3D打印教學(xué)資源庫開發(fā)與創(chuàng)新
——以廈門市海滄區(qū)職業(yè)中專學(xué)校為例

潘丹丹

(福建廈門市海滄區(qū)職業(yè)中專學(xué)校，福建 廈門 361027)

0 前言

當(dāng)前，信息技術(shù)飛速發(fā)展，對技能教育產(chǎn)生了巨大沖擊，從教育環(huán)境、教育模式到教育理念、教育目標(biāo)，都在這場沖擊中發(fā)生著變革。根據(jù)自身發(fā)展的需要，順應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展潮流，采用先進(jìn)的信息技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化校園，加快信息化建設(shè)的步伐，是學(xué)校占領(lǐng)信息制高點的有力舉措，也為學(xué)校信息化建設(shè)提供了機(jī)遇和條件。3D 打印是近幾年迅速發(fā)展的新技術(shù)，3D 產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和興起給職業(yè)學(xué)校帶來了發(fā)展契機(jī)和培養(yǎng)人才的任務(wù)[1]。職業(yè)學(xué)校也要在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，順應(yīng)潮流，抓住機(jī)遇，創(chuàng)造條件，迎頭趕上。

開展智慧校園建設(shè)，大力推廣信息技術(shù)應(yīng)用，提升內(nèi)涵，促進(jìn)學(xué)校核心競爭力形成，對實現(xiàn)“具有特色的全國一流的中等職業(yè)學(xué)?！钡霓k學(xué)目標(biāo)，具有十分重要的現(xiàn)實意義；對開展職業(yè)教育創(chuàng)新與實踐，具有較為重要的理論指導(dǎo)和實踐價值。

1 3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對學(xué)校的意義

3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對學(xué)校此專業(yè)的教學(xué)體系實現(xiàn)和完善具有重要意義；形成理虛實一體化的教學(xué)模式；提高學(xué)校的競爭力和學(xué)生的實踐能力；有利于本專業(yè)的提升，提高學(xué)校的品牌。

2 3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對教師的意義

3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)能提供更多更系統(tǒng)化的教學(xué)資源與教學(xué)手段；3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)能方便教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程更好地把控，提升教學(xué)質(zhì)量；3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)能為學(xué)生實訓(xùn)的開展提供更先進(jìn)的手段，提高實訓(xùn)效率，減少設(shè)備投入。

3 3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對學(xué)生的意義

3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)具有傳播快、范圍廣、不受時空限制、更新速度快、品種多等特點。3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對學(xué)生提高設(shè)備的認(rèn)知與使用效率方面有顯著的提升。3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)對3D打印這項技術(shù)的實際應(yīng)用有更深的理解，對今后步入社會提升自己的競爭力有很大的幫助。

按照“3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)”項目建設(shè)方案，將實現(xiàn)以下幾個目標(biāo)：

(1)專業(yè)教學(xué)體系提升。

本3D打印技術(shù)資源庫建成后，能上傳至學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)資源管理平臺，能將現(xiàn)有的靜態(tài)圖文的傳統(tǒng)教材，升級為集“圖、文、音、像”和“教、學(xué)、練、考”于一體的新一代教學(xué)平臺，大幅提升各類教學(xué)資源的使用融合度，形成一個完備的“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)。同時，支持翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)、O2O(線上+線下)、3A(隨時、隨地、人人)等新型教學(xué)模式，以及對教學(xué)過程的“閉環(huán)控制”和教學(xué)效果的“形成性評價”， 使教學(xué)資源更生動、教學(xué)活動更豐富、教學(xué)管理更高效、效果評估更科學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)資源的全面升級。

(2)實習(xí)實訓(xùn)。

3D打印在基礎(chǔ)教育中應(yīng)用所帶來的最明顯的效果是通過呈現(xiàn)特定的物體，使學(xué)生獲得深度的感知[2]。選取3D打印設(shè)計與制造的典型應(yīng)用案例，圍繞其真實的工作過程，提出以虛擬仿真實訓(xùn)作為理論教學(xué)與實物實訓(xùn)之間過渡的橋梁，構(gòu)建“理、虛、實一體化”的新一代教學(xué)與實訓(xùn)體系。該體系充分利用虛擬仿真軟件的特點，使學(xué)生更直觀地理解相關(guān)的理論知識點，并將其應(yīng)用于實訓(xùn)中，從而有效地強(qiáng)化了理論教學(xué)與技能實操的融合，顯著提升教學(xué)與實訓(xùn)效果。

學(xué)生結(jié)合虛擬仿真軟件進(jìn)行實訓(xùn)可以有效地解決設(shè)備的臺套數(shù)不足與設(shè)備投入費用高等一系列問題。仿真軟件一是真實性，不只是指外觀與真實設(shè)備高度接近，更是指其功能仿真與生產(chǎn)實際高度一致。二是趣味性，充滿樂趣的用戶體驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。三是便利性，配以資源完整的項目化教學(xué)案例，使教學(xué)更加方便快捷。四是安全性，采用行為監(jiān)控技術(shù)，規(guī)范學(xué)生的操作行為，實現(xiàn)技能與素養(yǎng)并重教育，最大程度降低實訓(xùn)風(fēng)險。

