基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的高職院?！?D打印技術(shù)》課程育人模式研究與實(shí)踐*

張麗芳陳艷輝張方園

（1.郴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.資興市審計(jì)事務(wù)中心）

一、前言

當(dāng)前世界科技的競爭，實(shí)質(zhì)上是創(chuàng)新人才的競爭。高職院校作為創(chuàng)新型技術(shù)技能人才輸送的主要陣地，如何培養(yǎng)符合社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才，如何有效提升學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，是擺在高職院校面前的一道必答題。當(dāng)然，在注重提升學(xué)生創(chuàng)新能力的同時(shí)，更要重視思政育人，要落實(shí)高校教育立德樹人的根本任務(wù)。

3D打印技術(shù)，又稱快速成型技術(shù)，能直接從數(shù)字模型數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，無需機(jī)械加工或模具，極大地縮短了產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本[1]。而將3D打印技術(shù)有機(jī)地融入專業(yè)課堂與實(shí)踐教學(xué)，既能夠豐富實(shí)踐教學(xué)，提升教學(xué)效果，又能極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了方法和途徑。本文以高職院?！?D打印技術(shù)》課程為例，談一談我校專業(yè)課程育人教學(xué)的思路設(shè)計(jì)、主要做法和取得的效果及經(jīng)驗(yàn)啟示。

二、教學(xué)思路設(shè)計(jì)

（1）搜集3D打印相關(guān)的新知識(shí)、新行業(yè)進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢，整理適用于《3D打印技術(shù)》課程思政的元素、案例、故事等內(nèi)容，修訂和優(yōu)化課程標(biāo)準(zhǔn)。

（2）根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生基礎(chǔ)、技能抽考標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)崗位要求以及課程育人目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容科學(xué)、合理劃分模塊。

（3）精心設(shè)計(jì)每一個(gè)項(xiàng)目案例，從模具專業(yè)技能抽考題庫、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與3D創(chuàng)客實(shí)踐職業(yè)技能競賽賽項(xiàng)題目、企業(yè)合作項(xiàng)目以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽參賽項(xiàng)目中甄選案例，確保這樣選出來的案例既符合技能抽考標(biāo)準(zhǔn)的要求，又囊括了包括技能競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各賽項(xiàng)在內(nèi)的比賽內(nèi)容，同時(shí)還有與企業(yè)合作的項(xiàng)目產(chǎn)品，針對性強(qiáng)、實(shí)用性高、可行性大。不但能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化實(shí)操能力，還能進(jìn)一步拓展其專業(yè)視野，提升創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，將崗課賽證融通落到實(shí)處。

（4）通過聯(lián)合行業(yè)、企業(yè)專家，采取線上、線下相結(jié)合的教學(xué)方式，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體手段的作用，優(yōu)化教學(xué)過程，努力培養(yǎng)學(xué)生的全方位能力。同時(shí)，通過學(xué)生與行業(yè)、企業(yè)專家的近距離線上接觸，用專家的言談舉止和他們的現(xiàn)身說法，增進(jìn)學(xué)生對工匠、工匠精神的理解與體會(huì)，充分發(fā)揮專家、名人的“隱性思政”作用。

（5）課程采取過程與結(jié)果相結(jié)合的形成性量化考核方式，特色在于“一率兩法”?！奥省敝该總€(gè)項(xiàng)目都設(shè)置統(tǒng)一的百分率，比重一致；“法”指加法與減法，曠課減分，完成項(xiàng)目加分，用減分來規(guī)范課程日常管理，用加分來激勵(lì)課程授課效果，有獎(jiǎng)有罰，獎(jiǎng)懲分明，鼓勵(lì)學(xué)生多參與，達(dá)到以獎(jiǎng)促學(xué)的效果。此外，在常規(guī)形成性量化考核的基礎(chǔ)上，增加專家評價(jià)和行業(yè)評價(jià)。對接企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、社會(huì)需求，結(jié)合信息化技術(shù)全面評價(jià)學(xué)生作品，幫助學(xué)生深化內(nèi)容，拓展知識(shí)。以企業(yè)要求、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來提升學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)與技能素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)潛移默化的效果[2]。

