基于3D技术的机械专业教学改革研究

李立尧

摘要：随着我国社会科技的迅速发展，3D技术也得到了迅猛的发展和成长，这对我国的机械技术有着巨大的影响，且受到了广大机械领域技术人员的喜爱，而对于中职学校的机械专业教学有着重要的意义。文章根据中职学校机械类课程中的实际教学情况，将传统的教学方式与现代教学方式有效地融合，且探讨了3D技术在中职机械类课程教学中的实施策略，通过对教学内容和教学方式进行改革和创新，让学生更加直观地学习机械专业知识，切身体会机械结构的运动状态，使中职学校机械专业取得了较好的教学成绩。

关键词：3D技术;机械专业;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）01-0190-02

一、引言

当今社会的发展对科技人才的需求量越来越多，同样对技术专业人才的能力也有更多的要求。随着计算机网络时代的快速发展，人们的生活方式和思维模式都发生了巨大的变化，3D技术的推进应用使得机械专业的教学理念面临改革和创新，为了适应现代科学技术的发展，适应社会对科技人才的需求，从机械类的课程体系、教学内容、教学方法等方面进行全面的改革，这是中职学校亟待解决的一个重大问题。

二、机械专业的教学现状

目前，中职机械类专业的课程体系主要是培养学生掌握机械技术的基本知识和技能，为学生理论知识的学习打下了坚实基础，因此，如何在理论知识的基础上实施有效的实践教学，提高教学质量是非常重要的。机械类专业不同于其他学科，机械类专业的学习都是比较枯燥、乏味的，如果不注重创新教学模式，久而久之很多学生就会对机械技术的学习产生厌烦，虽然现在的课程已经得到了改革和优化，但是仍然存在着较多的缺陷。

一方面，现在的多媒体教学形式较多，教学理念多为传统模式，教师都是形式教学，课堂教学节奏快，很多教学内容都是走马观花，使得学生不能准确地掌握知识点。另一方面，虽然教师有时会采用实物、模型教学，在课堂上给学生直观地授课，但是模型数量有限并且不容易携带等特点，使得实物教学不能满足学生的学习需求。如果将3D技术运用到机械专业的教学过程中，教师可以直接在课堂上建立三维模型，观看三维动画演示等进行虚拟的装配，甚至可以利用3D打印技术在课堂上打印出实物，这样将知识更加直观地传授给学生，可以满足学生对未知知识点的好奇心和激发学生主动学习的意识，全面提高学生的创新思维精神。

三、基于3D技术机械专业教学改革的措施

传统的机械类课程教学模式，无法对图形或结构的演变进行直观化的教学展示，而教师很难通过语言形象地将其表达出来，很多学生不能深入研究机械设计，只是简单地了解了二维图样的浅浅认知，因此，这也让学生失去了学习机械类课程的兴趣，更是不能提高学生的设计能力和创造性思维。

在计算机信息技术发达的社会，二维图像技术已经无法满足现代社会技术的需求，而三维技术的教学面临着更多的挑戰和压力。机械专业教学中融入3D技术，则需要对整个教学过程进行全面的优化，既可以提高教学质量，又可以提高学生的专业能力和教师的教学效率，因此，3D技术在机械类教学中起到了十分关键的作用。

1.加强教学内容与3D技术的有机结合。机械专业的教学非常注重理论与实践的结合，3D技术融入教学过程中，就需要改变传统的教学理念，精简一些陈旧的教学内容，且不断地学习新的教学知识。机械制图的传统画法可以适当地减弱，增加一些3D技术的应用，教师在教学过程中，需对课程的知识点进行重构和优化，以画图和看图为主，然后结合3D技术构成新的课程体系。把3D技术与教学内容有机结合，可以帮助学生加强3D技术理念，增强学生的动手能力、创新、设计和表达意识，从而提升学生的专业能力，落实教学改革任务，达到机械专业的教学目标。

无论什么专业学科，都需要理论与实践的结合。因此，这就需要教师在课堂授课时需引导学生进行自主实践，尤其是机械类专业，在整个设计过程中，都需要学生在分析整理完数据，计算完尺寸，然后运用3D技术进行检验实践。另外，3D技术有着强大的功能，可以随时对不恰当的参数进行修改。

