3D 打印技術(shù)在機械實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用探索

王書林

（徐州市中等專業(yè)學(xué)校，221000，江蘇徐州）

在機械專業(yè)教學(xué)體系中，機械實訓(xùn)教學(xué)課程是其重要組成部分，同時也是開展學(xué)生素質(zhì)教育的一項重要內(nèi)容，可幫助學(xué)生更好地實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合，對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)有積極影響。有學(xué)者指出，在機械實訓(xùn)教學(xué)活動開展過程中利用3D 打印技術(shù)，可更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，對學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展有所助益[1]。

1 傳統(tǒng)機械實訓(xùn)教學(xué)模式存在的不足

機械類專業(yè)課程知識具有抽象性特征，加之大部分學(xué)生在理論學(xué)習(xí)階段對理論知識的掌握不佳，基礎(chǔ)理論知識掌握程度不高、學(xué)習(xí)能力較差等情況較為普遍，這進一步增加了機械實訓(xùn)教學(xué)活動開展的難度，學(xué)生無法有效銜接理論知識與實踐操作，學(xué)生難以熟練掌握知識，學(xué)生的學(xué)習(xí)動力以及積極性均有所削弱，繼而影響了實際教學(xué)效果[2]。此外，傳統(tǒng)機械實訓(xùn)教學(xué)存在模式單一、呆板的問題，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)主動性。

2 3D 打印技術(shù)對機械實訓(xùn)教學(xué)的作用

2.1 彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

機械類專業(yè)課程具有較強的專業(yè)性及抽象性，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生難以真正地掌握、理解知識，吃不透知識的情況較為普遍，同時傳統(tǒng)教學(xué)模式無法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)主動性，實際教學(xué)效果不好。在開展機械實訓(xùn)教學(xué)活動中，利用3D 打印技術(shù)可幫助學(xué)生更為直觀地理解抽象且復(fù)雜的機械專業(yè)知識，有助于學(xué)生空間想象能力及理解能力的進一步提升，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，能夠大大提升實際學(xué)習(xí)效果。此外，利用3D 打印技術(shù)還可以完成教具的打印工作，既可實現(xiàn)教學(xué)成本的有效控制，也可簡化繁瑣的教具采購流程，教學(xué)效率及教學(xué)質(zhì)量也可實現(xiàn)有效提升。3D 打印技術(shù)的應(yīng)用，可幫助教師、學(xué)生進一步豐富空間想象能力，師生均可利用3D 打印技術(shù)實現(xiàn)自己的想法，可使教學(xué)過程更具靈活性，也可改變學(xué)生以往被動接受知識的情況，激勵學(xué)生更為積極、主動地學(xué)習(xí)知識[3]。

2.2 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，吸引更多學(xué)生學(xué)習(xí)機械專業(yè)知識技術(shù)

絕大部分人在討論機械時，多會聯(lián)想到轟鳴的機床以及隨處可見的油污，臟亂的工作環(huán)境使得大部分人不愿意更多了解機械行業(yè)，因此學(xué)習(xí)機械專業(yè)的學(xué)生數(shù)量較少。就絕大部分高職院校的學(xué)生來說，對機械專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣遠遠低于物流、藝術(shù)以及經(jīng)濟管理等專業(yè)[4]。3D 打印技術(shù)高速發(fā)展，逐漸在各行各業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用起來，尤其是在我國南部地區(qū)的玩具廠、鑄造廠等企業(yè)內(nèi)，制造工藝已然發(fā)生了巨大改變，3D 打印技術(shù)的應(yīng)用大大節(jié)約了企業(yè)成本、提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，同時也使機械類專業(yè)學(xué)生的工作環(huán)境得到了明顯改善，明亮、整潔、安靜的工廠環(huán)境代替了傳統(tǒng)嘈雜臟亂的現(xiàn)場。在電腦上開展建模操作，并利用3D 打印機便可實現(xiàn)產(chǎn)品的加工過程。在高職院校開展機械實訓(xùn)教學(xué)活動過程中，融入3D 打印技術(shù)可幫助學(xué)生打破對機械專業(yè)的傳統(tǒng)認知，吸引更多的學(xué)生選擇機械專業(yè)，培養(yǎng)更多的機械專業(yè)人才，對學(xué)校專業(yè)結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化也具有重要意義，對學(xué)生未來就業(yè)方向的拓展也可發(fā)揮促進作用。

2.3 強化校企合作，有針對性地培養(yǎng)專業(yè)技能型人才

就當(dāng)前我國機械行業(yè)來看，3D 打印技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，高職院校是培養(yǎng)技能型人才的重要陣地，在開展實訓(xùn)教學(xué)活動過程中利用3D 打印技術(shù)，可對校企之間的深入合作、交流起到促進作用。在校企合作模式下，可更好地進行企業(yè)實際問題的解決，為企業(yè)的正常、有序運行提供保障，與此同時對學(xué)校教師的科研能力、教學(xué)水平也起到重要提升作用。此外，高職院校也可結(jié)合企業(yè)實際需求組織相關(guān)實訓(xùn)教學(xué)活動，在幫助學(xué)生更好地掌握3D 打印技術(shù)的基礎(chǔ)上，開闊學(xué)生的眼界，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力以及實踐能力，實現(xiàn)技能型人才培養(yǎng)目標[5]。