(3)師資及企業(yè)職工培訓(xùn)。

在軟件方面，本專業(yè)已經(jīng)配備了較強(qiáng)的師資力量，加上此套信息化資源系統(tǒng)，可以很好地對相關(guān)的企業(yè)職工進(jìn)行培訓(xùn)。同時，也能順利而高效地對本?；蚱渌麑W(xué)校的教師進(jìn)行相關(guān)技能提升的培訓(xùn)。

(4)教產(chǎn)研發(fā)服務(wù)。

本3D打印技術(shù)資源庫建成后，可以大幅提高學(xué)生的逆向設(shè)計與3D打印設(shè)備使用的能力。同時利用建成后的貫穿案例可以覆蓋產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、3D打印、應(yīng)用等全過程，體現(xiàn)了“從制件到制件”的理念。所有貫穿案例均與產(chǎn)業(yè)界廠商廣泛合作，包括國內(nèi)外領(lǐng)先的3D打印設(shè)備提供商和提供解決方案的服務(wù)商。

綜上所述，在職業(yè)學(xué)校建設(shè) 3D打印資源庫，能夠?qū)ο鄳?yīng)的課程體系、師資隊伍，實踐體系等方面給予強(qiáng)大的理論支撐，也是培養(yǎng)高素質(zhì) 3D人才的必要條件[3]。若3D打印技術(shù)資源庫建成后，將成為集專業(yè)教學(xué)體系提升、實習(xí)實訓(xùn)、師資及企業(yè)職工培訓(xùn)、技能競賽、教產(chǎn)研發(fā)服務(wù)等功能的“理虛實”一體化的教學(xué)資源，其資源將得到最大化程度的利用，向社會最大化地回饋其價值。

4 資源庫具體建設(shè)內(nèi)容

(1)教學(xué)設(shè)計：結(jié)合課程情況進(jìn)行教學(xué)設(shè)計1套(80課時，每4個課時為1個教學(xué)設(shè)計)，包含：課程任務(wù)及知識目標(biāo)、教學(xué)重點、難點重點、改進(jìn)教學(xué)、落實計劃、提高教學(xué)質(zhì)量的措施。

(2)電子教案：以任務(wù)為單位，標(biāo)準(zhǔn)教案。1套(80課時，每4個課時為1個教學(xué)設(shè)計)，包含：授課題目、授課日期、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點、教學(xué)難點、教學(xué)準(zhǔn)備、課時安排、課時教案、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)流程、課后小結(jié)及反思。

(3)PPT設(shè)計與制作：PPT內(nèi)容設(shè)計與呈現(xiàn)。1套(80課時，不少于200頁)，內(nèi)容要與教學(xué)設(shè)計和教案同步。

(4)教學(xué)錄像：根據(jù)課程內(nèi)容，拍攝師生教學(xué)課程，指導(dǎo)學(xué)校師生進(jìn)行拍攝前期準(zhǔn)備工作。課堂授課錄像+編輯，雙機(jī)位，隨堂錄，每節(jié)課45分鐘以內(nèi)。

(5)微課：根據(jù)課程內(nèi)容，拍攝教師演示短視頻，以教師操作演示為主，重點講解某一個細(xì)小的知識點，錄制5～15 min短視頻。

(6)動畫：將不方便現(xiàn)場演示或抽象的知識點以動畫形式展現(xiàn)，以豐富教學(xué)內(nèi)容。

(7)題庫：課程題目設(shè)計。填空題、選擇題、問答題等，以章節(jié)練習(xí)題為主。1套(選擇題不少于300題、填空題不少于100題、問答題不少于30題)

(8)項目測試：基于課程教學(xué)項目設(shè)計的測試題(包含選擇、填空、簡答等題型)，能在題庫內(nèi)自動生成測試題，有自動評價功能，學(xué)生完成后有五維評價和班級整體評價。

(9)實訓(xùn)指導(dǎo)書：根據(jù)課程的實訓(xùn)要求編寫標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)指導(dǎo)書，1套(10個實訓(xùn)項目)。

(10)貫穿案例：8個貫穿案例，均包含三維數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)處理、三維成型和后處理的3D打印全過程。涵蓋三維建模軟件的應(yīng)用、設(shè)計思路的演變歷程、數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用、3D打印設(shè)備的應(yīng)用和后處理操作等最實用、最精華的內(nèi)容。貫穿案例是全生產(chǎn)過程貫穿案例，具有完整翔實的示范和教學(xué)功能，給學(xué)生展現(xiàn)3D打印制造的全過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中認(rèn)知完整、思路清晰、掌握全面。

5 結(jié)語

《教育中長期發(fā)展規(guī)劃》指出,“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”。目前3D打印實訓(xùn)室普遍采用實物實訓(xùn)的方式。由于數(shù)字化資源(微課、虛擬仿真等)具有傳播快、范圍廣、不受時空限制、更新速度快、品種多等特點，供助教學(xué)平臺，可以實現(xiàn)數(shù)字化資源最大化發(fā)揮內(nèi)容的作用。所以通過3D打印技術(shù)資源庫建設(shè)可以滿足3D打印專業(yè)的課程內(nèi)容、教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)實訓(xùn)等方面的要求，為3D打印專業(yè)學(xué)生提升專業(yè)技能提供支撐。