珠三角地区职业教育中正确应用3D打印技术的思路和意义

朱 姝 王 川

广东技术师范学院 广东广州 510665



珠三角地区职业教育中正确应用3D打印技术的思路和意义

朱 姝 王 川

广东技术师范学院 广东广州 510665

摘 要：随着3D打印技术的成熟，它在创新教育领域也开始受到广泛的关注，对珠三角地区职业教育的现代化发展也提出了新的标准和要求。3D打印技术在珠三角地区职业教育中的应用，机遇和风险并存。从机遇出发，分析了应用价值，同时对研究现状进行了剖析，从中找到了正确应用3D打印技术的思路方法和意义。

关键词：3D打印技术；珠三角地区；职业教育；正确应用

随着3D打印技术的成熟，其应用领域不断扩展，3D打印技术在创新教育领域也开始受到广泛的关注。在《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》中明确指出：“增材制造是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，体现出信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是先进制造业的重要组成部分。”而《珠江三角洲地区改革发展规划纲要（2008-2020年）》提出了“到2020年，珠三角地区将形成以现代服务业和先进制造业为主的产业结构”的明确目标。从中可看出，3D打印技术是珠三角地区的区域经济发展的机遇。因此，作为为珠三角地区培养高级技术人才和管理人才的职业教育，更是迫切需要进行3D打印技术的普及应用。因此，珠三角地区职业教育院校应用3D打印技术，面临着以下的机遇和价值。

1　3D技术在珠三角地区职业院校中应用的机遇

（1）3D打印技术将在我国学校实现普及化、常态化发展，为珠三角地区职业教育应用3D打印技术带来了政策上的倾斜。

2015年2月28日，工信部、发展改革委、财政部发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，明确指出将组织实施学校增材制造技术（3D打印技术）普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。从中可看出，国家将加大3D打印设备在学校的普及，为3D打印技术在职业教育中的应用提供了物质基础。

（2）3D打印技术在我国正从概念阶段向应用阶段快速转变，建设与之相应的职业教育体系被提上日程，为珠三角地区职业教育应用3D打印技术带来了现实需求。

2015年5月28日，国外院正式印发《中国制造2025》，明确指出3D打印技术已成为我国加快实现智能制造的重要技术手段。同时规划也指出，要加快培养制造业发展急需的专业技术人才、经营管理人才和技能人才，建设出一支素质优良、结构合理的制造业人才队伍。我国制造业的发展，需要系统的研究3D打印技术在职业教育领域的应用。从中可看出，职业教育的现代化发展，为3D打印技术在职业教育中的应用提供了现实需求。

（3）“互联网+3D打印”是我国十三五期间工业生产的主流领域，“互联网+”思维和3D打印技术的结合对职业教育提出了高标准的要求，为珠三角地区职业教育应用3D打印技术带了新思维。

在李克强主持的国务院“讨论加快发展先进制造与3D打印等问题”的专题讲座上，明确指出以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式，正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印作为制造业有代表性的颠覆技术，与互联网信息技术相结合带来的大变革，对构建现代化的职业教育体系和培养工业4.0时代的职教人才培养提出了新要求。从中可看出，“互联网+”时代的到来、增材制造技术的大力发展和万众创业、大众创新的推进，都为为珠三角地区职业教育应用3D打印技术带了新思维、新要求。

2　3D打印技术在珠三角地区职业教育中带来的应用价值

2.1仔细甄别应用技术

甄别并应用适应珠三角地区职业教育特征的3D打印技术，可有效提高珠三角地区职业院校应用3D打印技术的普及率，为职业教育发展形成良好的物质环境。

3D打印技术经过多年发展，基本材料、技术方法和成形工艺种类复杂繁多，如果要在职业教育中正确运用3D打印技术，就要针对珠三角地区制造业转型的发展需求以及珠三角地区职业院校的教育规律，从增材制造技术中甄别出适应珠三角地区职业教育应用的3D打印技术方法。这样耗费人力、物力普及的设备资源，才能培育出珠三角地区职业教育良好发展的技术环境。