圖1 手柄面板零件

三、主要做法

以一次課為例，項(xiàng)目案例見下圖。

（1）教學(xué)內(nèi)容分析：本次課的項(xiàng)目案例來自技能抽考題庫的試題，要求學(xué)生在建模的同時(shí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，確保滿足產(chǎn)品強(qiáng)度、工藝要求以及經(jīng)濟(jì)成本，具有較強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容圍繞“手柄面板零件的成功建模與成功打印”這一任務(wù)而展開。學(xué)生需要完成造型分析、零件建模、模型對比、打印調(diào)試、產(chǎn)品打印、產(chǎn)品檢驗(yàn)等內(nèi)容。相較于之前已經(jīng)完成的打印項(xiàng)目，本次項(xiàng)目造型更復(fù)雜，打印形式更多樣，難度有所增加。通過完成該教學(xué)項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生掌握建模命令的操作和打印參數(shù)的設(shè)置等職業(yè)能力的同時(shí)，通過以學(xué)生為主體的教學(xué)實(shí)施過程，旨在充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維及設(shè)計(jì)潛能，潛移默化地塑造學(xué)生的科學(xué)觀，引導(dǎo)學(xué)生秉承嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度開展項(xiàng)目研究，實(shí)施任務(wù)，并使學(xué)生更好地體驗(yàn)企業(yè)真實(shí)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。

（2）學(xué)生學(xué)情分析：授課學(xué)生為二年級的三年制高職生；由于前導(dǎo)課程《機(jī)械制圖》《UG》的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的看圖、讀圖、繪圖與三維空間的想象能力；喜歡運(yùn)用軟件進(jìn)行建模，對制作真實(shí)產(chǎn)品興趣濃厚；創(chuàng)新意識(shí)不足，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力較差；認(rèn)識(shí)論與方法論等科學(xué)研究素養(yǎng)有待提升。

（3）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立：①能力目標(biāo)—能合理分析手柄面板零件的造型；能利用建模軟件正確繪制產(chǎn)品；能結(jié)合要求，對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新性造型與設(shè)計(jì)；能正確進(jìn)行產(chǎn)品的打印與后處理；②知識(shí)目標(biāo)—掌握拉伸、陣列、偏置、抽殼等用于產(chǎn)品建模的操作命令；掌握產(chǎn)品的打印方案及對應(yīng)的打印機(jī)調(diào)試操作知識(shí)；③素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生探索、合作、創(chuàng)新的職業(yè)素養(yǎng)與精益求精的工匠精神，提升學(xué)生認(rèn)識(shí)世界與改造世界的科學(xué)思維能力。

（4）教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)：本次課采用“一主多輔”的教學(xué)方法形式，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為主線，輔之以啟發(fā)性較強(qiáng)的支架式教學(xué)法、將知識(shí)碎片化的項(xiàng)目教學(xué)法和直觀性較強(qiáng)的演示教學(xué)法。課前，本著以學(xué)生為主導(dǎo)、教師為輔助的思路，基于網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)和“職教新干線”平臺(tái)，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)。課中，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，將學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)容碎片化，按六個(gè)環(huán)節(jié)依次實(shí)施，化繁為簡，降低學(xué)習(xí)難度。同時(shí)，結(jié)合信息化技術(shù)利用“多媒體網(wǎng)絡(luò)教室”突破教學(xué)難點(diǎn)，使用“仿真軟件”突出教學(xué)重點(diǎn)。課后，利用網(wǎng)絡(luò)空間和3D打印技術(shù)交流平臺(tái)，展示學(xué)生作品，增加學(xué)生作品的評價(jià)范圍；同時(shí)利用校內(nèi)工廠資源，學(xué)生完成按鍵蓋產(chǎn)品的建模與3D打印。

課前，教師制作任務(wù)單，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)通訊工具下發(fā)給學(xué)生，同時(shí)上傳相關(guān)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。待學(xué)生完成課前任務(wù)后，根據(jù)學(xué)生完成的任務(wù)內(nèi)容及反饋的答題情況，調(diào)整教學(xué)。學(xué)生接到任務(wù)后，以小組的形式，根據(jù)任務(wù)清單，到網(wǎng)絡(luò)課程空間搜索相關(guān)資料，討論完成課前任務(wù)，并通過網(wǎng)絡(luò)提交反饋給教師。

課上，將教學(xué)劃分為六個(gè)子環(huán)節(jié)。把學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)容碎片化，合理分配課時(shí)。

