基于“双创教育”的高职机械类《3D打印技术》课程内容构建

2020-12-31付娟娟刘桂花

武汉工程职业技术学院学报 2020年4期

张磊付娟娟杨帆杨宋刘桂花

(武汉软件工程职业学院/武汉市广播电视大学湖北武汉：430205)

随着国家“双创教育”工作的不断推进，越来越多的教育工作者发现，“双创教育”激发学生的“创新、创业”能力，更具体是体现在培养学生的创新思维、创造意识和职业可持续发展能力上。在高校，依托“专业知识”对学生进行“双创教育”的教学研究也成为广大专业教师进行教学研究的一个方向。对于高职院校机械类专业来讲，在智能制造背景下，3D打印技术以其“技术新、应用广”的特点，成为众多院校进行“专业+双创”教学改革的热点。有文献研究表明，专职创业导师借助“3D打印技术”进行以创业方法为重点的研究和专技教师从“3D打印技术+”的角度进行“多课程交叉”的研究较多，从学生“双创意识培养”与“专业能力要求”相结合的角度进行课程内容构建的研究案例较少[1-5]。本文以高职“机械设计与制造”专业为例，围绕课程内容建设与双创教育有机融合，构建了高职机械类《3D打印技术》课程教学内容。

1 课程目标体现“专业能力”与“双创能力”

在教育部颁布的高等职业学校机械设计与制造专业教学标准的指导下，武汉软件工程职业学院机械设计与制造专业制定的人才培养目标为：“培养与社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和双创意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展能力，掌握机械设计与制造基础知识、主流工业软件应用与操作，具备较强机械产品的结构设计、零件加工、检测、逆向设计与3D打印等能力，能够从事机械产品设计与加工、工艺和工装夹具设计、机械产品质量检测等工作的高素质技术技能人才”。人才培养目标规定了机械设计与制造专业核心能力为：机械产品设计能力、零件加工工艺分析制定能力、机械零部件制造与装配能力、质检与营销能力、专业可持续发展能力。围绕专业核心能力要求，按照基础课程、专业特色课程、专业拓展课程三个层次制定专业课程体系如图1。

在专业课程体系中，课程与课程之间是上下衔接和相互联系的。《3D打印技术》课程定位为专业特色课程，培养学生的增材制造能力，安排在《机械设计基础》《工业设计基础》《机械CAD/CAM》等课程之后开设，并为后续《工装夹具的数字化设计与制作》《工业产品的数字化创新设计与装配制造》等课程提供知识与技能积累。

课程目标决定了课程内容的设计与制定，结合《3D打印技术》课程在人才培养目标中的作用和课程对学生创新思维、创造意识和创新能力培养的要求，制定《3D打印技术》的课程目标为表1。

课程知识目标在围绕专业知识能力展开的同时，提出“了解正逆向设计与增减材制造综合应用相关知识”的要求，以提高学生专业知识体系综合应用能力；课程能力目标与课程素养目标围绕学生专业岗位能力展开的同时，提出了对学生创新思维、创造意识和创新能力培养的要求。

2 “专业能力要求”与“双创意识培养”相结合的课程内容构建

从广义上看，以设计数据为基础，将材料(包括液体、粉材、线材或块材等)自动化地累加起来成为实体结构的制造方法，都可视为增材制造技术。3D打印技术在电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等行业都有较为广泛的应用[1]。从“专业能力要求”与“双创意识培养”相结合的角度出发，结合高职院校自身特点，《3D打印技术》课程范围主要围绕3D打印技术在科学教育、工业造型、产品创意、工艺美术等领域的应用展开；针对不同的专业，《3D打印技术》课程主要围绕3D打印技术中的FDM与SLA工艺在相关领域的应用对教学内容进行设计构建。在对课程内容进行设计时既要充分考虑课程的知识目标，又要兼顾到学生实际、教学环境、教学方法等因素，这些因素对学生完成知识目标、能力目标和素养目标起到关键的作用。

《3D打印技术》课程设计54学时的教学内容，选用FDM桌面级打印机在科学教育、工业造型、产品创意领域的应用为教学蓝本，安排在第4学期进行教学活动。课程内容设计为表2。

表2 《3D打印技术》课程内容设计

教学内容的有效设计不仅可以实现课程在人才培养中的作用，而且是促进双创教育与专业教育融合的有效途径。通过将“双创教育”内容与理念融入到“专业教育”中，既丰富了课程教学内容，又避免了教学过程中“双创”的形式化。通过两轮的教学实践证明，学生在后续《工装夹具的数字化设计与制作》、《工业产品的数字化创新设计与装配制造》课程的学习过程中运用3D打印技术解决课程问题的积极性和主动性得到明显提高，同时也有一部分毕业生从事逆向设计与3D打印相关的创业工作。