基于行動導(dǎo)向下3D打印技術(shù)的教學(xué)實踐

徐宏迪

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著科學(xué)技術(shù)的進步，越來越多的教學(xué)理念和新設(shè)備加入教學(xué)當(dāng)中。其中，3D打印的技術(shù)含量與教學(xué)效果確實屬優(yōu)異之列。在中職機械專業(yè)教學(xué)中，其對理論與實踐要求較高，3D打印技術(shù)為之提供巨大幫助，大大地提高了中職機械專業(yè)教學(xué)質(zhì)量[1]?？v觀中職機械專業(yè)的機械制圖課程，結(jié)合其課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)實施情況，該課程應(yīng)當(dāng)朝著實踐性和工程性的方向發(fā)展，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)朝著師生雙向活動的方向發(fā)展?；谶@些，在“行動導(dǎo)學(xué)”教學(xué)理念的引導(dǎo)下，對機械制圖的教學(xué)過程加以改革，提升該課程的教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 行動導(dǎo)向;3D打印技術(shù);機械制圖

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）11-0138-02

傳統(tǒng)的機械制圖等課程理論知識的面授、講解使用的手段單一，通過PPT、視頻及模型教具等來輔助教學(xué)，在一定程度上阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。引進3D打印技術(shù)，以數(shù)模文件為基礎(chǔ)，使用制造技術(shù)，通過數(shù)字化編輯模型并觀察結(jié)構(gòu)，使用 3D 打印技術(shù)打印出成品，讓學(xué)生先動腦、動手，再加以配合視覺、觸覺的學(xué)習(xí)方式。同時，也可在互聯(lián)網(wǎng)中尋找已經(jīng)存在的數(shù)字模型文件，將互聯(lián)網(wǎng)、3D打印產(chǎn)品和機械制圖教學(xué)結(jié)合起來，解決傳統(tǒng)教學(xué)中的不足[2]。

一、行動導(dǎo)向概述

所謂的行動導(dǎo)向并不是一種具體的教學(xué)方法，而是一種教學(xué)的指導(dǎo)思想，即學(xué)生所獲得的知識不是由教師灌輸?shù)?，而是在自主?gòu)建知識的過程中所形成的一種以專業(yè)能力、社會能力以及方法能力等為一體的“行動能力”。在這樣行動能力的引導(dǎo)下，學(xué)生可以掌握多種崗位的技能要求，以更好地適應(yīng)工作崗位的變化。而且，在教學(xué)實施的過程中，學(xué)生才是參與的主體，其在“教”與“學(xué)”活動的職業(yè)交往情境參與中自主地掌握有價值的知識與技能，提升其專業(yè)素養(yǎng)。在新課改的背景下，在教學(xué)活動中用到的項目教學(xué)、角色扮演教學(xué)、案例分析教學(xué)等都是從行動導(dǎo)向中衍生出來的。

行動導(dǎo)向教學(xué)改革的重點不是對傳統(tǒng)教學(xué)予以否定，而是在新的教學(xué)原則指導(dǎo)下，對原有的理論知識進行適當(dāng)取舍，在實踐教學(xué)中充分彰顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，以行動來引領(lǐng)教學(xué)。如何在中職機械制圖課程的教學(xué)活動中實現(xiàn)其運用？方法有很多種，可嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于此課程的教學(xué)中。

二、師生角色互換

中職的教學(xué)以培養(yǎng)技能為主，包括動手能力、工作能力和社會能力，比較適合“行動導(dǎo)向”進行教學(xué)，在實施的過程中，可能需要一個過程，將“行動導(dǎo)向”教學(xué)慢慢地貫穿到教學(xué)中。但也存在著一些問題，很多學(xué)生對行動導(dǎo)向教學(xué)不習(xí)慣、不適應(yīng)、不知道自己該怎么做。教師應(yīng)給予充分的引導(dǎo)和明確的指令，比如布置清晰明確的任務(wù)，將學(xué)習(xí)流程、組織方法等明確地示意給學(xué)生，讓學(xué)生一步一步地深入學(xué)習(xí);或采用示例的方法，教師引導(dǎo)示例，學(xué)生先“照葫蘆畫瓢”，再慢慢地學(xué)會主動地去做。

