關(guān)于3D打印技術(shù)的高職機(jī)械類課程改革的研究

白龍

[摘 要] 隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，在某種程度上也促使高職機(jī)械類課程發(fā)生了質(zhì)的改變，尤其是3D打印技術(shù)的興起給機(jī)械專業(yè)課教學(xué)帶來了前所未有的發(fā)展空間。顯然，將三維設(shè)計(jì)軟件滲透到機(jī)械專業(yè)課程中有著顯著的效果，進(jìn)而為推動(dòng)高職機(jī)械類課程實(shí)現(xiàn)深入改革而作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[關(guān) 鍵 詞] 3D打??；機(jī)械專業(yè)課；教學(xué)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）08-0106-01

從當(dāng)前的發(fā)展形勢來看，3D打印技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中得到了普遍認(rèn)可，一些高職院校也主動(dòng)將新型技術(shù)滲透到機(jī)械類課程教學(xué)活動(dòng)中，并取得了優(yōu)異的成果?；诖?，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析，筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)提出合理化建議，供以借鑒。

一、探析傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)課程中存在的主要問題

（1）從傳統(tǒng)的角度來看，當(dāng)教師在開展機(jī)械類課程教學(xué)活動(dòng)的過程中，在講授機(jī)械零件復(fù)雜結(jié)構(gòu)的時(shí)候一般都是以圖片、模型等方式呈現(xiàn)的。顯然學(xué)生無法通過這些模型、圖片掌握零件的具體形狀、結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識。（2）“填鴨式”的教學(xué)手段已經(jīng)無法順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，也不能激發(fā)學(xué)生的求知欲望。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，倘若無法體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，那么學(xué)生就會失去學(xué)習(xí)的興趣，久而久之還有可能產(chǎn)生厭學(xué)的心理。

二、分析3D打印技術(shù)發(fā)展對機(jī)械制圖帶來的影響

（一）闡述3D打印技術(shù)與三維圖形

通常情況下，由于3D打印技術(shù)實(shí)質(zhì)上屬于立體平面印刷術(shù)，它主要是經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像制作出相應(yīng)的實(shí)體對象，接著人們再進(jìn)行三維打印，然后輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且還要利用面片網(wǎng)格呈現(xiàn)出生成的零件，整個(gè)環(huán)節(jié)可以叫做快速成型。Autodesk Inventor軟件是由國外一家公司研制出來的新型模擬軟件，該軟件有著較多的優(yōu)勢，例如創(chuàng)新性、易用性等，在很大程度上可以將人員的設(shè)計(jì)水平加以提升，同時(shí)在市場激烈的競爭中占有一席之地。由此可見，當(dāng)輸出Inventor零件抑或是裝配體文檔是STL文件的情況下，就可以對輸出選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)定，這樣就可以通過3D打印機(jī)把想要的零部件打印出來。

（二）探析三維建模與計(jì)算機(jī)輔助二維制圖的區(qū)別

隨著我國科學(xué)技術(shù)的日益完善，美國研制成功的Auto-CAD制圖軟件能夠?yàn)楦呗殞W(xué)生的制圖學(xué)習(xí)創(chuàng)造有利條件，同時(shí)也在某種程度上推動(dòng)了機(jī)械制圖朝著信息化的方向發(fā)展。然而從當(dāng)前的發(fā)展形勢來看，這種制圖理念依然還傾向于立體結(jié)構(gòu)，這樣就會致使視圖和視圖之間存在的關(guān)系無法得到科學(xué)的控制。例如，對圓這個(gè)物體來說，主要是依據(jù)多邊形逼近而得到的，然而三維建模軟件通常是在建立幾何模型的基礎(chǔ)上才衍生出來的。就三維建模軟件而言，能夠清晰地呈現(xiàn)出物體輪廓形狀的幾何位置信息，充分體現(xiàn)出幾何體之間存在的相關(guān)信息，這樣人們就可以利用STL文件驅(qū)動(dòng)3D打印機(jī)完成相應(yīng)部位的制作。

三、基于3D打印技術(shù)的機(jī)械制圖課程改革探究

（一）組織學(xué)習(xí)小組，開發(fā)多樣的教學(xué)形式

高職院校應(yīng)當(dāng)把無線網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地和教學(xué)活動(dòng)結(jié)合在一起，只有這樣才能真正意義上圍繞著學(xué)生開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。而針對課堂教學(xué)以外的活動(dòng)來說，這就要求高職院校采取有效措施來培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，比如可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候組織關(guān)于Inventor軟件的興趣小組，然后將一些基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)知識過硬、操作水平較高的學(xué)生先加入進(jìn)來，然后再由這些動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生帶動(dòng)其他學(xué)生參與其中，這樣就可以促使學(xué)生學(xué)習(xí)更多關(guān)于三維設(shè)計(jì)軟件的知識，然后通過建立三維設(shè)計(jì)小組學(xué)習(xí)群的方式，為學(xué)生的學(xué)習(xí)營造輕松、愉快的氛圍，相信這樣做一定會取得顯著的成果。

（二）構(gòu)建實(shí)踐平臺，激發(fā)學(xué)生的求知欲望

對高職院校來說，應(yīng)當(dāng)在特定的時(shí)間內(nèi)積極舉辦一些技能大賽，為學(xué)生搭建可以表現(xiàn)自我的平臺，積極鼓勵(lì)所有學(xué)生參與到各項(xiàng)比賽中，并通過使用三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)相應(yīng)的圖片，促使學(xué)生可以在具體的實(shí)踐中靈活運(yùn)用3D打印技術(shù)，顯然高職院校這樣做不但可以促使學(xué)生深刻感受到動(dòng)手操作的樂趣，而且還激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，從具體的實(shí)踐活動(dòng)中感受到“學(xué)習(xí)的樂趣”，進(jìn)而挖掘?qū)W生潛在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（三）充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)作潛能

學(xué)生通過幾個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)機(jī)械制圖和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)知識后，可以自己設(shè)計(jì)作品。學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)方案，利用所學(xué)知識驗(yàn)證該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否成立，不斷修正，最后形成合理滿意的設(shè)計(jì)方案。例如，有學(xué)生設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸、手機(jī)外殼等。最后他們利用3D打印機(jī)對所設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行打印，當(dāng)學(xué)生看到自己設(shè)計(jì)加工的成果后，更加激發(fā)了他們的創(chuàng)作靈感和成就感，從而有助于我們培養(yǎng)適應(yīng)新形勢的創(chuàng)新型人才。

通過以上內(nèi)容的論述，可以得知，從當(dāng)前的發(fā)展形勢來看，3D打印技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中得到了普遍的認(rèn)可，同時(shí)也在教育領(lǐng)域中得到了良好的運(yùn)用。對高職院校來說，主動(dòng)將3D打印技術(shù)滲透到機(jī)械類課程改革中有著顯著的效果，不但可以促使機(jī)械類課程實(shí)現(xiàn)深入改革，而且也為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)出了大量的技能型人才。

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