基于行動導向下3D打印技術的教學實踐

徐宏迪

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著科學技術的進步，越來越多的教學理念和新設備加入教學當中。其中，3D打印的技術含量與教學效果確實屬優異之列。在中職機械專業教學中，其對理論與實踐要求較高，3D打印技術為之提供巨大幫助，大大地提高了中職機械專業教學質量[1]。縱觀中職機械專業的機械制圖課程，結合其課程結構和教學實施情況，該課程應當朝著實踐性和工程性的方向發展，在教學過程中應當朝著師生雙向活動的方向發展。基于這些，在“行動導學”教學理念的引導下，對機械制圖的教學過程加以改革，提升該課程的教學質量。

[關? ? 鍵? ?詞]? 行動導向;3D打印技術;機械制圖

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）11-0138-02

傳統的機械制圖等課程理論知識的面授、講解使用的手段單一，通過PPT、視頻及模型教具等來輔助教學，在一定程度上阻礙了學生創新能力的培養。引進3D打印技術，以數模文件為基礎，使用制造技術，通過數字化編輯模型并觀察結構，使用 3D 打印技術打印出成品，讓學生先動腦、動手，再加以配合視覺、觸覺的學習方式。同時，也可在互聯網中尋找已經存在的數字模型文件，將互聯網、3D打印產品和機械制圖教學結合起來，解決傳統教學中的不足[2]。

一、行動導向概述

所謂的行動導向并不是一種具體的教學方法，而是一種教學的指導思想，即學生所獲得的知識不是由教師灌輸的，而是在自主構建知識的過程中所形成的一種以專業能力、社會能力以及方法能力等為一體的“行動能力”。在這樣行動能力的引導下，學生可以掌握多種崗位的技能要求，以更好地適應工作崗位的變化。而且，在教學實施的過程中，學生才是參與的主體，其在“教”與“學”活動的職業交往情境參與中自主地掌握有價值的知識與技能，提升其專業素養。在新課改的背景下，在教學活動中用到的項目教學、角色扮演教學、案例分析教學等都是從行動導向中衍生出來的。

行動導向教學改革的重點不是對傳統教學予以否定，而是在新的教學原則指導下，對原有的理論知識進行適當取舍，在實踐教學中充分彰顯學生的學習主體地位，以行動來引領教學。如何在中職機械制圖課程的教學活動中實現其運用？方法有很多種，可嘗試將3D打印技術應用于此課程的教學中。

二、師生角色互換

中職的教學以培養技能為主，包括動手能力、工作能力和社會能力，比較適合“行動導向”進行教學，在實施的過程中，可能需要一個過程，將“行動導向”教學慢慢地貫穿到教學中。但也存在著一些問題，很多學生對行動導向教學不習慣、不適應、不知道自己該怎么做。教師應給予充分的引導和明確的指令，比如布置清晰明確的任務，將學習流程、組織方法等明確地示意給學生，讓學生一步一步地深入學習;或采用示例的方法，教師引導示例，學生先“照葫蘆畫瓢”，再慢慢地學會主動地去做。

另外，教師的作用轉變，行動導向的教學方法需要教師花大量的時間去設計一堂課，設計行動導向的教學方案，搜集大量案例以組織教學項目，在課堂過程中教師則輕松很多，主要起到引導、總結、答疑、把控教學進程的作用。

三、基于行動導向下3D打印技術在機械制圖中的課程改革

（一）教學目標——從知識學習到能力提升

在行動導向理念的指導下，制訂機械制圖課程教學目標，從職業崗位能力入手，將學生應當“學會什么”作為課程實施的出發點，構建起以“能力提高”為目的的“行動導向”教學目標。立足教學所需和學生的學情，制定 “行動化”教學，聯系實際生產，逐步對學生進行工程知識和工程意識的滲透，使學生在興趣被激發的情況下積極參與到教學實踐活動之中[3]。以學生為主的主動性、參與性的“行動化”教學，幫助學生加深對知識的理解，獲得更多的制圖知識與技能，提升能力水平，促進學生獨立思維的發展;采取小組合作方式，教會學生3D打印技術中的三維軟件創建簡單模型，引導學生在自主、合作、探究與教師的講解相結合中獲得有效的發展。

