孫竹 劉貴杰 李辰

摘 ? ?要：針對(duì)“3D打印”課程內(nèi)容冗雜、教學(xué)方法單一、缺少特色等教學(xué)困境，文章圍繞KAPIV教育教學(xué)理念，深入探討知識(shí)、能力、實(shí)踐、創(chuàng)新及品德要素的內(nèi)涵，梳理出在教學(xué)過程中學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)、擬達(dá)成的能力、實(shí)踐教學(xué)流程、創(chuàng)新路徑及學(xué)生所應(yīng)具備的良好品德，并以東方紅3號(hào)科考船為例進(jìn)行實(shí)踐探索。經(jīng)檢驗(yàn)，課程教學(xué)初見成效。

關(guān)鍵詞：“3D打印”課程；KAPIV；課程改革；工程訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2023）03-0059-04

新工科是基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、立德樹人新要求而提出的我國(guó)工程教育改革方向[1]。觀念革新、體系迭代、范式轉(zhuǎn)變、方法多元成為教書育人新的導(dǎo)向。為保證我國(guó)工程學(xué)子在全球化視野中具有出色競(jìng)爭(zhēng)力，山東大學(xué)孫康寧教授及相關(guān)研究者以工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)為突破口提出KAPIV教育教學(xué)理念，使知識(shí)、能力、實(shí)踐、創(chuàng)新和品德等要素有機(jī)串聯(lián)，以加速學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化[2]，為“3D打印”課程改革提供了明確方向。文章基于此，針對(duì)課程教學(xué)過程中存在的問題，詳細(xì)探討教育觀本質(zhì)及其賦能于“3D打印”課程的核心要義，繼而梳理出學(xué)生所需掌握的知識(shí)、擬達(dá)成的能力、系統(tǒng)的實(shí)踐流程、可視化的創(chuàng)新策略及高尚的優(yōu)秀品德，最后以東方紅3號(hào)科考船為例進(jìn)行實(shí)踐，凸顯“3D打印”課程優(yōu)化價(jià)值。

一、“3D打印”課程教學(xué)困境

（一）內(nèi)容冗雜

“3D打印”課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，提高學(xué)生參與創(chuàng)客行動(dòng)的積極性。課堂上，教師應(yīng)選擇少而精的陳述性知識(shí)，并通過親身實(shí)踐幫助學(xué)生達(dá)成程序性知識(shí)的構(gòu)建，保證所授知識(shí)具有良好的導(dǎo)向性。盡管各高校的“3D打印”課程的授課內(nèi)容有所不同，但幾乎都面臨著冗雜困境，致使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)比重失衡，缺少針對(duì)性，其原因在于教師過分注重“大而全”的結(jié)構(gòu)知識(shí)觀。指出這一原因，并不是否定知識(shí)觀本身，而是要明確其在工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)中開展的困難性，以此引導(dǎo)教師進(jìn)行知識(shí)觀轉(zhuǎn)變，開展有意義的教學(xué)。

（二）教學(xué)方式方法單一

近些年，部分高校教師將網(wǎng)上免費(fèi)模型作為學(xué)生作品來源，學(xué)生實(shí)踐過程普遍聚焦于切片上傳與打印操作。學(xué)生坐享其成，不僅喪失了個(gè)性化創(chuàng)意的主動(dòng)構(gòu)建意識(shí)，使得個(gè)人創(chuàng)意得不到表達(dá)，還導(dǎo)致設(shè)計(jì)能力得不到發(fā)揮，銷售能力得不到鍛煉，反思總結(jié)意識(shí)得不到提高。究其原因，主要在于課堂教學(xué)方式方法不合理、過于單一，使產(chǎn)品丟失真實(shí)生產(chǎn)過程，產(chǎn)品缺少?gòu)脑O(shè)計(jì)到組裝、銷售，再到反饋的環(huán)節(jié)，教學(xué)質(zhì)量低下的局面由此產(chǎn)生。

