基于“賽教融合”的3D打印實訓課程項目化改革研究＊

劉欣寧，張潔溪，王 璇，郭君揚，李成思

（河南工業(yè)職業(yè)技術學院，河南 南陽 473000）

全國職業(yè)院校技能大賽自2007年開始舉辦以來，經(jīng)過多年努力，已經(jīng)發(fā)展成為專業(yè)覆蓋面最廣、參賽選手最多、社會影響最大、聯(lián)合主辦部門最全的國家級職業(yè)院校技能賽事。教育部提出，通過定期舉辦全國職業(yè)院校技能大賽，把多年來職業(yè)教育發(fā)展過程中逐步探索出的具有中國特色的“工學結合、校企合作、頂崗實習”的經(jīng)驗和做法加以制度化和規(guī)范化，形成“普通教育有高考，職業(yè)教育有技能大賽”的局面[1]。因此，充分認識職業(yè)教育技能競賽的功能，對促進高職院校教學改革，提高高職院校的教學水平，實現(xiàn)高職教育“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向，培養(yǎng)高素質技能型專門人才”的目標具有重要而深遠的意義[2]。

“3D打印綜合技能實訓”是材料成型與控制技術專業(yè)進行崗位能力培養(yǎng)的一門專業(yè)核心課程，主要包括3D打印技術的原理、三維掃描數(shù)據(jù)處理、逆向工程及成型工藝等內容。課程任務是為了培養(yǎng)學生掌握典型3D打印成型工藝知識，具備使用操作典型3D打印成型機的能力；掌握面向實物樣件的數(shù)字化數(shù)據(jù)處理、模型重建與評價的基本理論與技術；掌握支持逆向工程的應用軟件工具的熟練應用能力。

1 3D打印實訓教學實施現(xiàn)狀

隨著技能大賽影響力和帶動作用的增長，比賽意識也逐漸深入到日常的教學活動特別是實訓教學活動中。為了實現(xiàn)技能大賽和日常實訓教學的有機融合，需要準確把握“3D打印綜合技能實訓”課程的教學實踐現(xiàn)狀，準確分析實踐教學中存在的問題和不足，才能實施有針對性的“賽教融合”課程改革。

1.1 項目更新頻率不高

根據(jù)材料成形與控制技術專業(yè)的培養(yǎng)目標和學生基本認知規(guī)律，將3D打印實訓課程劃分為認知—基礎—提升三個層次，對應“3D打印認識實訓”“3D測量與逆向工程技術綜合課”“3D打印綜合實訓”三門課程。雖然三門課程逐層遞進，形成了一個較為合理的3D打印實踐類課程體系，但是課程的教學內容相對單一，設置的項目任務相對固定、更新頻率不高。此外，所有的項目均未分難度等級設置任務，對所有學生的考核均為同一標準，難以對學生劃分層次和開展針對性的個別指導。

1.2 學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力較弱

“3D打印綜合實訓”課程教學內容包括理論知識教學、設備及軟件使用教學、學生實操練習三部分。理論知識教學以教師講授為主，設備及軟件使用教學以教師演示示范為主，學生的主體地位體現(xiàn)不明顯。雖然通過“知識講解—操作示范—學生練習”的教學方式，能夠完成預期教學目標，實現(xiàn)基礎理論和基本技能的傳授，但是學生的實操訓練多數(shù)以刻板簡單模仿為主，忽視了對學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)造思維的培養(yǎng)。課程教學完成后，部分學生只能完成教師預設的特定任務，而在更換任務要求或面對復雜問題時，缺乏舉一反三的思維能力和主動思考的探究精神。

1.3 課程評價考核體系待完善

課程的考核分三部分進行：課堂表現(xiàn)（35%）+技能掌握情況（25%）+作品成績（40%）。課堂表現(xiàn)包括出勤情況、聽課情況、上課提問回答情況等；技能掌握情況包括實訓任務的完成情況、實訓報告、操作規(guī)范等；作品成績根據(jù)最終打印模型的完成度確定。評價打分主要由教師進行，評價的主觀性較強，缺乏可客觀評價學生對知識理解和技能掌握情況的考核評價細則。

2 融入技能大賽的實訓教學改進策略

近年來，3D打印技能大賽主要有全國職業(yè)院校技能大賽工業(yè)設計技術賽項、全國機械行業(yè)職業(yè)院校技能大賽三維建模與快速成型技術賽項、金磚國家技能發(fā)展與技術創(chuàng)新大賽3D打印造型技術賽項等。這些競賽賽題與企業(yè)實際生產項目接軌，應用企業(yè)常用設備和軟件，專業(yè)性強、實際性強、技術性強。因此，深入剖析大賽考核標準、構建“賽教融合”的3D打印實訓課程項目化教學體系，有助于提升學生實踐能力，有助于提高實訓教學質量，有助于儲備技能競賽優(yōu)秀人才[3-4]。

2.1 競賽任務融入實訓項目

基于職業(yè)工作崗位，遵循“以項目為驅動、以任務為引領、以產品為對象、以流程為脈絡”的教學理念，以不同類型產品的快速開發(fā)為項目，依據(jù)產品的實際開發(fā)流程設計任務。將教學內容設計為4個實訓項目，包括2個基礎項目、1個提升項目和1個競賽項目。每個項目均源于3D打印真實工作流程，選取產品涵蓋工藝品和工業(yè)產品，根據(jù)產品結構特點采用不同的數(shù)據(jù)掃描方法、不同的快速成形工藝，兼顧不同技術知識掌握和應用能力的培養(yǎng)。

