3D打印技术在高校创新创业教育中的实践

李斐

（河南应用技术职业学院，河南郑州　450042）

随着信息技术、网络技术不断的突破和发展，人们已经从传统的人工制造时代进入了智能制造时代，作为制造方式与智能技术有机结合的高科技产物，3D打印代表着世界上最先进的制造理念，制造方式，其以增材制造方式逐步取缔传统的减材制造方式将任意无规则、无线复杂结构的物体快速制造，在制造过程中，不但实现了资源的节约，更飞跃式的提高了制造的效率。

1　3D打印技术介绍

3D打印技术发源于20世纪的80年代，是一种新型“增材制造”理念，3D打印技术的工作过程是先将打印目标，即需要打印的物体在三维软件中制作为虚拟三维图形，随后将图形数据转换为3D打印机支持的格式数据，再使用3D打印机打印出模型的实体。

作为当今世界上“增材建造”的主要形式，3D打印技术在高校创业教育领域中的应用也越发广泛。工信部于2015年2月出台了《国家增材制造产业发展推进计划》，其内容中已明确指出，创新创业教育需要加快对3D打印技术的应用。放眼全世界，将3D打印技术植入到高校创新创业教育已经成为了全世界高等教育的主流趋势，欧美强国的很多院校已经针对3D打印技术开展了多年的专业的课程和培训，并组建了3D打印兴趣社团，举办各种竞赛以推进院校学生对3D打印技术的认知深度，从而培养学生创新创业的能力[1]。

2　开展创新创业教育的含义

2.1　创新教育与创业教育

创新教育的定义可划分为两类：（1）以培养创新精神、创新知识、创新思维、创造力以及创新人格等创新素质、创新人才为目的的高校教育活动；（2）创新教育是相对于传统的接受教育、传统教育、守城教育来说更加适合当代高校学生的新型教育方法。综合来说，创新教育是可以在高校中对学生进行再次发现的探索能力；应用知识的实践能力；将知识重组的综合能力的高等教育活动。

在对高校学生进行创新教育期间，注重的是培养学生尊重权威，但是不迷信权威，尊重实际却不被实际禁锢、限制的勇气。对学生的创业教育重点关注培养学生运用自身所具备的知识、智慧以及胆识去发现目标、并将目标实现的勇气，从而在参与创业的过程中实现自我价值和物质价值[2]。

2.2　创新创业教育已经成为世界教育潮流

1995年，联合国教科文组织发表了名为“关于高等教育变革与发展的政策性文件”，该文件内容中指出高校毕业生，不应该仅是社会的求职者，更是成功企业家、是工作岗位的创造者。1998年，教课文组织在巴黎召开了世界上首次高等教育大会，并在会议中明确指出必须将创业精神、创业技能作为对高等人才教育的基本目标，为了方便使高校学生就业，高校对学生的教育需主要培养创业技能和主动精神。

随着我国进入“大众创业时代”，对高校学生进行创新创业教育，已经成为了高等教育的重要组成部分，伴随着创新创业教育世界性潮流的蔓延，我国教育界也对创新创业教育的先进理念积极的做出了回应，在1996年颁布了《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》，并且在内容中明确提出，高校教育者需要重视对大学生创新能力、时间能力以及创业精神的培养，将大学生的人文素养和科学素质普遍提高。此外，我国工商总局也出台了一系列针对毕业大学生从事个体经营相关收费得到优惠政策，大力响应国家号召，支持高校学生自主创业，随之我国高校形成了创新创业的文化氛围，教育部在2002年将中国人民大学、背景航空航天大学、清华大学等8所高校设立为创新创业教育试点学校，并形成了至今仍在引用的经典的创新创业教育模式，例如以北京航空航天大学为代表的“以提高学生创业技能、创业知识为侧重点”的教育模式，这种模式的特点是商业化运作，在校内建立了创业园，同时校方为学生提供创业的资金资助、咨询服务等。可见高校对学生进行创新创业教育，已经是国家推动、全社会支持的势不可挡的发展趋势[3]。

3　高校创新创业教育中3D打印产生的作用

3.1　引领高校踏入实体模型的教学时代

我国传统的教学中，教师会采用展示大量图片素材的方式进行教学，这是因为利用图片进行记忆的效果远远超过抽象的文字记忆效果，而在这一方面，实体模型在使学生深刻记忆的同时，相比图片可提供更加广泛的信息资源。

掌握3D打印技术，并将其应用于创新创业教育中，可以制造出在教学演示中所需要使用的各种实体模型，而且突破了图片、文字无法有效表达无规则、过于复杂图形带来的瓶颈，打开了教育资源崭新的大门，使高校在对学生进行创新创业教育期的学习中可以便捷的获取教学模型。

