3D打印技術在高職院校教學中的應用對策

韓剛

[摘? ? ? ? ? ?要]? 所謂3D打印技術，指的是一種現代化的科技行為。在當前的社會發展過程中，應用3D打印技術，不僅能有效提升行業的工作效率以及工作質量，同時對大眾的生活也提供了一定的幫助。因此在實際的教學過程中，高職院校的教師可以將該種技術引入教學過程中，幫助學生降低教學難度，提升學生的思維能力以及想象能力，從而提高學生的綜合素養。基于此，將對如何在高職院校教學過程中應用該種技術進行分析，旨在提升學生的學習質量以及學習能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 3D打印技術;高職院校;應用;教學對策

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）09-0186-02

總體來說，3D打印技術又可以被稱為“增材制造技術”。在當前的社會中，該種技術由于自身的便捷性以及全面性被應用于各大行業領域中，為其提供積極的服務。如航天領域、醫療領域等。同時，在當前的行業發展過程中，該種技術的類型也在不斷拓展、不斷完善。因此，在職業教學的過程中，教師就可以引入該種技術，借助其開展教學活動，以此提升學生的學習興趣以及學習質量，從而有效推動學生核心素養的發展。

一、3D打印技術的相關概述

首先，在高職教學的過程中，教師主要應用的3D打印技術是光固化立體成型技術。該種技術所應用到的材料主要有液態光敏樹脂。其主要的應用原理是：首先，將光敏樹脂作為原材料放在打印底板上，然后借助激光對其進行聚焦切割，形成三維化的實體物件，之后教師可以對實體進行打磨處理，最終形成教學模型。該種打印技術的優點是操作簡單、成型速度較快。但是在制作的過程中，教師需要確定支撐點，并制作一些支撐的零件，以保證模型的穩固性。

其次，教師還會應用到的技術是分層實體制造技術。該種技術所應用的材料是片材。換句話說就是紙片、塑料片或者是復合性的片性物質。其主要的應用原理是：首先，教師需要將材料均勻地放在打印底板上，并用熱熔膠對其進行固定處理。之后，教師需要借助激光打印的方式對其進行切合粘合，形成三維物件[1]。

二、3D打印技術在高職教學中的具體作用

在高職院校教學的過程中，借助3D打印技術開展相關專業的教學活動能夠有效提升學生的學習積極性，推動學生核心素養的形成，同時也能夠促進學生實踐能力以及應用能力的提升。

比如，當機械專業的教師在組織學生開展學習時，就可以結合該種技術為學生制作合理化的教學器具以及教學模型，降低學生的理解難度;汽車制造與維修專業的教師可以利用該種技術為學生打印放大版的汽車部件，組織學生進行觀察分析，提升學生對汽車構造的了解能力以及掌握能力，從而提升學生的學習質量[2]。

此外，在開展3D打印的相關教學時，學生也會主動地參與到教學活動中，從而能夠有效提升自身的創新意識以及創新能力，同時也能夠提升自身的合作能力以及動手能力。因此，在實際的教學過程中，教師就可以對該種教學技術展開合理的應用，以推動學生的綜合發展。

三、3D打印技術在高職教學中的障礙難題

（一）不同打印材料的參數設置問題

在3D打印技術應用的過程中，教師通常會應用到的材料主要有ABS以及PLA兩種。這兩種材料之間具有一定的區別，但都能為教師的教學提供積極的幫助。

首先，所謂ABS材料指的是一種樹脂材料，其具有產量大、應用性強的優點，能夠充分地應用到教學活動中，優化學生的學習質量;其次，所謂PLA材料指的是一種具有降解性質的材料，其具有無污染、可加工的優點，在教學的過程中能夠降低教學處理的復雜性，有效提升教師的教學效率。

雖然說這兩種材料都能夠被教師應用到實際的教學活動中，但是在對其進行應用時，針對不同的材料，教師應該選擇不同的參數。比如，當教師在應用ABS材料開展打印教學時，應該將其打印的溫度調整為噴嘴220，底板150。而在應用PLA開展教學時，則應將打印溫度設置為噴嘴195，底板60，以保證設備的安全性，同時也能保證材料的可用性[3]。

