3D打印技術(shù)在中職教育改革背景下的應用

【摘要】近年來，3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展引起了社會特別是制造業(yè)的廣泛關(guān)注，其應用領(lǐng)域越來越廣。本文對3D打印技術(shù)在職業(yè)教育中的應用問題，針對中等職業(yè)教育的現(xiàn)狀分析了職業(yè)教育課程改革的必要性，闡明了3D打印技術(shù)與中等職業(yè)教育相結(jié)合的重大意義。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù) 中等職業(yè)教育 應用

3D 打印技術(shù)又稱快速成型技術(shù)或添加型制造技術(shù)，它是將計算機的三維模型數(shù)據(jù)通過配套設(shè)備將納米材料分層疊加，像打印機一樣“打印”輸出形成實物產(chǎn)品。經(jīng)過近20多年的快速發(fā)展，這種將產(chǎn)品制造與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化設(shè)計相結(jié)合的3D 打印技術(shù)，除了在工業(yè)制造等領(lǐng)域得到廣泛的應用以外，對于中等職業(yè)教育課程改革中所提倡的理實一體化教學更是錦上添花。以下介紹該技術(shù)在中等職業(yè)教育課程改革中應用的幾點思考。

一、中等職業(yè)教育改革的背景

一直以來，傳統(tǒng)的中等職業(yè)教育的課程設(shè)置和教學內(nèi)容照搬照抄了高等教育的相應課程設(shè)置及內(nèi)容，并沒有考慮到中等職業(yè)教育對象的特點和就業(yè)方向的特點，片面地把一些晦澀難懂的甚至于我們的大學生都不容易掌握的知識強加給我們的中專生。這類學生本來就底子薄弱，對學習的興趣不高，上課打瞌睡，這就導致了教師難教、學生難懂的惡性循環(huán)。

中職教育是國家教育體系的重要組成部分， 在“大力發(fā)展職業(yè)教育培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者”的全國職業(yè)教育工作會議上， 溫家寶總理強調(diào)：“ 中國特色的職業(yè)教育， 必須服務于社會主義現(xiàn)代化建設(shè)， 著力培養(yǎng)適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高素質(zhì)勞動者和技能型人才，必須滿足城鄉(xiāng)居民對職業(yè)教育的多樣化需求，為他們的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和成才創(chuàng)造條件，必須與社會主義市場經(jīng)濟相適應， 實行政府主導、面向市場、多元辦學的機制，必須與生產(chǎn)勞動和社會實踐緊密結(jié)合， 實行靈活多樣的人才培養(yǎng)模式， 逐步形成完備的現(xiàn)代職業(yè)教育體系。”這為我國的職教發(fā)展改革指明了方向。

隨著中國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會和企業(yè)對人才的需求已經(jīng)從過去的一味追求高學歷變?yōu)橹R、技能相結(jié)合，尤其是對技能的要求越來越高，強調(diào)實際動手能力的培養(yǎng)。因此，職業(yè)學校的教育改革勢在必行，教育的投資也越來越大。

二、3D 打印技術(shù)的職業(yè)教育應用

職業(yè)教育發(fā)展到今天，我們也一直在改革，比如德國的雙元制、理實一體化、項目化教學、任務單驅(qū)動法等。但不管是哪一種教學方法，都離不開“實踐”二字，否則就是純粹的理論教學。實踐學習的環(huán)節(jié)對于我們的學生來說，能夠更好地理解相關(guān)的知識和進入職業(yè)角色。事實上，目前的職業(yè)教育，并不能完全達到將學校教學與企業(yè)實踐的融合。

3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)，我認為不僅對工業(yè)的發(fā)展起到了革命性的作用，而且對我們的中職教育教學改革也具有重要的意義。

3D 打印技術(shù)可以根據(jù)課程的要求打印出各種教學模型。例如，一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜的幾何體，已知其中的兩個投影視圖，要求補畫第三投影視圖。這樣的題型，在沒有一定的制圖知識功底和良好的空間想象能力，是比較困難的。但是，利用3D 打印技術(shù)就可以為我們直接打印模型，在打印的過程中來實現(xiàn)我們的教育教學。這樣的過程，把圖形變成了實物，再把實物變?yōu)轭}目中的第三視圖，學生看懂了，老師也輕松了。

這樣的技術(shù)完美地解決了課堂上只能靠視頻、圖片等介質(zhì)才能講清楚的問題。也有些課程有現(xiàn)成的模型，但是題目是多種多樣的，模型卻變不了。3D 打印技術(shù)可以直接通過計算機的模型數(shù)據(jù)打印出所需要的模型，快捷、方便。

三、3D 打印技術(shù)可能產(chǎn)生的問題

一種新技術(shù)的發(fā)展與壯大，需要一個過程，3D 打印技術(shù)亦是如此。目前，該技術(shù)涉及與職業(yè)教育相結(jié)合的例子在國內(nèi)幾乎還沒有，這就需要我們不斷地去摸索適用于教育教學的各類3D 打印機。但是，教育用3D 打印機的發(fā)展仍然會受到很多方面的制約：

首先是成本方面，3D 打印技術(shù)還在進一步的完善過程中，其3D 打印機的造價還比較昂貴，這對該技術(shù)的進一步發(fā)展帶來了困難。

其次是打印材料方面，3D 打印機的基本原理是快速成型技術(shù)，其打印材料多采用納米材料，市場價格比較高，選擇的局限性大，且成型產(chǎn)品的物理性能較差，安全方面有待提高。這勢必會影響到學校決策層是否會選擇使用3D 打印機為教育教學服務。

第三是技術(shù)方面，3D 打印機尺寸規(guī)格還沒有相應的標準，為了配合課堂教學，靈巧、輕便應成為主流。同時打印的速度也是制約與課堂教學相結(jié)合的因素之一，打印塑料制品大約要10個小時，而打印金屬制品大約要100個小時，這就無法實現(xiàn)課堂的實時教學工作。

對于上述問題，3D 打印技術(shù)與職業(yè)教育結(jié)合的發(fā)展方向是低成本、高效率。

四、結(jié)語

3D 打印技術(shù)的發(fā)展前景是美好的，職業(yè)教育的發(fā)展道路是曲折的，而3D 打印技術(shù)是否能夠與職業(yè)教育實現(xiàn)真正的融合，如何真正地實現(xiàn)廣泛應用，從根本上改變理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)狀，實現(xiàn)實踐-理論-實踐的認知過程，還有很長的路要走。但不容置疑的是，3D 打印技術(shù)在中等職業(yè)教育中的應用會越來越多，這必將使我國的中等職業(yè)教育更上一層樓。