創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在機(jī)電專(zhuān)業(yè)3D打印課程中的探索

馮妍平

(江蘇省漣水中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校,江蘇 淮安 223401)

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)已成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力[1-2]。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為職業(yè)教育中的重要組成部分,其目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的人才,提高學(xué)生綜合素質(zhì)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[3-5]。然而,在機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育仍面臨一些挑戰(zhàn),如平衡實(shí)踐和理論的比重、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性、建立有效的教學(xué)模式等。

該文以3D打印課程為例,探討了在機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的教學(xué)方法。通過(guò)文獻(xiàn)綜述和實(shí)踐探索,總結(jié)了在機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的必要性和可行性,以及3D打印技術(shù)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用和教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)實(shí)踐中,采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、學(xué)生自主和跨學(xué)科合作等教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實(shí)踐的能力。總結(jié)了一些有效的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn),為其他機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育提供借鑒和啟示。

1 理論背景

1.1 概念及目標(biāo)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是指通過(guò)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力進(jìn)行培養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生在未來(lái)職業(yè)中發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值的過(guò)程,其目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的人才,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在現(xiàn)代社會(huì),創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的意義日益凸顯[6-8]。

1.2 發(fā)展歷程

1.2.1 萌芽和探索階段

教育機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育者開(kāi)始嘗試和探索如何構(gòu)建一個(gè)有針對(duì)性的課程體系,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)能力和實(shí)際操作技能,其主要特點(diǎn)和活動(dòng)可分為以下3點(diǎn):

1)意識(shí)培養(yǎng)和宣傳。教育機(jī)構(gòu)開(kāi)始關(guān)注創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要性,通過(guò)宣傳活動(dòng)、講座等方式提高學(xué)生對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的認(rèn)識(shí)和興趣。

2)課程實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)和開(kāi)設(shè)初步的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程,嘗試將創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)理念融入到現(xiàn)有課程中,或者單獨(dú)開(kāi)設(shè)一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的課程。

3)導(dǎo)師支持。邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)業(yè)者、行業(yè)專(zhuān)家等作為導(dǎo)師,為學(xué)生提供指導(dǎo)和實(shí)際案例分享,幫助學(xué)生了解實(shí)際創(chuàng)業(yè)情境。

1.2.2 全面建設(shè)階段

全面建設(shè)階段是高效創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系發(fā)展的第二個(gè)階段。該階段,基于萌芽和探索階段的經(jīng)驗(yàn)和反饋,教育機(jī)構(gòu)會(huì)逐步完善和擴(kuò)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的課程體系,更全面地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在全面建設(shè)階段,主要特點(diǎn)和活動(dòng)如下:

1)課程體系優(yōu)化。教育機(jī)構(gòu)會(huì)逐步建立更為系統(tǒng)、完整的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系,涵蓋創(chuàng)意生成、商業(yè)模式設(shè)計(jì)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、風(fēng)險(xiǎn)管理等各個(gè)方面的知識(shí)和技能。

2)實(shí)踐導(dǎo)向。更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué),通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、實(shí)習(xí)、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐等方式,讓學(xué)生在實(shí)際環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)實(shí)際操作和解決問(wèn)題的能力。

1.2.3 核心階段

在核心階段,教育機(jī)構(gòu)將深入挖掘創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的內(nèi)涵,不斷創(chuàng)新和優(yōu)化課程體系,同時(shí),也需要密切關(guān)注社會(huì)變化和行業(yè)需求的變化,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,設(shè)計(jì)前瞻性課程,引入最新的理念、技術(shù)和方法,確保教育內(nèi)容與實(shí)際發(fā)展保持同步。

1.3 機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程特點(diǎn)

機(jī)電專(zhuān)業(yè)是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要學(xué)科,涉及機(jī)械、電氣、控制等多個(gè)領(lǐng)域。其特點(diǎn)是理論與實(shí)踐相結(jié)合,需要學(xué)生具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力。同時(shí),機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程難度較大,學(xué)生需要具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)。但機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育仍面臨一些挑戰(zhàn),如平衡實(shí)踐和理論的比重、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性、建立有效的教學(xué)模式等。

1.4 3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù),具有快速、精確、靈活等優(yōu)點(diǎn)。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中,3D打印技術(shù)可以幫助學(xué)生快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型的制作并展示,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和實(shí)踐能力。同時(shí),3D打印技術(shù)也可以幫助學(xué)生了解現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景,提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 3D打印課程設(shè)計(jì)

2.1 課程目標(biāo)

基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念,3D打印課程主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和實(shí)踐能力,通過(guò)3D打印技術(shù)的應(yīng)用,幫助學(xué)生了解現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景,提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。具體課程目標(biāo)如下:

1)掌握3D打印技術(shù)的基本原理和操作方法;

2)熟悉3D打印技術(shù)在機(jī)械、電氣等領(lǐng)域的應(yīng)用案例;

3)學(xué)習(xí)如何使用CAD軟件進(jìn)行三維建模;

4)設(shè)計(jì)和制作自己的創(chuàng)新產(chǎn)品,并完成3D打印原型;