（二）教學內容——從學科結構到項目結構

在教學活動開展中，需要轉變以教師知識灌輸為主的方式，立足教學內容，合理利用新技術、新科技，設計出行動導向下的項目化課程。

在教學活動開展中，組織制圖基本規定和平面繪制教學活動時，大部分學生對知識有著濃厚的探究興趣，能較好地掌握該部分知識。如在“點→線→面→體”的認知過程中，“點的投影”極具抽象性，對還沒有形成制圖思維且空間想象力不足的學生來說，這些知識難以理解，會使學生喪失對這門課程的學習興趣。在教學活動中，從直觀性的“體”入手，首先理解“圖”與“物”之間所存在的聯系，再從具體的物體中抽象出“點、線、面”等要素。如何讓“圖”更加深刻地呈現在學生面前？可利用3D打印技術來輔助機械制圖教學，不僅降低了教學難度，還有利于激發學生的探究興趣，使其扎實掌握所學知識。

（三）教學方法——從以講為主到行動導向

教學是師生雙向互動的過程。從教學方法的本質來說，機械制圖教學活動的開展不能單純地以教師的知識灌輸為主，而應將教師的教學方式與學生接受知識的時候所使用到的學習方式加以協調，在“教”與“學”的互動下提升教學質量。在機械制圖教學活動開展中，以學生為本的理念指導下，采取多樣化的方式使“教”與“學”交互起來。在傳統教學基礎上利用先進的科學技術和手段，教師讓學生學會計算機繪圖，繪制三維軟件，利用3D技術打印出實物，甚至可以利用3D食品打印，用軟件打印出“食品”，作為獎品贈送給表現好的學生。

四、3D打印技術在機械制圖教學的應用舉例

如數控車床中級難度的零件圖，內孔部分學生容易看錯，甚至會看不懂。在課堂上，教師把學生分若干小組，討論圖紙和制圖方法。每組派代表進行講解，在教師的引導下，對各組的討論結果進行分析，把課前畫好的三維實體以PPT形式展現出來。并輔助學生用3D one軟件繪制三維實體，零件各部位結構清晰可見，以STL格式保存，再讓學生用3D打印機把實體打印出來，有助于提高學生的識圖能力。相信此方法更受學生歡迎，教學效果更佳。

五、3D打印技術在機械制圖教學中的應用

通過調查研究，3D打印技術在機械制圖教學中起著關鍵性的作用。

（一）學生自覺性和興趣增強

入學初，對2017級數控特訓班40個學生進行機械制圖課程的興趣調查，調查結果如圖1所示。

從圖2中可以看出學生對3D打印技術有濃厚的興趣，從學生的興趣和喜好出發，有助于教師在教學過程中更自信地實施教學項目，增加學生學習興趣，提高教學質量。

（二）課堂教學效果和作業情況分析

對2017級數控特訓班進行3D打印輔助機械制圖教學，從平常課堂表現和學生作業情況看，收到了一定的實效。從圖3中，看出2017數控特訓班在3D打印輔助教學后，學生敢于提出問題、思考問題、自我解決問題的能力有大幅度提高，對學習產生了濃厚的興趣。

（三）提高了學生的學習成績

運用3D打印技術輔助教學，對3D打印技術的輔助教學的2017級數控特訓班的學生進行了兩個學期的成績分析，如圖4所示，學生學習成績、綜合能力有了明顯提高。

通過調查研究，把3D打印技術應用于機械制圖中，學生學習興趣和主動性有較大提高，但是能力的提高貫穿于學生的整個學習生涯。由于時間所限，還有許多方面需要進一步改善。

1.學生的基礎參差不齊，接受能力有高有低，學習習慣各有不同。培養學生能力和學習興趣是一個比較艱辛的過程，因此需要把工作做得更細，要持之以恒。

2.在教學中教師、學生要做更多的準備工作，在繁瑣的工作面前，教師的工作量將成倍增加，這樣才能更好地輔助學生主動學習。在接下來的教學工作中，還要努力克服各方面的困難，相信堅持到底就是勝利。

另外，研究的對象是中職一年級的學生，研究成果有一定的指導意義，可能存在片面性、局限性。爭取通過多次調查實踐，擴大范圍進行細致研究，使研究結果更具全面性。

參考文獻：

[1]何歡歡.基于3D打印技術的中職機械類課程改革探析[J].亞太教育，2016（24）：181.

[2]朱鵬.3D打印技術與機械制圖教學結合創新應用的研究[J].當代教育實踐與教學研究，2017（10）：181-182.

[3]莊競，梁承忠.行為導向教學法在中職制圖教學改革中的實踐[J].職業，2007（18）：32-33.

編輯 陳鮮艷