中职院校3D打印专业开展第二课堂的探讨

2020-01-09

天津职业院校联合学报 2020年2期

(天津市仪表无线电工业学校，天津 300350)

近年来，我国高等院校及职业院校均在对教学进行着改革，以强化学生的综合能力。在教学改革与教学创新的一次次深化进程里，开展第二课堂活动的重要性愈发明显。第二课堂已经成为专业结构优化、跨专业融合、新工科构建、实践探索、人才培养的重要途径。第二课堂作为主课堂的拓展与延伸，与主课堂构成了完整课程体系；可以说，没有第二课堂活动的课程体系是存在一定缺陷的。本文根据天津市仪表无线电工业学校(以下简称“仪表工业学校”)3D打印专业主课堂的实际教育教学情况，对开展第二课堂进行探讨。

一、3D打印专业发展与简介

3D打印技术诞生于20世纪80年代，其原理是，将计算机软件绘制出的三维模型进行分层处理，然后将数据传输到打印设备中，由打印设备将每一层材料打印并粘接起来的一项技术。3D打印技术是快速成型技术的一种，与传统的机械加工(包含CNC加工)存在着很大的差异，其最大的差异即：3D打印技术属于增材制造。

3D打印技术一经问世，便风靡了全球，广泛应用于珠宝、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗等产业。近些年，随着科技的不断进步，3D打印技术在医疗方面的应用取得了突飞猛进的发展。2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校在《自然·医学》杂志发表论文，首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内，成功帮助大鼠恢复了运动功能。该支架模仿中枢神经系统结构设计，呈圆形，厚度仅有两毫米，支架中间为H型结构，周围则是数十个直径200微米左右的微小通道，用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。

二、3D打印专业开展第二课堂活动的意义

(一)第二课堂简介

第二课堂主要指在规定的教学时间、教学地点以外，学生参加与教学内容相关的活动。其载体，大多以学生社团组织为主。其内容，来源于教材但不局限与教材。其形式，摆脱了第一课堂的单一性从而多种多样。其场所，可以在学校也可以在校外。

开展第二课堂活动的主要目的是增强学生创新能力、提升学生的综合素质。可以利用第二课堂的趣味性、多样性来充分的调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣、增强学生的自主学习能力，从而延伸和拓展主课堂，进而使学生由被动学习变为主动学习。

只有把专业技能培养和学生综合素质的提升两者结合起来，第二课堂才能走出一条健康长效的发展道路。

(二)3D打印专业开设第二课堂的意义

第一，课程结构优化与跨专业融合。作为主课堂的延伸与拓展，第二课堂可以为学生提供更多的动手操作与技能训练，将书本知识更好的转化为看得见、摸得到的实物。并且，对一些复杂实物制作而言，单一的3D打印技术无法满足需求，需要多学科共同完成。从而提升学生跨界融合的能力。

第二，学生综合素质提升。综合素养的提升，不是一朝一夕可以实现的，需要在大量的实践中、漫长的时光中进行日积月累。第二课堂不仅可以提升学生的专业素质、跨界能力，在制作实物的过程中，对职业素养、工匠精神的提升也是显而易见。

第三，学生创新能力提升。大多情况下，创新的根源是现有的手段、方法无法满足实际的需求。创新不是纸上谈兵，是学生利用已经学到的只是，解决实践问题的成果。在第二课堂中，学生需要进行大量的实践，因此发现问题、解决问题成为了学生绕不开的环节。

第四，团队精神培养。第二课堂大多是以团队形式出现的，少有“孤军作战”。在第二课堂中，学生需要利用团队协作的方式来完成任务，在完成任务的过程中，提升了学生之间的配合、学生与外界的配合，对学生的团队合作精神的培养有着至关重要的作用。

第五，增强学生学习兴趣。相比主课堂而言，第二课堂无论是教学形式还是教学内容，都是丰富多彩的。尤其对于中职学生而言，学生更愿意做一些动手操作的活动，而不是在教室学习枯燥的理论知识。第二课堂可以增强学生学习兴趣，并且让学生在实践中找到自身理论知识的短板，从而在主课堂中有针对性的学习。

三、3D打印专业第二课堂建设的方法

从学习内容上看，第二课堂不再是主课堂的传统教学模式，而是以培养中国制造2025所需的复合型技能人才为导向，所成立的综合性课堂；与主课堂相比，更加重注动手操作、团队合作、职业素养等的培养。从教学形式上看，第二课堂的实践教学占教学的90%以上，且实践教学更加重注学生自主学习的形式。从教学成果上看，第二课堂的成果不再是一张试卷，而是实物以及学生的综合素质。

(一)以创新创业项目申报为切入点,进行综合能力的培养

近年来，团中央、科协、人社部、教育部、学联等众多组织机构，以各种形式举办者多项创新创业项目申报活动。在我市的中职院校中，基本形成了“人人想参与、校校想参与”的积极局面。创新创业大赛同专业技能大赛不同，创业创业项目申报活动是一个立体化全方位的竞赛。不仅考验着参与学生的专业水平、技术技能、团队合作，学生的跨界整合能力、创新能力、情商、逆商等因素均在承受着大赛的“检阅”。利用创新创业项目申报活动来丰富3D打印第二课堂，无论是对提升学生专业技能、或是完善学生综合能力均有着重要的意义。