另外，教師的作用轉(zhuǎn)變，行動導(dǎo)向的教學(xué)方法需要教師花大量的時間去設(shè)計一堂課，設(shè)計行動導(dǎo)向的教學(xué)方案，搜集大量案例以組織教學(xué)項目，在課堂過程中教師則輕松很多，主要起到引導(dǎo)、總結(jié)、答疑、把控教學(xué)進程的作用。

三、基于行動導(dǎo)向下3D打印技術(shù)在機械制圖中的課程改革

（一）教學(xué)目標(biāo)——從知識學(xué)習(xí)到能力提升

在行動導(dǎo)向理念的指導(dǎo)下，制訂機械制圖課程教學(xué)目標(biāo)，從職業(yè)崗位能力入手，將學(xué)生應(yīng)當(dāng)“學(xué)會什么”作為課程實施的出發(fā)點，構(gòu)建起以“能力提高”為目的的“行動導(dǎo)向”教學(xué)目標(biāo)。立足教學(xué)所需和學(xué)生的學(xué)情，制定 “行動化”教學(xué)，聯(lián)系實際生產(chǎn)，逐步對學(xué)生進行工程知識和工程意識的滲透，使學(xué)生在興趣被激發(fā)的情況下積極參與到教學(xué)實踐活動之中[3]。以學(xué)生為主的主動性、參與性的“行動化”教學(xué)，幫助學(xué)生加深對知識的理解，獲得更多的制圖知識與技能，提升能力水平，促進學(xué)生獨立思維的發(fā)展;采取小組合作方式，教會學(xué)生3D打印技術(shù)中的三維軟件創(chuàng)建簡單模型，引導(dǎo)學(xué)生在自主、合作、探究與教師的講解相結(jié)合中獲得有效的發(fā)展。

（二）教學(xué)內(nèi)容——從學(xué)科結(jié)構(gòu)到項目結(jié)構(gòu)

在教學(xué)活動開展中，需要轉(zhuǎn)變以教師知識灌輸為主的方式，立足教學(xué)內(nèi)容，合理利用新技術(shù)、新科技，設(shè)計出行動導(dǎo)向下的項目化課程。

在教學(xué)活動開展中，組織制圖基本規(guī)定和平面繪制教學(xué)活動時，大部分學(xué)生對知識有著濃厚的探究興趣，能較好地掌握該部分知識。如在“點→線→面→體”的認知過程中，“點的投影”極具抽象性，對還沒有形成制圖思維且空間想象力不足的學(xué)生來說，這些知識難以理解，會使學(xué)生喪失對這門課程的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)活動中，從直觀性的“體”入手，首先理解“圖”與“物”之間所存在的聯(lián)系，再從具體的物體中抽象出“點、線、面”等要素。如何讓“圖”更加深刻地呈現(xiàn)在學(xué)生面前？可利用3D打印技術(shù)來輔助機械制圖教學(xué)，不僅降低了教學(xué)難度，還有利于激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使其扎實掌握所學(xué)知識。

（三）教學(xué)方法——從以講為主到行動導(dǎo)向

教學(xué)是師生雙向互動的過程。從教學(xué)方法的本質(zhì)來說，機械制圖教學(xué)活動的開展不能單純地以教師的知識灌輸為主，而應(yīng)將教師的教學(xué)方式與學(xué)生接受知識的時候所使用到的學(xué)習(xí)方式加以協(xié)調(diào)，在“教”與“學(xué)”的互動下提升教學(xué)質(zhì)量。在機械制圖教學(xué)活動開展中，以學(xué)生為本的理念指導(dǎo)下，采取多樣化的方式使“教”與“學(xué)”交互起來。在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上利用先進的科學(xué)技術(shù)和手段，教師讓學(xué)生學(xué)會計算機繪圖，繪制三維軟件，利用3D技術(shù)打印出實物，甚至可以利用3D食品打印，用軟件打印出“食品”，作為獎品贈送給表現(xiàn)好的學(xué)生。