（二）加熱平臺調整與加熱處理問題

在開展3D打印之前，教師一定要做好相關的準備工作。換句話說就是，在借助3D打印技術開展高職教學之前，教師需要對加熱平臺進行一定調整，確定好調平的位置，以此保證打印的最終質量，其具體的操作如下。

首先，在開展打印工作之前，教師需要結合相關的說明書以及教學要求，對加熱平臺的加熱點進行確定，并將噴嘴與平臺之間的距離調整到合適的范圍。一般來說，一張A4紙的厚度最為合適。其次，當完成準備工作后，教師需要進行一定的簡單實驗，對平臺的平整性進行檢查，以保證工作的穩定開展。之后，在開展打印工作時，教師需要結合不同的材料選擇不同的加熱方式以及加熱溫度調控，防止材料受損或者無法達到打印要求[4]。最后，當完成打印工作，教師應及時將處理好的材料取下，不能過早或過晚，影響最終的教學質量。

（三）打印過程中所形成的支撐問題

在開展3D打印的過程中，教師若想借助該種技術制作一些比較復雜或是規模較大的模型時，一定要事先確定好支撐的點，以此對模型的完整性形成保護。

比如，當教師在用單噴頭打印機開展打印工作時，就可以在打印的過程中，將模型的支撐部分順帶地打印出來，然后進行統一切割、統一處理，防止模型由于沒有支撐點而發生斷裂的情況。再比如，教師在應用雙噴頭的打印機開展打印工作時，就可以事先確定好支撐點，用其中一個噴頭打印模型，用另外一個噴頭同時打印支撐部分，當打印工作結束后，應用可溶性試劑對其進行處理，保證模型自身的完整性以及精準性。

四、3D打印技術在高職教學中的相關應用

（一）3D打印技術在工業設計專業教學中的應用

在高職院校教學過程中，工業設計專業是其中的重要專業之一。因此在工業設計專業教學的過程中，融合3D打印技術就成為教師主要的教學方式。總體來說，在工業設計專業的教學過程中，該種教學模式的實現路徑是在引導學生開展手工制作的過程中進行3D打印的結合。在傳統的教學模式中，教師往往會應用單一化的教學手段以及教學設備組織學生進行教學活動[5]。但是在這種教學模式下，學生往往會受到一定的學習限制以及教學禁錮，不能制作較大的模型，也不能開展較為復雜的教學活動，從而影響自身的學習質量。因此在實際的教學過程中，教師就可以應用3D打印技術，通過其拓展學生的學習范圍，提升學生的學習質量。此外，在應用該種教學技術的過程中，教師也可以對其進行教學拓展，將其應用到教具開發工作中。比如，在引導學生開展機械制圖的相關活動時，由于教學的材料比較難以購買，學生的學習效果就會受到影響。此時教師就可以應用3D打印技術制作相關的實用教具，以此將復雜的知識具體化，將困難的內容簡單化，降低學生的學習難度，降低材料采購的成本，推動學校的全面發展[6]。

（二）3D打印技術在高職動漫專業教學中的應用

在高職動漫教學的過程中，將3D打印技術與教學進行融合，可以有效提升教學的真實性以及整體質量，同時也能促進學生思維的發展，幫助學生形成三維理解意識，提升學生自身的綜合能力以及綜合素養。總體來說，在高職動漫教學的過程中，教師通常會按照傳統動畫創作的模式引導學生開展學習。在這種教學模式下，同樣的一種教學內容可能會分成各個不同的教學環節開展，甚至會分配到多位教師手中。在這種情況下，學生的學習思維就會被打亂，無法形成完整的學習結構，進而會影響自身的學習能力以及學習質量。因此在實際的教學過程中，教師就可以結合3D打印技術，組織學生開展動畫教學，將不同的教學環節進行歸納整合，形成完整的教學體系，降低學生的理解難度，從而有效提升學生的學習質量。