（三）特色不明顯

模型是“3D打印”課程的基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)的模型不僅有利于學(xué)生掌握知識(shí)，更有益于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生思維，強(qiáng)化學(xué)生情感。通過實(shí)際調(diào)研、梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)部分高校在實(shí)踐教學(xué)方面仍未與自身乃至當(dāng)?shù)靥厣钊虢Y(jié)合，實(shí)踐優(yōu)勢(shì)難以凸顯。針對(duì)這一現(xiàn)象，建議高校實(shí)踐項(xiàng)目與開源硬件結(jié)合，制作智能模型；也可與高校（當(dāng)?shù)兀┨厣Y(jié)合，制作專有模型；還可與紅色教育結(jié)合，制作黨的一大會(huì)址、紅船、黨徽等愛國(guó)主義模型。

二、KAPIV教育教學(xué)理念與新改革思考

KAPIV教育教學(xué)理念，可以理解為在一定工程情境下開展實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練以使學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)、能力、實(shí)踐、創(chuàng)新、品德之間關(guān)系的一種教學(xué)觀，其教學(xué)載體是實(shí)踐項(xiàng)目，核心本質(zhì)是將知識(shí)點(diǎn)、能力指標(biāo)、系統(tǒng)性過程、創(chuàng)新和品德等要素嵌入項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行一體化訓(xùn)練，使學(xué)生具備自我判斷、自我分析、自我批判意識(shí)及獨(dú)立解決問題的能力。

（一）要義1：知識(shí)

通俗來講，知識(shí)就是人類對(duì)物質(zhì)精神世界的探索總和。聚焦國(guó)外，安德森教授提出知識(shí)分類觀，有效解決了學(xué)生學(xué)習(xí)何種知識(shí)、學(xué)生如何轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)知識(shí)及知識(shí)如何發(fā)展自身智能三者之間的問題。知識(shí)分類觀認(rèn)為知識(shí)有陳述性和程序性之分?？茖W(xué)系統(tǒng)的知識(shí)觀，應(yīng)當(dāng)同時(shí)包括陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)，并通過陳述性知識(shí)引導(dǎo)程序性知識(shí)，借助程序性知識(shí)發(fā)展學(xué)生的綜合能力[3]。當(dāng)個(gè)體具備某種程序性知識(shí)，說明這一個(gè)體已經(jīng)獲得了運(yùn)用這種程序性知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。當(dāng)今社會(huì)，知識(shí)應(yīng)用遠(yuǎn)比知識(shí)存儲(chǔ)更為重要。KAPIV教育教學(xué)理念下，教師既要為學(xué)生傳授陳述性知識(shí)，讓學(xué)生知其然，也要為學(xué)生傳授程序性知識(shí)，讓學(xué)生知其所以然。

（二）要義2：能力

工業(yè)社會(huì)背景下，高等工程教育的人才定位應(yīng)主動(dòng)聚焦于培養(yǎng)符合國(guó)家戰(zhàn)略且同步于行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的現(xiàn)代工程師，要求畢業(yè)生具備勝任工程活動(dòng)的各項(xiàng)素質(zhì)和實(shí)力[4]，不僅表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)各類知識(shí)的把控運(yùn)用，也強(qiáng)調(diào)學(xué)生在完成某一任務(wù)時(shí)所表現(xiàn)出來的素質(zhì)。根據(jù)能力教育觀，教師應(yīng)在課堂中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力，即將學(xué)生對(duì)各類知識(shí)的把握運(yùn)用表述為專業(yè)能力，將學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)過程中所需要掌握的基本學(xué)習(xí)、工作方法表述為方法能力，將工作過程中所需要的行為規(guī)范，如人際交往、價(jià)值觀取向、職業(yè)道德等表述為社會(huì)能力。

