“新工科”背景下3D打印開放式教學初探

趙慶　秦俊男　李丹

摘要：隨著“新工科”建設的提出以及互聯網技術的不斷升級，傳統實習教學模式的改變勢在必行。近年來，3D打印技術正在迅速崛起，并將成為未來制造業的重要組成部分。3D打印技術作為一項較新的技術，能夠更好的適應新模式的教學，因此本文針對3D打印實驗室，借助微信平臺實現開放式實習教學模式的初步探索，達到優化教學模式，提高教學質量的目的。

關鍵詞：新工科；3D打印；開放式教學

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0183-02

隨著互聯網+，信息技術的廣泛應用，信息技術與教育教學的融合成為必然趨勢。翻轉教學，翻轉課堂等理念正越來越多的應用到教學工作中[1][2][3]。微信因其使用量大、可以共享視頻及文字，實時在線交流，正在越來越多的被應用于教育教學工作當中[4][5]。2017年4月教育部提出“新工科”建設，各高校紛紛加入其中，致力于為國家培養工程科技創新和產業創新型人才[6][7]。實踐教學是將理論與實踐相結合的最佳平臺，本文探究了新工科背景下，基于微信平臺的開放式3D打印實習教學模式，基于微信平臺的特點與功能，分析微信公眾平臺在3D打印實踐教學當中應用的可能性。

一、基于微信平臺的3D打印實驗室改革

在“新工科”背景下，我們更側重的是“問學生志趣變方法”，微信公眾平臺的建立使學生的學習更為便利，加強了信息技術與教育資源的深度融合，實現自主學習[8]。

（一）建立微信公眾平臺的可行性

微信已成為高校大學生的主流社交方式，越來越多的人通過微信公眾號、朋友圈來進行信息的攝取與交流[9]。微信公眾平臺本身就是一個互動性的信息交流平臺，可以實現管理者與用戶之間的交流，其移動性可以使用戶利用碎片時間，獲取信息；微信公眾平臺便于開發，易于管理，能夠克服傳統實習的局限性，改為移動手機端學習，提高學習效率。

（二）微信平臺結構設計

微信平臺主要實現圖文信息推送、在線交流、課程預習以及預約管理等功能，根據微信平臺要實現的功能，進行微信平臺的結構設計，如圖1所示。

（三）3D打印微信平臺的功能簡介

1.圖文信息推送。微信公眾平臺可以實現圖文信息的發布，目前中心打印機主要有3種型號，可以將打印機的使用說明放在“3D打印”菜單欄下，制作好的圖文信息通過公眾平臺進行推送，學生只要關注微信公眾平臺就可以在自己的移動終端上進行觀看學習。

2.關鍵詞回復。公眾平臺的自動回復有3種形式，第一種是“被添加自動回復”，第二種是“消息自動回復”，第三種是“關鍵詞自動回復”。此處使用的是“消息自動回復”和“關鍵詞自動回復”。“消息自動回復”解決的是學生在不清楚具體需要回復的關鍵詞時，只需發送消息即可獲得對應的關鍵詞提示，根據需求回復對應關鍵詞即可[10]。而“關鍵詞自動回復”是公眾號具有的智能回答功能，當學生在清楚所問問題的關鍵詞時，可以根據問題的關鍵詞直接輸入即可獲得對應的解答，可以減少指導教師的工作量，而不影響學生的學習效果。

3.預約功能。為滿足“新工科”背景下，多學科交叉的知識儲備需求，因此推行3D打印儀器的共享使用，提高設備的利用率，設置儀器使用情況菜單欄以及設備預約菜單欄，由管理員根據實際情況實時更新設備使用情況，想要使用儀器的同學需要通過預約鏈接，填寫預約申請并提交即完成預約。

4.反饋功能。開放式教學更為側重的是老師與學生之間的互動，強調學生的主體作用，因此教師對于學生的反饋應當給予足夠的重視，在微信公眾平臺中設置調查問卷，通過學生的反饋優化教學，提高教學質量。

二、微信公眾平臺在教學工作中的應用

1.微信公眾平臺應用于競賽：“無碳小車越障競賽”比賽中用到的大多傳動零件為非標準零件，對于非標準齒輪，產品制造周期較長，費用較高，而3D打印的優點就是可以迅速將設計創意轉變為實物，縮短研發周期。學生可以通過開放的微信公眾平臺進行預習，在指導老師的輔助下可以快速完成基本操作內容。學生在操作中出現問題時也可以隨時查看微信，通過關鍵詞快速定位知識點。

2.微信公眾平臺應用于課程設計：機械專業課程設計是為了通過設計實踐，提高學生的計算、制圖能力。學生根據微信公眾平臺上要求的文件格式進行模型文件的設計，提前預習操作步驟及設計要求，模型完成之后由指導教師審核，審核無誤后即可打印，相比于傳統的單純只有現場教學，教師無需重復講解，提高學習以及工作效率。

3.微信公眾平臺應用于趣味性實習教學：實習課程是實踐教學中心承擔的主要課程，隨著實習內容的不斷豐富實習時間卻在日益縮短，實習模式的變更是解決這一矛盾的有效方法，3D打印在教育領域的應用能夠架起理論和實踐的橋梁，不少高校基于3D打印技術建立創新型教學實驗室[11][12]。本文結合中心的實際情況建立趣味性實習教學，在實習課程的安排上采用學生自主設計的理念，要求學生根據實物模型進行測繪建模，同時結合微信平臺由學生主動尋求相關知識，教師在其中起到監督管理的作用，模型選取簡單而貼近生活的模型，同時具有一定的實用性，通過試驗班及調查問卷表明，學生對此類趣味性實習興趣濃厚，實習效果較好。

三、結語

通過調查發現微信公眾平臺基本滿足預期要求，既能夠完成課程的既定目標，拓寬學生的視野，同時也能夠培養學生的自主創新能力，在國家建立“新工科”背景下，為雙創新人才培養提供了堅實的理論平臺和應用平臺。

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