3D打印技術在高職院校專業教學中的應用

摘 要 3D打印技術是現代高科技行業的重要組成部分，其應用范圍越來越廣泛，尤其是在當前高職專業教學中，3D打印技術為高職專業教學提供了新的途徑與思路。實際教學中，3D打印技術能夠將課本中抽象的設計思路形象的展示出來，讓學生看到真實的思維模型，這有利于提升學生思維能力與實踐能力。本文分析了3D打印技術在高職專業教學中的應用現狀，然后分析了3D打印技術在高職專業教學中的具體應用，以供參考。

【關鍵詞】3D打印技術 高職院校 專業教學

隨著教學模式不斷創新與改革，高職專業教學也發展了巨大變化，越來越多新教學設備與教學理念加入其中，在這其中，技術含量與教學效果比較優異的應屬3D打印技術，該技術對理論與實踐要求較高的高職專業教學而言有非常巨大的幫助，極大的提高了高職專業教學質量。

1 3D打印技術在高等院校教學中的應用現狀分析

3D打印技術的優勢在于能夠快速成型，以計算機中所構建的三維立體圖形為主要依據，將模型打印成實物，將其直觀的展現出來。隨著當前社會對人才需求的不斷變化，技能實用性人才受到各企業的廣泛重視，這使得高職院校的教學手段發生了巨大變化，很多高職院校也都開始引進3D打印設備，并將其應用到實際的教學工作中。

從3D打印的發展現狀分析，我國的3D打印技術尚且處于發展的初級階段，在技術與設備上與發達國家有一定的差距，但是現有的3D打印技術完全能夠適應高等院校教育教學的需求，在我國著名高校如華中科技大學、清華大學、北京航空航天大學等院校都已成立了專門研究3D打印技術的機構，且經過多年的發展，技術也在不斷完善。因此，高職院校可以與此類院校進行合作，引入相應的3D打印設備，改革高職專業教學單一的缺陷，不斷提高自身教學水平。

2 3D打印技術在高職院校專業教學中的應用

2.1 3D打印技術在工業設計專業教學中的應用

工業設計是高職專業課程的重要組成。將3D打印技術應用于工業設計中，主要是實現手工制作與3D打印的聯合。因為高職院校引進的打印設備往往比較單一，在功能上也僅能滿足某一尺寸或者某幾個尺寸的需求，如果需要制作的模型較大，就無法實現打印，因此在工業設計中，應實現手工制作與打印相結合，這不僅能夠解決手工制作速度較慢的缺陷，還能使用3D打印技術來展示復雜的結構，兩種模型制作方法的使用，在提高學生知識綜合運用能力、動手能力與思維能力方面都有重要作用。另外，3D打印技術還可以輔助學校完成教具開發，在工業設計教學中，很多內容都要應用到實物教具，但是大多數教具很難在市場上采購到，并且定制價格也較貴。例如，《機械制圖》課程講解中教師需要使用實物模型向學生講解形體的三視圖；《產品設計》課程中需要將學生的設計作品轉變為實物模型，這些教具的制作其實都可以使用3D打印設備來完成，通過采購相應的制作材料，批量生產教具，將工業設計中的概念或者知識以具體實物展示出來，給學生直觀的認識，這將大大提高工業教學質量。

2.2 3D打印技術在高職動漫專業中的應用

高職動漫專業中，使用3D打印技術能夠將動畫逐幀的動作以真實模型展示出來，使學生不在停留在二維平面的理解上，使學生能夠獲得直觀與具體的視覺享受，并且將逐幀的動畫制成實際模型，能夠讓學生對動畫的交通過程進行入微的觀察，解決學生對運動規律中空間交替的認知缺陷。

高職動畫教學一般是按照動畫的創作流程來介紹，雖然各個環節的制作相互獨立，但是其本質上卻有緊密的聯系，整個動畫制作中，并非一個教師完成所有教學課程，而是由不同專業的教師來承擔各部分內容的教學，這就使得在實際教學中，經常會出現前后銜接不緊密的情況，這對學生動畫制作水平的提升不利。然而如果使用3D打印技術，就可以有效解決各專業課程教師內容銜接不順暢的問題，使各專業教師能夠更好的串聯教學各個環節。比如，使用3D打印技術將制成的實物作為課件，在課堂上進行解析，且各個環節也都以實物為準，這樣就能夠使課程內容具有相對的整體性與協調性。

2.3 3D打印技術在機械專業教學中的應用

機械設計與機械制造是高職專業的重要組成，將3D打印技術應用到該專業課程教學中，能夠有效提高教學質量。例如在《機械制圖》專業基礎課程學習中，課程的教學目標主要是培養學生的空間思維能力與想象能力，使學生能看懂或者繪制機械零件的三視圖，傳統教學中，教師通常使用掛圖、模型以及黑板教學的方式進行授課，這很難給獲得良好的教學效果，學生學習起來就比較困難，久而久之，學生會慢慢失去學習的興趣。而將3D打印技術應用到機械制圖中，則能夠將機械零件以實物的形式展現出來，給學生深刻的認識。例如，在講解空間三維實體截交、相貫內容時，其中所涉及到的空間三維實體，如果使用理論講解的方式，講解起來比較困難，且學生也很難獲得深刻的理解，然而引入3D打印技術，就可以打印出三維立體實物，通過實物展示，使學生能夠快速的掌握實體截交、相貫的基本概念，為后面的機械制造課程奠定堅實的基礎。機械專業對學生的操作能力有較高的要求，所以實際教學中學生的實踐操作是非常重要的教學環節，將3D打印技術應用到機械實踐教學中能夠幫助學生提高操作水平。比如，在講解傳統“發動機拆裝”教學中，可以將發動機的各個零件打印出來，這樣教師就可以在課堂中向學生介紹整個拆裝過程，然后再讓學生進行實訓，這樣能夠大大提高教學效果與效率。

3 結語

綜上所述，3D打印技術對高職院校專業課程教學有重要意義，因此高職院校應充分利用3D打印技術，將高職專業課程的相關內容與其結合，從而不斷提高高職學生的理論與實踐水平，促使高職人才與專業建設共同發展。

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作者簡介

劉柱棟（1981-），男，廣東省河源市人。大學本科學歷。現供職于廣州番禺職業技術學院（中級職稱）。研究方向為計算機應用。

作者單位

廣州番禺職業技術學院 廣東省廣州市 511483