（三）要義3：實(shí)踐

本質(zhì)上，實(shí)踐就是同步于知識(shí)和思考過程的行動(dòng)流程。真正的課堂，教師應(yīng)站在教學(xué)一線，退居課堂二線，用項(xiàng)目營(yíng)造自我體驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)、自由創(chuàng)造的學(xué)習(xí)氛圍。聚焦國(guó)外，美國(guó)“學(xué)習(xí)工廠”模式對(duì)高等工程人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的有效性，已在全球得到認(rèn)可并被廣泛關(guān)注。該模式緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)況，將真實(shí)制造系統(tǒng)中的工業(yè)生產(chǎn)主體復(fù)制到高校工程實(shí)踐教學(xué)中，并以設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、營(yíng)銷、服務(wù)等無限接近生產(chǎn)環(huán)節(jié)的教學(xué)流程作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的核心路徑，充分體現(xiàn)了“工作本位”的育人思想[5-6]。依據(jù)本土特征，文章提出將企業(yè)元素?zé)o限復(fù)制到高?！皩W(xué)習(xí)工廠”中，以項(xiàng)目為載體，引導(dǎo)學(xué)生從概念構(gòu)思開始，經(jīng)過設(shè)計(jì)開發(fā)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)、宣傳推廣、售后服務(wù)等階段，主動(dòng)實(shí)踐，做中學(xué)習(xí)，獲得系統(tǒng)能力。

（四）要義4：創(chuàng)新

創(chuàng)新本質(zhì)上就是立異，建立不同。在課堂上運(yùn)用新興技術(shù)手段，充分拓展學(xué)生個(gè)性思維，創(chuàng)造差異化作品，對(duì)工程教育而言，亦是一種革新。想象是一個(gè)創(chuàng)新的過程，因?yàn)檫@一過程不受約束；結(jié)構(gòu)是一個(gè)創(chuàng)新的過程，因?yàn)檫@一過程簡(jiǎn)化不失強(qiáng)度；功能是一個(gè)創(chuàng)新的過程，因?yàn)檫@一過程實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉；教育意義是一個(gè)創(chuàng)新的過程，因?yàn)檫@一過程情感迸發(fā)，有利于煥發(fā)課堂感召力。文章充分利用上述創(chuàng)新要素，從產(chǎn)品功能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和教育意義3個(gè)維度進(jìn)行課堂教學(xué)創(chuàng)新，最大化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（五）要義5：品德

品德是一種正直的品性，更是一種素質(zhì)。良好的品德素質(zhì)不僅包括思想道德和科學(xué)文化，還包括身體、心理和勞動(dòng)技能。素質(zhì)是先天遺傳與后天教育共同形成的成果，素質(zhì)本位下的教育應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生后天看待世界的角度、學(xué)習(xí)訓(xùn)練的方式、社會(huì)關(guān)系的溝通能力及良好的心理建設(shè)[7]。工程訓(xùn)練品德建設(shè)是一項(xiàng)形象工程。該工程不僅注重學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中的“外在形象”，更注重學(xué)生自身隱性的“內(nèi)在形象”。文章在品德建設(shè)方面將同時(shí)聚焦學(xué)生外在、內(nèi)在形象，合理梳理形象工程指標(biāo)點(diǎn)，從根本上加強(qiáng)學(xué)生品德建設(shè)。

三、KAPIV教育教學(xué)理念指導(dǎo)下的改革路徑

（一）擬所需知識(shí)

根據(jù)系統(tǒng)性制造流程，課程知識(shí)需按照創(chuàng)意萌生、創(chuàng)意表達(dá)、創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)、創(chuàng)意推廣的路徑依次進(jìn)行。為有效發(fā)揮陳述性知識(shí)對(duì)程序性知識(shí)的引領(lǐng)作用，教師在每一生命制造階段緊緊圍繞概念原理進(jìn)行陳述性知識(shí)梳理，并以此為依據(jù)點(diǎn)明程序性知識(shí)的操作方法，著力培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過程中的動(dòng)手能力。

基于“雙創(chuàng)”背景，教師為學(xué)生科普“三創(chuàng)”概念及其與3D打印的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生了解創(chuàng)新方法，催生科技創(chuàng)意，參與創(chuàng)客行動(dòng)。想要萌生的創(chuàng)意落地，則必須搭建表達(dá)創(chuàng)意的橋梁，而三維掃描與三維軟件的結(jié)合成為學(xué)生表達(dá)創(chuàng)意的直接工具。創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)承擔(dān)了創(chuàng)意在生命制造周期過程中由虛變實(shí)的關(guān)鍵一環(huán)。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生開始了解3D打印技術(shù)，探索設(shè)備結(jié)構(gòu)，通過完整的技術(shù)工藝完成產(chǎn)品制作，并面向全校宣傳產(chǎn)品，完成創(chuàng)意推廣，如表1所示。

