3D打印技術(shù)在中職教育領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

高大鵬

摘要：現(xiàn)今將3D打印技術(shù)（英文簡稱3DPT）應(yīng)用在教育領(lǐng)域還較為少見，隨著當前3DPT成本有效降低以及其設(shè)備的良好普及，眾多教育學者開始關(guān)注將3DPT與教育教學融合在一起。而本文基于此就3DPT應(yīng)用于中職教育予以研究，從3DPT優(yōu)勢進行著手分析，之后探討3DPT具體在中職教育的實際應(yīng)用，以期為后續(xù)關(guān)于中職教育以及3DPT方面的研究提供理論上的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；職業(yè)教育；應(yīng)用中圖分類號：G718文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2016）08-0363-02前言：1980年代美國首次研究出了3DPT，可以說3DPT發(fā)展至今已經(jīng)較為成熟，作為一種先進化技術(shù)其實際工作原理依托于二維打印，在二維打印基礎(chǔ)上將打印所使用的油墨材料進行了橡膠以及陶瓷和相應(yīng)的塑料等材料的替換，通過疊加成型相應(yīng)模型進而實現(xiàn)材料的逐層打印。

1.初探3DPT優(yōu)勢

對于3DPT優(yōu)勢主要是體現(xiàn)在以下五方面：

第一優(yōu)勢是能夠制造復雜物品。一般來講現(xiàn)今制造行業(yè)對于成品的制造往往是建立在切削毛坯以及加工毛坯基礎(chǔ)上，而該種傳統(tǒng)成品制造一方面會產(chǎn)生無法再次有效利用的大量廢料，另一方面也會加速刀具損壞，最為重要的是一些復雜造型相關(guān)物體是難以用傳統(tǒng)切削技術(shù)實現(xiàn)。而3DPT出現(xiàn)則能夠較好的避免上述狀況，利用電子數(shù)據(jù)的有效輸入并依托于薄層疊加相應(yīng)技術(shù)原理則能夠?qū)⒋蟊娝璧膹碗s物品直接生產(chǎn)。此過程中并不會產(chǎn)生物料切削之后的廢料，同時想要任何復雜造型物品均可以實現(xiàn)[1]。

第二優(yōu)勢是能夠短時間打印?，F(xiàn)今眾多的物品均是依托于3DPT進而實現(xiàn)了快速化良好打印，并在較短時間滿足客戶需求。相較于以往傳統(tǒng)成品生產(chǎn)以及供貨而言整個繁瑣程序耗費較短時間。

第三優(yōu)勢是激發(fā)設(shè)計想象。在利用3DPT實現(xiàn)物品打印的時候能夠較快展現(xiàn)加工完成的成品，此過程更加能夠激發(fā)大眾設(shè)計靈感，將自身的設(shè)計思想融入到物品打印中，促使物品生產(chǎn)變?yōu)樗囆g(shù)品創(chuàng)造。

第四優(yōu)勢是實現(xiàn)便攜制造。現(xiàn)今3DPT已經(jīng)逐漸走進大眾生活中，而桌面3DPT更加受到了大眾的歡迎與好評，人們可以通過購買3D相應(yīng)打印設(shè)備依托3DPT實現(xiàn)隨時隨地的產(chǎn)品打印。

第五優(yōu)勢是可以無限組合材料。在3D打印設(shè)備中能夠?qū)⒉煌牧习趦?nèi)，簡單來講就是可以將多種材料融合起來共同打印產(chǎn)品，因此最終成品也就具備了色彩豐富性，而這也是3DPT深受大眾喜愛的因素之一[2]。

