基于3D打印技术的高职机械类课程改革探析

何欢欢

摘要：本文通过对3D打印技术应用现状做出分析，并着眼于当前高职教育改革的方向。提出将3D打印技术作为机械类课程设置的重要辅助内容应用至教学当中，同时对课程实施过程进行了探究。最终提出了合理化的建议，为下一步课程改革提供了可行性的参考。

关键词：3D打印技术；机械；课改

中图分类号：G710文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）08-0181-01

一、前言

2015年国内经济增速逐渐放缓，由供求关系变化以及产能过剩导致的建筑、机械等行业的萧条萎靡进一步凸显。国务院多次召开会议研究制定应对措施并相继印发了《工业转型升级规划》、《中国制造2025》等一系列重要文件。力求通过相关产业的转型升级、深化改革提振中国制造业走出困境。基于此当前3D打印技术的兴起无异于一次重要的产业技术改革创新，其所蕴含的巨大潜力与价值必将逐渐的显现并为社会进步、经济发展做出贡献。结合当前的经济形势与3D打印技术广阔的发展前景，笔者作为一名教育工作者将3D打印技术融入到日常的教学当中就显得尤为的重要。

二、3D打印技术的研究现状及应用前景

（一）研究现状

3D打印技术也可以称之为快速成型技术，是在二维平面制作的基础上通过平面的叠加与实体材料堆积最终完成立体产品的制作。此项技术最早研究于上世纪90年代的美国，我国开始3D打印技术的相关研究开始于1994年。目前在我国从事3D打印技术研究的主要以高校为主。其中清华大学的研究主要侧重于材料堆积技术与生物医疗方面，以电子束选区软化技术为主。北京航空航天大学以及西北工业大学主要研究领域为金属3D打印设备的研发与与制造，以选区激光烧结技术为主。西安交通大学的研究主要方向为光固化领域，西北工业大学的研究方向主要为激光近净成形技术。

（二）应用前景

3D打印技术随着研究领域的不断深入、相关技术的不断创新、大量打印产品的实践认证，目前已经较为广泛的应用至社会生产的各个领域。3D打印已经应用于模具制造产业，传统的模具制造业具有材料耗费率大、精度低、生产复杂等缺点，而3D打印机的出现将会给模具制造业打来历史性的改变。在建筑行业我国已经利用3D打印机独立打印出房屋，其各项指标均达到相关要求。在精密仪器的制造过程中也包含有3D打印设备的作用，3D打印机可以通过设计与制作生产出适合特定使用条件的精准零部件。在生物医疗方面3D打印技术已经实现人造血管、人造耳朵的打印。在教育科学研究领域不少高校在创建3D研究机构的同时也开办了3D打印爱好者社团，培养学生的发散性思维以及创新意识。

三、3D打印技术融入高职教育课程的探讨

（一）3D打印技术辅助机械类人才培养

3D打印技术虽然应用广泛涉及的学科门类众多，但是其基础还是传统意义的三维制图与建模。有其基础性也就决定了该技术与机械类课程的联系是非常紧密的。笔者通过对高职类机械学生学习动力的研究与分析认为，当前学生的学习动力最原始的还是来源于兴趣。而3D打印技术的前瞻性、创新性、新颖性将会给学生带来巨大的视觉与思维冲击。其次当前全国机械制造业转型升级迅速，对于高端技能人才的需求也日益迫切。因此高职院校谁能适应好经济社会对于人才的需要，谁能培养出合格的人才，谁就能在职业教育中独占鳌头。所以对于我们的教学而言提高学生知识层次，适应社会发展需要刻不容缓。而3D打印技术的相关学习将会使我们学生的知识技能水平更上一个台阶，为今后更好的就业，更好的服务社会打下坚实的基础。

（二）3D打印机技术融入教学内容具体方法及步骤

3D打印技术对于高职机械类人才培养有着很强的应用价值，因此可以尝试着将3D打印技术逐步运用到教学当中去。为此，首先要做的就是制图课程的改革，鉴于3D打印技术与三维制图有着精密的联系，可以将该课程扩展开来在，教学中逐渐融入三维制图的学习。进一步培养学生的空间想象与三维制图能力。其次是机械基础课程的改革，3D打印产品的最终完成除了具备三维绘图的能力作为基础之外，还需要将机械设计的思路融入到相关产品中去。这就需要我们对机械基础课程做适应3D打印技术要求的相关扩展。如在机械基础课程的教学中增加机械设计部分的教学内容，开展为期一周左右的课程设计，培养学生的设计思维。最后改革教学评价体系，在评价体系中融入创新环节，鼓励学生通过三维绘图方法的创新、机械课程设计的优化来提高3D打印技术所需要的基本能力。

（三）扩展课堂，多元化引入3D打印技术

目前高职院校教学改革如火如荼，在紧紧抓住课堂课教学改革的同时，高校也正逐渐将学生的第二课堂作为课堂改革的重要环节被应用。基于此笔者认为开展多元化的兴趣社团丰富学生课余文化生活的同时，让学生在兴趣与乐趣中掌握知识是一个非常好的教学途径。3D打印技术作为辅助教学的重要手段，更应当将其作为学生第二课堂被广泛推广。有条件的高职院校可以根据学生的兴趣组建3D打印兴趣社团，并安排相应的专业教师进行授课。每周社团活动安排1-2次为宜，这样既不耽误学校正常教学工作进度，教师也有充分的时间备课来提高教学质量。

四、结论及建议

3D打印技术作为机械行业转型升级，深化改革的重要手段。应当运用至高职院校的教学当中。在教学中应用这一技术将极大地开阔学生的视野、丰富学生的知识结构。对于提高学生的基础理论素质，培养学生的综合能力也有着极其重要的作用。基于此为了更好地将3D打印技术融入至高职机械类专业的教学中，笔者也有几点建议：

1.3D打印技术在深入研究的前提下，新技术、新方法、新论断迅速的涌现。因此各高职院校应当定期组织相关专业教师学习先进的3D打印技术，做到与时俱进。

2.高职院校应当改革课程设置，为3D打印技术更好地融入教学提供前提保障。

3.创新教育方法、完善奖惩制度。以便将3D打印技术有秩序、有质量的开展下去。

（作者单位：新疆应用职业技术学院）

参考文献：

[1]商明慧.于帆帆3D打印技术的应用于发展探究[J].价值工程，2014.166-167

[2]郑涛.3D打印技术在工业设计专业教学中的应用[J].教育教学论坛，2016（05）：225-226

[3]张志勇，唐永林，刑国春，张志刚，基于3D打印技术的高职高专院校嵌入式系统课程教学改革探析[J].长春师范大学学报，2015（12）：90-93