基于“赛教融合”的3D打印实训课程项目化改革研究＊

刘欣宁，张洁溪，王 璇，郭君扬，李成思

（河南工业职业技术学院，河南 南阳 473000）

全国职业院校技能大赛自2007年开始举办以来，经过多年努力，已经发展成为专业覆盖面最广、参赛选手最多、社会影响最大、联合主办部门最全的国家级职业院校技能赛事。教育部提出，通过定期举办全国职业院校技能大赛，把多年来职业教育发展过程中逐步探索出的具有中国特色的“工学结合、校企合作、顶岗实习”的经验和做法加以制度化和规范化，形成“普通教育有高考，职业教育有技能大赛”的局面[1]。因此，充分认识职业教育技能竞赛的功能，对促进高职院校教学改革，提高高职院校的教学水平，实现高职教育“以服务为宗旨，以就业为导向，培养高素质技能型专门人才”的目标具有重要而深远的意义[2]。

“3D打印综合技能实训”是材料成型与控制技术专业进行岗位能力培养的一门专业核心课程，主要包括3D打印技术的原理、三维扫描数据处理、逆向工程及成型工艺等内容。课程任务是为了培养学生掌握典型3D打印成型工艺知识，具备使用操作典型3D打印成型机的能力；掌握面向实物样件的数字化数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；掌握支持逆向工程的应用软件工具的熟练应用能力。

1 3D打印实训教学实施现状

随着技能大赛影响力和带动作用的增长，比赛意识也逐渐深入到日常的教学活动特别是实训教学活动中。为了实现技能大赛和日常实训教学的有机融合，需要准确把握“3D打印综合技能实训”课程的教学实践现状，准确分析实践教学中存在的问题和不足，才能实施有针对性的“赛教融合”课程改革。

1.1 项目更新频率不高

根据材料成形与控制技术专业的培养目标和学生基本认知规律，将3D打印实训课程划分为认知—基础—提升三个层次，对应“3D打印认识实训”“3D测量与逆向工程技术综合课”“3D打印综合实训”三门课程。虽然三门课程逐层递进，形成了一个较为合理的3D打印实践类课程体系，但是课程的教学内容相对单一，设置的项目任务相对固定、更新频率不高。此外，所有的项目均未分难度等级设置任务，对所有学生的考核均为同一标准，难以对学生划分层次和开展针对性的个别指导。

1.2 学生创新创造能力较弱

“3D打印综合实训”课程教学内容包括理论知识教学、设备及软件使用教学、学生实操练习三部分。理论知识教学以教师讲授为主，设备及软件使用教学以教师演示示范为主，学生的主体地位体现不明显。虽然通过“知识讲解—操作示范—学生练习”的教学方式，能够完成预期教学目标，实现基础理论和基本技能的传授，但是学生的实操训练多数以刻板简单模仿为主，忽视了对学生创新能力和创造思维的培养。课程教学完成后，部分学生只能完成教师预设的特定任务，而在更换任务要求或面对复杂问题时，缺乏举一反三的思维能力和主动思考的探究精神。

1.3 课程评价考核体系待完善

课程的考核分三部分进行：课堂表现（35%）+技能掌握情况（25%）+作品成绩（40%）。课堂表现包括出勤情况、听课情况、上课提问回答情况等；技能掌握情况包括实训任务的完成情况、实训报告、操作规范等；作品成绩根据最终打印模型的完成度确定。评价打分主要由教师进行，评价的主观性较强，缺乏可客观评价学生对知识理解和技能掌握情况的考核评价细则。

2 融入技能大赛的实训教学改进策略

近年来，3D打印技能大赛主要有全国职业院校技能大赛工业设计技术赛项、全国机械行业职业院校技能大赛三维建模与快速成型技术赛项、金砖国家技能发展与技术创新大赛3D打印造型技术赛项等。这些竞赛赛题与企业实际生产项目接轨，应用企业常用设备和软件，专业性强、实际性强、技术性强。因此，深入剖析大赛考核标准、构建“赛教融合”的3D打印实训课程项目化教学体系，有助于提升学生实践能力，有助于提高实训教学质量，有助于储备技能竞赛优秀人才[3-4]。

2.1 竞赛任务融入实训项目

基于职业工作岗位，遵循“以项目为驱动、以任务为引领、以产品为对象、以流程为脉络”的教学理念，以不同类型产品的快速开发为项目，依据产品的实际开发流程设计任务。将教学内容设计为4个实训项目，包括2个基础项目、1个提升项目和1个竞赛项目。每个项目均源于3D打印真实工作流程，选取产品涵盖工艺品和工业产品，根据产品结构特点采用不同的数据扫描方法、不同的快速成形工艺，兼顾不同技术知识掌握和应用能力的培养。

