基于核心素养的中职数控专业3D打印课程教学改革策略研究
​黄梦云
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​黄梦云,. 基于核心素养的中职数控专业3D打印课程教学改革策略研究[J]. 课程教育研究,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157413.
摘要:
3D打印技术作为一种新型的技术在各个行业都被广泛应用,目前的中职数控专业教学中也对其产生的重视。它可以让学生在打印实体模型的过程中更好地理解教学重难点,避免了教学内容的枯燥乏味。这种新型技术方式还能够激发学生的创新应用能力,让他们在实践中学习。为此,本文将分析中职数控专业学生所需的核心素养,并探讨中职数控专业3D打印课程教学改革策略,希望能够给相关教师提供一些借鉴。
关键词: 核心素养数控专业3D打印
DOI:10.12721/ccn.2024.157413
基金资助:

前言:3D打印技术现在已经在教育领域得到了广泛的应用,成为中职教育中重要的技术课程之一。不过在实际的在3D打印课程教学中,如何将核心素养融入到课堂教学中,以培养学生创新思维以及实践能力,是中职教师需要思考的内容。中职教师需要提出具体的创新教学策略,包括引导学生进行创新实践、设计真实的情境等,来达到提高学生核心素养的目标。

一、中职数控专业的3D打印课程的概述

中等职业教育数控专业的 3D 打印课程全面介绍了增材制造技术。该课程旨在让学生掌握在三维打印领域取得优异成绩所需的基础知识和实践技能。学生从三维设计和建模的基础知识开始,学习使用专业软件创建数字蓝图,然后课程深入探讨各种三维打印工艺的原理,包括熔融沉积建模(FDM)、立体光刻(SLA)和选择性激光烧结(SLS)等。重点是材料选择、打印设置优化和后处理技术,以确保高质量的输出。通过实践项目和实际应用,学生可以全面了解 3D 打印技术在不同行业的应用,包括制造业、医疗保健和消费品行业,该课程不仅为学生在快速发展的 3D 打印领域立即就业做好准备,而且还鼓励创新和解决问题的技能,这对该行业未来的发展至关重要。

二、中职数控专业学生所需的核心素养

自2014年教育部研制印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》以来,我国的各学段学生发展核心素养已经成为的重要的任务,中职学校也不例外。我国国家一共确立了六项学生应该具备的核心素养,其中有几项正是中职数控专业学生在3D打印课程中必须要具备的学习素养。

(一)科学精神

中职阶段的“3D打印”课程大多以问题为导向,以项目的形式开展,这就需要学生具备探究问题的好奇心与分析问题的能力[1]。数控专业可不是说学就学的,要想成为一名成功的数控工程师,中职学生就需要拥有科学精神。这就意味着学生在学习总要追求真理、注重实践、敢于创新。在学习中,学生需要提高自己的科学社会素养,建立适合自己的科学思维方式。要多参加各种实践操作,也要学会借鉴前人的经验和成果,结合实际需求进行创新与改进。

(二)学会学习

作为数控专业的学生,学会如何学习是必不可少的核心素养。数控专业的知识面非常广泛,更新也非常快速。在学习之中学生难免需要不断学习新知识和新技术。学生要培养好的学习习惯和方法,还要培养自学能力。就算面对学习中的困难,也要有勇气和毅力去面对,只有坚持不懈地学下去,才能够在未来的职业道路中不断成长。

(三)实践创新

实践创新对于数控专业的学生来讲也是很重要的,为了将自己学到的理论知识变成实用技能,就需要通过实践来加深对知识的理解与掌握。在实践过程中学生需要特别注意实践方法与步骤的正确性,以及操作过程中的安全问题。有时候,学生在学习中会遇到一些问题,而在解决这些问题的实际操作过程中,他们就会想出一些非常独特的方案,这就是创新的力量所在。只有不断地进行实践创新,才能提高自己的技能水平。