3.2　提高了高校教学质量，为创业奠定夯实基础

将建模课程和3D打印技术有机结合，有效地将高等教育质量大幅度提高。在3D打印技术中，制作虚拟三维模型是十分重要的环节，这一环节需要人们利用先进的3D制作软件，例如3DS MAX、AutoCAD、MAYA等制作出具备着完整性和准确性的三维模型，或者是通过扫描仪将实体扫描至计算机中，随后利用3D制作软件进行修正，最后导出3D打印机所支持的数据格式，如stl格式、OBJ格式、DAE格式以及3DS或PLY等等，不同的3D打印机所支持的格式会有所差异。将这些格式的数据导入3D打印中，并在3D打印机中对要打印的物体设置大小、精度、层高等各种条件进而实现实体打印。

模型的建造技术是一项十分重要的技术，以河北政法职业学院为例，该学院在多学科教学专业都将开设了三维建模课程，如动画制作、会展策划、园林设计等专业。学习三维建模的过程相对复杂且枯燥，倘若学生不具备很好的教学习惯，就很难在今后的创业过程中将技术学以致用。将3D打印技术引入到教学中后，教师鼓励学生将自己制作的三维模型通过3D打印机实现成实体模型，当学生看见以自己设计的模型为实体的效果进行展示后，就会形成一种很强的成就感，从而提高学生学习的积极性和主动性，同时，3D打印技术还有助于扩展学生的思维，并在创业阶段将自己的创意以实体模型的形式展示给客户、投资商等。

3.3　培养了创新创业活动所需的专业技能

创业除了需要各种管理方法和充足的创业资金，自身拥有过硬的技术也是成功创业的基础因素，只有自身具有能够很好迎合社会需要的技术，才能想出更好的创意项目，从而吸引合作伙伴、投资商。以丹麦技术大学机械工程课为例，该学校机械工程助力教授，将3D打印技术植入了日常教学中，利用3D打印技术成功设计开发一套机械系统的部分机械结构，很大程度的激发了学生兴趣，随后学生在制作发电器系统结构阶段，除了发电机中常规的标准配件，其他构件均采用发散思维进行设计，利用3D打印技术进设计、切片、喷漆工艺以及打印等等，使学生良好的掌握了3D打印技术的操作方法和创新理念，具备了过硬技术，在创业时，就可以通过对3D打印技术的掌握，构思出更加先进、合理的创意[4]。

4　3D打印技术在高校创新创业教育中的应用

将3D打印技术植入高校创新创业教育，可有效促进高校学生养成创新创业思维、进行创业实践。作为一种全新的“增材制造”理念，3D打印技术成功打破了传统制造行业中所使用“车工、注塑、铣工、刨工、插接、焊接、缝合”等传统的生产方式，借助成型技术即可将多样性、复杂化的物体实现实体建模。

4.1　创业产品设计精致化

在高校对学生进行创新创业教育中，可以利用3D打印技术教学生如何将创业产品精细化设计。3D打印技术在将创业项目产品以实体的形式展示的同时，还能够形成产品科学合理的内部构造，进而将创业产品的实用性大幅度提高，以迎合市场的实际需求。3D打印技术其最为明显的优点就是在相同强度的产品组建上，通过3D打印来实现产品制作，其产品的重量大幅度减轻[5]。

4.2　利用3D打印技术将创业产品结构简单化

3D打印技术采用了熔融凝固技术，因此站在理论上来看，3D打印技术能够制作任意形状、大小的各种无图，如房屋、桥梁、衣服鞋帽等等，并且在制造的过程中，还可以将无需拆装、不存需要移动物件设计成一体，利用3D打印机给客户提供展示，凭借结构简单化的优势，往往会得到投资商青睐和市场的认可。此外，与传统的制造方式相比，3D打印技术更加节约能源资源，可有效使学生创业阶段的创业成本有效降低，从而有效缓解各种创业资金问题为创业团队带来的压力[6]。

4.3　利用3D打印技术与艺术结合，提供更多创业道路

将3D打印技术应用到高校创新创业教育中，可以简化原本复杂的艺术专业，将艺术行业创业的门槛大大降低，使艺术制作、艺术设计可以被更多的人从事，为高校内开启创业理想的学生提供了更多的创业途径，并且还起到了推动文化产业发展的积极作用。

在创新创业教育中，教育导师在对学生进行授课期间，将3D打印技术与艺术专业结合，可以使艺术的表现形式不再限制于传统的画笔、刻刀，学生通过手绘板和计算机，就能够在各种三维软件、雕刻软件、绘画软件中发挥想象力，创作出颜色、形态各异的艺术作品。同时，这些作品可以在软件中进行保存、复制、粘贴，无限修改，当出现操作失误时可进行动作撤消，若对创意设计不满意，可以重新进行设计，只要有充足的耐心就可以将自己的创意发挥到极致。在创意完成后，通过3D打印机对创意进行打印，采用低价的PLA、ABS材料，同时也可以进行铜、不锈钢材质的打印，成品可以作为创业产品展示给客户，经过教师对学生对3D打印技术的教育，不仅增大了高校学生就业机会，也为开启创业理想的学生、团队开辟新的创业途径[7]。

