职业教育中3D打印技术教学模式探讨

李细荣　张智林

摘 要 随着信息时代的不断发展，“3D打印技术”已逐渐应用到教育的各个领域，主要包括基础教育、高等教育以及职业教育领域。3D打印技术应用于职业教育领域还处于新兴探索阶段。文章将对职业教育3D打印项目教学模式进行分析探讨，为后期实际教学提供借鉴及参考。

关键词 3D打印技术 职业教育 项目教学模式

Abstract With the continuous development of the information age， 3D printing technology has been gradually applied to various fields of education， including basic education， higher education and vocational education. The application of 3D printing technology in the field of vocational education is still in the exploratory stage. This paper will analyze and discuss the teaching mode of 3D printing project in vocational education， which can be used as reference for the later practical teaching.

Keywords 3D printing technology； vocational education； project teaching mode

1問题的提出

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

将3D打印技术引入职业院校课程，有助于培养职业院校学生的职业素养，提升职业院校学生的动手实践能力以及提高职业院校学生的综合素质能力，为我国培养制造性人才奠定基础。但目前职业院校一线教师在理论和实践两个层面上对3D打印技术的概念还比较模糊，在实际教学中感觉无从着手。培养目标的差异使职业教育与基础教育、高等教育具有不同的教学特点，这就要求职业院校需有独特的教学模式，以支撑职业院校更好的开设3D打印课程。

2 职业教育项目教学概述

项目教学起源于17和18世纪的欧洲，之后传至美国。克伯屈，美国著名教育家杜威的学生，他深受杜威“实用主义哲学”和“做中学”思想的影响，结合 “问题教学法”，根据内部动机理论和活动课程理论第一次对项目教学做出了系统的理论研究，并传播至全世界。2001年过后，项目教学开始在我国展开应用及研究，并逐渐成为职业教育的一项重要教学法。项目教学主要是以完成项目为依托，以工作任务为中心，以完成具体的产品或服务为最终目标。对职业教育中的项目教学进行简单定义，即“项目教学是指将知识融于工作任务而开展行动以形成产品或服务的教与学过程。”

3 3D打印项目教学模式分析

3.1 项目教学中的3D打印学习模型

职业院校项目教学中的3D打印学习模型主要由“企业3D打印项目实施过程，职业院校学习者3D打印项目实施过程，伴随项目的学习结果，教师职能”这四个部分构成，如图1所示：

企业3D打印项目实施过程是企业员工按照企业自身预定的工作流程实施的具体步骤，其在真实的工作环境中展开步骤，具有情境性、效率性。而职业院校3D打印项目实施过程是职业院校学生实施的具体学习过程，其异同于企业3D打印项目实施过程，主要体现在如下几个方面：

（1）职业院校的学习者尚还未具备企业员工熟练开展行动或独立完成项目的能力。因此，教师在教学过程中应对项目实施过程进行完善或再设计，加强对学习者的指导，如可将项目实施过程中复杂度高、难度大的过程进行细化，分为若干个子过程，实施小步子原则。实施小步子原则，能将复杂过程简单化，帮助学习者熟练掌握项目实施过程。

（2）为了让学习者顺利地完成项目以及培养他们的职业行动能力和职业素养，教师在指导项目实施过程中可以按照适合学习者的学习方式以及过程来进行，比如改变项目实施的顺序，增加过渡性环节或者教学步骤，如图1所示，职业院校3D打印项目实施过程中的“ ”就是学习者实施项目过程中增加的步骤。

（3）职业院校3D打印项目实施过程是企业3D打印项目实施的细化过程。职业院校与企业开展合作，不仅能从企业中获取技术上的支持，职业院校在项目实施过程中还能借鉴企业项目实施的步骤，从而提高效率，增强项目实施的成功性。

伴随项目的学习结果，是学习者在实施3D打印项目过程中获得的反馈，主要包括职业行动能力（Competence）、知识的获取（Knowledge）、经验（Experience）、职业素养（Professionalism）这四个方面。在项目的实施过程中，伴随着每个步骤的开展，每种学习结果都有可能发生，比如知识的获取、职业素养的提升等。

教师职能指的是教师在整个项目实施过程中对学习者进行一系列的指导及提供相应的帮助，主要包括：明确项目、计划、演示、讲解、评价。

3.2 3D打印项目教学模式

职业教育的教学模式是指按照一定的教学理论、教学方法和教学原则，围绕一定的教学目标而设计的可以操作、可以控制的结构性流程，是教学理论应用于教学实践的中介环节和具体可操作的实践活动方式。职业教育3D打印项目教学模式按照杜威“做中学”的思想，学习者在老师的指导下，自己大胆创意及动手实践完成项目。3D打印教学模式包含项目准备、项目实施、项目总结三大部分，每一部分包括教师活动和学生活动，教师活动和学生活动包含各个具体的项目实施步骤。教师活动和学生活动之间是相互联系、相互促进的，以教促学，以学促教。教师可根据学生的具体表现来调整教学，学生也可围绕教师的引导促进学习。

项目准备，这是一个重要环节，教师在项目实施之前应做好充分的准备，其不仅要明确项目的主题内容，弄清完成项目所需的知识和工作程序，还应尽快让学生进入工作角色，明确自己的任务定位。学生在这一环节主要是针对项目主题充分发挥自身的创新思维，并通过线上线下的方式与小组成员或同学们互相交流，初步判断自身的创意是否具有可操作性、实用性等。

项目实施，这是3D打印项目教学模式的中心环节，也是最为复杂的环节。

3D打印技术不仅要求学生掌握3D打印机的基本操作，如3D打印机硬件设备的简单连接、3D打印机校准及打印材料的进丝、退丝等，还要求学生掌握三维模型编辑软件（Meshmixer）、创意设计软件（Tinkercad）等。因此，教师在应用3D打印项目教学模式时，应预先评估学生是否掌握3D打印技术的硬件及软件知识，这样才能让学生顺利开展项目活动。在项目实施的过程中，教师就好像一名桥梁建筑师，教师为学生搭好一座桥，学生是这座桥的主角，学生该如何顺利通过这座桥就需要由学习者自己筹划、执行。教师要时刻关注学生过桥时的情形，倘若学习者在中途遇见坑洼无法继续前行，则需引导学生通过。学习者在过桥过程中，除了需应用自己的方式到达桥的终点外，还应学会总结经验教训，發挥团队合作意识等。

项目总结，这是3D打印项目教学模式中必不可少的环节。职业教育中的3D打印技术注重的是成品的艺术性、实用性。职业教育3D打印项目教学模式中，除了要求学习者顺利完成工作任务和培养各方面的能力（如职业行动能力、职业素养等）外，还要求其完成的成品具有实用效果，符合企业的基本标准等。教师在评价学习者的项目成果时，可组织同学对项目成果进行集中展示，让学习者进行互评，并收集整理评价结果，最后进行总结。学习者在互评的过程中，要学会自我反思和总结，努力吸取他人的长处。

4 结束语

3D打印技术课程在职业教育领域虽已陆续开展教学，但还无一个完善的教学模式。本文构建的3D打印项目教学模式将逐渐应用于职业院校3D打印技术课程中，并陆续的进行完善，希望能给职业院校的一线教师提供借鉴或参考。

参考文献

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