3D 打印技術在機械實訓教學中的應用探索

王書林

（徐州市中等專業學校，221000，江蘇徐州）

在機械專業教學體系中，機械實訓教學課程是其重要組成部分，同時也是開展學生素質教育的一項重要內容，可幫助學生更好地實現理論與實際的結合，對學生實踐能力的培養有積極影響。有學者指出，在機械實訓教學活動開展過程中利用3D 打印技術，可更好地激發學生學習興趣，提高學生的創新能力，對學生未來職業發展有所助益[1]。

1 傳統機械實訓教學模式存在的不足

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

2 3D 打印技術對機械實訓教學的作用

2.1 彌補傳統教學模式的不足，激發學生的學習興趣

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

2.2 轉變傳統教學觀念，吸引更多學生學習機械專業知識技術

絕大部分人在討論機械時，多會聯想到轟鳴的機床以及隨處可見的油污，臟亂的工作環境使得大部分人不愿意更多了解機械行業，因此學習機械專業的學生數量較少。就絕大部分高職院校的學生來說，對機械專業的學習興趣遠遠低于物流、藝術以及經濟管理等專業[4]。3D 打印技術高速發展，逐漸在各行各業內廣泛應用起來，尤其是在我國南部地區的玩具廠、鑄造廠等企業內，制造工藝已然發生了巨大改變，3D 打印技術的應用大大節約了企業成本、提高了企業生產效率，同時也使機械類專業學生的工作環境得到了明顯改善，明亮、整潔、安靜的工廠環境代替了傳統嘈雜臟亂的現場。在電腦上開展建模操作，并利用3D 打印機便可實現產品的加工過程。在高職院校開展機械實訓教學活動過程中，融入3D 打印技術可幫助學生打破對機械專業的傳統認知，吸引更多的學生選擇機械專業，培養更多的機械專業人才，對學校專業結構的進一步優化也具有重要意義，對學生未來就業方向的拓展也可發揮促進作用。

2.3 強化校企合作，有針對性地培養專業技能型人才

就當前我國機械行業來看，3D 打印技術應用較為廣泛，高職院校是培養技能型人才的重要陣地，在開展實訓教學活動過程中利用3D 打印技術，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，可更好地進行企業實際問題的解決，為企業的正常、有序運行提供保障，與此同時對學校教師的科研能力、教學水平也起到重要提升作用。此外，高職院校也可結合企業實際需求組織相關實訓教學活動，在幫助學生更好地掌握3D 打印技術的基礎上，開闊學生的眼界，提升學生的自主學習能力、創新能力以及實踐能力，實現技能型人才培養目標[5]。

2.4 提升學生綜合素質及能力，激發學生創新意識

3D 打印技術涉及多方面知識，在機械實訓教學過程中應用這一技術，能幫助學生更好地掌握三維造型軟件及切片軟件的應用，優化學生的知識結構，同時對學生實踐操作能力的培養具有積極作用，學生創新意識也可實現有效激發[6]。當前3D 打印技術逐漸發展成熟，3D 打印設備及材料所用成本隨之降低，學生可承擔3D 打印設備的相關費用，在未來就業選擇中增加自主創業的可能，互聯網技術的應用為學生的創新發展提供了更多的機會，在為學生帶來更多經濟效益的基礎上，大大提高學生的綜合素質及能力。

3 3D 打印技術在機械實訓教學中的具體應用策略

3.1 明確機械實訓教學目標

在機械實訓教學活動開展過程中，為更好地融入3D 打印技術，首先需合理設置課程教學目標，幫助學生熟悉并了解3D 打印技術基本工作原理、成形方式以及工藝特點，掌握3D 打印技術的實際應用方法、基本操作等內容，同時注重學生實踐操作能力的培養。在設置機械實訓教學目標過程中，需結合學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、設計制作以及綜合提升的順序開展教學活動，為學生提供更多參與課程學習的機會，幫助學生更好地吸收理論知識，培養學生實踐操作能力。

3.2 完善機械實訓教學設備

在開展實訓教學活動過程中，3D 打印演示教學的開展離不開硬件設備室的必要保障。當前，高職院校機械專業較為常用的3D 打印硬件設備包括3D 打印機、3D 掃描儀等，上述硬件設備可有效滿足學生認識3D打印的教學目標，也能夠使學生對3D 打印功能的需求得到有效滿足。此外，從軟件角度出發，需合理制定相關教學計劃、教學看板以及實訓教學報告等內容，為機械實訓課程的順利開展提供有效保障。

3.3 優化機械實訓課程教學模式

硬件設備室應為3D 打印演示教學活動的實施提供保障，在實際開展教學活動過程中，需始終堅持知行合一的教學理念，將理論知識與實踐操作有序結合起來，轉變教學模式，開展靈活化、現代化機械實訓教學活動。

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

其次，合理進行機械實訓課程內容的設計。可利用實踐教學法培養學生的實踐能力，引導學生積極參與實踐操作，激發學生對3D 打印模型操作的學習熱情，將學生置于教學主體地位，培養學生獨立分析、解決問題的能力。

第三，開展綜合訓練提升機械實訓課程教學效果。在這一課程教學中可利用項目驅動教學模式，將綜合應用3D 打印技術作為主要教學目標，在實際開展教學活動過程中，教師需明確實踐教學目標，充分發揮學生的學習自覺能動性，鼓勵學生遇到問題及時討論，引導學生積極開展相互協調、合作[7]。

4 結語

在高職院校機械實訓教學活動中，3D 打印技術的應用越來越廣泛，這一技術的應用能有效銜接理論知識與實踐操作，對學生自主能力、思維能力、創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教學質量和效果，為社會培養更多技能型人才。