基于3D技術(shù)的機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革研究

李立堯

摘要：隨著我國社會科技的迅速發(fā)展，3D技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展和成長，這對我國的機(jī)械技術(shù)有著巨大的影響，且受到了廣大機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)人員的喜愛，而對于中職學(xué)校的機(jī)械專業(yè)教學(xué)有著重要的意義。文章根據(jù)中職學(xué)校機(jī)械類課程中的實際教學(xué)情況，將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與現(xiàn)代教學(xué)方式有效地融合，且探討了3D技術(shù)在中職機(jī)械類課程教學(xué)中的實施策略，通過對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行改革和創(chuàng)新，讓學(xué)生更加直觀地學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)知識，切身體會機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)，使中職學(xué)校機(jī)械專業(yè)取得了較好的教學(xué)成績。

關(guān)鍵詞：3D技術(shù);機(jī)械專業(yè);教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）01-0190-02

一、引言

當(dāng)今社會的發(fā)展對科技人才的需求量越來越多，同樣對技術(shù)專業(yè)人才的能力也有更多的要求。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時代的快速發(fā)展，人們的生活方式和思維模式都發(fā)生了巨大的變化，3D技術(shù)的推進(jìn)應(yīng)用使得機(jī)械專業(yè)的教學(xué)理念面臨改革和創(chuàng)新，為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)社會對科技人才的需求，從機(jī)械類的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行全面的改革，這是中職學(xué)校亟待解決的一個重大問題。

二、機(jī)械專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀

目前，中職機(jī)械類專業(yè)的課程體系主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械技術(shù)的基本知識和技能，為學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)打下了堅實基礎(chǔ)，因此，如何在理論知識的基礎(chǔ)上實施有效的實踐教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量是非常重要的。機(jī)械類專業(yè)不同于其他學(xué)科，機(jī)械類專業(yè)的學(xué)習(xí)都是比較枯燥、乏味的，如果不注重創(chuàng)新教學(xué)模式，久而久之很多學(xué)生就會對機(jī)械技術(shù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭煩，雖然現(xiàn)在的課程已經(jīng)得到了改革和優(yōu)化，但是仍然存在著較多的缺陷。

一方面，現(xiàn)在的多媒體教學(xué)形式較多，教學(xué)理念多為傳統(tǒng)模式，教師都是形式教學(xué)，課堂教學(xué)節(jié)奏快，很多教學(xué)內(nèi)容都是走馬觀花，使得學(xué)生不能準(zhǔn)確地掌握知識點。另一方面，雖然教師有時會采用實物、模型教學(xué)，在課堂上給學(xué)生直觀地授課，但是模型數(shù)量有限并且不容易攜帶等特點，使得實物教學(xué)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。如果將3D技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械專業(yè)的教學(xué)過程中，教師可以直接在課堂上建立三維模型，觀看三維動畫演示等進(jìn)行虛擬的裝配，甚至可以利用3D打印技術(shù)在課堂上打印出實物，這樣將知識更加直觀地傳授給學(xué)生，可以滿足學(xué)生對未知知識點的好奇心和激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新思維精神。

三、基于3D技術(shù)機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革的措施

傳統(tǒng)的機(jī)械類課程教學(xué)模式，無法對圖形或結(jié)構(gòu)的演變進(jìn)行直觀化的教學(xué)展示，而教師很難通過語言形象地將其表達(dá)出來，很多學(xué)生不能深入研究機(jī)械設(shè)計，只是簡單地了解了二維圖樣的淺淺認(rèn)知，因此，這也讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)機(jī)械類課程的興趣，更是不能提高學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)造性思維。

在計算機(jī)信息技術(shù)發(fā)達(dá)的社會，二維圖像技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會技術(shù)的需求，而三維技術(shù)的教學(xué)面臨著更多的挑戰(zhàn)和壓力。機(jī)械專業(yè)教學(xué)中融入3D技術(shù)，則需要對整個教學(xué)過程進(jìn)行全面的優(yōu)化，既可以提高教學(xué)質(zhì)量，又可以提高學(xué)生的專業(yè)能力和教師的教學(xué)效率，因此，3D技術(shù)在機(jī)械類教學(xué)中起到了十分關(guān)鍵的作用。

1.加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與3D技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械專業(yè)的教學(xué)非常注重理論與實踐的結(jié)合，3D技術(shù)融入教學(xué)過程中，就需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，精簡一些陳舊的教學(xué)內(nèi)容，且不斷地學(xué)習(xí)新的教學(xué)知識。機(jī)械制圖的傳統(tǒng)畫法可以適當(dāng)?shù)販p弱，增加一些3D技術(shù)的應(yīng)用，教師在教學(xué)過程中，需對課程的知識點進(jìn)行重構(gòu)和優(yōu)化，以畫圖和看圖為主，然后結(jié)合3D技術(shù)構(gòu)成新的課程體系。把3D技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，可以幫助學(xué)生加強(qiáng)3D技術(shù)理念，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新、設(shè)計和表達(dá)意識，從而提升學(xué)生的專業(yè)能力，落實教學(xué)改革任務(wù)，達(dá)到機(jī)械專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)。

無論什么專業(yè)學(xué)科，都需要理論與實踐的結(jié)合。因此，這就需要教師在課堂授課時需引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實踐，尤其是機(jī)械類專業(yè)，在整個設(shè)計過程中，都需要學(xué)生在分析整理完數(shù)據(jù)，計算完尺寸，然后運(yùn)用3D技術(shù)進(jìn)行檢驗實踐。另外，3D技術(shù)有著強(qiáng)大的功能，可以隨時對不恰當(dāng)?shù)膮?shù)進(jìn)行修改。

