職業教育中3D打印技術教學模式探討

李細榮　張智林

摘 要 隨著信息時代的不斷發展，“3D打印技術”已逐漸應用到教育的各個領域，主要包括基礎教育、高等教育以及職業教育領域。3D打印技術應用于職業教育領域還處于新興探索階段。文章將對職業教育3D打印項目教學模式進行分析探討，為后期實際教學提供借鑒及參考。

關鍵詞 3D打印技術 職業教育 項目教學模式

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問題的提出

3D打印（3DP）即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

將3D打印技術引入職業院校課程，有助于培養職業院校學生的職業素養，提升職業院校學生的動手實踐能力以及提高職業院校學生的綜合素質能力，為我國培養制造性人才奠定基礎。但目前職業院校一線教師在理論和實踐兩個層面上對3D打印技術的概念還比較模糊，在實際教學中感覺無從著手。培養目標的差異使職業教育與基礎教育、高等教育具有不同的教學特點，這就要求職業院校需有獨特的教學模式，以支撐職業院校更好的開設3D打印課程。

2 職業教育項目教學概述

項目教學起源于17和18世紀的歐洲，之后傳至美國。克伯屈，美國著名教育家杜威的學生，他深受杜威“實用主義哲學”和“做中學”思想的影響，結合 “問題教學法”，根據內部動機理論和活動課程理論第一次對項目教學做出了系統的理論研究，并傳播至全世界。2001年過后，項目教學開始在我國展開應用及研究，并逐漸成為職業教育的一項重要教學法。項目教學主要是以完成項目為依托，以工作任務為中心，以完成具體的產品或服務為最終目標。對職業教育中的項目教學進行簡單定義，即“項目教學是指將知識融于工作任務而開展行動以形成產品或服務的教與學過程。”

3 3D打印項目教學模式分析

3.1 項目教學中的3D打印學習模型

職業院校項目教學中的3D打印學習模型主要由“企業3D打印項目實施過程，職業院校學習者3D打印項目實施過程，伴隨項目的學習結果，教師職能”這四個部分構成，如圖1所示：

企業3D打印項目實施過程是企業員工按照企業自身預定的工作流程實施的具體步驟，其在真實的工作環境中展開步驟，具有情境性、效率性。而職業院校3D打印項目實施過程是職業院校學生實施的具體學習過程，其異同于企業3D打印項目實施過程，主要體現在如下幾個方面：

（1）職業院校的學習者尚還未具備企業員工熟練開展行動或獨立完成項目的能力。因此，教師在教學過程中應對項目實施過程進行完善或再設計，加強對學習者的指導，如可將項目實施過程中復雜度高、難度大的過程進行細化，分為若干個子過程，實施小步子原則。實施小步子原則，能將復雜過程簡單化，幫助學習者熟練掌握項目實施過程。

（2）為了讓學習者順利地完成項目以及培養他們的職業行動能力和職業素養，教師在指導項目實施過程中可以按照適合學習者的學習方式以及過程來進行，比如改變項目實施的順序，增加過渡性環節或者教學步驟，如圖1所示，職業院校3D打印項目實施過程中的“ ”就是學習者實施項目過程中增加的步驟。

（3）職業院校3D打印項目實施過程是企業3D打印項目實施的細化過程。職業院校與企業開展合作，不僅能從企業中獲取技術上的支持，職業院校在項目實施過程中還能借鑒企業項目實施的步驟，從而提高效率，增強項目實施的成功性。

伴隨項目的學習結果，是學習者在實施3D打印項目過程中獲得的反饋，主要包括職業行動能力（Competence）、知識的獲取（Knowledge）、經驗（Experience）、職業素養（Professionalism）這四個方面。在項目的實施過程中，伴隨著每個步驟的開展，每種學習結果都有可能發生，比如知識的獲取、職業素養的提升等。

教師職能指的是教師在整個項目實施過程中對學習者進行一系列的指導及提供相應的幫助，主要包括：明確項目、計劃、演示、講解、評價。

3.2 3D打印項目教學模式

職業教育的教學模式是指按照一定的教學理論、教學方法和教學原則，圍繞一定的教學目標而設計的可以操作、可以控制的結構性流程，是教學理論應用于教學實踐的中介環節和具體可操作的實踐活動方式。職業教育3D打印項目教學模式按照杜威“做中學”的思想，學習者在老師的指導下，自己大膽創意及動手實踐完成項目。3D打印教學模式包含項目準備、項目實施、項目總結三大部分，每一部分包括教師活動和學生活動，教師活動和學生活動包含各個具體的項目實施步驟。教師活動和學生活動之間是相互聯系、相互促進的，以教促學，以學促教。教師可根據學生的具體表現來調整教學，學生也可圍繞教師的引導促進學習。

項目準備，這是一個重要環節，教師在項目實施之前應做好充分的準備，其不僅要明確項目的主題內容，弄清完成項目所需的知識和工作程序，還應盡快讓學生進入工作角色，明確自己的任務定位。學生在這一環節主要是針對項目主題充分發揮自身的創新思維，并通過線上線下的方式與小組成員或同學們互相交流，初步判斷自身的創意是否具有可操作性、實用性等。

項目實施，這是3D打印項目教學模式的中心環節，也是最為復雜的環節。

3D打印技術不僅要求學生掌握3D打印機的基本操作，如3D打印機硬件設備的簡單連接、3D打印機校準及打印材料的進絲、退絲等，還要求學生掌握三維模型編輯軟件（Meshmixer）、創意設計軟件（Tinkercad）等。因此，教師在應用3D打印項目教學模式時，應預先評估學生是否掌握3D打印技術的硬件及軟件知識，這樣才能讓學生順利開展項目活動。在項目實施的過程中，教師就好像一名橋梁建筑師，教師為學生搭好一座橋，學生是這座橋的主角，學生該如何順利通過這座橋就需要由學習者自己籌劃、執行。教師要時刻關注學生過橋時的情形，倘若學習者在中途遇見坑洼無法繼續前行，則需引導學生通過。學習者在過橋過程中，除了需應用自己的方式到達橋的終點外，還應學會總結經驗教訓，發揮團隊合作意識等。

項目總結，這是3D打印項目教學模式中必不可少的環節。職業教育中的3D打印技術注重的是成品的藝術性、實用性。職業教育3D打印項目教學模式中，除了要求學習者順利完成工作任務和培養各方面的能力（如職業行動能力、職業素養等）外，還要求其完成的成品具有實用效果，符合企業的基本標準等。教師在評價學習者的項目成果時，可組織同學對項目成果進行集中展示，讓學習者進行互評，并收集整理評價結果，最后進行總結。學習者在互評的過程中，要學會自我反思和總結，努力吸取他人的長處。

4 結束語

3D打印技術課程在職業教育領域雖已陸續開展教學，但還無一個完善的教學模式。本文構建的3D打印項目教學模式將逐漸應用于職業院校3D打印技術課程中，并陸續的進行完善，希望能給職業院校的一線教師提供借鑒或參考。

參考文獻

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