2.2准确定位应用范畴

准确定位珠三角地区职业院校适宜应用3D打印技术的学科、专业和课程，可减少资源的浪费，提高珠三角地区职业教育的发展效率。

在中国制造强国建设第一个十年，增材制造技术还不成熟，在技术的限制下并不是所有学科、专业、课程都需要应用3D打印技术，因此在珠三角地区职业教育中应用3D打印技术，需要准确定位3D打印技术在珠三角职业教育中的应用范畴。这样才能避免盲目建立，提高珠三角地区职业教育的发展效率。

2.3 在专业、学科、课程方面提出可行性方案

需在实践基础上对珠三角地区职业教育中3D打印专业、学科和课程的建设提出可行性方案，可健全珠三角地区制造业高级技术人才的培养体系。

珠三角地区是我国制造业的生产中心和消费中心，国内的3D打印产业珠三角地区占据了80%的份额，但人才缺口较大，因此在珠三角地区职业教育中应用3D打印技术，需要针对行业需求、院校需求，培养珠三角地区增材制造技术人才。这样才能有针对性的建设，健全珠三角地区制造业高级技术人才的培养体系。

3　3D打印技术在珠三角地区职业教育中应用研究存在的问题

3D打印技术在珠三角地区职业教育中的应用，给珠三角地区的职业教育发展带来了机遇，但目在职业教育中应用、普及3D打印技术的研究基本处于实践阶段，存在着以下一些问题。

3.1国内对3D打印技术在职业教育中的研究存在的问题

从宏观上，对3D打印技术应用于教育领域所产生的创新性影响进行系统性的分析和研究。比如孙江山的《3D打印教育创新》等论文就对3D打印所带来的教育创新进行了分析。

从学科教学的角度，对3D打印技术应用于教学活动的方法和规律进行归纳和研究。例如兀旦辉的《3D打印技术在教学中的应用研究》等论文就对3D打印技术作为教辅工具，改革教学观念、提高教学效率的规律进行研究。这些研究主要集中在基础教育和高等教育领域的教学实践中。在中职教育领域，研究还停留在教学改革的初期假设阶段。

从课程研究的角度，对3D打印课程的课堂教学规律进行深入研究。例如王正玉的《小学3D打印课程的设计与开发研究》等论文就对小学3D打印课程的设计、开发和实施进行了实践研究。课程研究主要集中在上海地区的小学教育中，在我国还未形成普遍的系统性研究。

从产业的角度，对3D打印技术在院校和企业之间的共享，所产生的技术创新进行资源整合研究。如刘雪梅的《面向教育的3D打印及其网络化交流平台的研究》等论文就对3D打印对校企联合带来的影响进行了分析。

从公众服务的角度，对图书馆提供的3D打印技术服务和学习进行了初期的研究。如韩祎的《面向3D打印的图书馆创意服务》等论文就针对图书馆提供3D打印非正式学习和培训提出了初步的构想和建议。

3.2国外对3D打印技术在职业教育中的应用研究存在的问题

从教学项目实践的角度，对3D打印在教学中产生的效果和影响因素进行实证研究。这方面的研究集中于英国、美国、希腊。英国针对3D打印技术支持下的体验式学习项目的可持续性和可推广性问题进行研究。美国针对3D打印技术项目的实施，对STEM教育所产生的影响进行研究。希腊针对3D打印资源在教学中的共享，对增强学生学习合作交流能力的影响因素进行研究。

