基于3D技術的機械專業教學改革研究

李立堯

摘要：隨著我國社會科技的迅速發展，3D技術也得到了迅猛的發展和成長，這對我國的機械技術有著巨大的影響，且受到了廣大機械領域技術人員的喜愛，而對于中職學校的機械專業教學有著重要的意義。文章根據中職學校機械類課程中的實際教學情況，將傳統的教學方式與現代教學方式有效地融合，且探討了3D技術在中職機械類課程教學中的實施策略，通過對教學內容和教學方式進行改革和創新，讓學生更加直觀地學習機械專業知識，切身體會機械結構的運動狀態，使中職學校機械專業取得了較好的教學成績。

關鍵詞：3D技術;機械專業;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）01-0190-02

一、引言

當今社會的發展對科技人才的需求量越來越多，同樣對技術專業人才的能力也有更多的要求。隨著計算機網絡時代的快速發展，人們的生活方式和思維模式都發生了巨大的變化，3D技術的推進應用使得機械專業的教學理念面臨改革和創新，為了適應現代科學技術的發展，適應社會對科技人才的需求，從機械類的課程體系、教學內容、教學方法等方面進行全面的改革，這是中職學校亟待解決的一個重大問題。

二、機械專業的教學現狀

目前，中職機械類專業的課程體系主要是培養學生掌握機械技術的基本知識和技能，為學生理論知識的學習打下了堅實基礎，因此，如何在理論知識的基礎上實施有效的實踐教學，提高教學質量是非常重要的。機械類專業不同于其他學科，機械類專業的學習都是比較枯燥、乏味的，如果不注重創新教學模式，久而久之很多學生就會對機械技術的學習產生厭煩，雖然現在的課程已經得到了改革和優化，但是仍然存在著較多的缺陷。

一方面，現在的多媒體教學形式較多，教學理念多為傳統模式，教師都是形式教學，課堂教學節奏快，很多教學內容都是走馬觀花，使得學生不能準確地掌握知識點。另一方面，雖然教師有時會采用實物、模型教學，在課堂上給學生直觀地授課，但是模型數量有限并且不容易攜帶等特點，使得實物教學不能滿足學生的學習需求。如果將3D技術運用到機械專業的教學過程中，教師可以直接在課堂上建立三維模型，觀看三維動畫演示等進行虛擬的裝配，甚至可以利用3D打印技術在課堂上打印出實物，這樣將知識更加直觀地傳授給學生，可以滿足學生對未知知識點的好奇心和激發學生主動學習的意識，全面提高學生的創新思維精神。

三、基于3D技術機械專業教學改革的措施

傳統的機械類課程教學模式，無法對圖形或結構的演變進行直觀化的教學展示，而教師很難通過語言形象地將其表達出來，很多學生不能深入研究機械設計，只是簡單地了解了二維圖樣的淺淺認知，因此，這也讓學生失去了學習機械類課程的興趣，更是不能提高學生的設計能力和創造性思維。

在計算機信息技術發達的社會，二維圖像技術已經無法滿足現代社會技術的需求，而三維技術的教學面臨著更多的挑戰和壓力。機械專業教學中融入3D技術，則需要對整個教學過程進行全面的優化，既可以提高教學質量，又可以提高學生的專業能力和教師的教學效率，因此，3D技術在機械類教學中起到了十分關鍵的作用。

1.加強教學內容與3D技術的有機結合。機械專業的教學非常注重理論與實踐的結合，3D技術融入教學過程中，就需要改變傳統的教學理念，精簡一些陳舊的教學內容，且不斷地學習新的教學知識。機械制圖的傳統畫法可以適當地減弱，增加一些3D技術的應用，教師在教學過程中，需對課程的知識點進行重構和優化，以畫圖和看圖為主，然后結合3D技術構成新的課程體系。把3D技術與教學內容有機結合，可以幫助學生加強3D技術理念，增強學生的動手能力、創新、設計和表達意識，從而提升學生的專業能力，落實教學改革任務，達到機械專業的教學目標。

無論什么專業學科，都需要理論與實踐的結合。因此，這就需要教師在課堂授課時需引導學生進行自主實踐，尤其是機械類專業，在整個設計過程中，都需要學生在分析整理完數據，計算完尺寸，然后運用3D技術進行檢驗實踐。另外，3D技術有著強大的功能，可以隨時對不恰當的參數進行修改。

