3D打印模型的研究与应用

刘永庆

[摘           要]  如今，互联网信息技术的应用和发展已经渗透到各行各业中，而3D打印技术作为一种新型技术也已经应用到中职学校的教学过程中。3D模型的蓝本采用的是三维立体结构，通过应用软件把三维立体结构中的内容分析成多层二维平面内容，再通过打印技术将内容呈现为实体。针对在中职学校教学过程中应用3D打印模型的具体作用展开分析探讨，寻求在中职学校中有效应用3D打印模型的合适策略，并找出在此过程中存在的问题和解决方式，以促進对3D打印模型的研究与应用。

[关    键   词]  3D打印模型;中职学校教学;研究与应用

[中图分类号]  TP391.73                   [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2021）29-0150-02

一、在中职学校教学过程中应用3D打印模型的具体作用

（一）突破传统教学模式的限制

中职学校以往的教学模式是以教师的口头阐述和表达为基础，即便互联网信息技术的应用已经实现视频、音频和口头表述的结合，但仍然处于非实物化教学阶段。另外，由于学生经验不足，对深层次知识的理解不到位，难以真正掌握知识所传达的思想。而3D打印模型的出现能够将具体实物呈现在课堂讲解过程中，让学生通过观察和触摸来了解难以用语言表达的知识，有一种身临其境的感觉。中职学校教学过程中应用3D打印技术制作模型辅助教学，能够突破传统教学模式中以教师讲解为主导的课堂限制，让学生真正作为课堂学习的主体，把学生看作核心来开展教学活动。而且3D模型就相当于实践内容，其与理论知识的结合能够让学生深刻感知教学内容传达的思想和意义。中职学校的教师在教学过程中使用3D模型作为教具可以丰富教学材料，也能够更加容易进行表达，增强和学生之间的互动，而不是以空洞的讲解作为核心教学方式。

（二）激发中职学校学生的创新精神

中职学校各专业的教学内容都具有极强的专业性，尤其是产品设计类的科目具有极强的应用性，而3D打印模型能够为学生提供尽可能符合实际应用情形的工具。3D打印模式不同于传统的模型塑造需要手工操作，它由电子计算机输入数据调整比例而合成，可以很大程度上节省人力资源和物力资源。因为3D打印模型和互联网信息技术的密切联系，在模型方案设计之初就能够通过计算机暴露模型缺陷，通过有效的调整修改提高模型的实用性。对于设计类的专业来说设计图纸根本无法完整体现设计意图，而3D打印模型的应用可以从三维立体角度全方位展示学生的设计构思和设计理念，也能够将创意设计通过快速的模型合成方式转化为立体结构，起到体验和检验设计内容的作用。通过对3D打印模型的探究，激发学生的创新精神，将理论知识和实践能力有机结合起来，使得专业知识的学习与专业能力的培养达到高度统一。

（三）培养中职学校学生的协作能力

3D打印模型的应用并不是简单的教具制作过程，需要经过系统的模型设计、方案确定、调整修改、打印成型、后期着色等过程，此过程非常考验学生的沟通交流能力、语言表达能力、合同协作能力等。打印模型的实际操作过程需要以学生扎实的动手能力作为支撑，并在此基础上注入学生的创新思维和开发理念。中职学校学生对专业知识的理解通过3D打印模型以实物呈现，以实际的物体表现思想，将枯燥无味的教学过程和学习过程变得生动、有趣。3D打印模型是一个全新的领域，在其应用过程中给予学生充分展示的机会，但同时对学生的实践操作能力提出要求，不断培养学生的协作能力，更好地应用于中职学校教学过程中。

（四）丰富中职学校学生的学习过程

3D打印模型以三维立体形式呈现在空间中，相对于二维平面设计更加完整和具体，相对于文字表达和表述更加生动和有力。3D模型不仅能够以实物给予学生直观感受，还能供学生操作体验，以实际的感官强化学生对知识的理解和掌握，丰富中职学校学生的学习过程。3D打印模型以互联网信息技术作为技术支持，能够有效提高模型的实用性和有效规避模型存在的缺陷，提高教学效率和教学品质，让学生拥有愉快的学习体验。传统的教学模式偏向于用语言表达知识内涵，可能补充一些图片和视频辅助理解，但终究无法真正体现实物所具有的特征和特性，而3D打印模型能够给予学生直观的视觉冲击，还能够通过实际的触摸体验更好地了解和理解知识内涵，丰富中职学校学生的学习过程。

二、中职学校有效应用3D打印模型的合适策略

尽管3D打印模型已经逐渐应用于中职学校的教学过程中，可仍然存在许多的限制和弊端在延缓其发展进程，下面我们就来进行具体的分析，寻求中职学校有效应用3D打印模型的合适策略。

（一）提升3D打印模型的应用程度

3D打印模型的应用需要以配备高规格的设备器械作为前提，因为这是相对新型的科学技术，其所需的打印机和建模软件等设备器械的成本相对高昂。另外，扫描仪器和数据库的匹配要求也很难满足，简易版的3D打印机并不能从实质上提高工作效率，对于人力、物力的损耗所换取的价值相对较低。尽管政府机构和教育机构十分重视3D打印模型的应用，但其在中职学校教学过程中的普遍应用还需要经历一个相对漫长的过程。这主要还是由于国内技术的不成熟，因此需要提高相关产业的投资力度，强化相关技术的研究和提升，以此为提升3D打印模型的应用程度奠定物质基础。

（二）提高对中职学校教师的要求

3D打印模型的应用需要中职学校教师的支持与辅助。首先，中职学校教师本身可以使用3D打印模型辅助教学工作的完成。其次，教师可以通过引导学生参与3D打印模型的制作过程来推动其应用过程。所以必须提高对中职学校教师的要求，使其深刻认识到3D打印模型应用于教学过程的优势和必要性，并且培养和提升其对3D打印模型制作技术的操作能力和制作设备的使用能力。只有教师以身作则将3D打印模型的应用作为工作内容的核心，才能为学生提供榜样力量和示范作用，真正提高3D打印模型在中职学校教学过程中应用的可能性。