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，社會需要具有學習能力和動手能力兼具的新型人才。3D打印技術(shù)不僅可以在機械生產(chǎn)、產(chǎn)品模型，工業(yè)設(shè)計，材料成型，生物醫(yī)學等行業(yè)得到應用，還能夠通過打印方式獲得的個性定制產(chǎn)品。可見3D打印技術(shù)的發(fā)展是大有可為的，因而，加強對我院學生3D打印技術(shù)方面的教育教學，不但可以針對性的給社會輸送相關(guān)人才，還可以培養(yǎng)和鍛煉學生提高學習能力和動手能力。

關(guān)鍵詞：3D打??；實踐教學；教學改革

引言：我院的四川省省級工程訓練中心擁有3D打印的相關(guān)實驗教學設(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，而其他可以實施教學的機械工程及自動化專業(yè)、機械設(shè)計及制造專業(yè)，工業(yè)設(shè)計專業(yè)及機械創(chuàng)新設(shè)計都沒有相應的將3D打印這門課程開設(shè)起來。針對3D打印在機械，材料，設(shè)計，模具，創(chuàng)新方面的應用與發(fā)展，我院的3D打印教學教研可以進行如下的改革探討，以實現(xiàn)3D打印技術(shù)的教育教學培養(yǎng)更多相關(guān)能夠應用3D打印技術(shù)實現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的綜合性人才，也降進一步使我校的畢業(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行層層打印，進而形成實際物體的增材制造技術(shù)。其理論原理是將3D 打印機與計算機連接，通過設(shè)計輔助軟件進行數(shù)字建模，再將數(shù)字信息傳輸給打印機，利用打印機中的絲狀、粉狀或是液體狀的材料以逐層堆積的方式制造出通過計算機軟件繪制的三維產(chǎn)品模型?，F(xiàn)目前，通過計算機繪制的三維圖形可以使用計算機切片[1]后，脫機使用SD卡或者U盤進行三維產(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：

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；

其次，3D打印技術(shù)可以在短時間內(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)計迅速的呈現(xiàn)出來，不但可以實現(xiàn)了個性的創(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，將3D打印技術(shù)實時的運用到我院的各工科專業(yè)的教學教研改革中，必然是使得學生提高個人綜合能力和創(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），并于秋季學期施行。該通知表明機械類專業(yè)中將新增一個3D打印技術(shù)應用方向。由此可見，將3D打印技術(shù)的課程按照我院各個工科專業(yè)的需求，開展具有”教、學、做”的課程建設(shè)是非常有實際意義的。

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

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)應用課程作為選修課程進行學習，在這門課程的學習工程中，學生通過對CAD三維軟件的深入學習，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)的逐層堆積實現(xiàn)三維模型的實際獲得。學生在這門課程中，將其專業(yè)課材料成型技術(shù)運用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)課的學習到實踐的一個過程，這樣的一個過程的培養(yǎng)，學生對專業(yè)課程知識掌握得更加的扎實和牢固，同時也培養(yǎng)了學生的學習能力和動手能力，以及團隊的協(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際教學經(jīng)驗，將3D打印技術(shù)應用與我院其他的工科專業(yè)也可進行對應的銜接模式，以實現(xiàn)學生了解3D打印技術(shù)，并將3D打印技術(shù)與自身所學的專業(yè)方向相結(jié)合，實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的全方位掌握。

3、3D打印技術(shù)教學教研在我院的發(fā)展前景

3D 打印技術(shù)應用到實際教學中，通過它所具備的獨特優(yōu)勢，可以幫助學生把抽象觀點形象化、腦海的想法實物化、動手的技能高級化，進而幫助學生實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造能力的提升[3]。

運用3D 打印技術(shù)完成相應的某項學習任務時，一般都是以小組合作的形式進行，而在實現(xiàn)項目的完成過程，學生的溝通意識、協(xié)作意識和動手能力也得以提高。同時，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，以及應用其他的媒體來輔助完成，在這個過程中，學生的信息素養(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)在我院多個工科專業(yè)實施相應的“教、學、做”創(chuàng)新性教育，是教學創(chuàng)新的重要一環(huán)，在具體的實施過程中，可以從簡單的教學，逐步啟發(fā)學生應用創(chuàng)新，實現(xiàn)學科知識的拓展，完善其自身的知識結(jié)構(gòu)和知識框架。

3D 打印技術(shù)的教學應用不僅是新興技術(shù)在教學中的運用，也是創(chuàng)新性教學的大膽探索。3D 打印的創(chuàng)新性應用于教學之中，不僅提高了學生學習的積極性，提高了學生的綜合知識和能力，而且為教師帶來了多元化的教學方式、多層次的評價方式等。3D 打印與教育教學深度融合，其實就是技術(shù)與教育教學結(jié)合的方式，但是想將其深入應用于教育教學中，就必須在學科教學的過程中尋求多樣化的教學方法和模式，同時在課程設(shè)置和教學設(shè)計上建構(gòu)創(chuàng)新性的模式。只有不斷提高 3D 打印的創(chuàng)新教學的內(nèi)容、方法、模式，才有可能更好地實現(xiàn)其創(chuàng)新教學的目標，為學生的多層次、多方面、個性化發(fā)展和成長，更好地適應社會的需求奠定更堅實的基礎(chǔ)。

4、總結(jié)

3D打印技術(shù)運用到相關(guān)的工科專業(yè)，不僅能夠使學生更好的掌握相關(guān)的專業(yè)必備知識，而且能夠更好的實現(xiàn)專業(yè)知識的遷移和拓展，從而在某些領(lǐng)域拓寬學生學習的創(chuàng)新思維能力以及創(chuàng)新綜合能力。就學院而言，我認為應該更好的運用3D打印技術(shù)的現(xiàn)有設(shè)備及實驗條件，合理開展對應專業(yè)的相關(guān)實驗訓練和教學任務，這樣不僅能夠激發(fā)學生對現(xiàn)有課程的學習興趣，而且能夠更好的銜接相關(guān)課程，使學生更深入的學習對應的專業(yè)課程。

參考文獻：

[1]程精濤.幾種快速成型方法在鑄造中的應用[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)在教學中的應用研究[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，主要研究方向為材料成型新技術(shù)。