四、3D打印技術(shù)在機械制圖教學(xué)的應(yīng)用舉例

如數(shù)控車床中級難度的零件圖，內(nèi)孔部分學(xué)生容易看錯，甚至?xí)床欢Ｔ谡n堂上，教師把學(xué)生分若干小組，討論圖紙和制圖方法。每組派代表進行講解，在教師的引導(dǎo)下，對各組的討論結(jié)果進行分析，把課前畫好的三維實體以PPT形式展現(xiàn)出來。并輔助學(xué)生用3D one軟件繪制三維實體，零件各部位結(jié)構(gòu)清晰可見，以STL格式保存，再讓學(xué)生用3D打印機把實體打印出來，有助于提高學(xué)生的識圖能力。相信此方法更受學(xué)生歡迎，教學(xué)效果更佳。

五、3D打印技術(shù)在機械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

通過調(diào)查研究，3D打印技術(shù)在機械制圖教學(xué)中起著關(guān)鍵性的作用。

（一）學(xué)生自覺性和興趣增強

入學(xué)初，對2017級數(shù)控特訓(xùn)班40個學(xué)生進行機械制圖課程的興趣調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖1所示。

從圖2中可以看出學(xué)生對3D打印技術(shù)有濃厚的興趣，從學(xué)生的興趣和喜好出發(fā)，有助于教師在教學(xué)過程中更自信地實施教學(xué)項目，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

（二）課堂教學(xué)效果和作業(yè)情況分析

對2017級數(shù)控特訓(xùn)班進行3D打印輔助機械制圖教學(xué)，從平常課堂表現(xiàn)和學(xué)生作業(yè)情況看，收到了一定的實效。從圖3中，看出2017數(shù)控特訓(xùn)班在3D打印輔助教學(xué)后，學(xué)生敢于提出問題、思考問題、自我解決問題的能力有大幅度提高，對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

（三）提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績

運用3D打印技術(shù)輔助教學(xué)，對3D打印技術(shù)的輔助教學(xué)的2017級數(shù)控特訓(xùn)班的學(xué)生進行了兩個學(xué)期的成績分析，如圖4所示，學(xué)生學(xué)習(xí)成績、綜合能力有了明顯提高。

通過調(diào)查研究，把3D打印技術(shù)應(yīng)用于機械制圖中，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性有較大提高，但是能力的提高貫穿于學(xué)生的整個學(xué)習(xí)生涯。由于時間所限，還有許多方面需要進一步改善。

1.學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，接受能力有高有低，學(xué)習(xí)習(xí)慣各有不同。培養(yǎng)學(xué)生能力和學(xué)習(xí)興趣是一個比較艱辛的過程，因此需要把工作做得更細，要持之以恒。

2.在教學(xué)中教師、學(xué)生要做更多的準(zhǔn)備工作，在繁瑣的工作面前，教師的工作量將成倍增加，這樣才能更好地輔助學(xué)生主動學(xué)習(xí)。在接下來的教學(xué)工作中，還要努力克服各方面的困難，相信堅持到底就是勝利。

另外，研究的對象是中職一年級的學(xué)生，研究成果有一定的指導(dǎo)意義，可能存在片面性、局限性。爭取通過多次調(diào)查實踐，擴大范圍進行細致研究，使研究結(jié)果更具全面性。

參考文獻：

[1]何歡歡.基于3D打印技術(shù)的中職機械類課程改革探析[J].亞太教育，2016（24）：181.

[2]朱鵬.3D打印技術(shù)與機械制圖教學(xué)結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用的研究[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2017（10）：181-182.

[3]莊競，梁承忠.行為導(dǎo)向教學(xué)法在中職制圖教學(xué)改革中的實踐[J].職業(yè)，2007（18）：32-33.

編輯 陳鮮艷