宋淑葉

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學院 徐州技師分院，江蘇 徐州 221000)

0 引言

近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅猛，3D打印技術(shù)也被稱作增材制造或者是快速成型技術(shù)，在醫(yī)藥醫(yī)療、建筑施工、航空機械等方面迅速發(fā)展和普及[1]，如煙霧機殼體、離合器支架等機械零部件都有3D打印產(chǎn)品的觸及(圖1)。目前，很多技工院校都開設了3D打印技術(shù)與工業(yè)設計專業(yè)，但和相關(guān)專業(yè)主干課程的結(jié)合還有所欠缺，尤其是與Pro/E軟件數(shù)字建模課程結(jié)合還有待進一步挖掘。在機電、機械領域應用中，較為廣泛的建模軟件則是Pro/E，該軟件對產(chǎn)品設計制造周期的縮減起到了非常重要的作用[2-3]。為了能夠讓Pro/E軟件在校園內(nèi)順利開展教學，把3D打印技術(shù)應用于Pro/E軟件數(shù)字建模課程教學中，通過“建模-打印”，做到“做中學、學中做、理實一體化”，讓老師在課堂中更好地激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，結(jié)合教學改革，理實一體化課程的實施，提高學生的學習興趣，真正做到學生學有所用，最重要的是有效地提高了教育教學的質(zhì)量。

圖1 機械零部件的3D打印產(chǎn)品

1 Pro/E課程現(xiàn)狀

1.1 教學內(nèi)容簡化

在實際的教學過程中，目前大部分院校只安排一周4節(jié)課時[4]，由于課時不足，任課教師通常只教授學生軟件建模部分，老師上課進行理論講解也只是通過一些機械零部件的案例，和企業(yè)接軌不夠充分，項目式驅(qū)動沒有扎根，學生也無法通過案例舉一反三，更無法觸類旁通。對后續(xù)學習造成不良的影響。

1.2 教學手段單一

大部分院校在該課程的教學方式主要是講授，通常由于各種條件的約束，考慮到其他計算機輔助設計課程的加入，Pro/E建模課程的課時會被縮減[5]。任課教師在教學過程中，通常是單純講授，并且，教學的硬件設施設備較為簡陋，教學的手段也較單一。盡管很多職業(yè)學校已經(jīng)對該課進行了一定程度的改革，比如增加上機練習課時、增加互動環(huán)節(jié)、舉辦各級各類建模大賽等。但是效果并不顯著，缺乏系統(tǒng)的操作實踐。目前，大多數(shù)職業(yè)學校教師的教學過程都僅僅停留于為了完成課堂考試，并沒有結(jié)合生產(chǎn)實際，學生畢業(yè)進入企業(yè)之時，根本無法達到企業(yè)要求[6]。

1.3 重視程度較低

目前，Pro/E三維建模內(nèi)容主要是實體3D建模、工程2D制圖、機械整體裝配仿真等內(nèi)容。教學方式簡單，即教師講完知識操作之后，緊接著就示范操作過程，然后再讓學生進行練習。然而，經(jīng)過這樣一個教學過程，往往造成的結(jié)果，是學生在課堂上只是掌握了命令操作，到了課后，因興趣不大，再加上缺乏很多必要的練習和記憶的強化，待下次課時教學，幾乎已經(jīng)全部忘記了。經(jīng)過分析，之所以重視程度不夠最大的原因，主要是因為教學內(nèi)容和方式?jīng)]有完全得到學生整體的認可，并且和實際應用沒有做到有機結(jié)合。

2 3D打印技術(shù)應用于Pro/E課程

將3D打印技術(shù)，在Pro/E三維建模中得以結(jié)合和應用，把課本的知識轉(zhuǎn)化成實物，以這樣的方式來增加學生的學習興趣，效果顯著。

3D打印技術(shù)的主要原理是通過逐層打印的方式，利用模型文件(.stl格式)，使用可粘合材料，實現(xiàn)物體整體造型的成型技術(shù)。打印過程，首先通過Pro/E設計軟件，進行對模型的3D建立，再將建好的模型另存為.stl格式，進行切片的動作，從而指導打印機實現(xiàn)逐層打印，獲得實體。通過對.stl文件信息的讀取，可以打印出任何教學過程中需要實現(xiàn)的實體。結(jié)合3D打印技術(shù)的特點和優(yōu)勢，通過該技術(shù)的融入，便能實現(xiàn)Pro/E三維建模課程的有效課程改革和教學改革，從而進一步提高教學質(zhì)量[7]。

應用結(jié)合主要有如下步驟：一是教師需要制定和3D打印技術(shù)相匹配的教學案例內(nèi)容；二是教學過程，不僅要講授案例的操作命令，還要結(jié)合3D打印機的切片操作進行講解；三是布置課程任務，學生在課后對任務進行資料查閱，對任務進行課后建模，課上帶著問題學習，任課教師通過3D打印機進行打印，不僅可以達到解惑，還可以對教學內(nèi)容進行強化。

通過3D打印內(nèi)容的引入，該課程的課時得以增加，由原來的一周2課時增加到一周6課時，保障了課程教學的充分性。通過增加項目任務，可以按照小組分配來設計課程的任務，3～4人為一個小組，每個學習研究小組配置一臺3D打印機，小組成員分工合作，完成從二維圖到實體，再到模型的整個流程，各小組自行討論，并自行分配工作量。通過該方法，學生在小組中合作，進行溝通和交流，增強職業(yè)素養(yǎng)，增加課堂效果，也增進師生情感。

3 結(jié)語

運用3D打印技術(shù)應用于Pro/E三維建模教學，增加了實踐的途徑，推動了學生實踐技能和學習能力的提高，也同時提高了課程教學質(zhì)量，改進了教學模式，最終創(chuàng)新了教學方法?？梢钥闯?，這種教學模式有益于學生的發(fā)展。本文通過對Pro/E軟件數(shù)字建模課程的教學現(xiàn)狀進行分析，總結(jié)該課程目前教學中存在的問題，即教學內(nèi)容簡化，教學手段單一，以及重視程度不夠；其次，將3D打印技術(shù)引入該課程教學，提高了課堂教學質(zhì)量，改變了原有的教學模式，充分顯示3D打印技術(shù)在教學中起到的重要作用。

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