2.加強教學方式與3D技術的有機結合。在科學技術廣泛使用的環境下，將3D技術與教學方式進行有機結合，在傳統手繪的基礎上改變為計算機繪圖，現在計算機的繪圖功能較為強大，一些高精準的機械制圖可以直接在計算機上繪制完成。因此，將3D技術和教學方式進行有機融合，可以對機械制圖進行有效的改革。教師可以在整個教學過程中設置計算機軟件課程，讓學生在課堂上使用計算機3D軟件設計出3D造型的模型，在這過程中可以對設計方式，設計原理和使用方式進行綜合性的掌握，通過這種授課方式來培養學生的創新能力、設計能力。通過讓學生一人一機的進行實踐操作，熟練地掌握3D設計軟件，學生可以學會獨立地繪制立體圖形，可以讓學生進行切身的觀察和學習，通過這種方式來激發學生學習的興趣點，形成自主學習的主觀能動性和建設深入探究知識點的精神，為其以后的人生打下良好的自主學習習慣和堅實的基礎。

3.加強實踐教學與3D技術的有機結合。實踐教學環節一直是課程教學的關鍵，尤其是機械類專業，應該從學生的基礎課就要培養學生的實踐動手能力，并且以此來作為首要的任務目標來完成。機械類專業的學生首先要提出可行性的數據分析，然后根據數據來擬訂設計方案，通過數據分析、計算，然后利用3D軟件設計出造型、裝配、檢驗等一系列操作。在整個實踐過程中，學生可以清晰地了解產品尺寸是否合理，設計結構是否可行以及機械的傳動性能否實現，等等，這些不確定因素，學生可以通過分析、設計、實踐等切身體驗完成，以此來增加學生的成就感。此外，學生可以通過運用3D軟件直觀地觀察和了解各個零件的構成，以及其零件的運動狀態。教師可以通過3D軟件模擬制作機械動畫，幫助學生在腦海中形成影像結構設計，可以使學生更加深入地了解機械設計的內涵和本質，從感性層面來增加學生機械設計的想象力，這是二維設計無法實現的。通過3D技術的應用可以大幅度地提高學生的設計效率，幫助學生從2D機械設計轉化進入3D機械設計，讓思維模式進一步地加深和提升。

3D技術的進一步深化也促進了機械類專業的教學改革，通過3D實踐打印技術，可以讓學生在實踐過程中掌握知識點的同時，更進一步地了解機械設計的結構，使學生能夠切身體會全新的設計方法和工作樂趣，從而激發學生學習的強烈愿望，加強學生的創新樂趣和創新意識。

四、結語

在這個快速發展的科技時代，社會對高科技人才的需求變得越來越迫切，尤其是對中職學生的素養和能力要求越來越高。機械專業的學生，要積極地跟上時代教育的步伐，順應時代的新要求，而教師應該大力推進機械類教學3D技術的應用，不僅僅可以提高課堂的教學質量，幫助學生激起學習興趣和開發學生的抽象思維模式，還可以通過提供3D實訓平臺，加強學生理論知識的學習與實踐的有效融合，可以充分提高學生的專業素養和動手能力，為社會培養出真正適應時代發展的復合型人才。作為一名機械專業的教師，應該積極響應我國教育的改革制度、創新教學模式和教學方法，及時調整和適應社會的快速變化，有效提高教學質量和教學效率，為建設高效的中職機械專業課堂做出貢獻。

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Research on the Teaching Reform of Mechanical Specialty Based on 3D Technology

LI Li-yao

（Yancheng Advanced Vocational School，Yancheng，Jiangsu 224000，China）

Abstract：With the rapid development of social science and technology in our country，the 3D technology has been developed and growing rapidly，which has great influence on the mechanical technology of our country，and has been loved by the technicians in the field of machinery.And it is of great significance to the mechanical and professional teaching of middle-grade school.In this paper，according to the actual teaching situation in the mechanical class of the middle-grade school，the traditional teaching method and the modern teaching method are effectively integrated together，and the implementation strategy of the 3D technology in the course teaching of the middle-grade mechanical class is discussed，and the reform and the innovation of the teaching content and the teaching method are carried out，to enable the students to learn the mechanical expertise more intuitively，personal experience of mechanical structure of the state of movement for the secondary vocational school machinery teaching quality achieved better results.

Key words：3D technology;mechanical specialty;teaching reform