4.4　利用3D打印实现对市场个性化服务定制需求

随我国人群物质生活水平快速提高，在满足于基本生活需求的基础上，对个性化定制服务的追求，已经成为社会人群的消费趋势、也是当前社会的潮流时尚。例如人们对衣服和鞋帽，要求能够以自身喜爱的样式、风格进行定制生产，对居家装修、装饰的材料要求厂家进行定制生产，甚至连交通工具都开始逐步进入了定制生产的领域。当人们的个性化定制服务需求逐渐增加，就对社会企业传统的生产模式，即大批量、标配流水线生产模式提出了严峻的挑战。个性化定制服务，往往都是小批量生产项目，而企业内传统的流水线不可能仅因为小批量的定制服务就启动生产线，并对生产线进行一系列的数据参数配置，那样成本将不可估量[8]。

4.5　增强对创业项目的包装能力

在高校学生进行创业期间，学生经常会想出一些有发展潜力、投资价值的优秀项目，可这些项目虽然蕴含着很大的商业价值，最后却难以逃脱夭折的命运，造成项目夭折现象的其中一个重要因素就是学生无法利用创业导师所教授的内容对项目进行很好的包装，高校阶段学生自身不具备创业条件，在对商业计划书进行编写时，学院派风格过于浓厚，同时因学生对市场发展趋势以及国家产业发展趋势认知度不高，在商业计划书编写阶段，会过于偏重科研理论，加上项目路演人员表达能力不足，无法将项目的商业价值完美阐述，进而导致无法让投资商充分感受到创业项目的商业价值和发展前景，造成无数个极有发展潜力的项目无法启动[9]。

将3D打印技术应用到高校创新创业教育中，可以一定程度缓解因包装能力不足导致创业项目夭折的情况。创业导师对高校学生的创新创业教育，可以在培养学生创新创业理念的同时，植入3D打印技术，并通过一段的模拟训练，设计制作以及思想上的引导，使学生可以充分掌握这门技术，并通过这门技术将创业团队的创意提前以实物的形式进行展现，在创业团队融资，向投资商介绍项目时，即使不具备完美的商业计划书、没有表达能力很强的项目路演人员，缺乏对市场的了解，但是将3D打印技术制作出的实体展现给投资商，就意味着将一个具有足够说服力的产品摆在投资商的眼前，透过对投资商介绍项目产品的实体模型，就可以让投资商充分了解创业团队的创意，以及根据模型来评估创业项目产品所包含的市场价值，从而提高获得投资商支持的机会，也就等于提高了项目存活的机会[10]。

5　结语

将3D打印技术成功植入到高校对学生的创新创业教育中，将高校成功引入了实体模型教学时代。对高校学生进行3D打印技术培养，不但可以满足学生在进行创业期间所需要的尖端技术，还能够将3D打印技术与艺术设计结合，为学生开辟跨专业的，新的创业路径。良好的掌握3D打印技术，使高校创业团队在创业期间实现精细化创业设计产品，简化产品结构，满足社会个性化需求定制服务，一定程度增强对创业产品的包装能力，使以学生为主体的高校创业团队在创业大潮可以顺应国家产业发展趋势，具备创业技术优势，从而获得更多投资商的青睐，赢得市场更多的先机。

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[3]王森.应用技术型高校创业教育模式的研究与实践[J].继续教育研究,2015(12):30-32.

[4]张景龙,张剑波.3D打印技术在高校创新创业教育中的应用[J].张家口职业技术学院学报,2016,29(4):60-63.

[5]屠莉,奚达新.3D打印在高校大学生中的创新教育实践研究[J].计算机教育,2017(8):159-162.

[6]尚雯,谭跃刚,张帆,等.面向大学生创新教育的3D打印教学实验平台研究与应用[J].中国轻工教育,2016(3):73-76.

[7]邓春蓉.论携3D打印投入“大众创业、万众创新”恰逢其时[J].人民论坛,2015(a11):64-65.

[8]王志强,李菲,卓泽林.美国高校创客教育与STEM教育的融合:理念、路径、启示[J].复旦教育论坛,2016,14(4):101-107.

[9]刘雪梅,黄剑锋.面向教育的3D打印及其网络化交流平台的研究[J].中国工程机械学报,2015,13(1):82-87.

[10]曾媛媛,罗秋兰.高校创新创业教育现状及发展策略[J].广西社会科学,2017(4):215-217.