創新創業教育在機電專業3D打印課程中的探索

馮妍平

(江蘇省漣水中等專業學校,江蘇 淮安 223401)

0 引言

隨著全球經濟的快速發展,創新和創業已成為當前社會發展的重要驅動力[1-2]。創新創業教育作為職業教育中的重要組成部分,其目標是培養具有創新意識和實踐能力的人才,提高學生綜合素質和就業競爭力[3-5]。然而,在機電專業課程中融入創新創業教育仍面臨一些挑戰,如平衡實踐和理論的比重、引導學生發揮主觀能動性、建立有效的教學模式等。

該文以3D打印課程為例,探討了在機電專業課程中融入創新創業教育的教學方法。通過文獻綜述和實踐探索,總結了在機電專業課程中融入創新創業教育的必要性和可行性,以及3D打印技術在創新創業教育中的應用和教學設計。在教學實踐中,采用項目驅動、學生自主和跨學科合作等教學方法,引導學生發揮主觀能動性,培養學生創新創業和實踐的能力。總結了一些有效的教學方法和經驗,為其他機電專業課程的創新創業教育提供借鑒和啟示。

1 理論背景

1.1 概念及目標

創新創業教育是指通過對學生創新和創業能力進行培養,促進學生在未來職業中發揮自身優勢,實現個人價值的過程,其目標是培養具有創新意識和實踐能力的人才,促進學生綜合素質和就業競爭力。在現代社會,創新和創業已經成為經濟發展的重要驅動力,創新創業教育的意義日益凸顯[6-8]。

1.2 發展歷程

1.2.1 萌芽和探索階段

教育機構和創新創業教育者開始嘗試和探索如何構建一個有針對性的課程體系,培養學生創新思維、創業能力和實際操作技能,其主要特點和活動可分為以下3點:

1)意識培養和宣傳。教育機構開始關注創新創業教育的重要性,通過宣傳活動、講座等方式提高學生對創新創業的認識和興趣。

2)課程實驗。設計和開設初步的創新創業課程,嘗試將創新、創業理念融入到現有課程中,或者單獨開設一些創新創業相關的課程。

3)導師支持。邀請有經驗的創業者、行業專家等作為導師,為學生提供指導和實際案例分享,幫助學生了解實際創業情境。

1.2.2 全面建設階段

全面建設階段是高效創新創業教育課程體系發展的第二個階段。該階段,基于萌芽和探索階段的經驗和反饋,教育機構會逐步完善和擴展創新創業教育的課程體系,更全面地培養學生創新創業能力。在全面建設階段,主要特點和活動如下:

1)課程體系優化。教育機構會逐步建立更為系統、完整的創新創業課程體系,涵蓋創意生成、商業模式設計、市場營銷、風險管理等各個方面的知識和技能。

2)實踐導向。更加強調實踐性教學,通過項目驅動、實習、創業實踐等方式,讓學生在實際環境中應用所學知識,培養實際操作和解決問題的能力。

1.2.3 核心階段

在核心階段,教育機構將深入挖掘創新創業教育的內涵,不斷創新和優化課程體系,同時,也需要密切關注社會變化和行業需求的變化,及時進行調整,設計前瞻性課程,引入最新的理念、技術和方法,確保教育內容與實際發展保持同步。

1.3 機電專業課程特點

機電專業是現代工程技術的重要學科,涉及機械、電氣、控制等多個領域。其特點是理論與實踐相結合,需要學生具備扎實的理論基礎和實踐能力。同時,機電專業課程難度較大,學生需要具有較強的數學和物理知識。但機電專業課程融入創新創業教育仍面臨一些挑戰,如平衡實踐和理論的比重、引導學生發揮主觀能動性、建立有效的教學模式等。

1.4 3D打印技術

3D打印技術是一種快速成型技術,具有快速、精確、靈活等優點。在創新創業教育中,3D打印技術可以幫助學生快速實現產品原型的制作并展示,激發學生創新創業思維和實踐能力。同時,3D打印技術也可以幫助學生了解現代工程技術的發展趨勢和應用前景,提高學生就業競爭力。

2 3D打印課程設計

2.1 課程目標

基于創新創業教育理念,3D打印課程主要目標是培養學生創新創業意識和實踐能力,通過3D打印技術的應用,幫助學生了解現代工程技術的發展趨勢和應用前景,提高學生就業競爭力。具體課程目標如下:

