珠三角地區職業教育中正確應用3D打印技術的思路和意義

朱 姝 王 川

廣東技術師范學院 廣東廣州 510665

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珠三角地區職業教育中正確應用3D打印技術的思路和意義

朱 姝 王 川

廣東技術師范學院 廣東廣州 510665

摘 要：隨著3D打印技術的成熟，它在創新教育領域也開始受到廣泛的關注，對珠三角地區職業教育的現代化發展也提出了新的標準和要求。3D打印技術在珠三角地區職業教育中的應用，機遇和風險并存。從機遇出發，分析了應用價值，同時對研究現狀進行了剖析，從中找到了正確應用3D打印技術的思路方法和意義。

關鍵詞：3D打印技術；珠三角地區；職業教育；正確應用

隨著3D打印技術的成熟，其應用領域不斷擴展，3D打印技術在創新教育領域也開始受到廣泛的關注。在《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》中明確指出：“增材制造是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術，體現出信息網絡技術與先進材料技術、數字制造技術的密切結合，是先進制造業的重要組成部分。”而《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要（2008-2020年）》提出了“到2020年，珠三角地區將形成以現代服務業和先進制造業為主的產業結構”的明確目標。從中可看出，3D打印技術是珠三角地區的區域經濟發展的機遇。因此，作為為珠三角地區培養高級技術人才和管理人才的職業教育，更是迫切需要進行3D打印技術的普及應用。因此，珠三角地區職業教育院校應用3D打印技術，面臨著以下的機遇和價值。

1　3D技術在珠三角地區職業院校中應用的機遇

（1）3D打印技術將在我國學校實現普及化、常態化發展，為珠三角地區職業教育應用3D打印技術帶來了政策上的傾斜。

2015年2月28日，工信部、發展改革委、財政部發布了《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》，明確指出將組織實施學校增材制造技術（3D打印技術）普及工程。在學校配置增材制造設備及教學軟件，開設增材制造知識的教育培訓課程，培養學生創新設計的興趣、愛好、意識，在具備條件的企業設立增材制造實習基地，鼓勵開展教學實踐。從中可看出，國家將加大3D打印設備在學校的普及，為3D打印技術在職業教育中的應用提供了物質基礎。

（2）3D打印技術在我國正從概念階段向應用階段快速轉變，建設與之相應的職業教育體系被提上日程，為珠三角地區職業教育應用3D打印技術帶來了現實需求。

2015年5月28日，國外院正式印發《中國制造2025》，明確指出3D打印技術已成為我國加快實現智能制造的重要技術手段。同時規劃也指出，要加快培養制造業發展急需的專業技術人才、經營管理人才和技能人才，建設出一支素質優良、結構合理的制造業人才隊伍。我國制造業的發展，需要系統的研究3D打印技術在職業教育領域的應用。從中可看出，職業教育的現代化發展，為3D打印技術在職業教育中的應用提供了現實需求。

（3）“互聯網+3D打印”是我國十三五期間工業生產的主流領域，“互聯網+”思維和3D打印技術的結合對職業教育提出了高標準的要求，為珠三角地區職業教育應用3D打印技術帶了新思維。

在李克強主持的國務院“討論加快發展先進制造與3D打印等問題”的專題講座上，明確指出以信息技術與制造技術深度融合為特征的智能制造模式，正在引發整個制造業的深刻變革。3D打印作為制造業有代表性的顛覆技術，與互聯網信息技術相結合帶來的大變革，對構建現代化的職業教育體系和培養工業4.0時代的職教人才培養提出了新要求。從中可看出，“互聯網+”時代的到來、增材制造技術的大力發展和萬眾創業、大眾創新的推進，都為為珠三角地區職業教育應用3D打印技術帶了新思維、新要求。