基于竞赛项目的实施模块，划分实训项目的内容和任务，选择适当的项目载体，各项目的程度逐渐加深，既相对独立，又相互联系。基础项目一主要训练学生正向设计建模和产品实物打印的能力。基础项目二主要训练学生实物逆向扫描和扫描数据处理的能力。提升项目要求学生掌握3D打印常用软件和设备的前提下，在逆向的基础上对产品外观进行创新设计。竞赛项目选自近年3D打印赛项中具有代表性的赛题，训练学生综合应用和创新能力，同时增加展示环节，在强化学生专业技能的同时培养学生的表达能力。前三个项目主要侧重于操作技能的单项练习，第四个项目则强调综合运用实践和自主创新设计，并且紧跟行业发展和竞赛变化，与时俱进地及时调整项目载体和教学内容。

2.2 竞赛项目融入课程教学

根据竞赛项目的任务模块设置和学生知识技能掌握情况，构建“设置任务—收集资料—制定计划—实施任务—检查效果—优化成果—整体验收”的教学模式，对照竞赛标准和岗位需求，确立教学目标，培养学生打印设备的操作能力、仿真建模软件的应用能力、产品结构的设计能力等职业能力，以及规范意识、安全意识、标准意识、工匠精神、劳动精神、团队合作意识、创新意识等职业素养。

课堂教学主要采用项目驱动法、案例教学法、演示教学法，借助仿真软件、实操设备、视频动画资源、学习通平台等信息化手段通过对重要知识点的点拨、对实操要点和经验技巧的总结，强化学生对逆向工程、创新设计、快速成型技术的理解及应用能力。特别是实操环节，着重强调要求学生依照标准进行规范操作，逐步养成学生规范操作和标准意识，逐渐符合竞赛标准操作要求。

2.3 竞赛评分标准融入考核标准

竞赛的评分标准主要包含专业技能、职业素养、团队合作等方面，是对参赛学生综合能力的全面评价，具有客观公正性[5]。因此实训课程的考核评价借鉴了竞赛评分细则，结合项目的知识点和任务要求，按照课前—课中—课后三个环节，制定考评表，细化评分要点，从学生的理论知识、实践操作、创新能力和职业素养等方面，对学生实施综合评价。设置学生互评、教师考评、企业导师点评等多维评价手段，综合验收学生的设计方案、打印成品以及实训现场管理情况。学生互评，验收打印件处理质量和成品的使用性能。教师考评考查设备操作是否规范、实训现场维护是否规范。企业导师点评主要以产品创新设计方案为对象，评价学生设计结构的创新性、合理性、可行性。不仅让学生提前接触竞赛评分标准，把握得分点，规避失分点，同时还能帮助学生提前熟悉职业岗位，了解岗位工作要求[6]。

3 项目化改革实施成效

3.1 教师专业教学成果突出

实施赛教融合课程项目化改革以来，课程团队教师积极投身相关教学实践和科研研究，教学能力与科研能力均有显著提高，并取得了丰硕的成果。2020—2021年，课程团队申报教学改革研究项目4项，开发精品在线开放课程1门，出版教材1部。课程负责人获“河南省技术能手”称号，团队教师参加各类技能竞赛获全国职业院校技能大赛二等奖1项，河南省教师教学能力大赛一等奖1项。

3.2 学生技能成绩节节攀升

学生通过完成实训项目任务，既掌握了专业知识和技能，又熟悉了竞赛项目的实施流程。理论掌握扎实的学生通过强化训练在大赛中脱颖而出，同时大赛又进一步深化了实践教学的成果。专业学生参加全国职业院校技能大赛获二等奖1项、三等奖1项，参加省级竞赛获一等奖4项。并且多名竞赛成绩优秀的学生获得了较好的就业机会，极大地激发了学生的参赛积极性。

3.3 人才培养质量逐步提升

通过赛教融合的3D打印实训课程项目化改革与实践，学生的综合能力得到了较大提升。根据麦可思毕业生培养质量评价报告，材料成型与控制技术专业毕业生就业率达到100%，毕业生对教学满意度为96%，企业满意度达98%以上，毕业生就业后的月收入平均为4 100元。

4 小结

将技能竞赛引入实训课程的日常教学，设置实训项目、调整教学模式、开发教学资源、修订评价方式，既提升了学生的专业技能，又培养了学生的职业素养。理论教学活动为高等职业院校技能大赛提供了理论支撑，职业院校技能大赛拓展并检验了实践教学环节的实施成效。“教”与“赛”相辅相成，二者形成良性循环，在对学生职业技能、职业素养和工匠精神的培养方面具有积极的推动作用，在对实训类课程的建设和改革方面具有极大的推广价值。