張繼寶

[摘? ? ? ? ? ?要]? 3D技術(shù)目前在各個方面都有著大范圍的使用，當然現(xiàn)在也應(yīng)用到教學(xué)中。那么就3D技術(shù)在中職機械專業(yè)中的相關(guān)應(yīng)用展開研究，并且給出相關(guān)舉措。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 信息化背景;3D技術(shù);機械教學(xué)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）47-0160-02

3D建模打印是一種新型的技術(shù)，在社會上諸多領(lǐng)域都得到了廣泛使用，并且取得了認可。隨著科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，機械專業(yè)教學(xué)模式也在持續(xù)進行改進以及創(chuàng)新，中職機械專業(yè)的教學(xué)方式也有著非常大的轉(zhuǎn)變，很多新的教學(xué)方式以及新的教育理念已經(jīng)運用在教學(xué)工作中。其中，3D技術(shù)的使用直接推進了中職教學(xué)的進程，提升了教學(xué)的成效。3D打印是利用電腦將特殊的打印材料一層一層疊加起來的，最后就呈現(xiàn)出了一個實物，例如，金屬、塑料。3D打印技術(shù)最普及的就是熔融沉積成型技術(shù)。當前中職院校機械專業(yè)在課堂中也開始使用3D打印技術(shù)。這樣才可以不斷提升學(xué)生對課堂的興趣，促使學(xué)生自愿參與到教學(xué)中，推進中職院校機械專業(yè)課程的發(fā)展。

一、3D技術(shù)進入機械教學(xué)的意義

（一）激發(fā)學(xué)習興趣

中職機械專業(yè)的教材內(nèi)容都是很受學(xué)生歡迎的，而3D技術(shù)更是推動了學(xué)生的興趣發(fā)展，它給學(xué)生帶來了前所未有的學(xué)習體驗[1]。利用3D技術(shù)可以直觀、真實地將模型展現(xiàn)在學(xué)生眼前，可以進一步激起學(xué)生的學(xué)習興趣以及求知欲望，使得學(xué)生更踴躍地參與到課堂中進行動手實操，并且喜歡上機械專業(yè)。況且學(xué)生對自己動手實操打印出來的模型，自身會有成就感，更加愿意主動地去了解關(guān)于此方面的知識，激起了學(xué)生的學(xué)習熱情。

（二）豐富想象力

現(xiàn)階段的學(xué)生都有著完整的形象思維，學(xué)生可以對生活中的物品進行觀察與分析，并且還會展開自身的想象力。例如，在生活中就有著各種各樣的造型，在觀察的同時可以從多角度進行觀察，再用3D建模打印技術(shù)進行建模，并且得到自己想要的模型。通過這種方式進行學(xué)習，學(xué)生就可以依照材料或者是教師的指導(dǎo)、示范進行學(xué)習，在建模的途中還有很多方法可以讓學(xué)生進行自主創(chuàng)新。同時，學(xué)生可以根據(jù)圖紙信息、設(shè)計原理等利用3D打印技術(shù)進行教學(xué)，創(chuàng)作出教學(xué)所需要的教輔工具等，不斷培養(yǎng)學(xué)生新的靈感，鼓勵學(xué)生積極探索。

（三）發(fā)揮創(chuàng)造力

在建模的時候，學(xué)生可以依照模型多角度的變化，發(fā)現(xiàn)物體的樣式。通過建模物體就會產(chǎn)生變化，在此進行運算，進行實體的組合、去除，學(xué)生在這種虛擬的立體世界中進行動手實操，可以幫助學(xué)生提升創(chuàng)造力。

（四）提高教學(xué)效率

在傳統(tǒng)的機械教學(xué)中，機械原理或者繪圖相關(guān)的課程，教師一般都是采用一個典型的模型，向?qū)W生介紹相關(guān)的機械原理和繪制技巧，而學(xué)生只能被動地聽講，不利于學(xué)生真正深入地學(xué)習?，F(xiàn)在將3D技術(shù)應(yīng)用到機械教學(xué)中，學(xué)生可以通過3D技術(shù)，自行制造模型，根據(jù)自己創(chuàng)作的模型進行分析測量并繪制相關(guān)圖紙。3D技術(shù)不僅改變了以往的教學(xué)方式，讓學(xué)生親自參與到模型的制作過程中，提高了學(xué)生的學(xué)習興趣，還幫助學(xué)生更好地理解機械教學(xué)的原理，有效地提高了教學(xué)的效率。