2　3D打印技術在珠三角地區職業教育中帶來的應用價值

2.1仔細甄別應用技術

甄別并應用適應珠三角地區職業教育特征的3D打印技術，可有效提高珠三角地區職業院校應用3D打印技術的普及率，為職業教育發展形成良好的物質環境。

3D打印技術經過多年發展，基本材料、技術方法和成形工藝種類復雜繁多，如果要在職業教育中正確運用3D打印技術，就要針對珠三角地區制造業轉型的發展需求以及珠三角地區職業院校的教育規律，從增材制造技術中甄別出適應珠三角地區職業教育應用的3D打印技術方法。這樣耗費人力、物力普及的設備資源，才能培育出珠三角地區職業教育良好發展的技術環境。

2.2準確定位應用范疇

準確定位珠三角地區職業院校適宜應用3D打印技術的學科、專業和課程，可減少資源的浪費，提高珠三角地區職業教育的發展效率。

在中國制造強國建設第一個十年，增材制造技術還不成熟，在技術的限制下并不是所有學科、專業、課程都需要應用3D打印技術，因此在珠三角地區職業教育中應用3D打印技術，需要準確定位3D打印技術在珠三角職業教育中的應用范疇。這樣才能避免盲目建立，提高珠三角地區職業教育的發展效率。

2.3 在專業、學科、課程方面提出可行性方案

需在實踐基礎上對珠三角地區職業教育中3D打印專業、學科和課程的建設提出可行性方案，可健全珠三角地區制造業高級技術人才的培養體系。

珠三角地區是我國制造業的生產中心和消費中心，國內的3D打印產業珠三角地區占據了80%的份額，但人才缺口較大，因此在珠三角地區職業教育中應用3D打印技術，需要針對行業需求、院校需求，培養珠三角地區增材制造技術人才。這樣才能有針對性的建設，健全珠三角地區制造業高級技術人才的培養體系。

3　3D打印技術在珠三角地區職業教育中應用研究存在的問題

3D打印技術在珠三角地區職業教育中的應用，給珠三角地區的職業教育發展帶來了機遇，但目在職業教育中應用、普及3D打印技術的研究基本處于實踐階段，存在著以下一些問題。

3.1國內對3D打印技術在職業教育中的研究存在的問題

從宏觀上，對3D打印技術應用于教育領域所產生的創新性影響進行系統性的分析和研究。比如孫江山的《3D打印教育創新》等論文就對3D打印所帶來的教育創新進行了分析。

從學科教學的角度，對3D打印技術應用于教學活動的方法和規律進行歸納和研究。例如兀旦輝的《3D打印技術在教學中的應用研究》等論文就對3D打印技術作為教輔工具，改革教學觀念、提高教學效率的規律進行研究。這些研究主要集中在基礎教育和高等教育領域的教學實踐中。在中職教育領域，研究還停留在教學改革的初期假設階段。

從課程研究的角度，對3D打印課程的課堂教學規律進行深入研究。例如王正玉的《小學3D打印課程的設計與開發研究》等論文就對小學3D打印課程的設計、開發和實施進行了實踐研究。課程研究主要集中在上海地區的小學教育中，在我國還未形成普遍的系統性研究。

從產業的角度，對3D打印技術在院校和企業之間的共享，所產生的技術創新進行資源整合研究。如劉雪梅的《面向教育的3D打印及其網絡化交流平臺的研究》等論文就對3D打印對校企聯合帶來的影響進行了分析。

從公眾服務的角度，對圖書館提供的3D打印技術服務和學習進行了初期的研究。如韓祎的《面向3D打印的圖書館創意服務》等論文就針對圖書館提供3D打印非正式學習和培訓提出了初步的構想和建議。

3.2國外對3D打印技術在職業教育中的應用研究存在的問題

從教學項目實踐的角度，對3D打印在教學中產生的效果和影響因素進行實證研究。這方面的研究集中于英國、美國、希臘。英國針對3D打印技術支持下的體驗式學習項目的可持續性和可推廣性問題進行研究。美國針對3D打印技術項目的實施，對STEM教育所產生的影響進行研究。希臘針對3D打印資源在教學中的共享，對增強學生學習合作交流能力的影響因素進行研究。

