中職教師教學(xué)中3D打印技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐研究

仝紅偉

摘要：在職業(yè)教育領(lǐng)域中，3D 打印技術(shù)是滿足專業(yè)技能型人才培養(yǎng)需求的教學(xué)手段。中職院校通過在材料專業(yè)、機(jī)械專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、數(shù)控加工專業(yè)開設(shè)3D打印設(shè)計(jì)課程，有助于進(jìn)一步完善職業(yè)技能培養(yǎng)體系。本文對中職教師教學(xué)中3D打印技術(shù)的應(yīng)用意義與應(yīng)用實(shí)踐路徑進(jìn)行分析探討，期望對促進(jìn)中職教育教學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：中職；教學(xué)；3D打印技術(shù)

1中職教師教學(xué)中應(yīng)用3D打印技術(shù)的重要意義

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，該技術(shù)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用多種可黏合材料打印出構(gòu)造物體。在中職教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)，構(gòu)建3D打印設(shè)計(jì)課程體系，是職業(yè)教育發(fā)展的必然選擇，也是培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的客觀需要，其重要意義具體體現(xiàn)在以下方面：

1.1有利于推進(jìn)創(chuàng)新教育的開展

在中職教育中引入3D打印技術(shù)，能夠?yàn)閯?chuàng)新教育的實(shí)施提供了技術(shù)支撐。教師應(yīng)用3D打印技術(shù)可豐富授課內(nèi)容，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，讓學(xué)生通過獨(dú)立思考將設(shè)計(jì)創(chuàng)作的作品轉(zhuǎn)化為立體模型，實(shí)現(xiàn)2D到3D的過渡，有利于開發(fā)學(xué)生的智力，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，滿足創(chuàng)新教育的要求。

1.2有利于提高學(xué)生操作技能

在中職課程教學(xué)中，教師可將3D打印技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，使學(xué)生將所學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。如，在機(jī)械設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中，學(xué)生可借助3D打印技術(shù)打印出自主設(shè)計(jì)的產(chǎn)品；在建筑系課程教學(xué)中，學(xué)生可借助3D打印技術(shù)打印出自主設(shè)計(jì)的建筑實(shí)體模型。

1.3 有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

設(shè)計(jì)與打印是3D打印技術(shù)的兩個(gè)環(huán)節(jié)，在中職教學(xué)中要求學(xué)生獨(dú)立完成?；?D打印機(jī)技術(shù)的課程教學(xué)，一般會(huì)采取小組合作學(xué)習(xí)方式，不僅能夠激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，并且還能夠使學(xué)生借助3D打印技術(shù)展示自己的才能，有助于提高學(xué)習(xí)效率。

1.4有利于提高教學(xué)效率

隨著3D打印設(shè)備成本的降低，越來越多的職業(yè)院校開始引入3D打印技術(shù)輔助教學(xué)。在以往的專業(yè)課程教學(xué)中，學(xué)校需要提前采購各種教學(xué)工具，而在3D打印技術(shù)的支持下，教師可以快速制造出用于教學(xué)的特定產(chǎn)品，有利于提高備課效率。同時(shí)，在教學(xué)過程中，教師還可以將復(fù)雜的知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體模型，深化學(xué)生對抽象知識(shí)的理解，從而有助于化解教學(xué)難點(diǎn)。

2中職教師教學(xué)中3D打印技術(shù)的應(yīng)用路徑

2.1明確3D打印教學(xué)的基本思路

中職教師在利用3D打印技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)的過程中，應(yīng)明確基本的教學(xué)思路，建立起教學(xué)應(yīng)用體系架構(gòu)，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的教育價(jià)值。具體教學(xué)思路如下：一是引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察。教師可利用3D打印技術(shù)打印出教學(xué)模型，如在數(shù)學(xué)類課程教學(xué)中，教師可借助3D打印技術(shù)打印幾何模型，幫助學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題。在化學(xué)類課程教學(xué)中，教師可借助3D打印技術(shù)打印出分子模型，讓學(xué)生觀察分析，理解重要知識(shí)點(diǎn)。二是實(shí)踐操作。在教學(xué)過程中，教師可在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目布置打印任務(wù)，讓學(xué)生自主打印設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，促使學(xué)生加深對知識(shí)的理解和記憶，增強(qiáng)學(xué)生對知識(shí)的科學(xué)認(rèn)知。三是邏輯抽象。教師利用3D打印技術(shù)的多個(gè)維度，培養(yǎng)學(xué)生形成邏輯抽象思維，對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2輔助職業(yè)教育課程教學(xué)