二、3D打印技術(shù)在機械教學(xué)中應(yīng)用的重要性

從一定意義上來說，機械制圖工程語言運用的掌握程度直接與機械課程的有效性以及機械專業(yè)學(xué)生的綜合能力相關(guān)，可以大幅度提升學(xué)生的個人技能。在教學(xué)的時候，以往機械課程的教學(xué)模式是使用平面投影的辦法來帶領(lǐng)學(xué)生進行學(xué)習，掌握知識，但是此種辦法還是沒能有一個良好的成效。假設(shè)這個時候可以使用立體化以及可視化的樣式呈現(xiàn)的話，有助于學(xué)生發(fā)散自己的思維。將二維投影以及三維零件結(jié)構(gòu)兩者進行結(jié)合的話，就可以幫助學(xué)生提升繪圖思維能力，進一步提高學(xué)生的實際操作能力。在此時3D技術(shù)的產(chǎn)生就可以達成機械教學(xué)在此方面的目的，學(xué)生在3D技術(shù)的支撐下，空間想象能力會有一個大幅度的提升，邏輯分析能力也會隨之長進。

除此之外，通過3D打印技術(shù)，可以將機械教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實，學(xué)生將所學(xué)到的理論知識轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的操作，在實踐過程中更有效地幫助學(xué)生加深對理論知識的理解。并且，機械教學(xué)是為了培養(yǎng)更多具有專業(yè)技能的技術(shù)型人才，參與工作時需要較強的動手能力，通過3D打印技術(shù)，學(xué)生的實操水平不斷提高，滿足了社會對人才的需求，為學(xué)生將來的就業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

三、3D技術(shù)存在的問題

在很多區(qū)域中3D打印都可以解放人們的雙手，并且降低成本，其復(fù)制的實體不僅很精確，而且攜帶還很方便[2]。但是3D技術(shù)當前還存在很多的不足。對比較簡易的物品都可以進行打印，并且材料也不復(fù)雜，假設(shè)模型比較復(fù)雜的話，那么打印機就會比較昂貴，嚴重阻礙了3D打印機的遍布。當前3D打印作品的質(zhì)量還不太高，在運用的過程中還存在很多的弊端。3D打印可以滿足要求不高的、比較簡單的零件打印，因此，在研究技術(shù)方面還需要繼續(xù)探究。同時，當3D技術(shù)引入機械教學(xué)過程中時，對教師、學(xué)生提出了新的要求。一方面教師需要學(xué)習3D打印技術(shù)，并要具有相關(guān)專業(yè)的水平，可以向?qū)W生教授相關(guān)技巧;另一方面學(xué)生學(xué)習3D打印技術(shù)給他們增加了新的課業(yè)負擔。因此，3D技術(shù)進入機械教學(xué)中要處理好教師與學(xué)生的學(xué)習問題。

四、3D技術(shù)在機械專業(yè)課堂中的應(yīng)用策略

機械專業(yè)教學(xué)在實施的時候，需要學(xué)生有很強的三維空間想象能力、扎實的理論基礎(chǔ)以及零部件設(shè)計的技能。要想學(xué)生鍛煉、發(fā)展此三種能力，那么就需要學(xué)生自身有非常高的熱情以及教師的精準指導(dǎo)、長期的鍛煉才可以達成的。在機械工程教學(xué)過程中，中職院校就需要將3D打印技術(shù)運用在其中，將其優(yōu)勢最大化發(fā)揮出來，將實訓(xùn)過程以及生產(chǎn)過程相互結(jié)合起來，幫助學(xué)生在進行實訓(xùn)的時候就知道使用3D技術(shù)處理現(xiàn)實問題。下面針對3D技術(shù)在機械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用展開研究。

