3D打印技術在職校機械類課程改革中的應用及發展研究

郭嵐 王紅霞

[摘要]? 針對3D打印技術在職校機械類課程改革中應用與發展進行有效研究，簡單介紹3D打印技術，然后主要探討3D打印技術在職校機械類課程改革中的具體應用，其中包括制圖課程、理論課程、科學工程、實訓課程、UG-CAD課程、自動化課程等，最后闡述3D打印技術在職校機械類課程改革中的發展前景，以此充分培養高層次人才。

[關鍵詞]? 3D打印技術;制圖課程;理論課程

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）37-0164-02

現階段，我國科技迅速發展、技術不斷更新進步，其中3D打印技術逐漸出現，其應用的范圍相對廣泛并得到良好的應用效果。目前，該項技術逐漸應用于職校機械類課程改革中，有效讓學生對3D打印技術進行直觀了解，充分改變傳統的教學模式。通過該項技術的研發以及應用，可為學生提供良好的實踐機會，豐富學生的實踐活動，提高學生的學習能力，為學生的未來發展打下良好的基礎。

一、3D打印技術概述

3D打印技術是在數字模型的基礎上，加入制造技術，并利用PLA、金屬等黏合材料，構建逐級打印方式，以此形成3D打印技術。目前，我國針對3D打印技術進行重點開發，將其列入技術探究的主要工作中。同時，將其納入教育行業中，在職校機械類課程改革中進行有效應用。借助3D打印技術，可有效強化學生的專業知識，增加學生的實踐課程，讓其通過具體的實踐操作，以掌握專業的知識內容。同時，在3D打印技術應用過程中，還應當結合有關技術，如制造技術、制圖技術、掃描技術等。在技術共同的作用下，為學生提供有效的幫助，使其利用實踐完成實物制作，并且，3D打印技術的應用逐漸打破了傳統課程的教學限制，為學生提供了良好的施展平臺以及機會，讓學生對機械類制作有充分的體驗，明確產品制造的整體過程。此外，在我國信息技術的不斷發展下，3D技術具有良好的發展前景，其應用范圍也在逐漸擴大，可為各行各業提供較大的支持。

二、3D打印技術在職校機械類課程改革中的具體應用

（一）制圖課程

機械類課程相對較多，其中在制圖課程中，3D打印技術的應用，為其帶來有效的應用。在傳統的課程中，教師只是一味地講解教材中的基本原理，學生在學習時未能對相關理論進行充分理解，枯燥的理論知識讓學生逐漸產生抵觸心理，以此難以提高學生的學習水平[1]。同時，教師在講解過程中，采用靜態的教具，學生無法理解知識內容，要求學生應當具備較強的空間思維能力，以此才可理解有關機械原理。因此，應當轉變教師的教學方式，充分了解學生的需求以及學生在學習過程中出現的困難，從而改變現狀，讓學生有效掌握理論內容。教學中，教師采用實踐教學方式，并針對裝配體等進行三維建模，借助3D打印技術，在建模的過程中，讓學生加深印象，并提高學生的繪圖能力，掌握基本知識。并且，在3D打印技術的應用下，教師應發散學生的思維，將該技術與制圖課程進行有效結合，培養學生的思維以及操作能力，有效彌補傳統教學中的不足之處，并不斷增強學生的設計能力以及制圖能力等，促進學生良好發展。

（二）設計課程

機械設計課程是機械類專業的主要課程，在該課程中，包括機械以及設計兩類，其研究主要圍繞機械、電氣等方面展開。并且，在設計基本理論知識時，其內容相對較多，并相對復雜，學生難以快速理解相關內容，無法掌握機械設計理論知識，對學生的要求也相對較高。因此，在課程的講解過程中，應當利用3D打印技術。例如，在設計課程中，以平面連桿機構為例，并結合其特點，應用軟件設計出現指定的桿件。同時，借助轉換軟件將三維模型進行有效轉化，使其成為3D打印技術的G代碼，并利用該代碼錄入指定的打印機中，將設計的工件進行打印。并且，利用3D打印技術還可將設計的模型進行加工，通過對該技術的應用可有效提高學生的學習興趣，以此在3D打印技術的應用下不斷優化設計方式，完善學生的設計方案，為學生機械學習提供較大的幫助。在實踐過程中，可讓學生針對某一現象進行充分討論，并對設計實踐的過程展開有效的分析，進行充分總結歸納，以此提高學生機械設計的質量。

（三）科學工程

3D打印技術還可應用在科學工程課程中，在該課程中，將3D打印技術應用在實驗中，使學生進行自主配料、打印產品等，讓其充分體驗課程實驗的全過程，以此打造良好的特色教學，并調動學生對科學工程探究的積極性。同時，在3D打印技術的應用下，可讓學生認識較多的塑料類型以及各個工藝流程，使學生充分掌握各項工藝所具備的獨特功能，明確工藝的強度、流動性、導電性等設計方法[2]。并且，還能夠讓學生對3D制備有深刻理解。此外，部分職校還建立了相應的實驗室，為學生提供了良好的實驗環境，促使學生能夠在實驗室中完成科學工程課程實驗，逐漸拓寬學生的知識面。實驗課可以促使學生充分掌握專業知識，并讓學生深入了解3D打印技術，對其進行不斷的研究探索，有利于為學生探索知識提供良好的平臺，幫助學生豐富自身的知識儲備，以此推動學生的長遠發展。

（四）實訓課程

目前，在機械類實訓課程中也逐漸引入3D打印技術，改善傳統的教學方式，強化整體的內容設置，完善考核的具體內容。加強校企結合，可引進企業內部專業人員為學生講解實際操作內容，并建立混合教學方式，結合實際情況可適當增加相應的考核方式，以此改善教學方式，使其順應我國現代化社會的發展，符合教育的相關要求。針對實訓課程內容進行不斷創新，可以滿足各個企業生產制造的需求，在3D打印技術的應用下，可有效完成殼體模型的設計以及制作。通過實訓課程，增加學生的實踐體驗，提高學生的自主學習能力，在實踐過程中，可獨立完成相關工作，從而培養學生的綜合能力。同時，在3D打印技術的應用中，也能夠將該技術引進學科競賽。例如，在無碳小車項目中，可采用3D打印技術，以此完成對該項目的設計，選擇合理的材料充分發揮技術的自身作用，以達到良好的項目設計效果，使學生能夠在學科競賽中獲取相應的名次，充分激發學生的積極性，使其積極參與到實訓課程中，增強實踐能力，熟練設計各零部件，為學生的日后工作提供良好的保障。