3D打印技術(shù)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐*

劉萍萍 錢丹浩 蔡華

南京科技職業(yè)學(xué)院 南京 210048

0 引言

2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫徹教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”“各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[1]。2020年，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，強(qiáng)調(diào)課程思政建設(shè)是高等學(xué)校立德樹人的必要環(huán)節(jié)，是提高高等學(xué)校各層次人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要措施,進(jìn)一步為課程思政明確了建設(shè)方向[2]。高職院校的專業(yè)課相較于思政類課程，數(shù)量多、涉及面廣，是思想政治教育的“主渠道”[3]，是高職院校開展德育教育的重要手段。

本文選擇我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的素質(zhì)拓展課程3D打印技術(shù)，遵循“目標(biāo)設(shè)計(jì)—內(nèi)容開發(fā)—教學(xué)實(shí)踐—教學(xué)評價”[4-5]的教學(xué)設(shè)計(jì)路線，進(jìn)行課程思政整體教學(xué)設(shè)計(jì)，將思政課教學(xué)與專業(yè)課教學(xué)相融合，挖掘高職院校專業(yè)課程隱性思政教育資源，對拓展大學(xué)生思想政治教育陣地，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)道德，提高高職院校專業(yè)課課程思政教學(xué)的有效性，具有重要的實(shí)踐意義。

1 3D打印技術(shù)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)方案

1.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

3D打印技術(shù)課程基于增材制造模型設(shè)計(jì)1+X職業(yè)技能等級證書（中級）標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與打印流程，以“做中學(xué)，做中教”為理念，以項(xiàng)目為載體，任務(wù)為驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)掌握創(chuàng)新理念、方法、數(shù)據(jù)采集、正逆向設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識，提高學(xué)生利用三維軟件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、逆向設(shè)計(jì)、3D打印的能力，以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的職業(yè)精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，使其“知理、精藝、守規(guī)、有品、懂禮”，為學(xué)生畢業(yè)后能迅速適應(yīng)3D打印應(yīng)用工程師和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師等崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

1.2.1 設(shè)計(jì)思想

課程內(nèi)容包含3D打印理論知識、正向設(shè)計(jì)與3D打印、逆向設(shè)計(jì)與3D打印三個模塊，課程聚焦3D打印應(yīng)用工程師和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師等未來專業(yè)崗位的職業(yè)能力需求，遵循“開放性、職業(yè)性、實(shí)踐性、思政性”的課程設(shè)計(jì)思想，重構(gòu)課程體系，優(yōu)化課程內(nèi)容。在課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容中，結(jié)合教學(xué)載體和學(xué)習(xí)者意愿彈性增加或刪除教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容具有開放性；依據(jù)職業(yè)能力設(shè)定課程知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，突出對學(xué)習(xí)者職業(yè)能力的訓(xùn)練，體現(xiàn)課程的職業(yè)性；教學(xué)過程中采用項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、操作演示、動手實(shí)操等教學(xué)方法，學(xué)習(xí)成果是打印實(shí)物或可展示的設(shè)計(jì)模型圖片，凸顯課程的實(shí)踐性；挖掘課程內(nèi)容與時事政治、傳統(tǒng)文化的融合點(diǎn)，將社會公德、家庭美德、個人品德、職業(yè)道德等思政元素映射進(jìn)課程中，讓職業(yè)課程具有鮮明的思政性。

1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

課程在內(nèi)容組織上采用直線式和螺旋式相結(jié)合的組織形式，概念性、理論性偏強(qiáng)的知識點(diǎn)采用直線式組織形式，如3D打印技術(shù)的定義、發(fā)展、打印工藝等，即這些知識內(nèi)容在邏輯上前后連貫，屬于了解、增長見識范圍，則課程內(nèi)容“直線推進(jìn)”，前面講授過的內(nèi)容后面將不再出現(xiàn)，讓課程“橫向延伸”，增加內(nèi)容的廣度，如項(xiàng)目1；理解性、實(shí)踐性偏強(qiáng)的技能點(diǎn)采用螺旋式組織形式，如數(shù)字化設(shè)計(jì)方法、三維掃描、逆向設(shè)計(jì)、3D打印方法等，這些知識內(nèi)容在邏輯上層層遞進(jìn)，屬于掌握、提高職業(yè)能力范圍，則課程內(nèi)容“螺旋推進(jìn)”，同一授課內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)，前面講授過的內(nèi)容是后面即將講授內(nèi)容的基礎(chǔ)，后面講授內(nèi)容對前面內(nèi)容不斷擴(kuò)展和累加，讓課程“縱向加深”，增加內(nèi)容的深度，如項(xiàng)目2到項(xiàng)目5。

