基于3D打印技術的創新訓練項目教學研究與實踐

鄺允新

[摘 要] 以新時期的教育特點為出發點，3D打印技術迅速發展，市場前景非常廣闊，同時也是產品研發和創新的重要應用技術。為了培養學生的創新思維和實踐能力，3D打印技術開展了實踐訓練項目，通過創新設計、打印制造等環節，為實踐教學奠定了良好的基礎。分析了3D打印技術的原理，及其在實踐中的應用，提出了相應的實施策略，以期為教師教學提供參考。

[關 鍵 詞] 3D打印技術；訓練項目；教學實踐

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）23-0056-01

一、3D打印技術的原理分析

就當前的技術發展現狀而言，科學技術的發展，極大地提高了人們的生活質量與水平，在3D打印技術出現之后，從技術和設計的過程中可以看出，3D掃描儀能夠獲得三維數據，并通過計算機建模軟件建模、創新設計。在3D打印的過程中，對模型數據進行分析，讀取文件橫截面信息的時候，要了解每一層的構造，將這些截面黏合在一起，從而制造出實體來。將電、光和控制集合在一起的科學技術，也被廣泛應用于醫療、建筑和教育等多個領域。

二、3D打印技術創新訓練項目在教學中的實踐應用

（一）3D打印技術和教學創新教育模式相互結合

創新教育實踐平臺就需要以學生的創新實驗和課堂體系為基礎，形成具有鮮明特色的教學模式，通過實驗的方式，為學生科技創新實踐，提供硬件方面的支持。在教學過程中，教師要積極地鼓勵學生參與到相關活動中，例如，3D打印創意活動，或者是一些以學科為主的競賽綜合項目，以專業化產品組織為目標的創新活動。激發學生對3D打印技術的興趣和熱情。學校也要通過創新實踐訓練、社團培訓的方式，根據創新教育的出發點，聘請技能型教師，打造一支多元化的教師團隊。例如，在機械類專業的教學中，可以通過“精密制造工學基礎”課程實驗為主，熟悉相應的工藝特點。在教學中，根據學生的個性化需求，擴寬學生對物體成型方式的掌握范圍，系統地了解材料的成型方式。讓學生可以自主調節切片層高和放置的角度，在虛擬的環境中計算結果。

（二）實踐環節的設計方式

3D打印實踐環節的目的在于提高學生的想象空間與思考范圍，尤其是在機械產品的構造上，不同階段和難點內容，教師也要采取不同的方式來應對。例如，在“工程圖學”的實踐中，首先是在畫法教學階段，要將重點放在橫切部分，讓學生在學習的時候，明白空心立體和相貫的聯系。教師要將課程內容和后續的課程進行有效銜接，在具備了一定的配合關系之后，可以設計一組幾何零件，將所學的知識應用到實踐中。這就對空間形象思維等方面有一個具體的了解，從形體的分析中轉化到結構的分析中，從生產實際的角度來思考問題。最后是計算機輔助設計，即對軟件的操作練習，在對學習目標和意義不清楚的時候，教師可以使用簡單的結構裝置，讓學生掌握計算機軟件的操作方式，為之后的教學奠定基礎。

三、基于3D打印技術的創新教育實施策略

（一）優化課程，搭建實踐平臺

在全校范圍內，選擇一些優秀的學生對3D打印創新平臺進行更為深層次的學習，按照年級分類，在完成基礎課程之外，可以適當地選修一些重點實驗課程。教師要引導學生積極參加一些學科競賽，根據自己的興趣進行創新設計。例如，計算機輔助設計專業的學生在無法實現整體打印的時候，就可以對設計的工件進行分段處理，然后在打印之后進行拼接，最后實現工件的創新。學校也要為學生搭建一些以創意設計為主的擴展平臺，每一個平臺要有專門的教師負責，加大經費的投入，創新學院的建設和運行。學校也要始終圍繞著創新教育教學的戰略規劃，支持學生開展創新項目，參與創新競賽。

（二）強化校企合作，協調創新發展

加強校企合作，可以與3D智能裝備產業園和增材制造企業合作，簽訂戰略合作協議，一方面學校可以定期安排學生到產業園中進行實踐，積極和各個企業的技術工作人員交流，了解產品的生產過程，也能進一步增強自身的知識體系。另一方面，企業也要深入校園中，開展一系列和3D打印技術相關的講座，相關企業到學校參加宣講和招聘會，提高學生對3D打印技術的認知程度和對學校的認可度，進而提升就業率。同時，還要強化項目合作，積極鼓勵學生參與到項目的開發中，讓學生的創新實踐主動性得到充分發揮，同時能夠自己完成設計和建筑等多個環節的任務，將知識和能力相互融合，并延伸到項目實訓中，達到學以致用的目的。

隨著3D打印技術的應用領域愈加廣泛，教育者在創新教育中也要引入3D技術，不僅能讓學生對新技術有一個全面的認知，還能通過創意設計和設備制作等活動增強學生的實踐創新能力。通過個性化的教育方式，鼓勵學生體驗并融入教學活動中，推動創新訓練項目教學的改革與發展。

參考文獻：

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