天津仪表工业学校积极组织学生参与各类创新创业项目申报活动。在学生口中有着良好的口碑，学生将能够有资格参与创新创业项目申报活动视为自己的荣誉，对创新创业项目申报活动有着极高的热忱和积极。尤其在学校开展的“3D打印创意工坊”项目，备受同学喜欢。有参赛愿望的同学，需要先想好一个(或多个)创业点子并对该创业点子的产生过程进行叙述；随后，需对创业点子从独特性、新颖性、创新性三方面进行分析；分析后，对创业点子进行市场调查；根据市场调查，进行可行性分析，以及消费群体、消费方式的分析和预判；根据所做出的分析，对创业点子的优势、劣势进行分析；并将整个过程形成书面文件。全盘分析后，制定整体实施方案、营销计划、经营目标等实施计划。

学校制定了一系列奖励政策，以对参赛且表现优异的同学进行精神和物质双方面的激励。通过学校政策的制定，为学生创建了良好的参赛氛围，从侧面助力以使同学对创新创业大赛的热情高涨。

其中3D打印创意工坊、金属立体拼图创意工艺体验感两个创新创业项目，受到了校内外师生以及社会各界的充分认可与好评。

(二)以专业技能大赛为切入点,开拓学生眼界、形成良好学习氛围

为了响应新时代下国家教育部门的要求，缓解职业教育面临的窘境，国家和政府从 2007 年开始，每年都会举办专业的职业技能大赛，以此考核和选拔职业技术人才。对学生来说，参加大赛既对提升自己专业技能水平有极大的作用，又能极大地锻炼自己的职业综合素养，比如细心、耐心、精益求精的“工匠精神”，吃苦耐劳的优秀品质等等。

因此，天津仪表工业学校将专业技能比赛作为3D打印课程第二课堂的重要平台，每年都将组织一批同学参加、观摩3D打印相关技能大赛，以比赛促进教学、以比赛促进学习。并且每年在校内组织3D打印比赛，系部和学校均制定了相应的奖励政策，为创造良好学习氛围“打助攻”，让积极参加各项比赛的学生视野得到开拓。

(三)积极发挥学生社团作用

在开展第二课堂活动中，要充分发挥学生社团的作用。就第二课堂学生来源而言，由于3D打印专业第二课堂并不全部是本专业学生，吸引其它专业学生加入3D打印专业第二课堂的重担，由学生社团承担。就第二课堂宣传而言，第二课堂的开设过程中的宣传工作，大部分也由学生社团负责。就第二课堂教学成果的分享而言，单纯的第二课堂大多只能是学生自我欣赏，无法更好的实现成果分享，因此学生社团成为了同学进行成果分享重要力量。就第二课堂的日常思政教育而言，学生社团无疑是一个很好的思政教育平台，为第二课堂学生树立正确三观。就第二课堂培养学生团队合作能力而言，第二课堂、学生社团组成了融会贯通的机构，使学生不仅要与外界进行沟通和交流，而且与外界的沟通交流效果是自己成果的重要组成部分，可以很好地锻炼学生的团队合作能力。

(四)加深与企业合作，利用企业资源完善第二课堂

工科教育、培训、实习的最终出口在实际生产，没有实际生产一切的教育都是纸上谈兵。在实际生产方面，企业是最有发言权的机构之一。因此，在第二课堂教育中，引入企业元素，对学生的综合成长、就业都是有很大帮助的。

天津仪表工业学校在开展第二课堂教育活动中，引入了含2家3D打印设备制造商在内的多家企业，协同进行对学生的教育工作。企业提出3D打印件的需求，由教师带队进行需求分析、设计方案分析、制造方案分析；再由学生骨干带队(教师担任顾问)进行设计方案制定、制作方案制定、实际生产等活动。在与企业合作的两年多时间里，学生们的创新能力得到充分发挥，实践能力得到了充分锻炼，沟通能力也得到了充分历练，学习的效果受到了企业的充分认可与好评。

并且多家企业与多名第二课堂参与学生签订了就业协定。利用第二课堂受到企业赏识并签订就业协定的优秀学生人数，占历年应届毕业优秀学生人数的85%以上。企业的加入，在完善第二课堂建构的同时，为学生就业提供了良好的平台。

四、3D打印专业第二课堂开展过程中需注意的事项

(一)第二课堂活动只是主课堂的拓展，不能本末倒置

第二课堂服务于主课堂这一原则不可改变。在实践中，存在着学生将精力全部集中在课外成果展示或各项比赛中，而忽视了主课堂的现象。在开展第二课堂活动的过程中，应杜绝这一现象的发生。只有确保了主课堂，才能开展第二课堂。

(二)质量优先，而非数量展示

上文已经提到，第二课堂的开展、课外成果的展示，是在保证主课堂的效果前提下，进行的一种延伸和拓展。既然是延伸、拓展，则更应注重其质量、注重学生在过程中收获了哪些，而不应有成果数量方面的要求。只要学生综合素质得到提升、创新能力得到增强，即使没有成果也可以接受，至少可以让学生积累了失败经验、提高了逆商。

(三)安全问题

由于第二课堂更重视学生的主导性，因此教师参与的成分将有所减少，与此同时教师的对学生的保护也将减少。可将第二课堂所有的活动从危险性角度分为三级：具有危险性；具有一定危险性；正常情况下不具有危险性。

具有危险性工作必须由教师指导与监护。具有一定危险性工作由经验较丰富的学生指导与监护。正常情况下不具有危险性工作由学生自主学习与探讨。

(四)“保护”学生的创新激情

开展第二课堂活动，可以很大程度的激发学生创新潜能。培养创新人才，应该考虑到对学生创新激情的“保护”问题。要明确创新不是循规蹈矩，因此创新的失败率要远高于循规蹈矩。当创新过程出现失败后，应及时关注学生心理动态，明确三个工作重点：教师激励创新者坚持、教师引导学生鼓励创新者坚持、严禁对非主观失败进行惩戒。对创新激情的“保护”可以用十二字来概括：只激励不嘲讽，只奖励不惩罚。