三、核心素养背景下中职数控专业3D打印课程教学改革策略

(一)设计真实情境,提升教学趣味

由于3D打印课堂的理论教学是很枯燥的,许多学生就对其学习没有兴趣,教师就需要让学习内容以及学习形式变得更有趣来吸引学生们参与进课堂。在实践前,要求学生对 3D 打印技术的基本原理和基本方法了解与掌握,着重强调三维建模的重要性,引导学领会三维建模的思想,熟练运用建模的基本操作命令,运用机械制图的学习内容进行草图绘制[2]。在这之后就可以选择一些吸引人的主题,把学习内容和学生生活联系起来。通过创造真实生活场景来帮助学生更好地参与进去,让他们沉浸式地学习。举例来说,教师可以结合学生的兴趣爱好,如动漫、影视之类的,可以让学生设计一个仙侠剧里的武器,让他们通过3D打印制作出来。也可以学生日常生活中的问题为出发点,比如让学生设计一个个性化的手机支架,解决手机放置不稳的问题,以此把3D打印技术应用到实际生活中,增强他们对课程的兴趣。学习形式也非常重要,教师需要得以实际问题为基础让学生们思考解决方案。也要注意难度,把知识范围控制在学生掌握的范围内,这样才能让学生在最短时间内理解知识。

(二)转变教学思想,融合其他学科

在全面推进素质教育实施的过程中,创新教育是最具代表性的教育模式,它对在基础教育领域中培养中职生的创新意识和创新能力具有积极意义[3]。教师可以创新自己的教学理念,如采用STEAM教学思想。这是一种综合性的教学理念,强调把多领域的教学内容结合在一起,它不是简单地灌输知识,而是通过学生自主探究培养其创新能力。在这种理念下教师可以设计具有跨学科性的问题,为学生提供更为自由的空间,保证其思维过程的开放性。

举例来讲,相比传统加工方法,3D打印技术可以更加灵活地制造出各种形状复杂的产品和零部件,为各行各业节省了大量的时间和成本。在教育中,学生们可以通过使用3D打印技术,将自己所设计的复杂零部件打印出来。教师可以为学生举例,如在现代医疗领域中,医生们常常需要使用一些特殊的医疗器械来治疗疾病。而这些医疗器械往往需要具备高精度形状,使用3D打印技术可以将这些器械打印出来,从而能够更好地满足医生的需求。通过实际操作与举例,不仅可以提高学生的核心素养,还可以促进实践创新能力和综合能力的提升。

(三)构建科学评价,提升学生自信

上文提到的STEAM教学理念中,它也强调评价的重要性。它认为学生的学习过程比学习结果更重要,所以将评价重点由简单的终结性评价转变为形成性评价。这种评价方式能够帮助教师对学生的学习进行更加高效的评估,也能应用于不同的学习环境,确保了评价的综合性。   

比如说一般的3D打印教学中,学生一般都分组进行打印活动,可以让每个同学在小组内对对方进行互相评价,评价内容应该有这名学生对于小组的贡献、是否积极参与等等多个方面。这种评价方法能让学生了解自己在小组中的表现,相互之间进行更好的协作。当然,对于3D打印来说,打印的作品也是很重要的。它最终目的是让学生打印出出色的作品。教师就可以对学生成品进行评价,比如说从作品的创意、设计、完成度等方面进行评价。在学生完成作品之后,也可以把这些作品收集起来进行展览,让其他学生进行评选,优异的作品可以在全校进行展示,学生就可以更加积极地去创造出更好的作品。在教学中,教师除了评价之外,也要与学生进行交流,了解他们在3D打印创造中遇到的问题,可以采用倾听的方式。师生之间能够通过这种方式加强彼此的关系,教师也能够了解学生对于课程的看法,及时调整教学策略,更好地帮助学生提高其自身的核心素养。

结论:根据本文的分析就可以看到,3D打印技术的应用已经成为中职教育中不可忽视的一部分,将核心素养融入到中职数控专业3D打印课程教学中,不仅有助于提高学生的创新思维以及实践能力,而且能够促进学生全面素质的提升。所以,中职教师在课堂中应该转变教学思想、设计真实情境、构建科学的课程评价来对课堂进行优化,以达到提升核心素养的教学目标。

参考文献:

[1]吕方方.中职学校“3D打印”课程与教学现状的调研与分析[J].内江科技,2022,43(11):80-82.

[2]郭青苗.3D打印技术在中职机电教学中的应用[J].现代职业教育,2021,(34):174-175.

[3]赵杰.3D打印技术在数控专业创新教育中的研究与实践[J].现代职业教育,2021,(21):130-131.

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