比如，在開展動漫教學的過程中，教師可以事先利用3D打印技術，將生活中常見的實物轉化為課件，然后引導學生對其進行學習分析，以此提升教學的趣味性以及協調性，推動學生能力以及思維的共同發展。

（三）3D打印技術在高職機械專業教學中的應用

在高職教學的過程中，機械設計與機械制造同樣也是其中比較重要的教學專業。因此在實際的教學過程中，教師就可以將3D打印技術與之結合，以此提升整體的專業教學效率，從而推動學校的穩定發展[7]。

比如，當教師在組織學生學習與機械制圖相關的內容時，就可以結合如下手段開展教學：首先，在教學之前，教師應該先對教學的重點以及教學目標進行合理化的設置。就本堂課來說，教學的重點是幫助學生了解機械零件的三視圖繪制方式，引導學生形成一定的繪制能力，而教學的目標是提升學生的思維能力以及想象能力，促使學生空間思維意識的形成。然后，教師可以結合教學重點和多媒體設備的幫助為學生制作相關的教學課件[8]。在實際的教學過程中，當教師講解到與三維實體截交相關的內容時，可以先為學生展示教學課件，夯實學生的學習基礎，然后應用3D打印技術為學生進行實體展示，提升學生的學習印象，從而有效提升學生的綜合學習質量。

五、3D打印技術在高職教學中的發展前景

首先，在高職教學的過程中，教師若想對3D打印技術進行全面的應用以及推廣，就一定要對傳統的教學模式以及教學結構進行調整。

比如，在當前的教學環境中，很多高職院校已經開展了一些相關的教學課程，如CAD三維教學、機械設計與機械制造以及三維建模等。通過這些學科的設計，學生的三維意識以及繪圖能力均能得到一定的提升。因此，在3D打印教學的過程中，教師就可以將與之相關的應用技術融入學科教學中，培養學生的3D思維以及3D打印應用能力，從而推動學生自身綜合能力的發展，為學生的就業提供積極幫助。

其次，在實際的教學過程中，隨著信息技術的不斷提升以及網絡時代的不斷靠近，在生活以及教學過程中，3D技術將會成為大眾主要應用的一項技術[9]。因此，教師可以鼓勵學生結合這一理念開展相關的創業活動，成立相關的工作室或小型社團，以此推動學生綜合思維的形成，同時也能推動相關行業的穩定發展。

綜上所述，在當前科技不斷發展的時代中，3D打印技術已經成為科技行業中一種主要的生產技術，其自身具有一定的積極作用。因此，在實際的教學過程中，教師就應該注重將其與教學活動相結合，為學生普及與3D打印相關的知識，夯實學生的學習基礎，從而有效提升學生的學習質量。此外，在結合3D打印技術開展高職教學活動的過程中，教師還應該注意及時關注與之相關的社會信息，做好相對應的優化調整工作，從而保證整體的教學效果。

參考文獻：

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[2]秦鴻驕，趙麗.基于職業分析的3D打印一體化課程設計[J].職業教育研究，2018（5）：68-72.

[3]高志華，郭君揚.“3D打印技術”課程在高職機械類創新教育中的研究與實踐[J].高等職業教育（天津職業大學學報），2018，27（2）：77-80.

[4]劉婷婷，周福全.基于3D打印在藝術設計教學中創新型人才培養初探[J].藝術科技，2018，31（1）：54.

[5]鄒新斌.高職院校科技研發助力工科專業教學質量提升的途徑研究[J].南方農機，2017，48（23）：129-131，134.

[6]單家正，畢忠，梁楊坤.3D打印在職教領域的應用探究[J].科技風，2017（24）：13.

[7]黃燕.高職院校“3D打印技術”專業綜合實訓課程探索[J].課程教育研究，2017（29）：242-243.

[8]黃陽.高職院校《3D MAX》課程創新教學思考：基于3D打印的新興學習技術[J].中小學電教，2017（Z1）：76-79.

[9]劉柱棟.3D打印技術在高職院校專業教學中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016（15）：180.