（二）擬達(dá)成能力

文章在歸納學(xué)生所應(yīng)達(dá)成的專業(yè)能力方面始終與課程內(nèi)容保持同步，即以全生命制造周期為核心形成專業(yè)能力第一梯度劃分指標(biāo)（一般通識(shí)、分析設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)踐），并在一級(jí)指標(biāo)引導(dǎo)下進(jìn)行能力具體指標(biāo)確定。根據(jù)課程教學(xué)需要，圍繞通識(shí)層面設(shè)置文獻(xiàn)查閱、材料選擇、工藝選擇和計(jì)劃制定實(shí)施能力；圍繞分析設(shè)計(jì)層面設(shè)置空間想象、基本計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、三維造型和經(jīng)濟(jì)環(huán)保分析能力；圍繞動(dòng)手實(shí)踐層面設(shè)置操作加工、安裝調(diào)試、修改糾正和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力。此外，從學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和學(xué)會(huì)工作視角形成集組織協(xié)調(diào)、獨(dú)立決策、跨界整合、問題解決和終身學(xué)習(xí)于一體的方法能力指標(biāo)，并從個(gè)人品行和工程素養(yǎng)方面梳理出社會(huì)能力指標(biāo)，包括語言表達(dá)、自主學(xué)習(xí)、自我反思、情感審美、價(jià)值判斷、團(tuán)結(jié)合作、溝通協(xié)調(diào)、安全規(guī)范、適應(yīng)調(diào)節(jié)、社會(huì)責(zé)任等，具體如表2所示。

（三）擬實(shí)踐流程

國(guó)內(nèi)高校將美國(guó)“學(xué)習(xí)工廠”模式進(jìn)行本土化改革，形成草圖策劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開發(fā)研制、修改完善、宣傳推廣和售后服務(wù)6個(gè)階段的課程教學(xué)流程，力圖培養(yǎng)學(xué)生從草圖概念到售后服務(wù)的整個(gè)系統(tǒng)性能力（圖1）。

草圖策劃是全生命制造周期的初始階段。這一階段，學(xué)生以草圖形式策劃產(chǎn)品外形，表達(dá)設(shè)計(jì)理念，并在教師的指導(dǎo)下優(yōu)化創(chuàng)意實(shí)施路徑。然后進(jìn)入生命制造周期的關(guān)鍵階段——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，教師應(yīng)全程參與學(xué)生設(shè)計(jì)過程，并對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)做出全面指導(dǎo)，直至呈現(xiàn)完整的三維立體效果。開發(fā)研制和修改完善是創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)過程中的雙主體。這一階段，學(xué)生自主制作產(chǎn)品原型，并對(duì)不足之處做出修正，形成合格產(chǎn)品。產(chǎn)品制作完成后，由學(xué)生自發(fā)組織宣傳推廣產(chǎn)品，擴(kuò)大成果影響。最后，在一定時(shí)間期限內(nèi)為產(chǎn)品提供維護(hù)和售后服務(wù)，提高用戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度。

（四）擬創(chuàng)新途徑

1.立足產(chǎn)品功能創(chuàng)新

受新一輪工業(yè)革命推動(dòng)，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)已發(fā)生根本性變化，以傳統(tǒng)單一機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為主要制作方法的實(shí)踐教學(xué)難以使學(xué)生具備行業(yè)所需的工程能力。對(duì)此，高校立足產(chǎn)品功能創(chuàng)新，突破原有教學(xué)的機(jī)械化特征，使產(chǎn)品與智能硬件結(jié)合并形成智能化創(chuàng)意產(chǎn)品，發(fā)揮產(chǎn)品實(shí)用功能，成為“3D打印”課程的新追求。以功能創(chuàng)新為起點(diǎn)，就是要從機(jī)電結(jié)合的視角出發(fā)，探索集機(jī)械控制功能于一體的智能化產(chǎn)品，如智能音響、智能臺(tái)燈等。