从特殊学科的角度，对3D打印技术在学科教育中所产生的创新性影响进行研究，主要集中在医学、生物学和物理学等方面。

从公众服务的角度，对图书馆提供的3D打印技术教育和培训进行了深入的研究，主要探索图书馆以3D打印技术为媒介服务于社会的模式、路径、规律。

从中可看出国外的研究较为深入，实践性强，但理论研究上有一定欠缺。国内的研究停留在初级阶段，从理论上提出了一些构想，特别在职业教育领域的研究较为分散，体系性、针对性、实践性都尚有欠缺。因此，急需对3D打印技术在珠三角地区职业教育中应用进行理论研究，对3D打印技术在珠三角地区职业教育中的正确应用提出合理的建议和对策。

4　在珠三角地区职业教育中正确应用3D打印技术的思路

4.1在实践中分析3D打印的技术应用为职业教育带来的变革性因素

3D打印技术在职业教育中的应用，带来的不仅是职业教育教学手段的变化，而是职业教育思维的变化。因此，可从两个方面进行研究。一方面，分析3D打印技术新思维对职业教育提出的新要求、新标准。目前，我国3D打印技术已从研发转向产业化应用，并与信息网络技术深度融合，给传统制造业带来变革性影响。因此，本项目的研究不局限于技术上的变化，而是跳出传统思维的框架，对职业教育发展的新要求做出分析。另一方面，分析3D打印技术应用对职业教育带来的具体影响及影响因素。3D打印技术已开始在职业教育中应用，但其对职业教育带来的具体影响和影响因素还未有系统深入的分析。因此，研究要针对珠三角地区职业院校开展研究，找出具体影响因素。

4.2在实践中甄别、选取适于在珠三角地区职业教育中普及应用的3D打印技术方法

3D打印技术种类繁多，使用不当不仅是资源的浪费，也会打击职业院校参与发展增材制造产业的热情。一方面，分析珠三角地区制造业发展所需的增材制造技术，选择适宜珠三角地区制造业所急需的3D打印技术方法。目前流行的3D打印技术方法有：光固化快速成型SLA、叠层实体制造LOM、激光选区烧结SLS、熔融沉积成形FDM、激光近形制造技术LENS、非成型材料微滴喷射成形3DP等技术。不同的技术方法，采用不同的材料和工艺。因此，本项目对珠三角地区制造业进行调查，选择适宜的技术、工业和材料。另一方面，分析珠三角地区职业院校所采用的3D打印技术方法，选择适宜职业教育应用的性价比较高的3D打印技术方法。3D打印机不仅造价较为昂贵，而且材料也多为化学聚合物，成形后物理性也较差，为职业教育教学中的使用带来了很多问题。因此，本项目在珠三角地区职业院校中开展调研实验，选择性价比适宜的3D打印技术。

研究要针对珠三角地区的制造业发展情况和职业教育自身的发展规律的交集，选择适宜的在珠三角地区职业教育中得到有效使用的3D打印技术方法。

4.3在实践中准确定位珠三角地区职业院校适宜应用3D打印技术的学科、专业和课程

职业教育的学科、专业和课程设置，需要建立在真实的工业和社会需求之上，才能培养出适应《中国制造2025》所需要的高技术人才。因此，研究要从两方面进行研究：一方面，要分析珠三角地区制造业3D打印技术应用领域现状，选择发展较成熟的应用领域，作为在职业教育相关学科、专业和课程应用3D打印技术的标准。3D打印技术在制造业的应用涉及模具制造、电子产品、服饰珠宝、玩具艺术品、汽车、航空航天等多个领域，但并不是珠三角所有的制造领域都适合打印3D技术的应用，要根据市场需要和发展成熟情况，进行选择。另一方面，要分析珠三角地区职业教育的发展现状和自身发展规律，选择适宜应用3D打印技术的学科、专业和课程。在职业教育不能盲目应用3D打印技术，要根据职业教育不同学科、专业、课程的特征，以及投入和收获之间的效益，来正确选择应用3D打印技术的学科、专业和课程。

