基于3D打印技術(shù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新課堂教學(xué)設(shè)計(jì)探索

呂俊流

摘要：社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步帶動(dòng)了科技的發(fā)展，3D打印技術(shù)就是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，3D打印技術(shù)是最近幾年開(kāi)始興起的一種新型的技術(shù)，通過(guò)增料的方式將實(shí)物展現(xiàn)在我們面前，在諸多的行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用。作為教師應(yīng)該做到與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)于新興起的技術(shù)有所了解，積極配合教育改革，在課堂教學(xué)當(dāng)中融入3D打印技術(shù)，在課堂教學(xué)過(guò)程中大膽嘗試。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新；課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，已經(jīng)在很多的行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用，課堂教學(xué)也在逐漸進(jìn)行改革，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，但是這些還是屬于虛擬的技術(shù)，如果我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程當(dāng)中運(yùn)用3D打印技術(shù)，將真實(shí)的事物呈現(xiàn)在我們面前，也是對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行的創(chuàng)新?，F(xiàn)如今國(guó)家大力支持教育改革，而教育改革的主要任務(wù)還是對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，最大限度的提升課堂教學(xué)質(zhì)量。同樣的教學(xué)內(nèi)容通過(guò)不同的教學(xué)方式展現(xiàn)出來(lái)，最終的效果也會(huì)有所差別。而且現(xiàn)如今我們所運(yùn)用的教學(xué)方式相對(duì)比較單一，課堂教學(xué)內(nèi)容比較枯燥，很難提起學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，而且像機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在課堂上教師所講的內(nèi)容偏理論的會(huì)多一些，對(duì)于一些機(jī)械的原理進(jìn)行表述時(shí)都不是很直觀，學(xué)生理解起來(lái)也會(huì)比較困難，再加上之前教學(xué)所用的教具都比較傳統(tǒng)，學(xué)生很難對(duì)教學(xué)內(nèi)容提起興趣。還有就是像計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)的學(xué)生，一些三維軟件即便是運(yùn)用計(jì)算機(jī)也只是能夠在電腦上進(jìn)行設(shè)計(jì)和模仿，缺乏食物的設(shè)計(jì)。所以，為了更好的提升教學(xué)質(zhì)量，在課堂教學(xué)過(guò)程當(dāng)中運(yùn)用3D打印技術(shù)，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，還能以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意性。

1.新時(shí)期課堂教學(xué)分析

當(dāng)今時(shí)代，多媒體教學(xué)方式已經(jīng)在我們的課堂教學(xué)過(guò)程當(dāng)中得到了普遍的應(yīng)用，可以將文字、圖片、視頻等等在屏幕上實(shí)時(shí)展現(xiàn)出來(lái)，打破傳統(tǒng)教學(xué)理念的束縛。雖然課堂教學(xué)在很大程度上已經(jīng)得到了優(yōu)化，但是還是存在著諸多的問(wèn)題，特別是當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)創(chuàng)新型社會(huì)，學(xué)生的創(chuàng)意意識(shí)顯得更加重要，有一些學(xué)生的設(shè)計(jì)作業(yè)具備一定的創(chuàng)意性，但是我們只能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件將虛擬的東西呈現(xiàn)出來(lái)，如果想要將虛擬轉(zhuǎn)換成為實(shí)物，還是要通過(guò)一系列繁瑣的工作，比如說(shuō)像機(jī)械類專業(yè)，我們?nèi)绻雽⑺O(shè)計(jì)出的復(fù)雜造型通過(guò)實(shí)物的方式展現(xiàn)出來(lái)，可能會(huì)通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)加工制造，無(wú)論是成本還是時(shí)間都是我們所不能夠承受的，即便是一些具備機(jī)械類專業(yè)技能的人來(lái)說(shuō)也是要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能夠完成的，而且上述的這些條件并不是每個(gè)學(xué)校都能夠提供的，對(duì)于一些不具備機(jī)械類技能的學(xué)生來(lái)說(shuō)，創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)難度也就更大，有些時(shí)候創(chuàng)意并不是局限于專業(yè)，即便是一些非專業(yè)人士也是能夠有很好的創(chuàng)意的，他們的創(chuàng)意更加大膽。因此，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意能否實(shí)現(xiàn)造成影響，如果在這時(shí)能夠有一些技術(shù)的支持，那么這項(xiàng)工作將會(huì)十分簡(jiǎn)單。