從特殊學科的角度，對3D打印技術在學科教育中所產生的創新性影響進行研究，主要集中在醫學、生物學和物理學等方面。

從公眾服務的角度，對圖書館提供的3D打印技術教育和培訓進行了深入的研究，主要探索圖書館以3D打印技術為媒介服務于社會的模式、路徑、規律。

從中可看出國外的研究較為深入，實踐性強，但理論研究上有一定欠缺。國內的研究停留在初級階段，從理論上提出了一些構想，特別在職業教育領域的研究較為分散，體系性、針對性、實踐性都尚有欠缺。因此，急需對3D打印技術在珠三角地區職業教育中應用進行理論研究，對3D打印技術在珠三角地區職業教育中的正確應用提出合理的建議和對策。

4　在珠三角地區職業教育中正確應用3D打印技術的思路

4.1在實踐中分析3D打印的技術應用為職業教育帶來的變革性因素

3D打印技術在職業教育中的應用，帶來的不僅是職業教育教學手段的變化，而是職業教育思維的變化。因此，可從兩個方面進行研究。一方面，分析3D打印技術新思維對職業教育提出的新要求、新標準。目前，我國3D打印技術已從研發轉向產業化應用，并與信息網絡技術深度融合，給傳統制造業帶來變革性影響。因此，本項目的研究不局限于技術上的變化，而是跳出傳統思維的框架，對職業教育發展的新要求做出分析。另一方面，分析3D打印技術應用對職業教育帶來的具體影響及影響因素。3D打印技術已開始在職業教育中應用，但其對職業教育帶來的具體影響和影響因素還未有系統深入的分析。因此，研究要針對珠三角地區職業院校開展研究，找出具體影響因素。

4.2在實踐中甄別、選取適于在珠三角地區職業教育中普及應用的3D打印技術方法

3D打印技術種類繁多，使用不當不僅是資源的浪費，也會打擊職業院校參與發展增材制造產業的熱情。一方面，分析珠三角地區制造業發展所需的增材制造技術，選擇適宜珠三角地區制造業所急需的3D打印技術方法。目前流行的3D打印技術方法有：光固化快速成型SLA、疊層實體制造LOM、激光選區燒結SLS、熔融沉積成形FDM、激光近形制造技術LENS、非成型材料微滴噴射成形3DP等技術。不同的技術方法，采用不同的材料和工藝。因此，本項目對珠三角地區制造業進行調查，選擇適宜的技術、工業和材料。另一方面，分析珠三角地區職業院校所采用的3D打印技術方法，選擇適宜職業教育應用的性價比較高的3D打印技術方法。3D打印機不僅造價較為昂貴，而且材料也多為化學聚合物，成形后物理性也較差，為職業教育教學中的使用帶來了很多問題。因此，本項目在珠三角地區職業院校中開展調研實驗，選擇性價比適宜的3D打印技術。

研究要針對珠三角地區的制造業發展情況和職業教育自身的發展規律的交集，選擇適宜的在珠三角地區職業教育中得到有效使用的3D打印技術方法。

4.3在實踐中準確定位珠三角地區職業院校適宜應用3D打印技術的學科、專業和課程

職業教育的學科、專業和課程設置，需要建立在真實的工業和社會需求之上，才能培養出適應《中國制造2025》所需要的高技術人才。因此，研究要從兩方面進行研究：一方面，要分析珠三角地區制造業3D打印技術應用領域現狀，選擇發展較成熟的應用領域，作為在職業教育相關學科、專業和課程應用3D打印技術的標準。3D打印技術在制造業的應用涉及模具制造、電子產品、服飾珠寶、玩具藝術品、汽車、航空航天等多個領域，但并不是珠三角所有的制造領域都適合打印3D技術的應用，要根據市場需要和發展成熟情況，進行選擇。另一方面，要分析珠三角地區職業教育的發展現狀和自身發展規律，選擇適宜應用3D打印技術的學科、專業和課程。在職業教育不能盲目應用3D打印技術，要根據職業教育不同學科、專業、課程的特征，以及投入和收獲之間的效益，來正確選擇應用3D打印技術的學科、專業和課程。

