3D打印教學資源庫開發與創新
——以廈門市海滄區職業中專學校為例

潘丹丹

(福建廈門市海滄區職業中專學校，福建 廈門 361027)

0 前言

當前，信息技術飛速發展，對技能教育產生了巨大沖擊，從教育環境、教育模式到教育理念、教育目標，都在這場沖擊中發生著變革。根據自身發展的需要，順應信息技術的發展潮流，采用先進的信息技術構建數字化校園，加快信息化建設的步伐，是學校占領信息制高點的有力舉措，也為學校信息化建設提供了機遇和條件。3D 打印是近幾年迅速發展的新技術，3D 產業的產生和興起給職業學校帶來了發展契機和培養人才的任務[1]。職業學校也要在科學發展觀的指導下，順應潮流，抓住機遇，創造條件，迎頭趕上。

開展智慧校園建設，大力推廣信息技術應用，提升內涵，促進學校核心競爭力形成，對實現“具有特色的全國一流的中等職業學校”的辦學目標，具有十分重要的現實意義；對開展職業教育創新與實踐，具有較為重要的理論指導和實踐價值。

1 3D打印技術資源庫建設對學校的意義

3D打印技術資源庫建設對學校此專業的教學體系實現和完善具有重要意義；形成理虛實一體化的教學模式；提高學校的競爭力和學生的實踐能力；有利于本專業的提升，提高學校的品牌。

2 3D打印技術資源庫建設對教師的意義

3D打印技術資源庫建設能提供更多更系統化的教學資源與教學手段；3D打印技術資源庫建設能方便教師對學生的學習歷程更好地把控，提升教學質量；3D打印技術資源庫建設能為學生實訓的開展提供更先進的手段，提高實訓效率，減少設備投入。

3 3D打印技術資源庫建設對學生的意義

3D打印技術資源庫建設具有傳播快、范圍廣、不受時空限制、更新速度快、品種多等特點。3D打印技術資源庫建設對學生提高設備的認知與使用效率方面有顯著的提升。3D打印技術資源庫建設對3D打印這項技術的實際應用有更深的理解，對今后步入社會提升自己的競爭力有很大的幫助。

按照“3D打印技術資源庫建設”項目建設方案，將實現以下幾個目標：

(1)專業教學體系提升。

本3D打印技術資源庫建成后，能上傳至學校現有的教學資源管理平臺，能將現有的靜態圖文的傳統教材，升級為集“圖、文、音、像”和“教、學、練、考”于一體的新一代教學平臺，大幅提升各類教學資源的使用融合度，形成一個完備的“互聯網+”教學生態系統。同時，支持翻轉課堂(Flipped Classroom)、O2O(線上+線下)、3A(隨時、隨地、人人)等新型教學模式，以及對教學過程的“閉環控制”和教學效果的“形成性評價”， 使教學資源更生動、教學活動更豐富、教學管理更高效、效果評估更科學，實現教學資源的全面升級。

(2)實習實訓。

3D打印在基礎教育中應用所帶來的最明顯的效果是通過呈現特定的物體，使學生獲得深度的感知[2]。選取3D打印設計與制造的典型應用案例，圍繞其真實的工作過程，提出以虛擬仿真實訓作為理論教學與實物實訓之間過渡的橋梁，構建“理、虛、實一體化”的新一代教學與實訓體系。該體系充分利用虛擬仿真軟件的特點，使學生更直觀地理解相關的理論知識點，并將其應用于實訓中，從而有效地強化了理論教學與技能實操的融合，顯著提升教學與實訓效果。

學生結合虛擬仿真軟件進行實訓可以有效地解決設備的臺套數不足與設備投入費用高等一系列問題。仿真軟件一是真實性，不只是指外觀與真實設備高度接近，更是指其功能仿真與生產實際高度一致。二是趣味性，充滿樂趣的用戶體驗，激發學習興趣。三是便利性，配以資源完整的項目化教學案例，使教學更加方便快捷。四是安全性，采用行為監控技術，規范學生的操作行為，實現技能與素養并重教育，最大程度降低實訓風險。

