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    3D打印在普通高校學生創新活動中的作用和實踐(二)

    二、3D 打印開放實驗室培養學生創新思維
            哈爾濱理工大學材料成型與控制專業,在專業現有設備的基礎上,成立了面向全校學生的3D 打印開放實驗室,讓那些對3D 打印、對創新思維、創新訓練有興趣的同學,都有機會接觸3D 打印,學習3D 打印,并利用3D 打印技術進行創新性設計和工作。

    (一)傳統實驗內容不能滿足創新培養的需求
            傳統實驗教學內容大都是以實驗原理為基礎的重復性和驗證性實驗,其目的主要是讓學生深入理解實驗原理,熟悉實驗過程,分析實驗結果。而開放實驗教學,是指由教師或學生提出實驗目標或創設問題情境,學生經自主性學習后,自行設計實驗方案并獨立完成實驗的一種教學方式。實驗室開放是高等學校培養創新人才、實現素質教育目標的客觀要求和有效途徑之一。

    (二)3D 打印開放實驗室
            哈爾濱理工大學3D 打印開放實驗室,目前有FDM 桌面機和工業機,陣列噴射式全彩3D 打印機,并配有專業掃描設備,數據處理軟件,可以實現3D 打印整個逆向流程的掃描、建模、數據修復、打印以及后處理等所有工序,可以開設不同內容的多種實驗課程。

    1. 3D 打印開放實驗室工作流程
            該開放實驗室面向全校不同專業的學生,以自由組合形成的項目組為單位進行申報,一般為5 人。首先由學生自發根據所擬項目的需要,選擇不同專業的學生,組成申報團隊,選舉一人為項目負責人,在充分討論的基礎上,拿出具有一定可行性的方案,提出的實驗方法和實驗步驟,并由項目組向3D打印開放實驗室提出實驗申請,由實驗室老師進行審核。審核采用投票制,多數老師認為方案合理即可通過。審核通過后,則預約時間和設備進行相關實驗;審核如未能通過,則返回項目小組,進行下一步的調研和論證。實驗過程由實驗教師進行專門指導,督促保證學生按照正常流程進行實驗進程,并保證實驗人員和相關儀器設備的安全。實驗結束后,項目組在專業教師的指導下,對實驗過程、實驗現象、實驗結果進行討論,并將相關資料整理、總結,每個人撰寫自己實驗的心得體會,提出新的想法。

    2. 3D 打印開放實驗室對學生創新思維和能力的培養
            從開放實驗室的流程可以看出,在整個過程中,學生至始至終地發揮著積極主動性。這也和現在的“主動學習”的思想理念吻合,只有在學習過程中,學生的積極主動性得到發揮,才能取得更好的學習效果。同時,也可以看出,在整個實驗過程中,學生之間既有分工,也有合作,可以培養每個學生獨當一面的能力,又能通過合作,依靠團體的力量克服困難的協作意識。學校職能部門建立專項費用,專管專用,根據實驗內容,給予一般項目和重點項目等不同額度經費的資助。該開放3D打印實驗室,實現了實驗室在時間、空間、服務對象、實驗內容上的開放,使有興趣參加開放實驗的學生不受專業、年級、時間的限制,隨時可以組隊申請到實驗室進行實驗活動,具有開放范圍大、時間靈活,受眾面廣等特點。實驗室力求通過完整的開放實驗訓練,培養學生的自主創新意識和能力,提高學生分析問題和解決問題的能力,鍛煉學生的實踐動手能力以及團隊合作能力。

            3D 打印對于學生創新能力的培養至關重要,是培養學生創新能力強有力的工具。具體如何發揮3D 打印的作用,培養學生的創新能力,還需要在不斷的教學實踐中摸索,進一步深入探討3D 打印與現有教學體系的結合形式,但可以預料的是,3D 打印的出現,將極大地提高學生專業綜合素質和創新能力。
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