2.立足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

一個(gè)產(chǎn)品，無論是將外觀還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，都不應(yīng)煩冗復(fù)雜。結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，就是要堅(jiān)持從簡(jiǎn)，從自身專業(yè)出發(fā)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理且滿足使用要求的產(chǎn)品。工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是擁有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)的兩大專業(yè)，因此，學(xué)生在實(shí)踐過程中應(yīng)在兩大專業(yè)的混合優(yōu)勢(shì)下努力突破產(chǎn)品傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壁壘，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案，做到精簡(jiǎn)而不失強(qiáng)度。值得注意的是，不同高校兩大專業(yè)培養(yǎng)傾向不同，所以，兩大專業(yè)的混合優(yōu)勢(shì)應(yīng)以當(dāng)?shù)鼗虮拘Ｌ厣珵橹黧w，依據(jù)其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)進(jìn)行，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)盡可能精簡(jiǎn)。

3.立足教育意義創(chuàng)新

模型是強(qiáng)化學(xué)生思維意識(shí)，發(fā)揮教育影響的物化成果。具有良好導(dǎo)向的模型能夠從根本上發(fā)揮教育意義顯性價(jià)值，如南湖紅船（紅船精神）、天宮空間站（不懈探索精神）、東方紅3號(hào)科考船（海洋強(qiáng)國(guó)精神）。立足教育創(chuàng)新，要堅(jiān)持思想政治教育與特色教育并舉，以思想政治教育為引領(lǐng)，走紅色基因教育之路，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)黨史，制作紅色教育作品，感悟紅色革命精神；以特色教育為引領(lǐng)，走海洋科技強(qiáng)國(guó)之路，制作海洋特色作品，培養(yǎng)學(xué)生不畏艱苦的科技強(qiáng)國(guó)精神，使學(xué)生成長(zhǎng)為心系國(guó)家、社會(huì)的接班人。

（五）擬養(yǎng)成品德

相關(guān)研究認(rèn)為，一個(gè)人的品德表現(xiàn)會(huì)以其特定背景下的實(shí)際行動(dòng)為依據(jù)。為強(qiáng)化學(xué)生素質(zhì)，“3D打印”課程將同時(shí)專注品德內(nèi)在和外在，全面培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程師形象，將需要遵守的安全意識(shí)和文明操作，納入學(xué)生外在范疇。

學(xué)生內(nèi)在形象更契合品德的本義，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在實(shí)踐過程中由內(nèi)而外散發(fā)出的良好品質(zhì)，如民族精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)及積極向上的心態(tài)等。聚焦現(xiàn)代工程師外在形象，根據(jù)“3D打印”課程教學(xué)實(shí)際，將勞保衣著穿戴、工量具擺放、設(shè)備文明操作、工作臺(tái)面清理和設(shè)備應(yīng)急處理等指標(biāo)納入培養(yǎng)范疇；聚焦內(nèi)在形象，將愛國(guó)主義、團(tuán)結(jié)合作、以身作則、組織協(xié)調(diào)、自主探索、積極向上、社會(huì)責(zé)任等作為核心育人指標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生正確的行為價(jià)值觀，使學(xué)生思想境界有所提高。

四、KAPIV海洋底蘊(yùn)項(xiàng)目實(shí)踐——東方紅3號(hào)科考船

（一）項(xiàng)目制作要求

在國(guó)家大力發(fā)展海洋戰(zhàn)略的時(shí)代背景下，文章以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過海洋實(shí)踐項(xiàng)目——東方紅3號(hào)科考船，對(duì)學(xué)生進(jìn)行KAPIV一體化訓(xùn)練，使中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)生不僅切實(shí)體驗(yàn)到項(xiàng)目中所蘊(yùn)含的“東方紅”精神，更能將心中的愛國(guó)之情轉(zhuǎn)化為推動(dòng)國(guó)家海洋戰(zhàn)略發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力，具體制作要求如下。