(3)師資及企業職工培訓。

在軟件方面，本專業已經配備了較強的師資力量，加上此套信息化資源系統，可以很好地對相關的企業職工進行培訓。同時，也能順利而高效地對本校或其他學校的教師進行相關技能提升的培訓。

(4)教產研發服務。

本3D打印技術資源庫建成后，可以大幅提高學生的逆向設計與3D打印設備使用的能力。同時利用建成后的貫穿案例可以覆蓋產品設計、數據處理、3D打印、應用等全過程，體現了“從制件到制件”的理念。所有貫穿案例均與產業界廠商廣泛合作，包括國內外領先的3D打印設備提供商和提供解決方案的服務商。

綜上所述，在職業學校建設 3D打印資源庫，能夠對相應的課程體系、師資隊伍，實踐體系等方面給予強大的理論支撐，也是培養高素質 3D人才的必要條件[3]。若3D打印技術資源庫建成后，將成為集專業教學體系提升、實習實訓、師資及企業職工培訓、技能競賽、教產研發服務等功能的“理虛實”一體化的教學資源，其資源將得到最大化程度的利用，向社會最大化地回饋其價值。

4 資源庫具體建設內容

(1)教學設計：結合課程情況進行教學設計1套(80課時，每4個課時為1個教學設計)，包含：課程任務及知識目標、教學重點、難點重點、改進教學、落實計劃、提高教學質量的措施。

(2)電子教案：以任務為單位，標準教案。1套(80課時，每4個課時為1個教學設計)，包含：授課題目、授課日期、教學目標、教學重點、教學難點、教學準備、課時安排、課時教案、教學內容、教學流程、課后小結及反思。

(3)PPT設計與制作：PPT內容設計與呈現。1套(80課時，不少于200頁)，內容要與教學設計和教案同步。

(4)教學錄像：根據課程內容，拍攝師生教學課程，指導學校師生進行拍攝前期準備工作。課堂授課錄像+編輯，雙機位，隨堂錄，每節課45分鐘以內。

(5)微課：根據課程內容，拍攝教師演示短視頻，以教師操作演示為主，重點講解某一個細小的知識點，錄制5～15 min短視頻。

(6)動畫：將不方便現場演示或抽象的知識點以動畫形式展現，以豐富教學內容。

(7)題庫：課程題目設計。填空題、選擇題、問答題等，以章節練習題為主。1套(選擇題不少于300題、填空題不少于100題、問答題不少于30題)

(8)項目測試：基于課程教學項目設計的測試題(包含選擇、填空、簡答等題型)，能在題庫內自動生成測試題，有自動評價功能，學生完成后有五維評價和班級整體評價。

(9)實訓指導書：根據課程的實訓要求編寫標準實訓指導書，1套(10個實訓項目)。

(10)貫穿案例：8個貫穿案例，均包含三維數據建模、數據處理、三維成型和后處理的3D打印全過程。涵蓋三維建模軟件的應用、設計思路的演變歷程、數據處理軟件的應用、3D打印設備的應用和后處理操作等最實用、最精華的內容。貫穿案例是全生產過程貫穿案例，具有完整翔實的示范和教學功能，給學生展現3D打印制造的全過程，使學生在學習中認知完整、思路清晰、掌握全面。

5 結語

《教育中長期發展規劃》指出,“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”。目前3D打印實訓室普遍采用實物實訓的方式。由于數字化資源(微課、虛擬仿真等)具有傳播快、范圍廣、不受時空限制、更新速度快、品種多等特點，供助教學平臺，可以實現數字化資源最大化發揮內容的作用。所以通過3D打印技術資源庫建設可以滿足3D打印專業的課程內容、教學質量以及教學實訓等方面的要求，為3D打印專業學生提升專業技能提供支撐。