2.3D打印技術(shù)特點(diǎn)

所謂3D打印機(jī)實(shí)際上是一種能夠在最短的時(shí)間能呈現(xiàn)出實(shí)物形態(tài)的設(shè)備，主要是以數(shù)字模擬文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或者是塑料等等這些能夠粘合的材料，通過(guò)逐層打印的方法對(duì)物體結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。之前常常被應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、模具制造等行業(yè)，現(xiàn)在會(huì)用于產(chǎn)品的直接制造，也就是說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。實(shí)際上，我們可以把該設(shè)備認(rèn)為是工控機(jī)，在我們的日常生活當(dāng)中常用到的塑料制品就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建模的方式，借助機(jī)器設(shè)備進(jìn)行三維的噴塑，也就是說(shuō)工控機(jī)也可以說(shuō)是3D打印機(jī)，只是設(shè)備內(nèi)所加入的材料是不同的。打印機(jī)對(duì)文件當(dāng)中的截面信息進(jìn)行獲取，運(yùn)用液體、粉末、片狀的材料將截面打印出來(lái)，再將截面黏在一起，以實(shí)物的形式呈現(xiàn)在我們面前。3D打印機(jī)最大的特點(diǎn)就是可以對(duì)任何形狀的物體進(jìn)行制作。3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相比較，節(jié)約了時(shí)間，因?yàn)椴恍枰谶M(jìn)行開(kāi)模工作，成本費(fèi)用也得到了降低。對(duì)于一些完美的設(shè)計(jì)理念，不管是工藝流程多么復(fù)雜，都可以運(yùn)用3D打印技術(shù)在很短的時(shí)間內(nèi)制造出來(lái)，對(duì)于產(chǎn)品的創(chuàng)新具有積極的影響。

3.3D打印技術(shù)在課堂教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是枯燥乏味的，再加上機(jī)械類專業(yè)課程本身就比較無(wú)聊，一些工作原理比較繁瑣，雖然運(yùn)用多媒體設(shè)備通過(guò)圖片、視頻的方式呈現(xiàn)出來(lái)會(huì)有所改變，但是學(xué)生還是很難直觀的理解。但是如果教師對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行不斷的改革與創(chuàng)新，在課堂教學(xué)中，先對(duì)學(xué)生講解一些基本的原理，當(dāng)學(xué)生有所理解之后，讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，并且對(duì)于一些比較典型的傳動(dòng)裝置，我們可以先分組合作完成，并且將一些零部件運(yùn)用3D打印技術(shù)打印出來(lái)，完成設(shè)計(jì)工作之后就可以將實(shí)物呈現(xiàn)在我們面前，減少了加工環(huán)節(jié)的時(shí)間，也能夠?qū)⒁恍﹦?chuàng)意真正的實(shí)現(xiàn)，最大限度的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，既能夠幫助學(xué)生對(duì)課本當(dāng)中的傳動(dòng)原理進(jìn)行理解，還開(kāi)發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)意，將成品開(kāi)發(fā)所發(fā)生的成本都節(jié)約掉，為后續(xù)大量的生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.結(jié)束語(yǔ)

3D打印技術(shù)能夠帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入機(jī)械生產(chǎn)的世界，對(duì)學(xué)習(xí)充滿興趣，在對(duì)專業(yè)性知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，還能夠?qū)υO(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行體檢，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合。無(wú)論是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)還是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用都具有較強(qiáng)的推進(jìn)作用，將3D打印技術(shù)融入課堂教學(xué)過(guò)程中來(lái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]阿依古麗·喀斯木.3D打印技術(shù)在骨科手術(shù)輔助中的應(yīng)用研究[D].新疆大學(xué)，2017.

[2]杜云飛.基于FDM的低熔點(diǎn)金屬牙模制備方法研究[D].蘭州理工大學(xué)，2017.

[3]車曉陽(yáng).基于高分一號(hào)影像三維沙盤模型快速構(gòu)建的研究[D].蘭州交通大學(xué)，2017.