的培養(yǎng)，注重學(xué)生的自主式學(xué)習(xí)，能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能夠提高課堂的抬頭率和學(xué)習(xí)性。在《多彩魯班鎖的加工》項目中教學(xué)實施過程中，筆者把課程分為課前、課中、課后三個階段。

首先課前利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，觀看魯班鎖零件UG建模的三種方法和切片軟件操作方法視頻。教師通過后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握情況。

其次課中學(xué)習(xí)，第一進行組織教學(xué)和安全教育強調(diào)，檢查學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)效果。第二下達任務(wù)，通過創(chuàng)設(shè)情境任務(wù)突出制作魯班鎖的重要性，通過教具把減材制造的魯班鎖和、增材制造的魯班鎖進行對比，導(dǎo)入新課多彩魯班鎖的加工。第三分析任務(wù)，教師首先對項目的任務(wù)進行分解，學(xué)生以小組為單位進行任務(wù)分工，之后教師進行新課講授，通過對零件圖紙的分析、講解零件建模和切片軟件參數(shù)設(shè)置方法，理清魯班鎖加工的軟件操作思路，最后通過示范操作，解決學(xué)生課前及課上提出的問題。第四實施任務(wù)，通過計時軟件練習(xí)競賽，教師進行巡回指導(dǎo)并解決學(xué)生實際練習(xí)中存在的問題。競賽結(jié)束后進行分組加工，學(xué)生各司其職操作者、輔助者、記錄者，并填寫加工過程記載表。第五評價任務(wù)，產(chǎn)品完成加工后，填寫整節(jié)課的測量評價表，學(xué)生以小組為單位進行錯誤操作反饋，成果展示匯報，教師進行點評。采用多元點評提高課堂的互動性和有效性。

最后課后鞏固，學(xué)生結(jié)合本次實訓(xùn)項目，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝卡，每組打印2件合格產(chǎn)品，并入庫。學(xué)生的課程成績主要由作品成績（占40%）、考勤成績（占10%）、建模競賽（占20%）和課堂測量評價表（占30%）四個部分組成，教師課后匯總學(xué)生課堂成績。

三、結(jié)語

OBE教育理念主要強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，注重遞進式教學(xué)方式，以學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，重視學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以得到哪些技能，在學(xué)習(xí)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)?；贠BE教育理念，在3D打印一體化實訓(xùn)課程中對“多彩魯班鎖的加工”項目進行教學(xué)嘗試，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和獨立思考能力，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)參與度、責(zé)任心和動手能力得到提高，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神和組織表達能力，總體上基于OBE教學(xué)理念的教學(xué)效果要好于傳統(tǒng)式教學(xué)模式。

參考文獻：

[1]劉衍聰，李軍.基于OBE理念的應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)方案的設(shè)計[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2018（14）：72-76+96.