環(huán)節(jié)1，造型分析。各組學(xué)生代表利用多媒體設(shè)備演示講解本組對產(chǎn)品造型的分析及建模方案，同時(shí)教師給予支架式的提問和支架式的案例，幫助學(xué)生代表更完美地詮釋他們對產(chǎn)品造型的理解，同時(shí)以產(chǎn)品模型為引，介紹該產(chǎn)品的用途、產(chǎn)生背景及發(fā)展歷史，激發(fā)學(xué)生對本課程及機(jī)械行業(yè)的興趣。另外，針對部分空間想象能力較差的同學(xué)，教師展示產(chǎn)品剖切動(dòng)畫，直觀演示產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決學(xué)生困惑。

環(huán)節(jié)2，同屏演示。教師運(yùn)用多媒體網(wǎng)絡(luò)教室軟件平臺(tái)，進(jìn)行同屏演示與錄制，學(xué)生一人一屏，同步學(xué)習(xí)，拉進(jìn)了教學(xué)距離，提升了教學(xué)效果。演示結(jié)束，下發(fā)錄制的教學(xué)視頻。

環(huán)節(jié)3，建模實(shí)操。學(xué)生自主嘗試?yán)L制產(chǎn)品，遇到建模困擾時(shí)，可通過網(wǎng)絡(luò)教室平臺(tái)觀看錄播視頻，回顧教學(xué)內(nèi)容。遇到無法獨(dú)立解決的問題，學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)教室平臺(tái)進(jìn)行求助，教師使用遙控輔導(dǎo)功能，及時(shí)指導(dǎo)，提高教學(xué)效率。同時(shí)，優(yōu)秀學(xué)生充當(dāng)?shù)慕虒W(xué)助手也可通過此平臺(tái)了解求助信息，適時(shí)地協(xié)助教師給予其他同學(xué)幫助，實(shí)現(xiàn)學(xué)生間的互助教學(xué)，順利突破教學(xué)難點(diǎn)。建模完成后，學(xué)生可通過軟件進(jìn)行模型對比，自查自糾，提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)教室平臺(tái)會(huì)將學(xué)生提交的建模文件依次排序，選出前三名，形成競賽機(jī)制，以賽促學(xué)，以賽促訓(xùn)，提高學(xué)生的參與熱情和求知欲。

環(huán)節(jié)4，打印調(diào)試。學(xué)生轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)場地至3d打印實(shí)訓(xùn)室，以小組為單位，按照任務(wù)單要求，參照教學(xué)操作視頻，自主完成打印機(jī)的調(diào)試，教師從旁指導(dǎo)。調(diào)試完成，利用實(shí)訓(xùn)室數(shù)字化的生產(chǎn)環(huán)境，將產(chǎn)品模型導(dǎo)入。同時(shí)利用仿真軟件進(jìn)行虛擬打印計(jì)算，模擬分析多組打印方案的打印結(jié)果，省時(shí)省料的優(yōu)化打印方案，凸顯教學(xué)重點(diǎn)。通過小組協(xié)作完成指定任務(wù)，能有效鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力與語言溝通的協(xié)調(diào)能力。

環(huán)節(jié)5，打印實(shí)操。學(xué)生依據(jù)前期制定的打印方案結(jié)合打印機(jī)操作視頻，完成產(chǎn)品的打印和后處理。

環(huán)節(jié)6，檢驗(yàn)評價(jià)。設(shè)置產(chǎn)品檢驗(yàn)評價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)產(chǎn)品檢驗(yàn)表，完成產(chǎn)品的檢測，并完成自評、組評工作。同時(shí)連線企業(yè)專家，對檢驗(yàn)流程及結(jié)果處理進(jìn)行指導(dǎo)，以此提高學(xué)生的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)。檢驗(yàn)完成后，學(xué)生上交檢驗(yàn)結(jié)果，教師根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果和打印的產(chǎn)品進(jìn)行指導(dǎo)點(diǎn)評，并適時(shí)地播放學(xué)生操作過程中拍攝的視頻，對照視屏指出問題。

課后，進(jìn)行拓展。課后拓展任務(wù)的布置主要依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師上傳蓋板產(chǎn)品任務(wù)單至網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生下載任務(wù)單，按要求完成造型分析和打印方案并上傳至網(wǎng)絡(luò)，供教師檢閱和他人點(diǎn)評學(xué)習(xí)。學(xué)生將打印產(chǎn)品上傳網(wǎng)絡(luò)空間和專業(yè)交流技術(shù)平臺(tái)，供社會(huì)和行業(yè)其他人員評價(jià)指導(dǎo)。在提升學(xué)生的打印產(chǎn)品的成就感的同時(shí)激勵(lì)學(xué)生精益求精。創(chuàng)設(shè)遠(yuǎn)程交流平臺(tái)，方便和教師、企業(yè)專家等實(shí)時(shí)互動(dòng)，深化知識(shí)，開闊學(xué)習(xí)面。

