基于3D打印技术机械结构设计的创新课堂教学设计探索

吕俊流

摘要：社会的不断发展与进步带动了科技的发展，3D打印技术就是科技进步的产物，3D打印技术是最近几年开始兴起的一种新型的技术，通过增料的方式将实物展现在我们面前，在诸多的行业得到了较为广泛的应用。作为教师应该做到与时俱进，对于新兴起的技术有所了解，积极配合教育改革，在课堂教学当中融入3D打印技术，在课堂教学过程中大胆尝试。

关键词：3D打印技术；机械结构设计；创新；课堂教学设计

随着3D打印技术的发展与进步，已经在很多的行业开始应用，课堂教学也在逐渐进行改革，已经开始应用多媒体技术进行教学，但是这些还是属于虚拟的技术，如果我们在教学过程当中运用3D打印技术，将真实的事物呈现在我们面前，也是对教学方式进行的创新。现如今国家大力支持教育改革，而教育改革的主要任务还是对教学方法进行改革，最大限度的提升课堂教学质量。同样的教学内容通过不同的教学方式展现出来，最终的效果也会有所差别。而且现如今我们所运用的教学方式相对比较单一，课堂教学内容比较枯燥，很难提起学生们的学习热情，而且像机械类专业的学生来说，在课堂上教师所讲的内容偏理论的会多一些，对于一些机械的原理进行表述时都不是很直观，学生理解起来也会比较困难，再加上之前教学所用的教具都比较传统，学生很难对教学内容提起兴趣。还有就是像计算机软件类专业的学生，一些三维软件即便是运用计算机也只是能够在电脑上进行设计和模仿，缺乏食物的设计。所以，为了更好的提升教学质量，在课堂教学过程当中运用3D打印技术，对教学方法进行创新，还能以激发学生的创意性。

1.新时期课堂教学分析

当今时代，多媒体教学方式已经在我们的课堂教学过程当中得到了普遍的应用，可以将文字、图片、视频等等在屏幕上实时展现出来，打破传统教学理念的束缚。虽然课堂教学在很大程度上已经得到了优化，但是还是存在着诸多的问题，特别是当今社会是一个创新型社会，学生的创意意识显得更加重要，有一些学生的设计作业具备一定的创意性，但是我们只能够通过计算机软件将虚拟的东西呈现出来，如果想要将虚拟转换成为实物，还是要通过一系列繁琐的工作，比如说像机械类专业，我们如果想将所设计出的复杂造型通过实物的方式展现出来，可能会通过长时间的机加工制造，无论是成本还是时间都是我们所不能够承受的，即便是一些具备机械类专业技能的人来说也是要花费很长时间才能够完成的，而且上述的这些条件并不是每个学校都能够提供的，对于一些不具备机械类技能的学生来说，创意的实现难度也就更大，有些时候创意并不是局限于专业，即便是一些非专业人士也是能够有很好的创意的，他们的创意更加大胆。因此，这些问题都会对学生的创意能否实现造成影响，如果在这时能够有一些技術的支持，那么这项工作将会十分简单。

2.3D打印技术特点

所谓3D打印机实际上是一种能够在最短的时间能呈现出实物形态的设备，主要是以数字模拟文件为基础，运用粉末状金属或者是塑料等等这些能够粘合的材料，通过逐层打印的方法对物体结构进行构建。之前常常被应用于工业设计、模具制造等行业，现在会用于产品的直接制造，也就是说这项技术的应用越来越广泛。实际上，我们可以把该设备认为是工控机，在我们的日常生活当中常用到的塑料制品就是通过网络建模的方式，借助机器设备进行三维的喷塑，也就是说工控机也可以说是3D打印机，只是设备内所加入的材料是不同的。打印机对文件当中的截面信息进行获取，运用液体、粉末、片状的材料将截面打印出来，再将截面黏在一起，以实物的形式呈现在我们面前。3D打印机最大的特点就是可以对任何形状的物体进行制作。3D打印技术和传统的工业产品开发相比较，节约了时间，因为不需要在进行开模工作，成本费用也得到了降低。对于一些完美的设计理念，不管是工艺流程多么复杂，都可以运用3D打印技术在很短的时间内制造出来，对于产品的创新具有积极的影响。

3.3D打印技术在课堂教学过程中的应用

传统的课堂教学是枯燥乏味的，再加上机械类专业课程本身就比较无聊，一些工作原理比较繁琐，虽然运用多媒体设备通过图片、视频的方式呈现出来会有所改变，但是学生还是很难直观的理解。但是如果教师对课堂教学进行不断的改革与创新，在课堂教学中，先对学生讲解一些基本的原理，当学生有所理解之后，让学生进行相关的设计工作，并且对于一些比较典型的传动装置，我们可以先分组合作完成，并且将一些零部件运用3D打印技术打印出来，完成设计工作之后就可以将实物呈现在我们面前，减少了加工环节的时间，也能够将一些创意真正的实现，最大限度的提高了学生的学习兴趣。通过对传动装置进行设计，既能够帮助学生对课本当中的传动原理进行理解，还开发了学生的创意，将成品开发所发生的成本都节约掉，为后续大量的生产奠定了坚实的基础。

4.结束语

3D打印技术能够带领学生进入机械生产的世界，对学习充满兴趣，在对专业性知识进行学习的基础之上，还能够对设计过程进行体检，实现了理论与实践相结合。无论是促进学生学习知识还是对知识的综合运用都具有较强的推进作用，将3D打印技术融入课堂教学过程中来，实现了对教学方法的改革与创新。

参考文献：

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