中职3D打印综合应用技术竞赛辅导策略
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[摘 要] 随着近几年国家的大力扶持和社会各界人士对中职技能大赛的重视，推动了整个中职各个专业、科目大赛的发展。同时也带动开发了一些新兴的专业项目，如3D打印综合应用技术等。
[关 键 词] 3D打印竞赛;辅导策略;增材加工
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）19-0052-02
中职3D打印综合应用技术比赛是一个考核修复和设计图形，并依托生活中的实际场景，培养选手通过3D打印解决生活中实际问题能力的竞赛项目，它是通过设计工作过程导向的学习项目任务书、利用3维建模软件、切片软件和3D打印机（熔融沉积成形设备FDM），创设真实的生活场景，模拟企业岗位环境，让两位参赛选手在4个小时内完成任务，以此来考查学生的专业技能和职业素养。
中职类3D打印人才类型是属于“产业链下游服务商需要的商业型人才，具有一定的工业设计、3D打印机操作、商品销售技能”。而中职学校普通的应届毕业学生基本难以达到社会岗位需求。主要原因是学生在学习过程中很难把理论与实践联系起来，例如：玩具车的车顶棚坏了，如果提供尺寸参数要求学生抄画，大多数学生是可以完成的;如果没有提供尺寸参数，要求学生根据已有玩具车的结构尺寸特征来创意设计一个新的车顶棚，绝大部分学生会选择放弃尝试画图设计。然而，设计只是其中的一个环节，设计出来作品的结构是否合理、工艺是否符合3D打印机的性能特性、作品打印出来能不能装配应用等这些问题都需要大量的经验累积和理论与实际结合才可以做出有效准确判断。通过比赛训练过的学生基本都可以独立完成以上创新设计车顶棚的例子，所以比赛项目不单可以达到以赛促教，还可以达到以赛促学的目的。
一、辅导策略设计
（一）挑选选手原则
在筛选选手的过程中，要留意學生的工作态度、性格、随机应变能力、学习能力，合作默契等。3D打印综合应用技术项目是两个学生一队，要注重团队配合，如何能够做到浑然一体、滴水不漏？首先，观察选手们对待训练、对待竞赛的态度。第一步必须筛选做事认真、自觉性强的学生。其次，关注学习能力和学生的特长。动手能力强的学生主要负责打印机调试、打印参数调试、工件打磨与装配、故障排查等。画图能力强的学生主要负责图形修复、三维建模、应用设计、查漏检测等。最后，观察选手是否具有合作能力。训练任务要求两位学生都能够独立熟悉地完成整个任务，包括队友的任务部分。因为比赛时需要争分夺秒，当两台打印机都在打印时，动手能力强的学生要去帮忙画图，而当图已经画完了，画图能力强的学生要帮忙打磨装配等。这样可以避免出现一个学生完成自己手头的任务等待队友完成而无所事事，而另一个学生又忙不过来的情况出现，队友之间可以见缝插针地相互帮忙完成任务。所以，在训练阶段，辅导教师要注意观察学生的相互协助水平，培养学生的合作意识。
（二）规范参数调试
根据“2018—2019年度广东省职业技术院校学生专业技能大赛（中职组）3D打印应用综合技术技术竞赛规程”参赛选手除了可以带卡尺，其他任何打磨工具都不可以带。3D打印属于增材加工，与传统机械冷加工原理不同，3D打印没有粗、精加工，不能设置刀补，工件都是一次加工出来。在不能设置刀补的情况下，现场只有赛场提供的砂纸打磨工具之外，唯一可以主观控制打印质和尺寸量的方法只有参数调试了。
（三）精读评分标准
辅导的过程以模拟比赛过程为主，要按照比赛规程、评分标准来进行辅导，根据2018年广东省中等职业学校3D打印与应用设计赛项评分表的38项评分点，指导老师需要深入解读每一个评分点。老师辅导过程中需要认真细心研究评分标准，思考出题人评分考点在哪、用意在哪，要以出题人的角度思考得分点。这样会避免有上交作品但分数不高，甚至出现有上交作品没分的情况。
（四）教师亲自下场陪练
学生在训练的过程中会遇到很多问题，简单问题教师可以引导学生解决，但复杂的问题教师自身都可能需要花一些时间才能找出解决办法。老师必须在辅导训练之前亲自把训练内容从头到尾独立完成，这样才能直观地发现问题，结合实际情况来主观判断并解决问题。教师亲自下场能使学生更加重视竞赛训练，激发学习热情，提高训练效率。
（五）建立梯队，提高辅导效率
老师精神紧张，很辛苦，而且压力大。比赛选手通过每天的重复训练，动手水平和实战经验或已经超过老师，通过研究我把梯队按老、中、青分别占比20%、30%、50%来建立，即三年级2人，二年级4人、一年级6人来分配。以金字塔的形式向下线进行指导，教师指导三年级的学生，三年级的指导二年级的，二年级的指导一年级的。有比赛经验的师兄已经有一定的知识积累，他们在指导师弟的过程中其实也是一种复习，同时可以帮助老师查漏补缺地指导，大大地减轻了教师的指导压力。三年级的学生理论、实操、心态都经历了市赛历练，参加省赛有了坚实的保障。