（5）教學(xué)反思：加強(qiáng)校企合作，進(jìn)一步豐富教材內(nèi)容、訓(xùn)練素材等教學(xué)資源；進(jìn)一步提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的職業(yè)素養(yǎng)；深挖課程思政元素，注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科技倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索求知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神。

四、取得的效果

通過課程的實(shí)施和開展，取得了一定的效果：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大大提升，自主學(xué)習(xí)能力顯著增加；項(xiàng)目完成率逐步提高，職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維以及科學(xué)思維逐步形成；學(xué)生參與技術(shù)技能競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的積極性和意愿穩(wěn)步提高，同時(shí)，自主創(chuàng)新能力意識(shí)和能力有所增強(qiáng)，主動(dòng)跟隨老師參與專利申請與項(xiàng)目研發(fā)；課程內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐密切聯(lián)系行業(yè)、企業(yè)，學(xué)生覺得課程學(xué)習(xí)有用、實(shí)在；以技能抽查標(biāo)準(zhǔn)為教學(xué)基本要求，技能抽查通過率提高；課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)教學(xué)能力、科研能力逐步提升，教學(xué)、科研成果不斷孕育。

五、經(jīng)驗(yàn)啟示

理論上，運(yùn)用理論認(rèn)識(shí)與情景認(rèn)知相統(tǒng)一的原則。學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)上中，過多的理論認(rèn)知會(huì)讓學(xué)生感到枯燥，甚至于產(chǎn)生認(rèn)知排斥，通過情景認(rèn)知與實(shí)踐教學(xué)，可以很好地激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知驅(qū)動(dòng)力，幫助其將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的技能，提升教學(xué)親和力，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，推動(dòng)專業(yè)知識(shí)與道德實(shí)踐的有效結(jié)合。

對于學(xué)生，在引導(dǎo)其在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，養(yǎng)成良好的社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)其逐漸成長為知行而一、德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展，可以擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升；對于教師，有助于教師自覺提升思想政治素養(yǎng)與人文素養(yǎng)，增強(qiáng)思想政治教育教學(xué)能力，真正把價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授、技能培養(yǎng)、素質(zhì)養(yǎng)成融入到課程教學(xué)過程中去，實(shí)現(xiàn)教書與育人并舉，為教師素質(zhì)提升與教師隊(duì)伍建設(shè)提供實(shí)踐指導(dǎo)；對于育人，豐富高職院校思想政治工作的方法，以專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)為載體，挖掘?qū)I(yè)課程的育人價(jià)值，發(fā)揮專業(yè)課“隱性思政”的作用，引導(dǎo)學(xué)生成才與成人，有助于在實(shí)踐中總結(jié)形成高職院校思政工作的新經(jīng)驗(yàn)。

本課程的項(xiàng)目案例來源多樣、真實(shí)、操作性強(qiáng)，操作流程依據(jù)企業(yè)規(guī)范，技能培養(yǎng)符合崗位需求，職業(yè)素養(yǎng)形成潛移默化；信息手段提升效果，多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的使用優(yōu)化了教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)回播化、反饋及時(shí)化、學(xué)生互助化、學(xué)習(xí)賽制化，有效突破教學(xué)難點(diǎn)，仿真軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，直觀演示多組打印方案，降低學(xué)習(xí)難度，清晰凸顯教學(xué)重點(diǎn)；行業(yè)企業(yè)聯(lián)系密切，一方面在過程性評價(jià)的基礎(chǔ)上通過增加專家評價(jià)和行業(yè)評價(jià)，幫助學(xué)生深化內(nèi)容，拓展知識(shí)，另一方面通過學(xué)生與專家的交流與接觸，充分發(fā)揮課程思政的隱性思政功能。

但是也要注意，避免步入專業(yè)課“思政化”誤區(qū)，合理開展課程教學(xué)設(shè)計(jì)，在傳授專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過恰當(dāng)?shù)姆绞介_展思政教育，切勿生搬硬套思政理論，切勿本末倒置，忽略專業(yè)課教學(xué)任務(wù)要點(diǎn)，要遵循教書育人規(guī)律，如“思政之鹽”融入“課程之湯”般將教育內(nèi)容從知識(shí)維度、能力維度深入到價(jià)值維度中去，卻又不違背專業(yè)課的教學(xué)任務(wù)與要求。