摘 要：随着乡村振兴战略的全面推进，人才振兴成为乡村振兴战略实施的关键。为保证农业类高校更好地培养“学农知农 爱农”的新时代农业创新型人才，提出了利用 3D打印功能的实验平台构建农耕文化主题第二课堂教学体系。基于 3D打印技 术设计了三种不同难度等级的教学活动，创新设计与展现农耕文化作品。通过农耕文化主题 3D打印功能型实验平台的教学 实践来培养学生的创新意识，促进学生全面发展，优化新时代农业类高校“学农知农爱农”人才培养模式。

　　关键词：乡村振兴,3D打印,农耕文化,教学实践

　　1. 应用 3D 打印功能型实验平台培养农业创新型 人才

　　1.1 3D 打印技术

　　3D 打印技术又称“快速成型技术”(Rapid Pro- totype) ，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，通过逐层打印方式来构 造物体的技术。3D 打印作为一种新兴制造技术在智 能制造业领域已取得迅速发展，与传统制造业的“减 材制造”不同，3D 打印采用“增材制造”的方式加 工工件。它是以计算机技术为辅助，使用塑料，热敏 树脂以及金属粉末等材料，采用自下而上“分层打印， 逐层叠加”的形式生产工件。鉴于原材料价格低廉， 加工周期短，生产方式简单等优势，3D 打印被誉为 颠覆传统制造业的新型加工方式，具有成本低、制造 简单、周期短、能加工传统工艺无法加工的零部件等 优点。

　　1.2 3D 打印功能型实验平台

　　随着乡村振兴战略的全面推进，人才振兴成为乡 村振兴战略落地实施的关键。高校作为人才培养的重 要场域，肩负着“为党育人，为国育才”的重要使命。 如何为乡村发展培养更多“知农爱农”的农业创新型 人才，保证农业农村现代化人才的需求，是当下农业 类高校人才培养的重要议题。但目前农业类高校开设 的农业机械类课程存在所教制造工艺过于传统，教学 手段单一，学生参与度低等问题，难以满足培养新时代农业创新型人才的需求。

　　作为一种快速成型技术与蕴含“设计思维”的个 性化创造工具，3D 打印逐渐成为高校教学实践中的 重要一环。本文探索适用于农业类高校 3D 打印功能 型实验平台的搭建，利用该平台构建结合设计 -建模 - 打印 - 组装的教学体系，设计三种不同难度等级的教 学活动，利用 3D 打印新技术创新设计与展现农耕文 化作品，将新兴制造科技与第二课堂教学活动有机结 合，培育大学生“学农知农爱农”意识，实现农业创 新型人才的培养。

　　2. 农耕文化主题教学实践

　　2.1 果蔬产品的创新创意制作(难易程度：容易)

　　2.1.1 教学实践内容及意义

　　利用所搭建 3D 打印功能型实验平台，以水果蔬 菜为创新创意对象，带领学生进行建模设计、切片、 打印、清洗、烘干、打磨、调色彩绘、烘干等学习与 技术实践，使学生熟悉并掌握 3D 打印相关技术内容， 深入了解水果蔬菜产品特性，强化学生对“三农”的 认识。该实践可以拓展学生思维，发挥想象力，激发 学生兴趣，促进学生动手能力的提升与精益求精品质 的塑造。

　　2.2 农耕机具的创新创意制作(难易程度：难度 一般)

　　2.2.1 教学实践内容及意义(表 1)

　　利用所搭建 3D 打印功能型实验平台，带领学生 围绕“耕、种、管、收”等环节所用到的农耕机具部 件，利用木头、水泥、金属、塑料等材质，以 3D 打 印为主，手工打磨、人工涂色等技术为辅，制作体现 古代经典机具至现代机具变化的农耕模具组合，体现 “精”工细作，诠释“工匠精神”，培养学生热爱农 耕文化的兴趣，更好发扬并传承农耕精神。该项目难 度一般，适用于有一定 3D 打印基础的学生。

　　2.2.2 教学实践步骤同果蔬产品的创新创意制作 步骤。

　　2.3 农业机器人的创新创意制作(难易程度：难 度较高)

　　2.3.1 教学实践内容及意义(表 2)

　　利用所搭建 3D 打印功能型实验平台，结合创新 创业教育，带领学生以 3D 打印为主，辅以其他机 加工、手工打磨、人工涂色等，进行功能化农业机器 人方案设计、机械结构优化设计、控制系统设计、样 机制作与调试，进一步提高学生的创新能力、跨学科 知识自主学习与应用能力、团队合作精神等。

　　项目说明：在 3D 打印出的搭载台上搭载四个自 带编码器的电机，小车下端四个带轮电机由基于 TB- 6612FNG 芯片的电机驱动模块驱动，机械臂抬起与 拾蛋网的旋转所用电机通过 MOS 驱动模块驱动，小 车前端 OpenMV4 摄像头根据相关的颜色识别系统进 行鸡蛋的识别，并通过串口通讯模块与树莓派进行通 讯，以此实现机器人拾蛋的全部预期功能。该项目难 度高，适用于有较高设计能力、3D 打印基础的学生。

　　3. 农耕文化主题 3D 打印功能型实验平台的意义 与价值

　　3.1 培养学生创新意识

　　3D 打印功能型实验平台的建设，旨在探索并建 立以创新思维引导和实践能力培养为核心的教学模 式，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，调动 学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思 维和创新意识。

　　在农耕文化主题教学实践中，老师能够引导学生 运用新知识、新技术、新工艺、新方法，激发学生创 造力，创造性地解决实际问题，培养学生的创新意识 与创造能力，在校园内形成创新教育氛围，建设创新教育文化，全面提升学生的创新实验能力。

　　3.2 促进学生全面发展

　　在利用 3D 打印功能型实验平台带领学生进行农 耕文化主题教学实践的过程中，学生要经过设计与制 造达到理论与实践相结合;通过制作果蔬农产品、农 耕机具和现代农业智能装备达到传统与现代相结合; 经历高温、打磨，上漆等工序达到体力与脑力相结合; 利用 3D 打印新技术制作出体现创新思维的农耕文化 作品达到技术与创新相结合。同时实践过程中采用小 组合作的形式，能够锻炼学生的沟通协调能力，培养团队合作精神，促进学生德智体美劳全面发展。

　　3.3 优化新时代农业类高校“学农知农爱农”人 才培养模式

　　利用 3D 打印功能型实验平台开展不同难度等级 的农耕文化主题教学实践，通过 3D 打印技术去创新 设计与展现农耕文化作品，让学生体验到制作农耕文 化产品、创造价值的成就感，能够激发学生学习农耕 文化的兴趣，让高校大学生更多地了解乡村，提升服 务乡村振兴意愿，培育大学生“学农知农爱农”意识， 有利于为国家培养出新时代农业创新型人才。