关于3D打印技术的高职机械类课程改革的研究

白龙

[摘 要] 随着我国科学技术水平的不断提高，在某种程度上也促使高职机械类课程发生了质的改变，尤其是3D打印技术的兴起给机械专业课教学带来了前所未有的发展空间。显然，将三维设计软件渗透到机械专业课程中有着显著的效果，进而为推动高职机械类课程实现深入改革而作出应有的贡献。

[关 键 词] 3D打印；机械专业课；教学

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）08-0106-01

从当前的发展形势来看，3D打印技术在相关领域中得到了普遍认可，一些高职院校也主动将新型技术渗透到机械类课程教学活动中，并取得了优异的成果。基于此，本文主要从以下几个方面进行分析，笔者结合自身经验提出合理化建议，供以借鉴。

一、探析传统机械专业课程中存在的主要问题

（1）从传统的角度来看，当教师在开展机械类课程教学活动的过程中，在讲授机械零件复杂结构的时候一般都是以图片、模型等方式呈现的。显然学生无法通过这些模型、图片掌握零件的具体形状、结构等相关知识。（2）“填鸭式”的教学手段已经无法顺应时代的发展，也不能激发学生的求知欲望。随着我国科学技术水平的不断提高，倘若无法体现学生的主体地位，那么学生就会失去学习的兴趣，久而久之还有可能产生厌学的心理。

二、分析3D打印技术发展对机械制图带来的影响

（一）阐述3D打印技术与三维图形

通常情况下，由于3D打印技术实质上属于立体平面印刷术，它主要是经过计算机图像制作出相应的实体对象，接着人们再进行三维打印，然后输入相应的数据，并且还要利用面片网格呈现出生成的零件，整个环节可以叫做快速成型。Autodesk Inventor软件是由国外一家公司研制出来的新型模拟软件，该软件有着较多的优势，例如创新性、易用性等，在很大程度上可以将人员的设计水平加以提升，同时在市场激烈的竞争中占有一席之地。由此可见，当输出Inventor零件抑或是装配体文档是STL文件的情况下，就可以对输出选项进行设定，这样就可以通过3D打印机把想要的零部件打印出来。

（二）探析三维建模与计算机辅助二维制图的区别

随着我国科学技术的日益完善，美国研制成功的Auto-CAD制图软件能够为高职学生的制图学习创造有利条件，同时也在某种程度上推动了机械制图朝着信息化的方向发展。然而从当前的发展形势来看，这种制图理念依然还倾向于立体结构，这样就会致使视图和视图之间存在的关系无法得到科学的控制。例如，对圆这个物体来说，主要是依据多边形逼近而得到的，然而三维建模软件通常是在建立几何模型的基础上才衍生出来的。就三维建模软件而言，能够清晰地呈现出物体轮廓形状的几何位置信息，充分体现出几何体之间存在的相关信息，这样人们就可以利用STL文件驱动3D打印机完成相应部位的制作。

三、基于3D打印技术的机械制图课程改革探究

（一）组织学习小组，开发多样的教学形式

高职院校应当把无线网络有机地和教学活动结合在一起，只有这样才能真正意义上围绕着学生开展相应的教学活动。而针对课堂教学以外的活动来说，这就要求高职院校采取有效措施来培养学生的自主学习能力，比如可以在适当的时候组织关于Inventor软件的兴趣小组，然后将一些基礎扎实、专业知识过硬、操作水平较高的学生先加入进来，然后再由这些动手能力较强的学生带动其他学生参与其中，这样就可以促使学生学习更多关于三维设计软件的知识，然后通过建立三维设计小组学习群的方式，为学生的学习营造轻松、愉快的氛围，相信这样做一定会取得显著的成果。

（二）构建实践平台，激发学生的求知欲望

对高职院校来说，应当在特定的时间内积极举办一些技能大赛，为学生搭建可以表现自我的平台，积极鼓励所有学生参与到各项比赛中，并通过使用三维设计软件设计相应的图片，促使学生可以在具体的实践中灵活运用3D打印技术，显然高职院校这样做不但可以促使学生深刻感受到动手操作的乐趣，而且还激发了学生的求知欲望，从具体的实践活动中感受到“学习的乐趣”，进而挖掘学生潜在的学习动机。

（三）充分挖掘学生的创作潜能

学生通过几个学期学习机械制图和机械设计基础等专业知识后，可以自己设计作品。学生分组讨论设计方案，利用所学知识验证该设计结构是否成立，不断修正，最后形成合理满意的设计方案。例如，有学生设计传动轴、手机外壳等。最后他们利用3D打印机对所设计的作品进行打印，当学生看到自己设计加工的成果后，更加激发了他们的创作灵感和成就感，从而有助于我们培养适应新形势的创新型人才。

通过以上内容的论述，可以得知，从当前的发展形势来看，3D打印技术在相关领域中得到了普遍的认可，同时也在教育领域中得到了良好的运用。对高职院校来说，主动将3D打印技术渗透到机械类课程改革中有着显著的效果，不但可以促使机械类课程实现深入改革，而且也为我国的经济建设培养出了大量的技能型人才。

参考文献：

[1]郑涛.3D打印技术在工业设计专业教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（15）.

[2]商明慧，于帆帆.3D打印技术的应用与发展探究[J].价值工程，2016（7）.

[3]张志勇，唐永林，邢国春，等.基于3D打印技术的高职高专院校嵌入式系统课程教学改革探析[J].长春师范大学学报，2015（12）.