3D打印教学资源库开发与创新——以厦门市海沧区职业中专学校为例

潘丹丹

(福建厦门市海沧区职业中专学校，福建 厦门 361027)

0 前言

当前，信息技术飞速发展，对技能教育产生了巨大冲击，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，都在这场冲击中发生着变革。根据自身发展的需要，顺应信息技术的发展潮流，采用先进的信息技术构建数字化校园，加快信息化建设的步伐，是学校占领信息制高点的有力举措，也为学校信息化建设提供了机遇和条件。3D 打印是近几年迅速发展的新技术，3D 产业的产生和兴起给职业学校带来了发展契机和培养人才的任务[1]。职业学校也要在科学发展观的指导下，顺应潮流，抓住机遇，创造条件，迎头赶上。

开展智慧校园建设，大力推广信息技术应用，提升内涵，促进学校核心竞争力形成，对实现“具有特色的全国一流的中等职业学校”的办学目标，具有十分重要的现实意义；对开展职业教育创新与实践，具有较为重要的理论指导和实践价值。

1 3D打印技术资源库建设对学校的意义

3D打印技术资源库建设对学校此专业的教学体系实现和完善具有重要意义；形成理虚实一体化的教学模式；提高学校的竞争力和学生的实践能力；有利于本专业的提升，提高学校的品牌。

2 3D打印技术资源库建设对教师的意义

3D打印技术资源库建设能提供更多更系统化的教学资源与教学手段；3D打印技术资源库建设能方便教师对学生的学习历程更好地把控，提升教学质量；3D打印技术资源库建设能为学生实训的开展提供更先进的手段，提高实训效率，减少设备投入。

3 3D打印技术资源库建设对学生的意义

3D打印技术资源库建设具有传播快、范围广、不受时空限制、更新速度快、品种多等特点。3D打印技术资源库建设对学生提高设备的认知与使用效率方面有显著的提升。3D打印技术资源库建设对3D打印这项技术的实际应用有更深的理解，对今后步入社会提升自己的竞争力有很大的帮助。

按照“3D打印技术资源库建设”项目建设方案，将实现以下几个目标：

(1)专业教学体系提升。

本3D打印技术资源库建成后，能上传至学校现有的教学资源管理平台，能将现有的静态图文的传统教材，升级为集“图、文、音、像”和“教、学、练、考”于一体的新一代教学平台，大幅提升各类教学资源的使用融合度，形成一个完备的“互联网+”教学生态系统。同时，支持翻转课堂(Flipped Classroom)、O2O(线上+线下)、3A(随时、随地、人人)等新型教学模式，以及对教学过程的“闭环控制”和教学效果的“形成性评价”， 使教学资源更生动、教学活动更丰富、教学管理更高效、效果评估更科学，实现教学资源的全面升级。

(2)实习实训。

3D打印在基础教育中应用所带来的最明显的效果是通过呈现特定的物体，使学生获得深度的感知[2]。选取3D打印设计与制造的典型应用案例，围绕其真实的工作过程，提出以虚拟仿真实训作为理论教学与实物实训之间过渡的桥梁，构建“理、虚、实一体化”的新一代教学与实训体系。该体系充分利用虚拟仿真软件的特点，使学生更直观地理解相关的理论知识点，并将其应用于实训中，从而有效地强化了理论教学与技能实操的融合，显著提升教学与实训效果。

学生结合虚拟仿真软件进行实训可以有效地解决设备的台套数不足与设备投入费用高等一系列问题。仿真软件一是真实性，不只是指外观与真实设备高度接近，更是指其功能仿真与生产实际高度一致。二是趣味性，充满乐趣的用户体验，激发学习兴趣。三是便利性，配以资源完整的项目化教学案例，使教学更加方便快捷。四是安全性，采用行为监控技术，规范学生的操作行为，实现技能与素养并重教育，最大程度降低实训风险。

(3)师资及企业职工培训。

在软件方面，本专业已经配备了较强的师资力量，加上此套信息化资源系统，可以很好地对相关的企业职工进行培训。同时，也能顺利而高效地对本校或其他学校的教师进行相关技能提升的培训。

(4)教产研发服务。

本3D打印技术资源库建成后，可以大幅提高学生的逆向设计与3D打印设备使用的能力。同时利用建成后的贯穿案例可以覆盖产品设计、数据处理、3D打印、应用等全过程，体现了“从制件到制件”的理念。所有贯穿案例均与产业界厂商广泛合作，包括国内外领先的3D打印设备提供商和提供解决方案的服务商。

综上所述，在职业学校建设 3D打印资源库，能够对相应的课程体系、师资队伍，实践体系等方面给予强大的理论支撑，也是培养高素质 3D人才的必要条件[3]。若3D打印技术资源库建成后，将成为集专业教学体系提升、实习实训、师资及企业职工培训、技能竞赛、教产研发服务等功能的“理虚实”一体化的教学资源，其资源将得到最大化程度的利用，向社会最大化地回馈其价值。

4 资源库具体建设内容

(1)教学设计：结合课程情况进行教学设计1套(80课时，每4个课时为1个教学设计)，包含：课程任务及知识目标、教学重点、难点重点、改进教学、落实计划、提高教学质量的措施。

(2)电子教案：以任务为单位，标准教案。1套(80课时，每4个课时为1个教学设计)，包含：授课题目、授课日期、教学目标、教学重点、教学难点、教学准备、课时安排、课时教案、教学内容、教学流程、课后小结及反思。

(3)PPT设计与制作：PPT内容设计与呈现。1套(80课时，不少于200页)，内容要与教学设计和教案同步。

(4)教学录像：根据课程内容，拍摄师生教学课程，指导学校师生进行拍摄前期准备工作。课堂授课录像+编辑，双机位，随堂录，每节课45分钟以内。

(5)微课：根据课程内容，拍摄教师演示短视频，以教师操作演示为主，重点讲解某一个细小的知识点，录制5～15 min短视频。

(6)动画：将不方便现场演示或抽象的知识点以动画形式展现，以丰富教学内容。

(7)题库：课程题目设计。填空题、选择题、问答题等，以章节练习题为主。1套(选择题不少于300题、填空题不少于100题、问答题不少于30题)

(8)项目测试：基于课程教学项目设计的测试题(包含选择、填空、简答等题型)，能在题库内自动生成测试题，有自动评价功能，学生完成后有五维评价和班级整体评价。

(9)实训指导书：根据课程的实训要求编写标准实训指导书，1套(10个实训项目)。

(10)贯穿案例：8个贯穿案例，均包含三维数据建模、数据处理、三维成型和后处理的3D打印全过程。涵盖三维建模软件的应用、设计思路的演变历程、数据处理软件的应用、3D打印设备的应用和后处理操作等最实用、最精华的内容。贯穿案例是全生产过程贯穿案例，具有完整翔实的示范和教学功能，给学生展现3D打印制造的全过程，使学生在学习中认知完整、思路清晰、掌握全面。

5 结语

《教育中长期发展规划》指出,“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。目前3D打印实训室普遍采用实物实训的方式。由于数字化资源(微课、虚拟仿真等)具有传播快、范围广、不受时空限制、更新速度快、品种多等特点，供助教学平台，可以实现数字化资源最大化发挥内容的作用。所以通过3D打印技术资源库建设可以满足3D打印专业的课程内容、教学质量以及教学实训等方面的要求，为3D打印专业学生提升专业技能提供支撑。