因此，研究要針對《中國制造2015》十年規劃背景下，珠三角地區制造業的真實需求，和職業教育自身的發展規律，準確定位適宜應用3D打印技術的學科、專業和課程。

4.4應用3D打印技術的原則、規律和方法

對正確應用3D打印技術原則、規律和方法的總結，要從兩個方面進行研究：一方面，從教學實踐中獲取資料、經驗，從中歸納系統性的應用原則、規律和方法。珠三角地區已有不少職業院校積極應用3D打印技術，主要集中在兩方面：一是增設3D打印專業和創建3D打印技術應用中心。珠三角地區職業教育應用3D打印技術已開始起步，但并未形成系統性、針對性研究，本項目主要借鑒國外職業教育中應用3D打印技術的經驗，在珠三角地區職業教育的實踐基礎上，歸納正確應用3D打印技術的規律、和方法。二是，要從教學實踐中檢驗正確應用3D打印技術的規律、和方法，獲取有效的規律和方法，使研究上升到理論高度，為3D打印技術在珠三角地區職業教育的普及應用提出合理的建議。

5　正確進行3D打印在珠三角地區職業教育中應用研究帶來的意義

（1）對3D打印在珠三角地區職業教育中應用進行研究，可從實踐中出發，調查收集珠三角地區職業院校應用3D打印技術的數據資料和案例，為珠三角地區職業院校3D的打印技術應用的理論研究提供現實基礎。

隨著3D打印技術的成熟和珠三角地區制造業的轉型，珠三角地區已有部分職業院校開始開展3D打印專業、課程的建設，但目前大多處于實踐階段，現有的理論研究較為零散，滯后于教育實踐，同時缺乏具有時效性的數據，使理論研究空泛。因此對3D打印在珠三角地區職業教育中應用進行研究，對收集、更近獲取第一手資料，為理論研究提供實際支撐，具有一定現實意義。

（2）對3D打印在珠三角地區職業教育中應用進行研究，在實踐基礎上歸納并檢驗珠三角地區職業教育中3D打印技術的普及應用規律，為3D打印技術在職業院校中的普及提供一定的思路和參考。

珠三角地區已有職業院校開始建設宣傳3D打印技術的應用，但范圍窄、社會影響力低，也缺乏理論深度。本項目在實踐中歸納普及規律，充分發揮廣東地區唯一一所技術師范類院校的資源，將職業院校的實踐和研究結合起來，形成體系，在實踐中進行理論的總結，具有一定的參考意義。

（3）對3D打印在珠三角地區職業教育中應用進行研究，在實踐基礎上歸納并檢驗珠三角地區職業教育中3D打印專業、學科和課程的建設規律，為《中國制造2025》背景下珠三角地區職業教育現代化發展規律的探索，提供一定的理論補充。

珠三角地區制造業具有明顯的區域經濟特征，增材制造技術應用剛起步，同時職業教育也處于變革期，現有的理論研究過于寬泛，針對性不強。本項目針對區域經濟特征、技術變革和職業教育規律，系統歸納正確建設的途徑、原則和方法，為珠三角地區職業教育的現代化發展提供有針對性的補充，具有一定的理論意義。

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實驗教學與課程建設

收稿日期：2015-12-01

作者簡介：朱姝，碩士，講師。王川，碩士，廣東技術師范學院學報編輯部主編。

基金項目：廣東省教育廳教育專項項目“3D打印技術在珠三角地區職業 教育中的應用研究”（編號：57202052）。

How to Use 3d Printing Technology Correctly in the Vocational Education Through The Pearl River

Zhu Shu， Wang Chuan
Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， 510665， China

Abstract：With the developing of 3d printing technology， it also began to be widely attention in the feld of innovation education.The modern development of the pearl river delta vocational education also put forward new standards and requirements to vocational education.3d printing technology in the application of the pearl river delta vocational education has opportunities and risks . Based on this opportunity， this paper analyzes the application value， and also analyzed the research status. This paper want to fnd the right ways to use 3d printing， and get some methods and signifcance for vocational education.

Key words：3D printing； the region in The Pearl River； vocational education； the correctly using way