1)掌握3D打印技術的基本原理和操作方法;

2)熟悉3D打印技術在機械、電氣等領域的應用案例;

3)學習如何使用CAD軟件進行三維建模;

4)設計和制作自己的創新產品,并完成3D打印原型;

5)學習如何評估和推廣自己的創新產品。

2.2 課程內容

該課程內容主要包括六個方面[9-10]:一是3D打印技術基礎知識,包括3D打印的工作原理、技術分類、材料選擇等;二是3D打印技術在機械、電氣等領域的應用案例,介紹3D打印技術在汽車、醫療、航空等行業的應用;三是CAD軟件的使用,介紹如何使用CAD軟件進行三維建模;四是創新產品設計,介紹怎樣進行創新產品的設計和創意開發;五是3D打印原型制作,將設計好的模型進行3D打印,包括材料選擇、打印參數設置等;六是創新產品評估和推廣,對創新產品進行市場調研、評估和推廣。

2.3 教學方法

為實現課程目標,該課程采用4種教學方法。一是理論授課,通過講解3D打印技術的原理和應用案例,幫助學生了解3D打印技術的基本概念和應用前景;二是實驗演示,通過3D打印設備的操作演示,幫助學生掌握3D打印技術的具體操作方法;三是通過實踐訓練,學生根據自己的創意設計并制作3D打印原型,進行展示和評估;四是采用課堂討論,引導學生討論和交流創新產品的設計思路、制作過程和市場前景,幫助學生思考和解決問題。

3 教學實踐過程探析

3.1 課程設置和教學安排

該課程開設在機電專業的第二學年,共計36學時。每周安排3學時,其中2學時為理論授課和實驗演示,1學時為實踐訓練和課堂討論。具體課程安排:第一周,課程介紹和3D打印技術基礎知識講解;第二周,3D打印技術在機械、電氣等領域的應用案例介紹;第三周,CAD軟件的使用和三維建模基礎講解;第四周,創新產品設計和創意開發講解;第五周,創新產品評估和推廣講解;第六周至第十周,學生自主設計和制作創新產品;第十一周至第十二周,學生展示和評估自己的創新產品;第十三周,課程總結和展望。

3.2 實踐操作環節

學生通過課堂講解和自主學習,首先確定自己的創意設計方案并進行論證和改進,之后使用CAD軟件進行三維建模,制作自己創新的產品模型。根據模型特點和要求,設置打印參數(材料、分辨率、層高等),參數設置完成再進行3D打印,學生在打印過程中觀察并調整三維模型,保證打印質量,最后對打印好的模型進行后處理(去除支架、打磨、噴涂等),將制作完成的模型進行展示和評估,展示內容包括模型特點、設計思路和市場前景。

3.3 教學方案設計

該課程采用多種教學方法,包括講解、演示、實踐操作、案例分析和討論等,旨在通過多種方式激發學生學習興趣和創新能力。通過學生自主設計,制作創新產品原型,讓學生能更深入了解、掌握3D打印技術,提高學生創新意識和實踐能力。同時,該課程還注重學生自主學習和交流,通過學生間的合作和互動,促進學生之間的知識分享和合作創新,培養學生團隊合作能力和創新精神。教學方案如表1所示。

表1 教學方案設計

3.4 教學評估

教學設計以機電專業3D打印課程為例,教學內容為3D打印技術的概述、CAD軟件的基礎操作等;教學方法包括講授、案例分析、實踐操作和互動探討等多種教學方法;評估方法包括期中考試、期末考試、作業、實踐操作和創新產品展示等[11-13]。具體如表2所示。

表2 教學評估方案

4 結論

該文以機電專業的3D打印課程為例,探討了創新創業教育在機電專業課程中的應用,并提出了相應教學設計方案。通過對教學設計的分析和總結,可以看出,采用創新創業教育教學方法可以幫助學生更好地理解和掌握機電專業的相關知識,同時也能激發學生的創新意識和創業精神,培養學生創新能力與實踐能力。因此,在機電專業課程教學中,應更加注重創新創業教育的應用,培養更多具有創新能力和實踐能力的人才,促進我國制造業和創新型經濟發展。