3D打印技术应用在中职教学中的改革探索

李光绕

引言

3D打印是一种基于数字模型，利用粘合剂材料逐层打印来塑造物体的快速原型技术。与传统制造技术相比，最大的区别是添加剂制造。目前，3D打印技术正从概念走向实践，点燃了第三次全球工业革命的导火索。作为我国制造业培养技术和管理人才的摇篮，3D打印技术在中等职业教育中的应用具有十分广阔的市场和前景[1]。过去，制造业是劳动密集型产业，企业大多设在劳动力成本较低的发展中国家，设计与生产线距离较远。这种长期的发展不仅破坏了发展中国家的生态资源，而且限制了发展中国家对发达国家的设计，使其无法实现经济转型，走上健康发展的道路。3D打印技术的出现，使得制造业从劳动密集型产业向人才密集型产业转型成为可能。设计线与生产线合二为一，产品可根据市场需求印刷。

一、3D打印技术在中职教学中应用现状分析

上世纪90年代，我国开始了3D打印技术的研究，中国是世界上第三个能够自主发展加性制造业的国家。到目前为止，我国一些中等职业院校已经开展了应用3D打印技术的教学实践[2]。职业教育中的3D打印将从实验阶段走向成熟应用阶段，中职院校的宝贵经验和成功经验可以为中职教师在教学中正确应用3D打印技术提供宝贵的经验，避免不必要的资源和时间浪费。

二、3D打印技术为中职教学方式的改革

3D打印技术在教育中的应用一直受到研究者的广泛关注。与欧美国家相比，中国是一个传统的制造业国家。3D打印技术不仅带来创意思维的变革[3]，也颠覆了整个领域。因此，3D打印在我国中等职业教育中的应用是一场革命。教学是一个双向的过程：教师的交流和学生的接受，形成一个完整的教学链条。3D打印技术对教学的影响不仅是教具的更新，更是教学思想、教学方法和教学模式的变化。3D打印技术不仅是一种技术，更是一种产业创新，中等职业教育作为制造业人才培养的起点，应适应这一变化，完成自身的转型。

三、3D打印教学应用模式

3.1教学实施过程概述

基于3D打印技术的教学实施过程包括六个核心模块：问题情境创设、3D模型设计、3D模型构建、3D模型打印、教学开发和教学评价。教学实施过程依次分为六个模块。在创设问题情境的过程中发现问题后，学习者在解决问题的任务情境下设计并构建3D模型。然后，打印物理3D模型，通过课堂互动中的展示、讨论和应用活动对模型进行验证和修改，解决实际问题。最后，通过评价环节，提炼设计技巧，完善设计理念，提高学习者的设计能力和创新能力。

3.2核心模块分析

（1）问题情境创设

对学习者来说，创设问题情境可以激发学习者的学习兴趣。从学习者的学习经验、知识结构和教学内容出发，创设一个有兴趣、有探索、有延伸的问题情境，帮助学习者独立学习、相互合作，将有效激发学习者强烈的问题意识和动机，有助于激发学习者的深入思考、探究欲望和研究热情。同时，可以发掘学习者的设计灵感，创作出既有价值又令人耳目一新的新作品。对于教师来说，帮助学习者发现一个高质量的问题，激发学习者的求知欲望，将为后续教学活动的顺利开展打下基础。

（2）三维模型设计

在创设问题情境阶段后，学习者在受到问题的刺激后，思维得到了激活和活跃。这一阶段是最敏感、最容易出现创新思维的阶段。在设计理念的指导下，学习者遵循设计原则，满足学习者的个性化需求，解决实际问题。教师针对学习者在设计过程中存在的问题实施个性化指导，帮助学习者在模型构建的早期阶段降低设计错误的概率。

（3）三维模型打印

模型打印主要由3D打印机实现。学习者只需将数字三维模型数据传输到三维打印机上，然后选择匹配的打印介质，并根据打印要求设置打印机参数，即可轻松方便地完成模型打印。

3.3课堂应用和教学评价

将打印的三维模型应用于课堂，教师通过课程设计科学合理地安排模型应用的时间和地点，为学习者创造一个宽松、自由的学习环境。通过模型展示和课堂互动，学习者可以充分地进行交流和互动，讨论模型中存在的问题。最后，通过评价模块验证了模型的可用性，验证了结论的正确性。教师对模型给予反馈，引导模型再次修改，学习者进行自我评价和相互评价，不断完善模型。

四、总结

三维（3D）打印技术是一门新兴的技术，其在中职教师教学中的应用将是一个长期关注的问题。根据区域经济转型的特点，整合各利益相关者资源，开展中职教师学习应用3D打印技术普及工程，本文通过查阅相关文献对3D打印技术在中职教学中的应用，同时也分析了3D打印教学应用模式。中职院校作為培养适应经济社会发展的高素质劳动者和技能型人才的基地，有必要转变传统的教学观念，推广应用3D打印技术，进一步的探索3D打印技术在中职教学中的重要作用。中职教师作为知识传授的主体，需要掌握3D打印技术正确应用的规律，并在教学中正确应用3D打印技术[4]，从而有效提高教学效率。

参考文献

[1]王伟伟.3D打印技术在中职教育改革背景下的应用[J].中学时代，2013（11）：22-22.

[2]孙传.3D打印技术应用在中职教学中的改革探索[J].职业，2020，No.553（15）：43-44.

[3]宋国梁.中职3D打印技术及教学改革探究[J].现代职业教育，2019，000（006）：206-207.

[4]朱姝，赵剑东.3D打印技术在中职教师教学中的应用研究[J].中国教育技术装备，2016，000（010）：39-41.

作者单位：湖南省浏阳市龙伏镇春田社区