1.2.3 重難點(diǎn)確定

3D打印技術(shù)課程是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，要求學(xué)生學(xué)會靈活使用三維CAD軟件對零部件進(jìn)行自主正逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能選用合理方法掃描獲得三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云，能選用合理工藝參數(shù)打印三維模型，因此零部件數(shù)字化設(shè)計(jì)、模型三維數(shù)據(jù)的采集、產(chǎn)品的3D打印為課程的教學(xué)重點(diǎn)，零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)、掃描方案的制定和3D打印工藝參數(shù)的確定為課程的教學(xué)難點(diǎn)。

圖1 課程設(shè)計(jì)思想

表1 課程教學(xué)重難點(diǎn)

2 3D打印技術(shù)課程思政教學(xué)實(shí)踐

2.1 教學(xué)策略

本課程在第四學(xué)期開設(shè)，授課對象為數(shù)控技術(shù)專業(yè)大二年級學(xué)生，通過前期課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在知識上掌握了機(jī)械識圖、制圖、三維建?；A(chǔ)知識和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，但不能靈活運(yùn)用相關(guān)知識和理論；在技能上能用三維軟件進(jìn)行中等復(fù)雜程度零件的建模，具有一定的分析問題、解決問題的能力，但不擅長零件設(shè)計(jì)；在素養(yǎng)上注重自我個性，容易接受新事物、新方法，不喜歡枯燥的理論講解，喜歡動手操作；網(wǎng)絡(luò)“原住民”，信息收集和處理能力強(qiáng)。

針對學(xué)情分析，采用基于“項(xiàng)目+任務(wù)+取證+競賽+多元評價”教學(xué)模式，融通融合課、證、賽、崗。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師、3D打印工程師職業(yè)崗位要求，選擇典型項(xiàng)目為課程教學(xué)切入點(diǎn)，分解教學(xué)任務(wù)，將增材制造模型設(shè)計(jì)1+X職業(yè)技能等級證書（中級）職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)和省職業(yè)院校技能大賽工業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造等賽項(xiàng)規(guī)程技術(shù)要點(diǎn)融入教學(xué)任務(wù)。

2.2 教學(xué)組織實(shí)施

圖2 課程教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)實(shí)施主要分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)，在布置任務(wù)、自主探究、項(xiàng)目導(dǎo)入、教與學(xué)、做與評、知識拓展六個過程中完成課程內(nèi)容教學(xué)，教學(xué)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果在信息化平臺演示和展示。

圖3 教學(xué)策略

課前：教師通過QQ群或微信群發(fā)布任務(wù)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)觀看MOOC平臺上的相關(guān)課件、視頻，自主學(xué)習(xí)、自主探究學(xué)習(xí)中的問題，完成課前任務(wù)并提交，為課中新知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)學(xué)習(xí)以及實(shí)操任務(wù)的完成奠定基礎(chǔ)。

課中：教師導(dǎo)入學(xué)習(xí)任務(wù)，通過講授、演示等教學(xué)方法進(jìn)行新知識重點(diǎn)講解，學(xué)生理解內(nèi)化知識后進(jìn)行設(shè)計(jì)建模、數(shù)據(jù)采集、逆向設(shè)計(jì)、3D打印等任務(wù)實(shí)操，教師運(yùn)用BSC平衡卡對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價，總結(jié)任務(wù)難點(diǎn)并再次講解演示。

課后：教師布置拓展任務(wù)，學(xué)生提交任務(wù)，完成知識的鞏固與拓展，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力，提升整體職業(yè)素養(yǎng)。

圖4 教學(xué)實(shí)施過程

圖5 課程教學(xué)評價體系

3 3D打印技術(shù)課程思政教學(xué)效果

3.1 教學(xué)評價設(shè)計(jì)

教學(xué)評價采用線上評價與線下評價相結(jié)合、過程性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合、學(xué)業(yè)評價與思政評價相結(jié)合，從學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果三個方面考核的評價體系。