（一）在機械學(xué)習方面的應(yīng)用

機械專業(yè)課程學(xué)習當中的關(guān)鍵點就是培養(yǎng)學(xué)生的三維設(shè)計能力，并且可以應(yīng)用在實際生活當中。在進行課程教學(xué)的時候，必須看重以下幾個方面的內(nèi)容：使用UG軟件，對零件的參數(shù)實施調(diào)整改進，有助于完成對整體的修改，在實現(xiàn)三維造型的過程中，還可以靈活運用各類渲染手法，促使設(shè)計的產(chǎn)品外觀更加人性化，更加真實可信。此種三維軟件操作的手法比較容易，裝配的時候比較靈活，在這個時期展開使用，可以便于學(xué)生了解裝配體，強化學(xué)生的記憶，有助于學(xué)生對空間概念有一個更深層次的認識。

（二）在機械原理學(xué)習時期的應(yīng)用

三維軟件有助于機械設(shè)計以及運動仿真功效達成一致，可以將抽象機構(gòu)和實際運行的過程精準地融合在一起，有助于學(xué)生運用此種軟件去詳細掌握機械設(shè)備工作的原理。例如，活塞連桿機構(gòu)的運行原理，教師在以往的教學(xué)方式中就直接以平面模型的形式呈現(xiàn)出來，假設(shè)學(xué)生的空間思維能力不高，就不能確保學(xué)生可以準確地掌握此節(jié)課的內(nèi)容。那么使用專業(yè)的三維軟件的時候，花費的時間就不長，短時期就可以對機械原理有一個全方位的理解以及掌握。

（三）在機械制圖學(xué)習時期的應(yīng)用

機械制圖課程是一項基礎(chǔ)性科目，此課程展開的目的就是為了強化學(xué)生的想象能力以及空間思維能力，有助于學(xué)生快速學(xué)會繪制零件三視圖，這是此項課程最基礎(chǔ)的要求[3]。因為大部分學(xué)生剛接觸機械制圖課程，空間思維能力相對來說還是不強的，就沒有辦法跟上課程的腳步。那么在這個時候就可以憑借3D技術(shù)，帶領(lǐng)學(xué)生走進物體空間模型，并且還可以靈活運用。

（四）舉辦興趣小組以及電子制作的比賽

在中職機械專業(yè)的課堂中，教師可以進行興趣小組以及電子制作的比賽，協(xié)助學(xué)生利用3D打印機制造模型，這與用紙表現(xiàn)出來的模型完全是兩種呈現(xiàn)效果。利用3D打印機，發(fā)揮學(xué)生自身的創(chuàng)造能力。在學(xué)生設(shè)計作品的3D打印技術(shù)的時候，學(xué)生自己進行打印，最后打印出來的機械零件以及部件也都是學(xué)生自己組裝的。在這個過程中有助于增強學(xué)生的動手能力，鍛煉學(xué)生自身，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及處理問題的技能都可以有一個大幅度的增進，并且可以增強學(xué)生參與課堂的積極性。在教學(xué)的過程中，學(xué)生需要親自參與整個制作過程，才能進一步強化自身的創(chuàng)新能力。例如，學(xué)校也可以引導(dǎo)學(xué)生參與3D打印社團活動，讓學(xué)生根據(jù)自己的創(chuàng)意，積極動手動腦打印出自己喜歡的模型。還可以向外界展現(xiàn)3D打印的成果，在規(guī)定的時間內(nèi)可以與教師進行溝通以及研究，提升教師的技術(shù)水準。加強教師對3D打印技術(shù)的運用，有助于3D技術(shù)在中職機械專業(yè)課程當中順利地實施。

總而言之，在機械專業(yè)課程授課中，學(xué)校以及教師理應(yīng)積極擴大3D技術(shù)在機械設(shè)計方面的應(yīng)用，加快3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這有助于3D技術(shù)在生活方面及學(xué)習方面將自身的優(yōu)勢展現(xiàn)出來。所以，教育部門以及學(xué)校應(yīng)該重視此項工作的展開，并且將此落到實處，加大資金投入力度，主動購買三維設(shè)計軟件以及設(shè)備，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境，幫助有關(guān)專業(yè)的學(xué)生在一個優(yōu)質(zhì)的環(huán)境中進行學(xué)習。

參考文獻：

[1]孫輝.信息化背景下3D技術(shù)在機械教學(xué)中的應(yīng)用[J].東西南北，2018（24）.

[2]謝晉德.信息化背景下3D技術(shù)在機械教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)與信息化，2017（5）：116，118.

◎編輯 原琳娜