席紅梅 程精濤 姚明鏡

摘要：在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的社會大趨勢下，社會需要具有學(xué)習(xí)能力和動手能力兼具的新型人才。3D打印技術(shù)不僅可以在機(jī)械生產(chǎn)、產(chǎn)品模型，工業(yè)設(shè)計(jì)，材料成型，生物醫(yī)學(xué)等行業(yè)得到應(yīng)用，還能夠通過打印方式獲得的個(gè)性定制產(chǎn)品?？梢?D打印技術(shù)的發(fā)展是大有可為的，因而，加強(qiáng)對我院學(xué)生3D打印技術(shù)方面的教育教學(xué)，不但可以針對性的給社會輸送相關(guān)人才，還可以培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力和動手能力。

關(guān)鍵詞：3D打?。粚?shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

引言：我院的四川省省級工程訓(xùn)練中心擁有3D打印的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，現(xiàn)目前只有我院的材料成型及控制工程開設(shè)了3D打印這門課程，而其他可以實(shí)施教學(xué)的機(jī)械工程及自動化專業(yè)、機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)及機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)都沒有相應(yīng)的將3D打印這門課程開設(shè)起來。針對3D打印在機(jī)械，材料，設(shè)計(jì)，模具，創(chuàng)新方面的應(yīng)用與發(fā)展，我院的3D打印教學(xué)教研可以進(jìn)行如下的改革探討，以實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的教育教學(xué)培養(yǎng)更多相關(guān)能夠應(yīng)用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的綜合性人才，也降進(jìn)一步使我校的畢業(yè)生在工作就業(yè)上有更大的選擇空間和更好的就業(yè)競爭力。

1、3D打印技術(shù)的理論原理

3D 打印技術(shù)是利用塑料或樹脂等可粘連的原材料進(jìn)行層層打印，進(jìn)而形成實(shí)際物體的增材制造技術(shù)。其理論原理是將3D 打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，通過設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行數(shù)字建模，再將數(shù)字信息傳輸給打印機(jī)，利用打印機(jī)中的絲狀、粉狀或是液體狀的材料以逐層堆積的方式制造出通過計(jì)算機(jī)軟件繪制的三維產(chǎn)品模型?，F(xiàn)目前，通過計(jì)算機(jī)繪制的三維圖形可以使用計(jì)算機(jī)切片[1]后，脫機(jī)使用SD卡或者U盤進(jìn)行三維產(chǎn)品模型的打印。

與傳統(tǒng)的通過去除材料的方式獲得產(chǎn)品零件相比較，3D打印技術(shù)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

首先，3D打印技術(shù)是通過原材料的堆積疊加形成三維產(chǎn)品，避免了原材料的浪費(fèi)；

其次，3D打印技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)及有限的空間條件下打印出三維物體，縮短了得到產(chǎn)品的時(shí)間，提高了加工制造的效率[2]；

最后，3D打印技術(shù)可以將人類的創(chuàng)意想法和設(shè)計(jì)迅速的呈現(xiàn)出來，不但可以實(shí)現(xiàn)了個(gè)性的創(chuàng)新制作，還可以在一定程度上帶動“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”的發(fā)展。

綜合3D打印技術(shù)的上述理論原理及優(yōu)點(diǎn)，將3D打印技術(shù)實(shí)時(shí)的運(yùn)用到我院的各工科專業(yè)的教學(xué)教研改革中，必然是使得學(xué)生提高個(gè)人綜合能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。

2、3D打印技術(shù)在相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用概況

近日，人社部印發(fā)《人力資源社會保障部關(guān)于頒布<全國技工院校專業(yè)目錄>（2018年修訂版）的通知》，決定將3D打印技術(shù)應(yīng)用正式編入《全國技工院校專業(yè)目錄》（2018年修訂版），并于秋季學(xué)期施行。該通知表明機(jī)械類專業(yè)中將新增一個(gè)3D打印技術(shù)應(yīng)用方向。由此可見，將3D打印技術(shù)的課程按照我院各個(gè)工科專業(yè)的需求，開展具有”教、學(xué)、做”的課程建設(shè)是非常有實(shí)際意義的。

我院現(xiàn)有機(jī)械工程及自動化、機(jī)電一體化、材料成型及控制工程等多個(gè)工科專業(yè)，3D打印技術(shù)均可以在工科專業(yè)開設(shè)相應(yīng)的“教、學(xué)、做”課程以拓展專業(yè)學(xué)科的學(xué)習(xí)。

