基于工程實踐能力的快速成型課程教學改革與實踐

徐海璐 房劍飛 戎新萍 韓雪

摘 要 在新工科背景下，為了培養學生的創新意識，提高學生工程實踐能力，我們積極探索快速成型課程的教學改革新模式。我們通過加強校企合作，共同創建3D打印實訓中心，改善教學環境，并對教學內容、教學方法和考核方式進行改革。采用項目案例驅動為教學模式，問題驅動為教學原則，理論與實踐相結合，提升學生的工程實踐能力和創新能力。

關鍵詞 快速成型 教學改革 工程實踐 創新能力

中圖分類號：G712文獻標識碼：A

0引言

3D打印技術屬于快速成型的一種，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。

當前，在加快轉變經濟發展方式的新常態下，政府提出了“中國制造2025”發展戰略，努力實現由“制造大國”向“制造強國”的轉變。這正是給3D打印技術包括材料供應、智能制造在內的相關行業帶來的重大機遇。業內人士認為，“十三五”期間，3D打印將深刻影響制造企業的生產方式，引領制造業從標準化和精益化生產步入定制化生產。

1課改的必要性

作為一個新興的教育領域，快速成型（3D打印）還遠遠未能在高等教育中普及，企業主要從機械和自動化等專業招收人才，然后向3D打印方向進行培養，而這是滿足不了企業要求的。由于國內缺少固定的3D打印技術人才輸出，所以3D打印技術人才的缺口逐步擴大，這對專業人才的培養提出了較高的要求，尤其是該專業學生實踐能力的培養。

近些年來，國內高等院校大多才開始面向本科生開設類似課程，還沒有形成完善的規范性的教學體系，仍存在諸多問題。例如教學內容缺乏完整性和系統性：難以找到針對性的教材，課件質量低，課程設置相對陳舊;重理論輕實踐，實踐環節訓練不夠，教學模式相對落后;師資力量有所欠缺;教學設備不完善，教學環境不能達標等。

針對當前的研究現狀，特別是對于獨立學院，在“工本位”的辦學理念下，課程體系的建立、人才培養方案的制定均有所不同，教學改革與實踐迫在眉睫。

2教學改革與實踐

本著以提高學生的工程實踐能力和創新能力為目的，以自主學習為準則，項目案例驅動為教學模式，我們開設了32學時的《快速成型》課程，并對教學內容、教學方法和考核方式進行改革與實踐。

為了更好地增強學生的工程實踐能力，我們通過與3D材料相關企業進行校企合作，在校內建立3D打印實訓中心，改善3D打印教學環境，使學生獲得實際的工作體驗，啟發學生進行創新制作，培養學生的實踐能力和職業素養。

2.1教學內容

通過對多本教材內容的比較，并結合本校學生的實際情況，我們最終選擇了《3D打印創意設計與制作》這本書作為課程教材。根據教材，我們制作相應的教學課件。整個教學內容從基礎理論入手，在教會學生夠用的理論知識后，用工程實踐案例引導教學，引發學生創新制作。

本課程以設計制作3D打印作品為主，通過學習3D打印技術、三維設計、逆向設計等相關知識，掌握3D打印制作的方法，將傳統設計方案應用現代的制作方法表現出來，激發學生創新設計的創作靈感，重點培養學生的創新意識、創新設計能力及實踐能力等。

2.2教學方法

教學方法根據教學內容和學生接受能力來不斷改變。對于基礎理論知識部分，以引發學生對3D打印技術的興趣為主，引導學生進入自主學習狀態，讓學生能夠帶著快樂的心情學習。對于中期軟件學習部分，用工程實踐案例引導教學，具有一定的指導性和針對性。采用教師邊講，學生邊做，講練結合，在做中學，力求學以致用。在三維建模過程中，不斷培養學生的創新意識、創新設計能力。后期工程實踐環節，將課本知識與實踐相結合，讓學生動手進行3D打印作品的設計和打印處理，增強學生動腦能力，提升空間思維能力。以“問題驅動”為原則出發，抓住學生實踐中常出現的疑惑，以問題的方式導入每個知識點，操作和演練相結合。

2.3考核方式

快速成型課程是專業教育課程，也是一門設計創新類課程。同學們學習快速成型技術中的3D打印技術，并進行相關創新與設計。最終要求學生不僅能夠自選設計軟件和設計內容，完成至少1件創新作品。還要參與小組作品的設計與制作。每組至少完成一項綜合型組裝式創新作品，且要進行小組PPT答辯，需展示創新作品設計制作理念及過程，并完成個人文檔實訓報告。總的實踐過程考核成績占總成績的75%。

3結束語

學校定位為應用型本科院校，一直在重視本科階段理論知識教學的同時，堅持“工本位”的辦學理念，始終以培養學生能力為主導，著眼校企“零距離”對接，力求學生在校四年保持與市場發展同步成長。

快速成型課程采用項目案例驅動為教學模式，“問題驅動”為教學原則，旨在培養學生的創新和協作意識，提高學生的工程實踐能力和職業素養，幫助學生獲得實際的工作體驗，及時讓學生掌握就業信息，了解就業形勢，為后續學習和工作打下堅實的基礎，也更好地為企業發展輸送優質人才。

參考文獻

[1] 王曉燕，曾秀妮.3D打印技術概況[J].輕工科技，2017，33（10）：85-87.

[2] 程俊廷，張懌，盧建軍.淺談3D打印技術的應用與發展[J].機電信息，2018（27）：96-99.

[3] 簫連濤.3D打印技術應用與發展前景[J].中國新通信，2018，20（23）：132.

[4] 朱政紅，任汪洋，徐東鎮.機械類專業開設3D打印課程的教學與實踐[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2017，1（31）：120-146.

[5] 趙青.基于提高學生工程實踐能力的3D打印訓練項目建設[J].考試周刊，2015（17）：163-164.