2.探析3DPT于中職教育中具體應(yīng)用

2.1應(yīng)用于教育課程?，F(xiàn)今將3DPT于中職教育中實際應(yīng)用集中在教育課程方面，一般來講3DPT本身就包含了光電以及材料和相應(yīng)的機械等學科知識在內(nèi)，就當前中職教育而言同樣也設(shè)置有光電以及材料等等相應(yīng)學科，將3DPT與中職教育中這些學科良好融合不僅是中職教育深化發(fā)展的客觀需求，而且也是拓寬3DPT應(yīng)用范圍的必然要求。以往部分中職院校雖然關(guān)注到3DPT的引入，但是僅僅是將3DPT作為選修課在學生群體中進行推廣，學生依據(jù)自己喜好來選擇是否學習該課程。而現(xiàn)今隨著3DPT成熟發(fā)展，越來越多的中職院校開始將3DPT融合在現(xiàn)有相關(guān)課程中，促使學生在學習日常課程的時候能夠深入性的了解3DPT，如在中職計算機實際專業(yè)中增加了三維建模該課程，三維建模課程旨在發(fā)展學生多維思考能力以及三維構(gòu)建模型的具體能力，進而引導學生通過模型設(shè)計不僅優(yōu)化3DPT，而且還能夠?qū)τ嬎銠C已有知識予以鞏固補充；再比如于中職材料專業(yè)中增加材料研究課程，因為3DPT涉及到多種材料的有效應(yīng)用，對于3D打印設(shè)備而言最初打印需要將材料以液態(tài)形式存儲于設(shè)備之中，之后利用黏合生產(chǎn)方式將液態(tài)材料形成固態(tài)物體。因此研究3DPT材料較為重要，此外通過開設(shè)材料研究課程更加可以將材料專業(yè)研究內(nèi)容予以實踐化，對于學生專業(yè)學習幫助較大；當然還可以于中職機械專業(yè)開設(shè)機械打印課程，向?qū)W生講解并剖析3DPT原理以及具體的物品加工過程，在課程中關(guān)注機械生產(chǎn)穩(wěn)定性以及有效性和精度性[3]。總的來講將3DPT融合于中職教育課程中能夠促使不同專業(yè)增加新的關(guān)于3DPT方面課程，這對于課程優(yōu)化發(fā)展起著積極的影響作用。

2.2應(yīng)用于課堂教學?，F(xiàn)今除了可以利用3DPT來增設(shè)專業(yè)課程之外，還可以具體應(yīng)用到課程教學中。各學科教師完全可以利用3D打印設(shè)備來打印自身所需的相關(guān)課件以及教具模型，并將這些模型教具具體應(yīng)用于課程講解中。如中職教師在實際向?qū)W生講解齒輪構(gòu)造環(huán)節(jié)中就可以依托于3DPT進而將類型各異齒輪打印出來并學生展現(xiàn)，而具備三維立體的齒輪一方面能夠加深學生對于齒輪結(jié)構(gòu)的認識，另一方面也便于教師實現(xiàn)立體化知識講解，相較于以往僅僅是能夠通過幻燈片以及圖片展現(xiàn)齒輪進而展開的教學方法無疑是更為先進，而學生對于該種直接呈現(xiàn)在眼前的齒輪模型也能夠深入化理解課本知識；再比如中職教師在講解數(shù)學幾何課程環(huán)節(jié)中也能夠利用3D打印設(shè)備將復雜多面體予以良好打印，促使學生能夠?qū)Χ嗝骟w深入分析學習，而相較于以往僅僅是建立在四面體以及六面體等基礎(chǔ)上的幾何教學更加能夠促使學生思維力的發(fā)展。當然還可以將3DPT應(yīng)用在中職實驗課堂教學中，學生親自利用3DPT實現(xiàn)物品打印，該種過程無疑是能夠?qū)W習熱情充分的帶動起來，對于學生積極性主動性學習意義較大[4]。

結(jié)論：綜上分析可知，3DPT建立在快速成形基礎(chǔ)上，當前已經(jīng)成功在醫(yī)學和相應(yīng)的航空等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，而將3DPT應(yīng)用于教育領(lǐng)域成為了教育部門以及社會大眾關(guān)注的焦點，尤其是對于中職教育而言應(yīng)用3DPT促使專業(yè)課程實現(xiàn)增設(shè)，并促使日常課堂教學更加豐富，充分的調(diào)動了學生對于機械等抽象性較強課程的興趣。

參考文獻：

[1]高群，鄭家霖. 基于職業(yè)教育視角的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探析——以國內(nèi)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)為例[J]. 發(fā)展研究，2015，11：90-96.

[2]張英杰. 3D打印在高分子材料成型加工課程教學中的應(yīng)用初探[J]. 中國醫(yī)學教育技術(shù)，2014，06：636-639.

[3]李陶. 工業(yè)4.0背景下德國應(yīng)對3D打印技術(shù)的法政策學分析——兼論我國對3D打印技術(shù)的法政策路徑選擇[J]. 科技與法律，2015，02：322-338.