双创课程融合3D打印技术的改革实践探究——以阳光学院为例

■陈志椿

(阳光学院创新创业教育学院,福建 福州 350000)

一、阳光学院双创课程改革现状

阳光学院自创校就以建设“创业者园地,企业家摇篮”为办学特色,将创新创业教育工作放在服务学校发展战略全局的高度统筹推进,并不断深化与完善,提出建设“创四方生态系统”构想,逐步形成了具有阳光学院特色的创新创业教育体系。为保证“创四方生态系统”理念的落实和课程体系的顺利实施,学校整合资源,建成集教学、实作、实践、孵化功能一体化的创新创业教育特色基地——创四方园,为学生提供了从创意、创新、创业直到成为创客的全方位服务。

阳光学院将创新创业教育作为应用型改革的重点和特色,促进创新创业教育与专业教育有机融合,是学校发展的关键任务之一。“创四方教育生态系统”设计了“普及-专注-突破”三段进阶式创新创业模块课程体系,如图1所示。

图1 “普及-专注-突破”三段进阶式创新模块课程体系

在通过创新创业模块第一阶段“普及”式创意与创新必修课程的教学后,学生们已经能突破思维定势,勇于打破常规,较好地掌握创意思维及构想创新的方法。3D打印技术能将创新产品原型快速直观地进行呈现,所以将3D打印应用于创新创业教育模块的进阶选修课程可以很好地为课程体系第二、三阶段“专注”和“突破”助力。

二、双创课程融合3D打印技术改革背景

3D打印是一门综合性强、应用面广的专业,单以3D打印技术本身而言,就涉及到众多的学科,如：材料学、机械工程学、电子信息工程学、工业设计学、美术学等。阳光学院将3D打印融入创新创业教育之中,初期主要依托创四方园创客中心的3D打印实作坊,课程以3D打印实作微学分创客实验实作的形式开展,课程的具体结构安排见附表1。

附表1 3D打印实作课程结构

3D打印实作虽然隶属于课程体系的第二阶段“专注”式进阶选修课程,但由于课程教学内容安排知识点跨度大、涵盖面广、学时较少及教学积累的欠缺,更多的只是完成3D打印技术科普及3D打印相关设备基本操作的教学任务。课程的“专注度”不足,与第一阶段“创意与创客”的衔接不够紧密。同时由于教学手段不够丰富,使得以培养学生创新精神为首要目标的教学观念无法达到预期效果。经过几个学期教学实践探索与反思积累,现将3D打印技术应用于本校创新创业教育课程教学改革与提升的具体思路与创新举措进行总结阐述。

三、课程改革的思路

实施创新创业教育就是要从培养创新精神入手,以提高创新实践能力为核心,带动学生整体素质的自主构建和协调发展。对本校现有的3D打印创新实践课程开展改进提升,主要从以下四个方面入手。

(一)增强创新观念的使命感

教师教育观念的改变,深刻认识到进行创新教育的重要性与加快进行课程改革的使命感,是能否实施课程改革的首要因素。唯有教师重新审视、梳理好师与生、教与学的联系,并将自身背负的使命感转化为切实的执行力,尽自己最大可能重新整合多维度、多类型的教学资源,才能保证课程改革的可行性。

(二)提升课程设计的专注度

通过持续地对各类教学资源进行补充与筛选的方式,实现课程专注度的稳步推进。课程专注度提升的抓手体现在以下两点：一是课程创设有效的问题情景。在有限的时间内借助感知情绪、发现问题、评估问题、分析问题、努力解决这一流程顺序,获得可行的解决方案,实现创新思维实践的训练。二是课程创设贴近生活实际应用的实作任务。将3D打印“DIY”的理念,融入课程设计的全过程。实现由3D打印技术基础教学、三维建模学习到创新设计、3D打印“DIY”制作进阶式的学习过程,更有利于学生对3D打印“DIY”全流程知识点及实践技能的掌握。

(三)营造课堂学习的愉悦感

采用以学生为主导、参与度更强、互动方式更和谐的教学方式方法,营造愉悦的课堂学习氛围。教师要多站在学生的角度,换位思考开展教学设计,充分考虑初学者的感受。在课堂实践中,师生要共同维护和提升学习的愉悦感,使之实现良性的循环,激发学生持续学习与自我管理的主观能动性。