因此，研究要针对《中国制造2015》十年规划背景下，珠三角地区制造业的真实需求，和职业教育自身的发展规律，准确定位适宜应用3D打印技术的学科、专业和课程。

4.4应用3D打印技术的原则、规律和方法

对正确应用3D打印技术原则、规律和方法的总结，要从两个方面进行研究：一方面，从教学实践中获取资料、经验，从中归纳系统性的应用原则、规律和方法。珠三角地区已有不少职业院校积极应用3D打印技术，主要集中在两方面：一是增设3D打印专业和创建3D打印技术应用中心。珠三角地区职业教育应用3D打印技术已开始起步，但并未形成系统性、针对性研究，本项目主要借鉴国外职业教育中应用3D打印技术的经验，在珠三角地区职业教育的实践基础上，归纳正确应用3D打印技术的规律、和方法。二是，要从教学实践中检验正确应用3D打印技术的规律、和方法，获取有效的规律和方法，使研究上升到理论高度，为3D打印技术在珠三角地区职业教育的普及应用提出合理的建议。

5　正确进行3D打印在珠三角地区职业教育中应用研究带来的意义

（1）对3D打印在珠三角地区职业教育中应用进行研究，可从实践中出发，调查收集珠三角地区职业院校应用3D打印技术的数据资料和案例，为珠三角地区职业院校3D的打印技术应用的理论研究提供现实基础。

随着3D打印技术的成熟和珠三角地区制造业的转型，珠三角地区已有部分职业院校开始开展3D打印专业、课程的建设，但目前大多处于实践阶段，现有的理论研究较为零散，滞后于教育实践，同时缺乏具有时效性的数据，使理论研究空泛。因此对3D打印在珠三角地区职业教育中应用进行研究，对收集、更近获取第一手资料，为理论研究提供实际支撑，具有一定现实意义。

（2）对3D打印在珠三角地区职业教育中应用进行研究，在实践基础上归纳并检验珠三角地区职业教育中3D打印技术的普及应用规律，为3D打印技术在职业院校中的普及提供一定的思路和参考。

珠三角地区已有职业院校开始建设宣传3D打印技术的应用，但范围窄、社会影响力低，也缺乏理论深度。本项目在实践中归纳普及规律，充分发挥广东地区唯一一所技术师范类院校的资源，将职业院校的实践和研究结合起来，形成体系，在实践中进行理论的总结，具有一定的参考意义。

（3）对3D打印在珠三角地区职业教育中应用进行研究，在实践基础上归纳并检验珠三角地区职业教育中3D打印专业、学科和课程的建设规律，为《中国制造2025》背景下珠三角地区职业教育现代化发展规律的探索，提供一定的理论补充。

珠三角地区制造业具有明显的区域经济特征，增材制造技术应用刚起步，同时职业教育也处于变革期，现有的理论研究过于宽泛，针对性不强。本项目针对区域经济特征、技术变革和职业教育规律，系统归纳正确建设的途径、原则和方法，为珠三角地区职业教育的现代化发展提供有针对性的补充，具有一定的理论意义。

参考文献

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实验教学与课程建设

收稿日期：2015-12-01

作者简介：朱姝，硕士，讲师。王川，硕士，广东技术师范学院学报编辑部主编。

基金项目：广东省教育厅教育专项项目“3D打印技术在珠三角地区职业 教育中的应用研究”（编号：57202052）。

How to Use 3d Printing Technology Correctly in the Vocational Education Through The Pearl River

Zhu Shu， Wang Chuan
Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou， 510665， China

Abstract：With the developing of 3d printing technology， it also began to be widely attention in the feld of innovation education.The modern development of the pearl river delta vocational education also put forward new standards and requirements to vocational education.3d printing technology in the application of the pearl river delta vocational education has opportunities and risks . Based on this opportunity， this paper analyzes the application value， and also analyzed the research status. This paper want to fnd the right ways to use 3d printing， and get some methods and signifcance for vocational education.

Key words：3D printing； the region in The Pearl River； vocational education； the correctly using way