5)學(xué)習(xí)如何評(píng)估和推廣自己的創(chuàng)新產(chǎn)品。

2.2 課程內(nèi)容

該課程內(nèi)容主要包括六個(gè)方面[9-10]:一是3D打印技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),包括3D打印的工作原理、技術(shù)分類(lèi)、材料選擇等;二是3D打印技術(shù)在機(jī)械、電氣等領(lǐng)域的應(yīng)用案例,介紹3D打印技術(shù)在汽車(chē)、醫(yī)療、航空等行業(yè)的應(yīng)用;三是CAD軟件的使用,介紹如何使用CAD軟件進(jìn)行三維建模;四是創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì),介紹怎樣進(jìn)行創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和創(chuàng)意開(kāi)發(fā);五是3D打印原型制作,將設(shè)計(jì)好的模型進(jìn)行3D打印,包括材料選擇、打印參數(shù)設(shè)置等;六是創(chuàng)新產(chǎn)品評(píng)估和推廣,對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研、評(píng)估和推廣。

2.3 教學(xué)方法

為實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo),該課程采用4種教學(xué)方法。一是理論授課,通過(guò)講解3D打印技術(shù)的原理和應(yīng)用案例,幫助學(xué)生了解3D打印技術(shù)的基本概念和應(yīng)用前景;二是實(shí)驗(yàn)演示,通過(guò)3D打印設(shè)備的操作演示,幫助學(xué)生掌握3D打印技術(shù)的具體操作方法;三是通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練,學(xué)生根據(jù)自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)并制作3D打印原型,進(jìn)行展示和評(píng)估;四是采用課堂討論,引導(dǎo)學(xué)生討論和交流創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路、制作過(guò)程和市場(chǎng)前景,幫助學(xué)生思考和解決問(wèn)題。

3 教學(xué)實(shí)踐過(guò)程探析

3.1 課程設(shè)置和教學(xué)安排

該課程開(kāi)設(shè)在機(jī)電專(zhuān)業(yè)的第二學(xué)年,共計(jì)36學(xué)時(shí)。每周安排3學(xué)時(shí),其中2學(xué)時(shí)為理論授課和實(shí)驗(yàn)演示,1學(xué)時(shí)為實(shí)踐訓(xùn)練和課堂討論。具體課程安排:第一周,課程介紹和3D打印技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)講解;第二周,3D打印技術(shù)在機(jī)械、電氣等領(lǐng)域的應(yīng)用案例介紹;第三周,CAD軟件的使用和三維建模基礎(chǔ)講解;第四周,創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)意開(kāi)發(fā)講解;第五周,創(chuàng)新產(chǎn)品評(píng)估和推廣講解;第六周至第十周,學(xué)生自主設(shè)計(jì)和制作創(chuàng)新產(chǎn)品;第十一周至第十二周,學(xué)生展示和評(píng)估自己的創(chuàng)新產(chǎn)品;第十三周,課程總結(jié)和展望。

3.2 實(shí)踐操作環(huán)節(jié)

學(xué)生通過(guò)課堂講解和自主學(xué)習(xí),首先確定自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證和改進(jìn),之后使用CAD軟件進(jìn)行三維建模,制作自己創(chuàng)新的產(chǎn)品模型。根據(jù)模型特點(diǎn)和要求,設(shè)置打印參數(shù)(材料、分辨率、層高等),參數(shù)設(shè)置完成再進(jìn)行3D打印,學(xué)生在打印過(guò)程中觀察并調(diào)整三維模型,保證打印質(zhì)量,最后對(duì)打印好的模型進(jìn)行后處理(去除支架、打磨、噴涂等),將制作完成的模型進(jìn)行展示和評(píng)估,展示內(nèi)容包括模型特點(diǎn)、設(shè)計(jì)思路和市場(chǎng)前景。

3.3 教學(xué)方案設(shè)計(jì)

該課程采用多種教學(xué)方法,包括講解、演示、實(shí)踐操作、案例分析和討論等,旨在通過(guò)多種方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì),制作創(chuàng)新產(chǎn)品原型,讓學(xué)生能更深入了解、掌握3D打印技術(shù),提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。同時(shí),該課程還注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和交流,通過(guò)學(xué)生間的合作和互動(dòng),促進(jìn)學(xué)生之間的知識(shí)分享和合作創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新精神。教學(xué)方案如表1所示。

表1 教學(xué)方案設(shè)計(jì)

3.4 教學(xué)評(píng)估

教學(xué)設(shè)計(jì)以機(jī)電專(zhuān)業(yè)3D打印課程為例,教學(xué)內(nèi)容為3D打印技術(shù)的概述、CAD軟件的基礎(chǔ)操作等;教學(xué)方法包括講授、案例分析、實(shí)踐操作和互動(dòng)探討等多種教學(xué)方法;評(píng)估方法包括期中考試、期末考試、作業(yè)、實(shí)踐操作和創(chuàng)新產(chǎn)品展示等[11-13]。具體如表2所示。

表2 教學(xué)評(píng)估方案

4 結(jié)論

該文以機(jī)電專(zhuān)業(yè)的3D打印課程為例,探討了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程中的應(yīng)用,并提出了相應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的分析和總結(jié),可以看出,采用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)方法可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握機(jī)電專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí),同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)精神,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力。因此,在機(jī)電專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中,應(yīng)更加注重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的應(yīng)用,培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的人才,促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)和創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展。