基于3D打印技術的高職機械類課程改革探析

何歡歡

摘要：本文通過對3D打印技術應用現狀做出分析，并著眼于當前高職教育改革的方向。提出將3D打印技術作為機械類課程設置的重要輔助內容應用至教學當中，同時對課程實施過程進行了探究。最終提出了合理化的建議，為下一步課程改革提供了可行性的參考。

關鍵詞：3D打印技術；機械；課改

中圖分類號：G710文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）08-0181-01

一、前言

2015年國內經濟增速逐漸放緩，由供求關系變化以及產能過剩導致的建筑、機械等行業的蕭條萎靡進一步凸顯。國務院多次召開會議研究制定應對措施并相繼印發了《工業轉型升級規劃》、《中國制造2025》等一系列重要文件。力求通過相關產業的轉型升級、深化改革提振中國制造業走出困境。基于此當前3D打印技術的興起無異于一次重要的產業技術改革創新，其所蘊含的巨大潛力與價值必將逐漸的顯現并為社會進步、經濟發展做出貢獻。結合當前的經濟形勢與3D打印技術廣闊的發展前景，筆者作為一名教育工作者將3D打印技術融入到日常的教學當中就顯得尤為的重要。

二、3D打印技術的研究現狀及應用前景

（一）研究現狀

3D打印技術也可以稱之為快速成型技術，是在二維平面制作的基礎上通過平面的疊加與實體材料堆積最終完成立體產品的制作。此項技術最早研究于上世紀90年代的美國，我國開始3D打印技術的相關研究開始于1994年。目前在我國從事3D打印技術研究的主要以高校為主。其中清華大學的研究主要側重于材料堆積技術與生物醫療方面，以電子束選區軟化技術為主。北京航空航天大學以及西北工業大學主要研究領域為金屬3D打印設備的研發與與制造，以選區激光燒結技術為主。西安交通大學的研究主要方向為光固化領域，西北工業大學的研究方向主要為激光近凈成形技術。

（二）應用前景

3D打印技術隨著研究領域的不斷深入、相關技術的不斷創新、大量打印產品的實踐認證，目前已經較為廣泛的應用至社會生產的各個領域。3D打印已經應用于模具制造產業，傳統的模具制造業具有材料耗費率大、精度低、生產復雜等缺點，而3D打印機的出現將會給模具制造業打來歷史性的改變。在建筑行業我國已經利用3D打印機獨立打印出房屋，其各項指標均達到相關要求。在精密儀器的制造過程中也包含有3D打印設備的作用，3D打印機可以通過設計與制作生產出適合特定使用條件的精準零部件。在生物醫療方面3D打印技術已經實現人造血管、人造耳朵的打印。在教育科學研究領域不少高校在創建3D研究機構的同時也開辦了3D打印愛好者社團，培養學生的發散性思維以及創新意識。

三、3D打印技術融入高職教育課程的探討

（一）3D打印技術輔助機械類人才培養

3D打印技術雖然應用廣泛涉及的學科門類眾多，但是其基礎還是傳統意義的三維制圖與建模。有其基礎性也就決定了該技術與機械類課程的聯系是非常緊密的。筆者通過對高職類機械學生學習動力的研究與分析認為，當前學生的學習動力最原始的還是來源于興趣。而3D打印技術的前瞻性、創新性、新穎性將會給學生帶來巨大的視覺與思維沖擊。其次當前全國機械制造業轉型升級迅速，對于高端技能人才的需求也日益迫切。因此高職院校誰能適應好經濟社會對于人才的需要，誰能培養出合格的人才，誰就能在職業教育中獨占鰲頭。所以對于我們的教學而言提高學生知識層次，適應社會發展需要刻不容緩。而3D打印技術的相關學習將會使我們學生的知識技能水平更上一個臺階，為今后更好的就業，更好的服務社會打下堅實的基礎。

（二）3D打印機技術融入教學內容具體方法及步驟

3D打印技術對于高職機械類人才培養有著很強的應用價值，因此可以嘗試著將3D打印技術逐步運用到教學當中去。為此，首先要做的就是制圖課程的改革，鑒于3D打印技術與三維制圖有著精密的聯系，可以將該課程擴展開來在，教學中逐漸融入三維制圖的學習。進一步培養學生的空間想象與三維制圖能力。其次是機械基礎課程的改革，3D打印產品的最終完成除了具備三維繪圖的能力作為基礎之外，還需要將機械設計的思路融入到相關產品中去。這就需要我們對機械基礎課程做適應3D打印技術要求的相關擴展。如在機械基礎課程的教學中增加機械設計部分的教學內容，開展為期一周左右的課程設計，培養學生的設計思維。最后改革教學評價體系，在評價體系中融入創新環節，鼓勵學生通過三維繪圖方法的創新、機械課程設計的優化來提高3D打印技術所需要的基本能力。

（三）擴展課堂，多元化引入3D打印技術

目前高職院校教學改革如火如荼，在緊緊抓住課堂課教學改革的同時，高校也正逐漸將學生的第二課堂作為課堂改革的重要環節被應用。基于此筆者認為開展多元化的興趣社團豐富學生課余文化生活的同時，讓學生在興趣與樂趣中掌握知識是一個非常好的教學途徑。3D打印技術作為輔助教學的重要手段，更應當將其作為學生第二課堂被廣泛推廣。有條件的高職院校可以根據學生的興趣組建3D打印興趣社團，并安排相應的專業教師進行授課。每周社團活動安排1-2次為宜，這樣既不耽誤學校正常教學工作進度，教師也有充分的時間備課來提高教學質量。

四、結論及建議

3D打印技術作為機械行業轉型升級，深化改革的重要手段。應當運用至高職院校的教學當中。在教學中應用這一技術將極大地開闊學生的視野、豐富學生的知識結構。對于提高學生的基礎理論素質，培養學生的綜合能力也有著極其重要的作用。基于此為了更好地將3D打印技術融入至高職機械類專業的教學中，筆者也有幾點建議：

1.3D打印技術在深入研究的前提下，新技術、新方法、新論斷迅速的涌現。因此各高職院校應當定期組織相關專業教師學習先進的3D打印技術，做到與時俱進。

2.高職院校應當改革課程設置，為3D打印技術更好地融入教學提供前提保障。

3.創新教育方法、完善獎懲制度。以便將3D打印技術有秩序、有質量的開展下去。

（作者單位：新疆應用職業技術學院）

參考文獻：

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