課程通過智慧職教平臺實(shí)現(xiàn)線上信息化考核，考核內(nèi)容包括視頻觀看次數(shù)和時長、平臺交流互動情況、任務(wù)提交情況、拓展學(xué)習(xí)情況；通過機(jī)房現(xiàn)場授課實(shí)現(xiàn)線下標(biāo)準(zhǔn)化考核，考核內(nèi)容包括課堂任務(wù)評價、課堂活動參與評價、課堂考勤評價，為過程性考核。

學(xué)業(yè)評價針對任務(wù)產(chǎn)品，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完整性、作品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、創(chuàng)新性進(jìn)行評價，思政評價則主要從產(chǎn)品所體現(xiàn)的家國情懷、職業(yè)道德、人文素養(yǎng)等方面進(jìn)行評價，為結(jié)果性考核。

3.2 教學(xué)效果

3.2.1 對接優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提高了學(xué)生的人文素養(yǎng)水平

將“知理、精藝、守規(guī)、有品、懂禮”思政元素融入課程教學(xué)，挖掘課程教學(xué)內(nèi)容中的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，講述思政元素背后的文化故事，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷、人文情懷，如在講解項(xiàng)目1“中國象棋的數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印”時，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的載體——中國象棋，引出中國文化“棋道”，講解“棋理、棋藝、棋規(guī)、棋品、棋禮”，自然地帶出“知理、精藝、守規(guī)、有品、懂禮”的課程思政元素，在增加學(xué)生專業(yè)知識、文化知識的同時，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)。

3.2.2 對接1+X證書，為學(xué)生就業(yè)打下了良好基礎(chǔ)

將增材制造模型設(shè)計(jì)1+X證書標(biāo)準(zhǔn)融入課程教學(xué)，使課程設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施符合1+X證書能力要求，組織完成了首批學(xué)生1+X證書取證考核，參加考核的學(xué)生通過率達(dá)100%，課證融通，為學(xué)生進(jìn)入工作崗位打下了良好基礎(chǔ)。

3.2.3 對接省技能大賽，提高了學(xué)生職業(yè)能力

將省技能大賽工業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)技能考核點(diǎn)納入課程知識目標(biāo)和能力目標(biāo)，利用增材制造虛擬仿真軟件作為課程實(shí)訓(xùn)虛擬仿真訓(xùn)練平臺，利用真實(shí)三維掃描、3D打印設(shè)備作為課程實(shí)操訓(xùn)練平臺，虛實(shí)結(jié)合，組織學(xué)生參加省技能大賽和互聯(lián)網(wǎng)+“雙創(chuàng)”大賽，獲得了多項(xiàng)獎項(xiàng)，提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)能力。

4 結(jié)束語

4.1 “學(xué)用結(jié)合”，讓學(xué)習(xí)“有用”

本課程授課對象為大二年級的學(xué)生，他們是典型的“00后”，在接受新事物時重感性而輕理性，學(xué)習(xí)具有“短時性”，不適應(yīng)從事持久的腦力勞動，難以接受注入式的理論教育。因此，在課程內(nèi)容組織上，將知識傳授與生活用品和工程產(chǎn)品相結(jié)合，貼近并服務(wù)于學(xué)生的生活和其將來要從事的工作；在教學(xué)方法上，注重講授與示范、理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合，做到學(xué)用結(jié)合，以用促學(xué)。

4.2 “學(xué)樂結(jié)合”，讓學(xué)習(xí)“有趣”

將理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐應(yīng)用、產(chǎn)品制作相融合，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以職業(yè)訓(xùn)練為重點(diǎn)，以產(chǎn)品制作為目標(biāo)，師生互動，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者參與教學(xué)活動，獲得沉浸式體驗(yàn)，活躍課堂氣氛，使學(xué)習(xí)“寓教于樂”。

4.3 “學(xué)評結(jié)合”，讓學(xué)習(xí)“有利”

構(gòu)建過程性+結(jié)果性評價體系，3D打印基礎(chǔ)、3D打印工藝等理論知識的學(xué)習(xí)采用過程性評價，在平時的課堂考勤、問題回答等環(huán)節(jié)考核，零件建模、三維掃描、3D打印等實(shí)操技能采用結(jié)果性評價，在每個任務(wù)結(jié)束時考核，打印實(shí)物為評價獎勵，使學(xué)習(xí)“有利可圖”。