2.加强教学方式与3D技术的有机结合。在科学技术广泛使用的环境下，将3D技术与教学方式进行有机结合，在传统手绘的基础上改变为计算机绘图，现在计算机的绘图功能较为强大，一些高精准的机械制图可以直接在计算机上绘制完成。因此，将3D技术和教学方式进行有机融合，可以对机械制图进行有效的改革。教师可以在整个教学过程中设置计算机软件课程，让学生在课堂上使用计算机3D软件设计出3D造型的模型，在这过程中可以对设计方式，设计原理和使用方式进行综合性的掌握，通过这种授课方式来培养学生的创新能力、设计能力。通过让学生一人一机的进行实践操作，熟练地掌握3D设计软件，学生可以学会独立地绘制立体图形，可以让学生进行切身的观察和学习，通过这种方式来激发学生学习的兴趣点，形成自主学习的主观能动性和建设深入探究知识点的精神，为其以后的人生打下良好的自主学习习惯和坚实的基础。

3.加强实践教学与3D技术的有机结合。实践教学环节一直是课程教学的关键，尤其是机械类专业，应该从学生的基础课就要培养学生的实践动手能力，并且以此来作为首要的任务目标来完成。机械类专业的学生首先要提出可行性的数据分析，然后根据数据来拟订设计方案，通过数据分析、计算，然后利用3D软件设计出造型、装配、检验等一系列操作。在整个实践过程中，学生可以清晰地了解产品尺寸是否合理，设计结构是否可行以及机械的传动性能否实现，等等，这些不确定因素，学生可以通过分析、设计、实践等切身体验完成，以此来增加学生的成就感。此外，学生可以通过运用3D软件直观地观察和了解各个零件的构成，以及其零件的运动状态。教师可以通过3D软件模拟制作机械动画，帮助学生在脑海中形成影像结构设计，可以使学生更加深入地了解机械设计的内涵和本质，从感性层面来增加学生机械设计的想象力，这是二维设计无法实现的。通过3D技术的应用可以大幅度地提高学生的设计效率，帮助学生从2D机械设计转化进入3D机械设计，让思维模式进一步地加深和提升。

3D技術的进一步深化也促进了机械类专业的教学改革，通过3D实践打印技术，可以让学生在实践过程中掌握知识点的同时，更进一步地了解机械设计的结构，使学生能够切身体会全新的设计方法和工作乐趣，从而激发学生学习的强烈愿望，加强学生的创新乐趣和创新意识。

四、结语

在这个快速发展的科技时代，社会对高科技人才的需求变得越来越迫切，尤其是对中职学生的素养和能力要求越来越高。机械专业的学生，要积极地跟上时代教育的步伐，顺应时代的新要求，而教师应该大力推进机械类教学3D技术的应用，不仅仅可以提高课堂的教学质量，帮助学生激起学习兴趣和开发学生的抽象思维模式，还可以通过提供3D实训平台，加强学生理论知识的学习与实践的有效融合，可以充分提高学生的专业素养和动手能力，为社会培养出真正适应时代发展的复合型人才。作为一名机械专业的教师，应该积极响应我国教育的改革制度、创新教学模式和教学方法，及时调整和适应社会的快速变化，有效提高教学质量和教学效率，为建设高效的中职机械专业课堂做出贡献。

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Research on the Teaching Reform of Mechanical Specialty Based on 3D Technology

LI Li-yao

（Yancheng Advanced Vocational School，Yancheng，Jiangsu 224000，China）

Abstract：With the rapid development of social science and technology in our country，the 3D technology has been developed and growing rapidly，which has great influence on the mechanical technology of our country，and has been loved by the technicians in the field of machinery.And it is of great significance to the mechanical and professional teaching of middle-grade school.In this paper，according to the actual teaching situation in the mechanical class of the middle-grade school，the traditional teaching method and the modern teaching method are effectively integrated together，and the implementation strategy of the 3D technology in the course teaching of the middle-grade mechanical class is discussed，and the reform and the innovation of the teaching content and the teaching method are carried out，to enable the students to learn the mechanical expertise more intuitively，personal experience of mechanical structure of the state of movement for the secondary vocational school machinery teaching quality achieved better results.

Key words：3D technology;mechanical specialty;teaching reform