“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台的建设与应用

刘卫东　林翠青

摘 要：以互联网为基础的第三次工业革命最明显特征就是信息时代以机器代替人的智力，再次回到多品种小批量的生产，满足消费群体的个性化需求。作为第三次工业革命的最突出标志，3D打印是蕴含“设计思维”的个性化创造工具。打造虚实结合的教育应用服务创新平台，可以促进基于学生创新创业思维的学习。

关键词：互联网+ 增材制造技术 设计思维 创新教育平台

一、“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台建设的重要意义

随着工业产业技术水平的提升，要求高等职业教育的培养目标和职教内容提出相应调整和提升，数字技术、信息技术既是调整提升的难点和门槛，也是引领创新的关键和核心。对于学生创新思维的培养，要重点突出技术应用，首先要进行教学模式的创新，采用“体系-方向-兴趣”的“先知其然，后知其所以然”的培训模式。学生要在学好传统专业课程和应用数字技术的基础上，学会使用3D打印（增材制造）技术这个创新制造工具。认识“互联网+3D打印”技术在高职教育中的应用是一种物化创新思维和培养学生个性化想象能力的创新工具。 在培训手段上，建立动手制作、模仿学习与开发相结合的创新教育平台，让学生在明确学习目标和结果的情况下，通过实践和应用引导其对理论知识具有自主学习，不断追求的兴趣和欲望，具有重要意义。

二、“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台的内涵

我国3D打印专业职业教育必须要加速发展、改革、创新，以培养大量的、高素质的3D打印技术应用人才。高职院校培养的机电类专业人才完全可以满足这三类人才所需掌握的技术技能。因为3D打印行业企业所需人才需要广泛的知识领域、一专多能，若单纯靠高职学院某一专业培养这类人才，很明显会使培养专业人才的数量远远满足不了行业企业的需求。如果高职院校能改变这种人才培养思路，结合实际情况，借鉴我国著名高校如华中科技大学、清华大学等本科院校成立专门研究3D打印技术机构的经验，建设一个可以供机电类专业中多个专业学生学习的“互联网+”增材制造技术平台，就会改变高职专业教学单一的缺陷，实现教学资源共享，也就势必能培养出更多的3D打印技术技能型人才，以满足社会的需要。通过提升“互联网+”3D打印增材制造技术教学资源的共享能力，建设3D打印网上云教学平台，实现进行个性化3D打印产品的设计与定制生产。使机电类专业学生提升创新创业能力及就业竞争力，满足社会对3D打印技能人才的需求。

通过在高等职业学校构建一个集教育教学、技术研究和创业创新多重功能于一体的“3D打印创新实训室”，可以提升高等职业学校职业化、市场化和专业化的 3D 打印人才培养能力、学术研究能力以及技术成果转化能力。依托3D打印创新实训室，营造创新能力强、品质服务优、协作紧密、环境友好的 3D 打印产业科技创新氛围，最终反哺产业，推动其与传统产业的融合、优化和升级，如图1所示。

三、增材制造技术创新教育平台建设的主要内容

基于“互联网+”技术的增材制造技术创新教育平台，结合传统课堂教学设计、信息技术、专业课程体系构建。在基础理论课程、专业软件课程学习的基础上，以信息技术为创新平台，完成设计构思、设计产品的三维造型，以虚实结合的创新模式实现学生的个性化能力发展。教师能够在平台实现教学活动的组织管理、师生互动交流、学生的教学反馈信息收集等模块功能;学生能够在平台实现产品构思、创新设计与优化、3D打印验证、互动交流等模块功能。

在增材制造技术创新教育平台分配教师、学生账号，教师登录平台的界面主要功能模块包含如图2所示的主要栏目：

与教师登录界面栏目对应，学生登录平台的界面功能模块包含如图3所示的主要栏目：

四、“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台在高职机电类专业教育中的应用

通过“互联网+”增材制造技术创新教育平台和3D打印实训实习基地的建设，以满足机电类各专业学生的创新实践环节条件。机电类专业群学生可利用大数据、互联网、3D打印等先进信息技术，将具有创造性价值的个性化想法变为实际。

对于机电一体化、模具设计与制造专业、数控技术、机械设计与制造等机电类专业的大学生来说，创意思维能力是在专业学习过程逐渐形成的一种能力。创意抽象作品到实物的形成，需要有专业知识和各类先进专业软件及设备的支持。如图4所示的这个“校园立体模型”作品就是在学校专业老师的指导下，我院创新训练学生团队完成的一个创意作品。

本训练项目通过建筑尺寸测量、建模及CAD优化，利用3D打印设备对数据模型工艺参数前处理、成型及后处理等流程实现建筑模型的设计与制造。主要需完成四个方面的工作：一是对校园建筑进行测绘，用AutoCAD软件绘制建筑平面分布图;二是用专业UG软件，按照测绘结果进行校园3D立体建筑物模型绘制;三是根据3D图进行快速成型（3D打印），完成各立体建筑物的比例模型制作;四是根据建筑平面分布图，完成校园立体模型的组装和布局固定。

通过这项实践训练，同学们厘清了产品设计与制造的基本流程，进一步加强了专业理论知识、专业软件、先进制造设备的实践应用，诠释了“做中学”的真正含义，在职业能力和职业素质方面得到了较好的锻炼和提升。

五、结语

加强创新教育，培养大学生的创新能力是建设创新型国家对高等教育提出的新要求。建设一个“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台，融合专业理论、软件课程的理论知识和实操技能，线上进行师生交流，实物验证学生产品创新设想。改革机电类专业培养方案，优化课程体系，保证课程体系结构的完整性，着力保障实践类课程的学时，并促进相关课程之间的相互融通，从而培养学生的专业创新和可持续发展能力。

參考文献

[1]王光炎.创新创业教育[M].吉林大学出版社.2017.

[2]刘卫东，林翠青，邓发云.3D打印技术在高职教学中的应用研究[J].科学与财富，2018（6）.