目前，我院的材料成型及控制工程專業(yè)已將3D打印技術(shù)應(yīng)用課程作為選修課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，在這門課程的學(xué)習(xí)工程中，學(xué)生通過對CAD三維軟件的深入學(xué)習(xí)，不僅可以提高繪制圖形的能力，而且可以通過對三維圖形的切片和代碼轉(zhuǎn)換，利用3D打印技術(shù)的逐層堆積實(shí)現(xiàn)三維模型的實(shí)際獲得。學(xué)生在這門課程中，將其專業(yè)課材料成型技術(shù)運(yùn)用3D打印技術(shù)的方式轉(zhuǎn)化為三維模型，再通過鑄造的造型和澆注，可以真正轉(zhuǎn)化為需要的金屬產(chǎn)品。這也是由專業(yè)課的學(xué)習(xí)到實(shí)踐的一個(gè)過程，這樣的一個(gè)過程的培養(yǎng)，學(xué)生對專業(yè)課程知識掌握得更加的扎實(shí)和牢固，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動手能力，以及團(tuán)隊(duì)的協(xié)作。

針對3D打印技術(shù)在材料成型及控制工程中所獲得的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將3D打印技術(shù)應(yīng)用與我院其他的工科專業(yè)也可進(jìn)行對應(yīng)的銜接模式，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生了解3D打印技術(shù)，并將3D打印技術(shù)與自身所學(xué)的專業(yè)方向相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的全方位掌握。

3、3D打印技術(shù)教學(xué)教研在我院的發(fā)展前景

3D 打印技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，通過它所具備的獨(dú)特優(yōu)勢，可以幫助學(xué)生把抽象觀點(diǎn)形象化、腦海的想法實(shí)物化、動手的技能高級化，進(jìn)而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造能力的提升[3]。

運(yùn)用3D 打印技術(shù)完成相應(yīng)的某項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，一般都是以小組合作的形式進(jìn)行，而在實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的完成過程，學(xué)生的溝通意識、協(xié)作意識和動手能力也得以提高。同時(shí)，在合作探究創(chuàng)新的過程中需要收集、加工和處理各種信息資料，以及應(yīng)用其他的媒體來輔助完成，在這個(gè)過程中，學(xué)生的信息素養(yǎng)、媒體素養(yǎng)，協(xié)作素養(yǎng)等都會在不同程度上得到提高。

因此，3D 打印技術(shù)在我院多個(gè)工科專業(yè)實(shí)施相應(yīng)的“教、學(xué)、做”創(chuàng)新性教育，是教學(xué)創(chuàng)新的重要一環(huán)，在具體的實(shí)施過程中，可以從簡單的教學(xué)，逐步啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識的拓展，完善其自身的知識結(jié)構(gòu)和知識框架。

3D 打印技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用不僅是新興技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，也是創(chuàng)新性教學(xué)的大膽探索。3D 打印的創(chuàng)新性應(yīng)用于教學(xué)之中，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的綜合知識和能力，而且為教師帶來了多元化的教學(xué)方式、多層次的評價(jià)方式等。3D 打印與教育教學(xué)深度融合，其實(shí)就是技術(shù)與教育教學(xué)結(jié)合的方式，但是想將其深入應(yīng)用于教育教學(xué)中，就必須在學(xué)科教學(xué)的過程中尋求多樣化的教學(xué)方法和模式，同時(shí)在課程設(shè)置和教學(xué)設(shè)計(jì)上建構(gòu)創(chuàng)新性的模式。只有不斷提高 3D 打印的創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)容、方法、模式，才有可能更好地實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新教學(xué)的目標(biāo)，為學(xué)生的多層次、多方面、個(gè)性化發(fā)展和成長，更好地適應(yīng)社會的需求奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4、總結(jié)

3D打印技術(shù)運(yùn)用到相關(guān)的工科專業(yè)，不僅能夠使學(xué)生更好的掌握相關(guān)的專業(yè)必備知識，而且能夠更好的實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識的遷移和拓展，從而在某些領(lǐng)域拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新思維能力以及創(chuàng)新綜合能力。就學(xué)院而言，我認(rèn)為應(yīng)該更好的運(yùn)用3D打印技術(shù)的現(xiàn)有設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件，合理開展對應(yīng)專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練和教學(xué)任務(wù)，這樣不僅能夠激發(fā)學(xué)生對現(xiàn)有課程的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠更好的銜接相關(guān)課程，使學(xué)生更深入的學(xué)習(xí)對應(yīng)的專業(yè)課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]程精濤.幾種快速成型方法在鑄造中的應(yīng)用[J].鑄造技術(shù)，2015，（1）：242-244.

[2]談耀文，王永信，程永利.光固化快速成型樹脂模具在鑄造工業(yè)中的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，2013，39（4）：69-72.

[3]兀旦暉， 趙晨飛. 3D打印技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].課程教育研究，2013，（21）：69-72.

作者簡介：席紅梅（1985.02-），女，漢族，四川岳池，碩士研究生，助教，主要研究方向?yàn)椴牧铣尚托录夹g(shù)。