2.加強(qiáng)教學(xué)方式與3D技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。在科學(xué)技術(shù)廣泛使用的環(huán)境下，將3D技術(shù)與教學(xué)方式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在傳統(tǒng)手繪的基礎(chǔ)上改變?yōu)橛嬎銠C(jī)繪圖，現(xiàn)在計算機(jī)的繪圖功能較為強(qiáng)大，一些高精準(zhǔn)的機(jī)械制圖可以直接在計算機(jī)上繪制完成。因此，將3D技術(shù)和教學(xué)方式進(jìn)行有機(jī)融合，可以對機(jī)械制圖進(jìn)行有效的改革。教師可以在整個教學(xué)過程中設(shè)置計算機(jī)軟件課程，讓學(xué)生在課堂上使用計算機(jī)3D軟件設(shè)計出3D造型的模型，在這過程中可以對設(shè)計方式，設(shè)計原理和使用方式進(jìn)行綜合性的掌握，通過這種授課方式來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、設(shè)計能力。通過讓學(xué)生一人一機(jī)的進(jìn)行實踐操作，熟練地掌握3D設(shè)計軟件，學(xué)生可以學(xué)會獨立地繪制立體圖形，可以讓學(xué)生進(jìn)行切身的觀察和學(xué)習(xí)，通過這種方式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點，形成自主學(xué)習(xí)的主觀能動性和建設(shè)深入探究知識點的精神，為其以后的人生打下良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和堅實的基礎(chǔ)。

3.加強(qiáng)實踐教學(xué)與3D技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)一直是課程教學(xué)的關(guān)鍵，尤其是機(jī)械類專業(yè)，應(yīng)該從學(xué)生的基礎(chǔ)課就要培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，并且以此來作為首要的任務(wù)目標(biāo)來完成。機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生首先要提出可行性的數(shù)據(jù)分析，然后根據(jù)數(shù)據(jù)來擬訂設(shè)計方案，通過數(shù)據(jù)分析、計算，然后利用3D軟件設(shè)計出造型、裝配、檢驗等一系列操作。在整個實踐過程中，學(xué)生可以清晰地了解產(chǎn)品尺寸是否合理，設(shè)計結(jié)構(gòu)是否可行以及機(jī)械的傳動性能否實現(xiàn)，等等，這些不確定因素，學(xué)生可以通過分析、設(shè)計、實踐等切身體驗完成，以此來增加學(xué)生的成就感。此外，學(xué)生可以通過運(yùn)用3D軟件直觀地觀察和了解各個零件的構(gòu)成，以及其零件的運(yùn)動狀態(tài)。教師可以通過3D軟件模擬制作機(jī)械動畫，幫助學(xué)生在腦海中形成影像結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以使學(xué)生更加深入地了解機(jī)械設(shè)計的內(nèi)涵和本質(zhì)，從感性層面來增加學(xué)生機(jī)械設(shè)計的想象力，這是二維設(shè)計無法實現(xiàn)的。通過3D技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度地提高學(xué)生的設(shè)計效率，幫助學(xué)生從2D機(jī)械設(shè)計轉(zhuǎn)化進(jìn)入3D機(jī)械設(shè)計，讓思維模式進(jìn)一步地加深和提升。

3D技術(shù)的進(jìn)一步深化也促進(jìn)了機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)改革，通過3D實踐打印技術(shù)，可以讓學(xué)生在實踐過程中掌握知識點的同時，更進(jìn)一步地了解機(jī)械設(shè)計的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生能夠切身體會全新的設(shè)計方法和工作樂趣，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈愿望，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新樂趣和創(chuàng)新意識。

四、結(jié)語

在這個快速發(fā)展的科技時代，社會對高科技人才的需求變得越來越迫切，尤其是對中職學(xué)生的素養(yǎng)和能力要求越來越高。機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，要積極地跟上時代教育的步伐，順應(yīng)時代的新要求，而教師應(yīng)該大力推進(jìn)機(jī)械類教學(xué)3D技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅可以提高課堂的教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生激起學(xué)習(xí)興趣和開發(fā)學(xué)生的抽象思維模式，還可以通過提供3D實訓(xùn)平臺，加強(qiáng)學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)與實踐的有效融合，可以充分提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和動手能力，為社會培養(yǎng)出真正適應(yīng)時代發(fā)展的復(fù)合型人才。作為一名機(jī)械專業(yè)的教師，應(yīng)該積極響應(yīng)我國教育的改革制度、創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法，及時調(diào)整和適應(yīng)社會的快速變化，有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，為建設(shè)高效的中職機(jī)械專業(yè)課堂做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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Research on the Teaching Reform of Mechanical Specialty Based on 3D Technology

LI Li-yao

（Yancheng Advanced Vocational School，Yancheng，Jiangsu 224000，China）

Abstract：With the rapid development of social science and technology in our country，the 3D technology has been developed and growing rapidly，which has great influence on the mechanical technology of our country，and has been loved by the technicians in the field of machinery.And it is of great significance to the mechanical and professional teaching of middle-grade school.In this paper，according to the actual teaching situation in the mechanical class of the middle-grade school，the traditional teaching method and the modern teaching method are effectively integrated together，and the implementation strategy of the 3D technology in the course teaching of the middle-grade mechanical class is discussed，and the reform and the innovation of the teaching content and the teaching method are carried out，to enable the students to learn the mechanical expertise more intuitively，personal experience of mechanical structure of the state of movement for the secondary vocational school machinery teaching quality achieved better results.

Key words：3D technology;mechanical specialty;teaching reform