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国家统计局于2018年11月26日发布《战略性新兴产业分类（2018）》（国家统计局令第23号），有大量的关于3D打印的内容，其中3D打印机装备、金属3D打印专用材料、医疗3D打印专用材料、3D打印设计等入选了战略性新兴产业分类。在智能制造大环境下，职业教育要跟上社会发展的脚步，学生才能有更好的发展。此外，3D打印与职业学校的多个专业都密切相关，例如，模具、数控、电子、服装、园林专业等，开发适合中职学校的3D打印课程有利于学生未来发展。如何在中职学校开展适合学生的3D打印课程，涉及多方面的因素。下面笔者将从3D打印概述、选择建模软件、开发3D打印教材、实施课程四方面进行论述。
3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其原理是建模软件建模，再将模型分成逐层的截面（切片），最后由打印机逐层打印出成品。
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。
本次课程开展选用的是熔融沉积快速成型（FDM）技术，该技术是一种将热熔材料加热融化后，通过喷头的喷嘴喷出，沉积在打印平台上或前一层材料上，材料喷出后温度降低，低于固化温度后迅速固化，与周围材料凝结，最后一层一层堆叠成立体模型。此次用的是PLA材料。
3D打印过程中，在建模软件导出STL格式文件时就可以给切片软件使用，从而打印出相应的模型。在建模过程，设计者可以根据自己需要选出适合自己的建模软件。
为了选择适合中职学生初学的建模软件，笔者在中职学生、中职教师、3D打印专家、企业方面进行调查，发现常用的建模软件有：SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer、UG、3ds MAX、Geomagic Design X、3D one。
SolidWorks是主流的三维CAD解决方案，基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图，但是该软件对于中职学生初学比较复杂，可以后期学习。
AutoCAD主要用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，目前学生已经学习过该软件，但它三维设计比较弱，不太适合3D打印设计。
Pro/Engineer是参数化著称的三维软件，该软件现阶段用于模型模具的制作，在3D打印应用上较少，主要用于模具专业设计模具。
UG可以实现复杂实体和造型建构，功能完善，在中职学校数控专业的二年级第二学期或者三年级第一学期有开设该课程，但是该软件需要较强的专业基础知识，不利于其他专业实习，可以在3D打印建模后期学习中学习该软件。
3ds MAX主要是用于計算机图形设计，例如动画设计等，基本不用于3D打印。
Geomagic Design X是3D打印逆向设计的主要应用软件，目前市场上公司也用这个软件进行逆向设计，但是用于3D打印初学不合适。
3D one是为中小学生量身定制的3D建模软件，比较适合中职学生初学，所以在本次课程开发和教材设计时，采用该软件进行设计。
作为课程开发，教材是实施的关键。本次在教材设计时，参考了学生、教师、专家、企业的意见，设计了一个适合中职学生初学者使用的教材。
3D打印基础课程主要针对的是中职学校不同专业的初级学习，所以在教材设计的时候，教学主要采用项目式教学方式，选取贴近实际生活的通用实例：小风扇、火箭、机器人作为项目案例。考虑学生的发展问题，加入了3D打印初级造型师的内容，为以后学生就业提供条件。
在教材细处，首先是布置任务，以情境和任务作为引入，然后是通过图文和视频指导作为学习的参考，完成建模、然后在弘瑞切片软件上进行处理，最后用打印机进行打印成品。在教材的末尾，加入了数字化资源引导学生了解3D打印历史及介绍相关软件，并配备相关练习。第一版的教材视频资料采用光盘和微信形式推送给学生。
以火箭设计为例，首先在案例前面，利用我国火箭的发展和火箭的介绍引起学生注意;然后用图文详细指导学生从设计机身、机翼、机尾、火苗的效果、小饰品5方面完成建模并输出STL文件;传送给打印机自带切片软件进行处理;最后将文件拷入至打印机进行打印，完成整个项目。图1是火箭项目任务布置和建模内容的截图：
