基于3D打印技術(shù)的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目教學(xué)研究與實(shí)踐

鄺允新

[摘 要] 以新時(shí)期的教育特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，3D打印技術(shù)迅速發(fā)展，市場(chǎng)前景非常廣闊，同時(shí)也是產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新的重要應(yīng)用技術(shù)。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，3D打印技術(shù)開展了實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、打印制造等環(huán)節(jié)，為實(shí)踐教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。分析了3D打印技術(shù)的原理，及其在實(shí)踐中的應(yīng)用，提出了相應(yīng)的實(shí)施策略，以期為教師教學(xué)提供參考。

[關(guān) 鍵 詞] 3D打印技術(shù)；訓(xùn)練項(xiàng)目；教學(xué)實(shí)踐

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）23-0056-01

一、3D打印技術(shù)的原理分析

就當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀而言，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了人們的生活質(zhì)量與水平，在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之后，從技術(shù)和設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以看出，3D掃描儀能夠獲得三維數(shù)據(jù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模、創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在3D打印的過(guò)程中，對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，讀取文件橫截面信息的時(shí)候，要了解每一層的構(gòu)造，將這些截面黏合在一起，從而制造出實(shí)體來(lái)。將電、光和控制集合在一起的科學(xué)技術(shù)，也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、建筑和教育等多個(gè)領(lǐng)域。

二、3D打印技術(shù)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目在教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）3D打印技術(shù)和教學(xué)創(chuàng)新教育模式相互結(jié)合

創(chuàng)新教育實(shí)踐平臺(tái)就需要以學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和課堂體系為基礎(chǔ)，形成具有鮮明特色的教學(xué)模式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式，為學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐，提供硬件方面的支持。在教學(xué)過(guò)程中，教師要積極地鼓勵(lì)學(xué)生參與到相關(guān)活動(dòng)中，例如，3D打印創(chuàng)意活動(dòng)，或者是一些以學(xué)科為主的競(jìng)賽綜合項(xiàng)目，以專業(yè)化產(chǎn)品組織為目標(biāo)的創(chuàng)新活動(dòng)。激發(fā)學(xué)生對(duì)3D打印技術(shù)的興趣和熱情。學(xué)校也要通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、社團(tuán)培訓(xùn)的方式，根據(jù)創(chuàng)新教育的出發(fā)點(diǎn)，聘請(qǐng)技能型教師，打造一支多元化的教師團(tuán)隊(duì)。例如，在機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)中，可以通過(guò)“精密制造工學(xué)基礎(chǔ)”課程實(shí)驗(yàn)為主，熟悉相應(yīng)的工藝特點(diǎn)。在教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化需求，擴(kuò)寬學(xué)生對(duì)物體成型方式的掌握范圍，系統(tǒng)地了解材料的成型方式。讓學(xué)生可以自主調(diào)節(jié)切片層高和放置的角度，在虛擬的環(huán)境中計(jì)算結(jié)果。

（二）實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方式

3D打印實(shí)踐環(huán)節(jié)的目的在于提高學(xué)生的想象空間與思考范圍，尤其是在機(jī)械產(chǎn)品的構(gòu)造上，不同階段和難點(diǎn)內(nèi)容，教師也要采取不同的方式來(lái)應(yīng)對(duì)。例如，在“工程圖學(xué)”的實(shí)踐中，首先是在畫法教學(xué)階段，要將重點(diǎn)放在橫切部分，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候，明白空心立體和相貫的聯(lián)系。教師要將課程內(nèi)容和后續(xù)的課程進(jìn)行有效銜接，在具備了一定的配合關(guān)系之后，可以設(shè)計(jì)一組幾何零件，將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中。這就對(duì)空間形象思維等方面有一個(gè)具體的了解，從形體的分析中轉(zhuǎn)化到結(jié)構(gòu)的分析中，從生產(chǎn)實(shí)際的角度來(lái)思考問(wèn)題。最后是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，即對(duì)軟件的操作練習(xí)，在對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)和意義不清楚的時(shí)候，教師可以使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)裝置，讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)軟件的操作方式，為之后的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

三、基于3D打印技術(shù)的創(chuàng)新教育實(shí)施策略

（一）優(yōu)化課程，搭建實(shí)踐平臺(tái)

在全校范圍內(nèi)，選擇一些優(yōu)秀的學(xué)生對(duì)3D打印創(chuàng)新平臺(tái)進(jìn)行更為深層次的學(xué)習(xí)，按照年級(jí)分類，在完成基礎(chǔ)課程之外，可以適當(dāng)?shù)剡x修一些重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)課程。教師要引導(dǎo)學(xué)生積極參加一些學(xué)科競(jìng)賽，根據(jù)自己的興趣進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。例如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生在無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體打印的時(shí)候，就可以對(duì)設(shè)計(jì)的工件進(jìn)行分段處理，然后在打印之后進(jìn)行拼接，最后實(shí)現(xiàn)工件的創(chuàng)新。學(xué)校也要為學(xué)生搭建一些以創(chuàng)意設(shè)計(jì)為主的擴(kuò)展平臺(tái)，每一個(gè)平臺(tái)要有專門的教師負(fù)責(zé)，加大經(jīng)費(fèi)的投入，創(chuàng)新學(xué)院的建設(shè)和運(yùn)行。學(xué)校也要始終圍繞著創(chuàng)新教育教學(xué)的戰(zhàn)略規(guī)劃，支持學(xué)生開展創(chuàng)新項(xiàng)目，參與創(chuàng)新競(jìng)賽。

（二）強(qiáng)化校企合作，協(xié)調(diào)創(chuàng)新發(fā)展

加強(qiáng)校企合作，可以與3D智能裝備產(chǎn)業(yè)園和增材制造企業(yè)合作，簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，一方面學(xué)?？梢远ㄆ诎才艑W(xué)生到產(chǎn)業(yè)園中進(jìn)行實(shí)踐，積極和各個(gè)企業(yè)的技術(shù)工作人員交流，了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，也能進(jìn)一步增強(qiáng)自身的知識(shí)體系。另一方面，企業(yè)也要深入校園中，開展一系列和3D打印技術(shù)相關(guān)的講座，相關(guān)企業(yè)到學(xué)校參加宣講和招聘會(huì)，提高學(xué)生對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)知程度和對(duì)學(xué)校的認(rèn)可度，進(jìn)而提升就業(yè)率。同時(shí)，還要強(qiáng)化項(xiàng)目合作，積極鼓勵(lì)學(xué)生參與到項(xiàng)目的開發(fā)中，讓學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐主動(dòng)性得到充分發(fā)揮，同時(shí)能夠自己完成設(shè)計(jì)和建筑等多個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)，將知識(shí)和能力相互融合，并延伸到項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛，教育者在創(chuàng)新教育中也要引入3D技術(shù)，不僅能讓學(xué)生對(duì)新技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)知，還能通過(guò)創(chuàng)意設(shè)計(jì)和設(shè)備制作等活動(dòng)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。通過(guò)個(gè)性化的教育方式，鼓勵(lì)學(xué)生體驗(yàn)并融入教學(xué)活動(dòng)中，推動(dòng)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目教學(xué)的改革與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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