3D打印技术在中职教育领域中的应用研究

高大鹏

摘要：现今将3D打印技术（英文简称3DPT）应用在教育领域还较为少见，随着当前3DPT成本有效降低以及其设备的良好普及，众多教育学者开始关注将3DPT与教育教学融合在一起。而本文基于此就3DPT应用于中职教育予以研究，从3DPT优势进行着手分析，之后探讨3DPT具体在中职教育的实际应用，以期为后续关于中职教育以及3DPT方面的研究提供理论上的参考依据。

关键词：3D打印技术；职业教育；应用中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）08-0363-02前言：1980年代美国首次研究出了3DPT，可以说3DPT发展至今已经较为成熟，作为一种先进化技术其实际工作原理依托于二维打印，在二维打印基础上将打印所使用的油墨材料进行了橡胶以及陶瓷和相应的塑料等材料的替换，通过叠加成型相应模型进而实现材料的逐层打印。

1.初探3DPT优势

对于3DPT优势主要是体现在以下五方面：

第一优势是能够制造复杂物品。一般来讲现今制造行业对于成品的制造往往是建立在切削毛坯以及加工毛坯基础上，而该种传统成品制造一方面会产生无法再次有效利用的大量废料，另一方面也会加速刀具损坏，最为重要的是一些复杂造型相关物体是难以用传统切削技术实现。而3DPT出现则能够较好的避免上述状况，利用电子数据的有效输入并依托于薄层叠加相应技术原理则能够将大众所需的复杂物品直接生产。此过程中并不会产生物料切削之后的废料，同时想要任何复杂造型物品均可以实现[1]。

第二优势是能够短时间打印。现今众多的物品均是依托于3DPT进而实现了快速化良好打印，并在较短时间满足客户需求。相较于以往传统成品生产以及供货而言整个繁琐程序耗费较短时间。

第三优势是激发设计想象。在利用3DPT实现物品打印的时候能够较快展现加工完成的成品，此过程更加能够激发大众设计灵感，将自身的设计思想融入到物品打印中，促使物品生产变为艺术品创造。

第四优势是实现便携制造。现今3DPT已经逐渐走进大众生活中，而桌面3DPT更加受到了大众的欢迎与好评，人们可以通过购买3D相应打印设备依托3DPT实现随时随地的产品打印。

第五优势是可以无限组合材料。在3D打印设备中能够将不同材料包含在内，简单来讲就是可以将多种材料融合起来共同打印产品，因此最终成品也就具备了色彩丰富性，而这也是3DPT深受大众喜爱的因素之一[2]。

2.探析3DPT于中职教育中具体应用

2.1应用于教育课程。现今将3DPT于中职教育中实际应用集中在教育课程方面，一般来讲3DPT本身就包含了光电以及材料和相应的机械等学科知识在内，就当前中职教育而言同样也设置有光电以及材料等等相应学科，将3DPT与中职教育中这些学科良好融合不仅是中职教育深化发展的客观需求，而且也是拓宽3DPT应用范围的必然要求。以往部分中职院校虽然关注到3DPT的引入，但是仅仅是将3DPT作为选修课在学生群体中进行推广，学生依据自己喜好来选择是否学习该课程。而现今随着3DPT成熟发展，越来越多的中职院校开始将3DPT融合在现有相关课程中，促使学生在学习日常课程的时候能够深入性的了解3DPT，如在中职计算机实际专业中增加了三维建模该课程，三维建模课程旨在发展学生多维思考能力以及三维构建模型的具体能力，进而引导学生通过模型设计不仅优化3DPT，而且还能够对计算机已有知识予以巩固补充；再比如于中职材料专业中增加材料研究课程，因为3DPT涉及到多种材料的有效应用，对于3D打印设备而言最初打印需要将材料以液态形式存储于设备之中，之后利用黏合生产方式将液态材料形成固态物体。因此研究3DPT材料较为重要，此外通过开设材料研究课程更加可以将材料专业研究内容予以实践化，对于学生专业学习帮助较大；当然还可以于中职机械专业开设机械打印课程，向学生讲解并剖析3DPT原理以及具体的物品加工过程，在课程中关注机械生产稳定性以及有效性和精度性[3]。总的来讲将3DPT融合于中职教育课程中能够促使不同专业增加新的关于3DPT方面课程，这对于课程优化发展起着积极的影响作用。

2.2应用于课堂教学。现今除了可以利用3DPT来增设专业课程之外，还可以具体应用到课程教学中。各学科教师完全可以利用3D打印设备来打印自身所需的相关课件以及教具模型，并将这些模型教具具体应用于课程讲解中。如中职教师在实际向学生讲解齿轮构造环节中就可以依托于3DPT进而将类型各异齿轮打印出来并学生展现，而具备三维立体的齿轮一方面能够加深学生对于齿轮结构的认识，另一方面也便于教师实现立体化知识讲解，相较于以往仅仅是能够通过幻灯片以及图片展现齿轮进而展开的教学方法无疑是更为先进，而学生对于该种直接呈现在眼前的齿轮模型也能够深入化理解课本知识；再比如中职教师在讲解数学几何课程环节中也能够利用3D打印设备将复杂多面体予以良好打印，促使学生能够对多面体深入分析学习，而相较于以往仅仅是建立在四面体以及六面体等基础上的几何教学更加能够促使学生思维力的发展。当然还可以将3DPT应用在中职实验课堂教学中，学生亲自利用3DPT实现物品打印，该种过程无疑是能够将学习热情充分的带动起来，对于学生积极性主动性学习意义较大[4]。

结论：综上分析可知，3DPT建立在快速成形基础上，当前已经成功在医学和相应的航空等领域实现应用，而将3DPT应用于教育领域成为了教育部门以及社会大众关注的焦点，尤其是对于中职教育而言应用3DPT促使专业课程实现增设，并促使日常课堂教学更加丰富，充分的调动了学生对于机械等抽象性较强课程的兴趣。

参考文献：

[1]高群，郑家霖. 基于职业教育视角的应用型人才培养模式探析——以国内3D打印技术产业为例[J]. 发展研究，2015，11：90-96.

[2]张英杰. 3D打印在高分子材料成型加工课程教学中的应用初探[J]. 中国医学教育技术，2014，06：636-639.

[3]李陶. 工业4.0背景下德国应对3D打印技术的法政策学分析——兼论我国对3D打印技术的法政策路径选择[J]. 科技与法律，2015，02：322-338.