(四)强化教学考核的有效性

课程考核方式的确定会极大地影响学生学习的目的性,所以制定合理、有效的考核方式也是影响改革成效的关键因素。课程考核方式的确定既要保证对整个学习过程的全覆盖,又要对创新实践能力考核指标有所侧重,且各模块占比合理。制定明确的考核标准来确保考核的客观性,同时又能最大限度地调动学生对课程学习的积极性,只有确保这二者达到相对的平衡,才能算是对课程实现有效考核。

四、实施课程改革的创新举措

(一)加强课程内涵建设

保持课程内容稳定的更新,是加强课程建设的好方法。课程进行提升的具体措施是将原来8学时0.5学分的3D打印实作微学分实验课程改为32学时2学分的3D打印创意设计与制作实践应用型课程。3D打印创意设计与制作课程结构详见附表2。课程系统地安排了3D打印设计与制作全过程的教学实践,内容主要涵盖了三个阶段：前期准备阶段,学习3D打印技术及相关设备的基础知识；中期实践阶段,进行三维模型设计的构思、修改及实物模型的输出；后期完善阶段,完成实物三维模型的加工处理。提升后的课程不仅专注于3D打印专业知识及技能的训练,还提供了大量创新应用实践的机会及创新展示的舞台。

附表2 3D打印创意设计与制作课程结构

(二)改善教学方式方法

3D打印创意设计与制作是一门跨多学科的实践型课程,其最佳的教学方式自然也要多形式综合采用。在实践中除了采用以学生为主体的启发式、实践式、讨论式、项目式、团队式的模式外,还特别注重创设有效的问题情景与贴近生活实际应用的实作任务。以课程三维建模软件部分的学习为例,在教学过程中,采用试错的模式来进行,就是在学生可能会出错的操作步骤上,故意设置陷阱。事实上,按照莫非定律,凡是有可能出问题的地方,一定会遇到困难。学生为了解决问题进行思考的过程中,能充分地将新旧知识进行融合,建构新的知识体系,养成自主探究学习的好习惯。教学实例从简单的零件,到实用的物件,都富有创造性设计的空间。经过实践证明这种多形式相融合的教学手段,可以让学生们从成功的实践中收获喜悦与自我价值,大幅度提升他们内在的学习热情与效率。

(三)搭建和谐创新舞台

课堂不仅是师生之间完成教与学的平台,更是学生与教师进行自我展示的舞台。课堂模式由以教师为主体开展知识传授的形式向以学生为主体进行自主探究学习的转变,能更好地完成和谐创新、平等互助舞台的搭建。课程在实践过程中,鼓励学生大胆地提出质疑,表达想法,相互探讨解决问题的不同方法,并在课程的最后章节提供自我展示汇报的机会。学生在教学活动中既是参与者、探索者、合作者,同时也充当评委的角色。学生多角色的扮演与互动为营造和谐、愉悦的学习氛围提供支持。

(四)落实多元考核机制

课程采用多元性的成绩考核机制,实现对学生学习过程积极性与学习成果导向性二者综合有效的评定。多元性评价成绩=平时成绩(占总成绩的60%)+期末成绩(占总成绩的40%)。其中平时成绩包含到课率、课堂表现、课后作业,考核学生对创新思维设计与实际应用的掌握情况。期末成绩包含课程实作成果及现场汇报,考察知识技能实践与总结展示等综合素质能力。在实施考核时,除了确保对学习全过程的评价,还会对创新实践能力考核指标有所侧重,对于学生创新性与互助性的表现进行适当加权,以此鼓励学生保持良好的学习习惯。

(五)抱团合力跨域共享

提倡学生跨院系交流、教师跨专业合作,充分发挥各自优势,彼此智力共享、取长补短。落实跨域共享,抱团合力发展的具体途径有两条,一是学生跨院编班,打破原有的学科划分,人为地进行跨三个院系以上的混合编班；二是教师成立名师工作室,全面集中教师智慧,主攻优势领域,合力突破。伴随着以上两条途径在实践中不断的积累,也进一步推动了师生在科学研究、学科竞赛、社会实践等方面的合作,推动传统课程教学向基于项目式应用型的实践教学转型。同时以工作室为载体的教学模式,为师生课堂外的学习交流提供纽带,为持续保障良好的“导学”关系助力。

五、结语

综上所述,将3D打印技术与创新创业教育课程相融合,借助三维设计软件与3D打印机等设备将奇思妙想快速创造进现实,通过对创新产品原型的实践探究、改进再造,有利于创新产品步入市场进行商业转化。始终围绕以学生为本的出发点,结合阳光学院特色的创新创业教育体系——“创四方生态系统”,深入开展专创融合课程教育的改革,必然是一条培养终身创客的有效途径。