在智能化制造的大环境下，中职学生要想顺利与社会衔接，要想从事3D打印工作，就需要考取相应的证书，所以在教材上加入了3D打印造型师考证的内容，主要是引导学生如何报考相关的证书。图2是3D打印造型师初级证相关内容的截图。
课程实施过程中，教学内容要适合教学对象，教学设备和资源要丰富充足，教学方式要适合学生特点，学生要能学以致用，适应工作所需。
本次课程实施的教学对象是中职学校的学生，主要是采用第二课堂的形式对有兴趣的同学进行开放，并训练参加3D打印技能竞赛的学生。另外由于设备数量有限，每次授课不超过10人，有熟悉操作的学生作为助教，可以实现因材施教，并根据学生的情况调整部分教学内容。另外聘请了中科院的专家和大学教授来我校授课，教授学生专业知识，也帮助学校开展该课程。
每次阶段培训针对不同专业的学生，在专业学生中宣传选出相应学生，完成教材项目教学后，增设一个自主设计项目，由各专业学生根据自己的专业需求设计一个作品并打印出来。然后再由这些学生去带动和影响该专业的其他学生，引导学生在专业上面创新。
在教学方式上面，由于学生在这个年龄喜欢形象直观的教学方式，所以教学方法采用项目式教学，将每个项目分成若干任务开展，最后形成成品，实现学生做中学的目的。以赛促教，鼓励学生参加技能竞赛、3D打印比赛以及航模比赛让学生成长起来。
为了提高训练学生的实际操作能力，还为全校师生提供免费3D打印服务，承接的范围为电子产品外观制作、服饰小制作、小玩具、创意花瓶等。服务时间主要是下午的第二课堂时间，每天只接收5项作品，学生可以通过课后时间帮忙设计和打印。
本次课程开展比较顺利，学生在学习后，在技能竞赛上获得了广州市3D打印竞赛三等奖、在广州市中小学3D打印竞赛中也获得奖次（具体名次暂未公布），同时在航空模型和航海模型比赛中取得较好成绩。
本次课程开发实施过程中，学生满意度较高。学生能体验从设计到成品的整个过程，成功感强，兴趣浓厚。教学过程中，师资充足（有相关专业的教师和聘请的专家、教授），教学资源丰富，能满足学生学习过程所需。在教学时，采用的是阶段式培训，分专业选择部分学生培训，可以实现因材施教，教学质量较好。通过3D打印服务和竞赛辅导，模拟实际工作模式完成相应的操作，让学生学以致用。教材设计上，图文和视频结合的基础项目可以适应不同专业的初学者使用。
通过学生反馈来看，本次课程开展也存在一定的不足，该课程是基础课程，对于模具、数控等专业学生来说，应该开发更多的课程让其学习，在条件允许下，可增设3D打印逆向设计的内容;在3D打印造型师初级证内容里，应该增加相应的资料丰富教材内容，从而逐步达到智能制造背景下企业对中职生的要求。
一、3D打印概述
3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其原理是建模软件建模，再将模型分成逐层的截面（切片），最后由打印机逐层打印出成品。
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。
本次课程开展选用的是熔融沉积快速成型（FDM）技术，该技术是一种将热熔材料加热融化后，通过喷头的喷嘴喷出，沉积在打印平台上或前一层材料上，材料喷出后温度降低，低于固化温度后迅速固化，与周围材料凝结，最后一层一层堆叠成立体模型。此次用的是PLA材料。
二、3D打印基础课程软件选择
3D打印过程中，在建模软件导出STL格式文件时就可以给切片软件使用，从而打印出相应的模型。在建模过程，设计者可以根据自己需要选出适合自己的建模软件。
为了选择适合中职学生初学的建模软件，笔者在中职学生、中职教师、3D打印专家、企业方面进行调查，发现常用的建模软件有：SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer、UG、3ds MAX、Geomagic Design X、3D one。
SolidWorks是主流的三维CAD解决方案，基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图，但是该软件对于中职学生初学比较复杂，可以后期学习。
AutoCAD主要用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，目前学生已经学习过该软件，但它三维设计比较弱，不太适合3D打印设计。
Pro/Engineer是参数化著称的三维软件，该软件现阶段用于模型模具的制作，在3D打印应用上较少，主要用于模具专业设计模具。