2.4 提升學(xué)生綜合素質(zhì)及能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

3D 打印技術(shù)涉及多方面知識，在機械實訓(xùn)教學(xué)過程中應(yīng)用這一技術(shù)，能幫助學(xué)生更好地掌握三維造型軟件及切片軟件的應(yīng)用，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，同時對學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)具有積極作用，學(xué)生創(chuàng)新意識也可實現(xiàn)有效激發(fā)[6]。當(dāng)前3D 打印技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，3D 打印設(shè)備及材料所用成本隨之降低，學(xué)生可承擔(dān)3D 打印設(shè)備的相關(guān)費用，在未來就業(yè)選擇中增加自主創(chuàng)業(yè)的可能，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展提供了更多的機會，在為學(xué)生帶來更多經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，大大提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力。

3 3D 打印技術(shù)在機械實訓(xùn)教學(xué)中的具體應(yīng)用策略

3.1 明確機械實訓(xùn)教學(xué)目標

在機械實訓(xùn)教學(xué)活動開展過程中，為更好地融入3D 打印技術(shù)，首先需合理設(shè)置課程教學(xué)目標，幫助學(xué)生熟悉并了解3D 打印技術(shù)基本工作原理、成形方式以及工藝特點，掌握3D 打印技術(shù)的實際應(yīng)用方法、基本操作等內(nèi)容，同時注重學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)。在設(shè)置機械實訓(xùn)教學(xué)目標過程中，需結(jié)合學(xué)生實際理論知識掌握情況進行課程體系安排，按照認識3D 打印、設(shè)計制作以及綜合提升的順序開展教學(xué)活動，為學(xué)生提供更多參與課程學(xué)習(xí)的機會，幫助學(xué)生更好地吸收理論知識，培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力。

3.2 完善機械實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備

在開展實訓(xùn)教學(xué)活動過程中，3D 打印演示教學(xué)的開展離不開硬件設(shè)備室的必要保障。當(dāng)前，高職院校機械專業(yè)較為常用的3D 打印硬件設(shè)備包括3D 打印機、3D 掃描儀等，上述硬件設(shè)備可有效滿足學(xué)生認識3D打印的教學(xué)目標，也能夠使學(xué)生對3D 打印功能的需求得到有效滿足。此外，從軟件角度出發(fā)，需合理制定相關(guān)教學(xué)計劃、教學(xué)看板以及實訓(xùn)教學(xué)報告等內(nèi)容，為機械實訓(xùn)課程的順利開展提供有效保障。

3.3 優(yōu)化機械實訓(xùn)課程教學(xué)模式

硬件設(shè)備室應(yīng)為3D 打印演示教學(xué)活動的實施提供保障，在實際開展教學(xué)活動過程中，需始終堅持知行合一的教學(xué)理念，將理論知識與實踐操作有序結(jié)合起來，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，開展靈活化、現(xiàn)代化機械實訓(xùn)教學(xué)活動。

首先，在開展認知教學(xué)活動過程中可采用演示法。充分利用學(xué)校多媒體技術(shù)及視頻，為學(xué)生呈現(xiàn)3D 打印實物，并針對不同3D 打印設(shè)備展開相應(yīng)講解。利用實物圖片與動畫相結(jié)合的教學(xué)模式，幫助學(xué)生更為深入、全面地認識3D 打印。

其次，合理進行機械實訓(xùn)課程內(nèi)容的設(shè)計?？衫脤嵺`教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實踐操作，激發(fā)學(xué)生對3D 打印模型操作的學(xué)習(xí)熱情，將學(xué)生置于教學(xué)主體地位，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決問題的能力。

第三，開展綜合訓(xùn)練提升機械實訓(xùn)課程教學(xué)效果。在這一課程教學(xué)中可利用項目驅(qū)動教學(xué)模式，將綜合應(yīng)用3D 打印技術(shù)作為主要教學(xué)目標，在實際開展教學(xué)活動過程中，教師需明確實踐教學(xué)目標，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺能動性，鼓勵學(xué)生遇到問題及時討論，引導(dǎo)學(xué)生積極開展相互協(xié)調(diào)、合作[7]。

4 結(jié)語

在高職院校機械實訓(xùn)教學(xué)活動中，3D 打印技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，這一技術(shù)的應(yīng)用能有效銜接理論知識與實踐操作，對學(xué)生自主能力、思維能力、創(chuàng)新能力的進一步提升具有重要促進作用，能切實提升機械實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量和效果，為社會培養(yǎng)更多技能型人才。