實(shí)踐項(xiàng)目：東方紅3號(hào)科考船。

制作要求：以小組為單位，在教師指導(dǎo)下完成東方紅3號(hào)科考船的制作。

1.東方紅3號(hào)科考船采用PLA材料，支持多種顏色打印。

2.采用正逆向混合設(shè)計(jì)方法完成科考船船體三維結(jié)構(gòu)。

3.船體結(jié)構(gòu)要求以東方紅3號(hào)原型為基礎(chǔ)，同時(shí)支持船體元素創(chuàng)新。

4.船體最小尺寸不低于150×30×75mm，最大尺寸不超過300×60×150mm。

5.支持3D打印、PLA材料、丙烯顏料等各類資源篩選使用。

（二）項(xiàng)目實(shí)踐過程

開課之前，課程負(fù)責(zé)人根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)水平將學(xué)生劃分為若干小組，并為小組指定助教，由助教參與整個(gè)項(xiàng)目制作過程。按照系統(tǒng)性制造過程，東方紅3號(hào)科考船項(xiàng)目實(shí)際授課32學(xué)時(shí)。從創(chuàng)意萌生到創(chuàng)意推廣的每個(gè)階段，由課程負(fù)責(zé)人講授陳述性知識(shí)，助教講授程序性知識(shí)，其中課程負(fù)責(zé)人所授陳述性知識(shí)分別為1學(xué)時(shí)、2學(xué)時(shí)、2學(xué)時(shí)和2學(xué)時(shí)，助教所授程序性知識(shí)分別為3學(xué)時(shí)、12學(xué)時(shí)、8學(xué)時(shí)和2學(xué)時(shí)，總計(jì)陳述性知識(shí)7學(xué)時(shí)、程序性知識(shí)25學(xué)時(shí)。在授課過程中，學(xué)生秉承做中學(xué)理念，以合作探究方式萌生創(chuàng)意，繪制創(chuàng)意草圖，形成初步構(gòu)想。隨后進(jìn)入創(chuàng)意表達(dá)階段，由助教組織協(xié)助學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成完整三維實(shí)體，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)?D打印數(shù)據(jù)格式，為下一階段創(chuàng)造條件。學(xué)生通過自主切片、操作3D打印機(jī)完成支撐產(chǎn)品輸出，形成完整作品。最后，學(xué)生通過自發(fā)性活動(dòng)向全校推廣、宣傳和出售，并做好售后服務(wù)工作。

（三）項(xiàng)目產(chǎn)出成果

學(xué)生圍繞東方紅3號(hào)科考船項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐。項(xiàng)目實(shí)施結(jié)束后，教師對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行了訪談，了解項(xiàng)目實(shí)施效果，學(xué)生表示課堂富有實(shí)踐感染力，能夠?qū)W(xué)過的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，對(duì)動(dòng)手能力的提高具有顯著效果。項(xiàng)目實(shí)踐效果如圖2所示。

文章基于KAPIV一體化教育教學(xué)理念，深入分析了知識(shí)、能力、實(shí)踐、創(chuàng)新、品德5個(gè)方面的核心要義，梳理了“3D打印”課程中學(xué)生需要掌握的知識(shí)、擬達(dá)成的能力、完整的實(shí)踐流程、可視化的創(chuàng)新途徑及養(yǎng)成的品德，最后以蘊(yùn)含中國(guó)海洋大學(xué)特色的海洋底蘊(yùn)項(xiàng)目——東方紅3號(hào)科考船為例進(jìn)行了實(shí)踐。實(shí)踐證明，課程改革初見成效。

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編輯∕陳晶

收稿日期：2022-03-11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?修回日期：2022-04-13

作者簡(jiǎn)介：孫竹（1995—），女，山東濰坊人，中國(guó)海洋大學(xué)工程訓(xùn)練中心助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：高等工程教育和增材制造技術(shù)。

基金項(xiàng)目：2021年度中國(guó)海洋大學(xué)本科教研重點(diǎn)項(xiàng)目“新工科背景下工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式及體系構(gòu)建與實(shí)踐”（2021

ZD12）、一般項(xiàng)目“能力本位工程實(shí)踐訓(xùn)練體系建設(shè)”（2021JY099）