UG可以实现复杂实体和造型建构，功能完善，在中职学校数控专业的二年级第二学期或者三年级第一学期有开设该课程，但是该软件需要较强的专业基础知识，不利于其他专业实习，可以在3D打印建模后期学习中学习该软件。
3ds MAX主要是用于計算机图形设计，例如动画设计等，基本不用于3D打印。
Geomagic Design X是3D打印逆向设计的主要应用软件，目前市场上公司也用这个软件进行逆向设计，但是用于3D打印初学不合适。
3D one是为中小学生量身定制的3D建模软件，比较适合中职学生初学，所以在本次课程开发和教材设计时，采用该软件进行设计。
三、3D打印基础教材开发
作为课程开发，教材是实施的关键。本次在教材设计时，参考了学生、教师、专家、企业的意见，设计了一个适合中职学生初学者使用的教材。
3D打印基础课程主要针对的是中职学校不同专业的初级学习，所以在教材设计的时候，教学主要采用项目式教学方式，选取贴近实际生活的通用实例：小风扇、火箭、机器人作为项目案例。考虑学生的发展问题，加入了3D打印初级造型师的内容，为以后学生就业提供条件。
在教材细处，首先是布置任务，以情境和任务作为引入，然后是通过图文和视频指导作为学习的参考，完成建模、然后在弘瑞切片软件上进行处理，最后用打印机进行打印成品。在教材的末尾，加入了数字化资源引导学生了解3D打印历史及介绍相关软件，并配备相关练习。第一版的教材视频资料采用光盘和微信形式推送给学生。
以火箭设计为例，首先在案例前面，利用我国火箭的发展和火箭的介绍引起学生注意;然后用图文详细指导学生从设计机身、机翼、机尾、火苗的效果、小饰品5方面完成建模并输出STL文件;传送给打印机自带切片软件进行处理;最后将文件拷入至打印机进行打印，完成整个项目。图1是火箭项目任务布置和建模内容的截图：
在智能化制造的大环境下，中职学生要想顺利与社会衔接，要想从事3D打印工作，就需要考取相应的证书，所以在教材上加入了3D打印造型师考证的内容，主要是引导学生如何报考相关的证书。图2是3D打印造型师初级证相关内容的截图。
四、3D打印基础课程实施
课程实施过程中，教学内容要适合教学对象，教学设备和资源要丰富充足，教学方式要适合学生特点，学生要能学以致用，适应工作所需。
本次课程实施的教学对象是中职学校的学生，主要是采用第二课堂的形式对有兴趣的同学进行开放，并训练参加3D打印技能竞赛的学生。另外由于设备数量有限，每次授课不超过10人，有熟悉操作的学生作为助教，可以实现因材施教，并根据学生的情况调整部分教学内容。另外聘请了中科院的专家和大学教授来我校授课，教授学生专业知识，也帮助学校开展该课程。
每次阶段培训针对不同专业的学生，在专业学生中宣传选出相应学生，完成教材项目教学后，增设一个自主设计项目，由各专业学生根据自己的专业需求设计一个作品并打印出来。然后再由这些学生去带动和影响该专业的其他学生，引导学生在专业上面创新。
在教学方式上面，由于学生在这个年龄喜欢形象直观的教学方式，所以教学方法采用项目式教学，将每个项目分成若干任务开展，最后形成成品，实现学生做中学的目的。以赛促教，鼓励学生参加技能竞赛、3D打印比赛以及航模比赛让学生成长起来。
为了提高训练学生的实际操作能力，还为全校师生提供免费3D打印服务，承接的范围为电子产品外观制作、服饰小制作、小玩具、创意花瓶等。服务时间主要是下午的第二课堂时间，每天只接收5项作品，学生可以通过课后时间帮忙设计和打印。
五、成果与反思
本次课程开展比较顺利，学生在学习后，在技能竞赛上获得了广州市3D打印竞赛三等奖、在广州市中小学3D打印竞赛中也获得奖次（具体名次暂未公布），同时在航空模型和航海模型比赛中取得较好成绩。
本次课程开发实施过程中，学生满意度较高。学生能体验从设计到成品的整个过程，成功感强，兴趣浓厚。教学过程中，师资充足（有相关专业的教师和聘请的专家、教授），教学资源丰富，能满足学生学习过程所需。在教学时，采用的是阶段式培训，分专业选择部分学生培训，可以实现因材施教，教学质量较好。通过3D打印服务和竞赛辅导，模拟实际工作模式完成相应的操作，让学生学以致用。教材设计上，图文和视频结合的基础项目可以适应不同专业的初学者使用。
通过学生反馈来看，本次课程开展也存在一定的不足，该课程是基础课程，对于模具、数控等专业学生来说，应该开发更多的课程让其学习，在条件允许下，可增设3D打印逆向设计的内容;在3D打印造型师初级证内容里，应该增加相应的资料丰富教材内容，从而逐步达到智能制造背景下企业对中职生的要求。