基于競賽項目的實施模塊，劃分實訓項目的內容和任務，選擇適當?shù)捻椖枯d體，各項目的程度逐漸加深，既相對獨立，又相互聯(lián)系?；A項目一主要訓練學生正向設計建模和產品實物打印的能力。基礎項目二主要訓練學生實物逆向掃描和掃描數(shù)據(jù)處理的能力。提升項目要求學生掌握3D打印常用軟件和設備的前提下，在逆向的基礎上對產品外觀進行創(chuàng)新設計。競賽項目選自近年3D打印賽項中具有代表性的賽題，訓練學生綜合應用和創(chuàng)新能力，同時增加展示環(huán)節(jié)，在強化學生專業(yè)技能的同時培養(yǎng)學生的表達能力。前三個項目主要側重于操作技能的單項練習，第四個項目則強調綜合運用實踐和自主創(chuàng)新設計，并且緊跟行業(yè)發(fā)展和競賽變化，與時俱進地及時調整項目載體和教學內容。

2.2 競賽項目融入課程教學

根據(jù)競賽項目的任務模塊設置和學生知識技能掌握情況，構建“設置任務—收集資料—制定計劃—實施任務—檢查效果—優(yōu)化成果—整體驗收”的教學模式，對照競賽標準和崗位需求，確立教學目標，培養(yǎng)學生打印設備的操作能力、仿真建模軟件的應用能力、產品結構的設計能力等職業(yè)能力，以及規(guī)范意識、安全意識、標準意識、工匠精神、勞動精神、團隊合作意識、創(chuàng)新意識等職業(yè)素養(yǎng)。

課堂教學主要采用項目驅動法、案例教學法、演示教學法，借助仿真軟件、實操設備、視頻動畫資源、學習通平臺等信息化手段通過對重要知識點的點撥、對實操要點和經(jīng)驗技巧的總結，強化學生對逆向工程、創(chuàng)新設計、快速成型技術的理解及應用能力。特別是實操環(huán)節(jié)，著重強調要求學生依照標準進行規(guī)范操作，逐步養(yǎng)成學生規(guī)范操作和標準意識，逐漸符合競賽標準操作要求。

2.3 競賽評分標準融入考核標準

競賽的評分標準主要包含專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)、團隊合作等方面，是對參賽學生綜合能力的全面評價，具有客觀公正性[5]。因此實訓課程的考核評價借鑒了競賽評分細則，結合項目的知識點和任務要求，按照課前—課中—課后三個環(huán)節(jié)，制定考評表，細化評分要點，從學生的理論知識、實踐操作、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)等方面，對學生實施綜合評價。設置學生互評、教師考評、企業(yè)導師點評等多維評價手段，綜合驗收學生的設計方案、打印成品以及實訓現(xiàn)場管理情況。學生互評，驗收打印件處理質量和成品的使用性能。教師考評考查設備操作是否規(guī)范、實訓現(xiàn)場維護是否規(guī)范。企業(yè)導師點評主要以產品創(chuàng)新設計方案為對象，評價學生設計結構的創(chuàng)新性、合理性、可行性。不僅讓學生提前接觸競賽評分標準，把握得分點，規(guī)避失分點，同時還能幫助學生提前熟悉職業(yè)崗位，了解崗位工作要求[6]。

3 項目化改革實施成效

3.1 教師專業(yè)教學成果突出

實施賽教融合課程項目化改革以來，課程團隊教師積極投身相關教學實踐和科研研究，教學能力與科研能力均有顯著提高，并取得了豐碩的成果。2020—2021年，課程團隊申報教學改革研究項目4項，開發(fā)精品在線開放課程1門，出版教材1部。課程負責人獲“河南省技術能手”稱號，團隊教師參加各類技能競賽獲全國職業(yè)院校技能大賽二等獎1項，河南省教師教學能力大賽一等獎1項。

3.2 學生技能成績節(jié)節(jié)攀升

學生通過完成實訓項目任務，既掌握了專業(yè)知識和技能，又熟悉了競賽項目的實施流程。理論掌握扎實的學生通過強化訓練在大賽中脫穎而出，同時大賽又進一步深化了實踐教學的成果。專業(yè)學生參加全國職業(yè)院校技能大賽獲二等獎1項、三等獎1項，參加省級競賽獲一等獎4項。并且多名競賽成績優(yōu)秀的學生獲得了較好的就業(yè)機會，極大地激發(fā)了學生的參賽積極性。

3.3 人才培養(yǎng)質量逐步提升

通過賽教融合的3D打印實訓課程項目化改革與實踐，學生的綜合能力得到了較大提升。根據(jù)麥可思畢業(yè)生培養(yǎng)質量評價報告，材料成型與控制技術專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率達到100%，畢業(yè)生對教學滿意度為96%，企業(yè)滿意度達98%以上，畢業(yè)生就業(yè)后的月收入平均為4 100元。

4 小結

將技能競賽引入實訓課程的日常教學，設置實訓項目、調整教學模式、開發(fā)教學資源、修訂評價方式，既提升了學生的專業(yè)技能，又培養(yǎng)了學生的職業(yè)素養(yǎng)。理論教學活動為高等職業(yè)院校技能大賽提供了理論支撐，職業(yè)院校技能大賽拓展并檢驗了實踐教學環(huán)節(jié)的實施成效。“教”與“賽”相輔相成，二者形成良性循環(huán)，在對學生職業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神的培養(yǎng)方面具有積極的推動作用，在對實訓類課程的建設和改革方面具有極大的推廣價值。