在中職課程體系中，學(xué)?？蓪?D打印技術(shù)與多個(gè)學(xué)科的課程教學(xué)相結(jié)合，建立起教學(xué)體系與3D打印技術(shù)的緊密聯(lián)系，促進(jìn)3D打印技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。如，在計(jì)算機(jī)專業(yè)的三維建模課程中，教師可讓學(xué)生使用3D打印技術(shù)構(gòu)建并打印出三維模型；在材料專業(yè)中，教師可讓學(xué)生觀察3D打印機(jī)所使用的特殊材料，了解材料的黏合過程以及產(chǎn)生固態(tài)物體的效果；在機(jī)械加工專業(yè)中，教師可利用3D打印技術(shù)解析產(chǎn)品逐層疊加的原理，讓學(xué)生學(xué)會(huì)借助技術(shù)提高生產(chǎn)精確度。

2.3改進(jìn)實(shí)踐課程教學(xué)手段

隨著3D打印技術(shù)向操作便捷化、系統(tǒng)智能化的方向發(fā)展，為實(shí)踐教學(xué)改革創(chuàng)新帶來的新契機(jī)。在傳統(tǒng)的中職實(shí)踐課程教學(xué)環(huán)節(jié)，教師只能通過多媒體教學(xué)設(shè)備展示二維圖片，使學(xué)生對知識(shí)的認(rèn)知停留在感性認(rèn)知層面。而在3D打印技術(shù)的支持下，教師可利用該技術(shù)將設(shè)計(jì)完成的復(fù)雜構(gòu)件打印出來，讓學(xué)生觀察三維立體的模型，從而更加深入地理解知識(shí)。如，在數(shù)控機(jī)床實(shí)踐教學(xué)中，傳統(tǒng)的實(shí)踐方式要求學(xué)生在數(shù)據(jù)機(jī)床上加工設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品，但是由于產(chǎn)品零件多、組裝復(fù)雜，所以使得大部分學(xué)生很難完成實(shí)踐操作任務(wù)。而在3D打印技術(shù)的支持下，教師可讓學(xué)生利用該技術(shù)將設(shè)計(jì)的產(chǎn)品一體化打印出來，同時(shí)制作出多個(gè)零部件模型，從而降低學(xué)生的實(shí)踐操作難度。

2.4分層普及3D打印技術(shù)

中職院校的專業(yè)設(shè)置較多，不同的專業(yè)對3D打印技術(shù)的需求不同，所以教師要針對不同的專業(yè)分層普及3D打印技術(shù)。如，對智能制造類專業(yè)，教師要著重于3D打印技術(shù)操作技能的講解，讓學(xué)生精通3D打印技術(shù)的使用。對傳統(tǒng)制造業(yè)專業(yè)，教師要將3D打印技術(shù)作為輔助教學(xué)手段，讓學(xué)生熟悉3D打印技術(shù)，以提高課程教學(xué)效率。此外，教師對3D打印技術(shù)的接受能力和應(yīng)用能力影響著該技術(shù)在中職教育教學(xué)中的應(yīng)用效果，所以中職院校應(yīng)向中職教師普及3D打印技術(shù)的正確使用方法，讓教師在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)技術(shù)的使用規(guī)律，結(jié)合專業(yè)課程制定切實(shí)可行的教學(xué)方案，確保3D技術(shù)在教學(xué)中的有效應(yīng)用。

結(jié)論：

總而言之，中職院校要重視3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用，既可以在相關(guān)專業(yè)中設(shè)置3D打印設(shè)計(jì)課程，引導(dǎo)學(xué)生掌握最新的科學(xué)技術(shù)，也可以將3D打印技術(shù)作為有效教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，提高專業(yè)課程教學(xué)效率。為此，中職教師要不斷提高對3D打印技術(shù)的應(yīng)用能力和教學(xué)實(shí)踐能力，充分發(fā)揮出3D打印技術(shù)的教學(xué)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]白鶴，陳濤，周有源，王核心，何石磊.3D打印技術(shù)在高職機(jī)械教學(xué)中的實(shí)踐及應(yīng)用技巧[J].電工技術(shù)，2018（5）：67-68.

[2]朱紅萍.高職制造類課程融合3D打印技術(shù)的教改探究[J].教育教學(xué)論壇，2018（3）：45-46.

[3]李勇，馬洪杰.3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)創(chuàng)新教育領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展研究[J].設(shè)計(jì)，2018（3）：43-44.

[4]李斐.3D打印技術(shù)在高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的實(shí)踐[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2018（1）：29-30.