（六）多拉练、多集训、注重经验交流
辅导教师要多带参赛队伍出去与其他兄弟学校强队交流训练，适当地给学生施加压力，让学生重视每一次交流、竞赛，每一次都是代表自己、老师、学校的荣誉而战。每一次的客场实战，学生和老师都发现了很多新的问题，多向主场队伍虚心请教交流，共同进步。通过多次的拉练学生的心理素质已经得到良好的锻炼，足以勇敢面对大赛。除了与兄弟学校之间的拉练，还邀请专家领导来学校指点训练细节和比赛要点，专家丰富的经验每次都能带来很高含金量的收获。 二、实施辅导计划
经过市赛的打拼，学生已经掌握正向建模、图形数据修复、3D打印设备的使用与安装维护。如果还按照原来市赛的训练方式来进行省赛辅导，队伍能上升的空间有限，所以必须寻找新的辅导方法。学生已经有市赛的基础，速度和能力已有一定水平，如何把质量提高才是关键。找到操作的关键数据和操作技巧，结合市赛的经验加以思考，并归纳出以下三个进阶的训练内容：
第一阶段，生产作品阶段。每天模拟两次，每次要求学生必须在4小时内完成工作任务书中全部内容。
因为正式省赛是在三套样题的基础上修改30%的参数，所以A、B两位学生不可以把平时训练的尺寸参数记到赛场，拿到赛题后要迅速用3～5分钟从头到尾一字不漏地仔细阅读赛题，查看标注修改的尺寸位置。
A同学安装材料和调试打印机：（1）考虑产品颜色搭配并安装打印材料;（2）调试打印机工作台是否水平;（3）调试Z轴限位开关是否超程;（4）调试喷头与工作台的间隙;（5）调试打印机风扇、喷头温度、开机关机时打印机的状态;（6）按规范摆放工、量具。
B同学画图和编写工艺和完成计划：（1）标注形状尺寸、位置尺寸、配合尺寸等;（2）估算画图与打印时间合理编写分工项目和加工顺序;（3）根据产品图纸特点编写工艺参数;（4）标注赛题的疑问点，等待A同学调试完毕后讨论。
第二阶段，完善作品阶段。学生通过第一阶段的练习，熟练程度和完成速度都已经足够在规定4个小时内完成赛题任务，然而作品的最终得分高低才是关键。根据评分标准对外观创意得分、尺寸得分、配合得分、使用功能得分等进行自评分数，并总结出扣分点的原因以及讨论解决方案。以“2019年中等职业学校3D打印与应用设计赛项样题C任务书”为例，样题C的任务三是设计越野车的车盖外观。根据评分标准可以分析出，车盖外观的创意得分不高，而且外观的评分比较主观，只要不太丑分数不会太低，所以我们把设计的侧重点放在尺寸得分、配合得分和功能使用得分三方面。尺寸得分：我们根据车架本身的尺寸基础来设计车盖尺寸，而为了方便输入、测量、记忆、修改等，尺寸尽量设置成整数;配合得分：车架的自身结构中，已经有四个装配小孔提供配合安装，但因为孔径只有2 mm，打印出来2 mm的插销很容易断裂，所以我们采取了外扣车架的设计来代替插销设计;使用功能得分：主要是各个零件之间的尺寸配合问题，尤其是轴孔配合问题，由于打印尺寸小的东西精度、表面粗糙度越是难以保证，甚至是小孔里面会有很多丝出现而且很难用砂纸打磨，这都增加了装配难度，所以在前期设计我们就需要用经验来优化机械结构和装配结构。
第三阶段，整体提高阶段。学生完成了一、二阶段训练后，默契和工艺都有了提高，最后是第三阶段训练。根据评分标准职业素养分为：（1）规范性包括设备、工具量具等使用规范;（2）保证现场的安全，突发情况能良好应对。通过平时与其他项目指导老师的讨论和经验分享，我们把职业素养评分标准延伸了一些内容，包括动作简洁地操作使用机床、细心安全地拆装工件、爱护使用工量具、整齐着装（工作服）、良好的精神面貌、機床卫生保洁等。
三、成效总结
通过有计划、有准备的辅导，学生的专业水平得到了大大的提升，主要表现如下：（1）通过任务一对破损文件的数据修复，提高了学生对三维立体图空间思维能力;（2）通过任务二的练习，学生掌握了从二维图纸转化成三维建模的技能;（3）通过对三个任务零件的打印，学生对已经具备独立操作3D打印机、设定切片软件的参数、转换和存储文件格式等能力;（4）通过对打印作品的打磨，学生的钳工动手能力得到了很大提高;（5）通过任务三应用设计的训练，学生的自主创新能力、创意设计能力、机械结构水平、公差配合水平等都得到了提高。
参考文献：
[1]王寒里，原红玲.基于产教融合的职业院校 3D打印一体化教学场景构建探析[J].广东教育职教，2018（8）.
[2]杨伟锋，陈小欢.3D打印技术在模具设计教学中的应用实践探究[J].科技经济导刊，2019（8）：162.
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