中职教师教学中3D打印技术的应用实践研究

仝红伟

摘要：在职业教育领域中，3D 打印技术是满足专业技能型人才培养需求的教学手段。中职院校通过在材料专业、机械专业、计算机专业、数控加工专业开设3D打印设计课程，有助于进一步完善职业技能培养体系。本文对中职教师教学中3D打印技术的应用意义与应用实践路径进行分析探讨，期望对促进中职教育教学现代化发展有所帮助。

关键词：中职；教學；3D打印技术

1中职教师教学中应用3D打印技术的重要意义

3D打印技术是一种快速成型技术，该技术以数字模型文件为基础，采用多种可黏合材料打印出构造物体。在中职教育教学领域应用3D打印技术，构建3D打印设计课程体系，是职业教育发展的必然选择，也是培养专业技术人才的客观需要，其重要意义具体体现在以下方面：

1.1有利于推进创新教育的开展

在中职教育中引入3D打印技术，能够为创新教育的实施提供了技术支撑。教师应用3D打印技术可丰富授课内容，充分发挥学生的想象力和创造力，让学生通过独立思考将设计创作的作品转化为立体模型，实现2D到3D的过渡，有利于开发学生的智力，提高学生创新能力，满足创新教育的要求。

1.2有利于提高学生操作技能

在中职课程教学中，教师可将3D打印技术与教学内容结合起来，培养学生的操作技能，使学生将所学习的知识应用于实践中。如，在机械设计类课程教学中，学生可借助3D打印技术打印出自主设计的产品；在建筑系课程教学中，学生可借助3D打印技术打印出自主设计的建筑实体模型。

1.3 有利于激发学生学习兴趣

设计与打印是3D打印技术的两个环节，在中职教学中要求学生独立完成。基于3D打印机技术的课程教学，一般会采取小组合作学习方式，不仅能够激发学生参与教学活动的积极性，增强学生团结协作意识，并且还能够使学生借助3D打印技术展示自己的才能，有助于提高学习效率。

1.4有利于提高教学效率

随着3D打印设备成本的降低，越来越多的职业院校开始引入3D打印技术辅助教学。在以往的专业课程教学中，学校需要提前采购各种教学工具，而在3D打印技术的支持下，教师可以快速制造出用于教学的特定产品，有利于提高备课效率。同时，在教学过程中，教师还可以将复杂的知识转化为具体模型，深化学生对抽象知识的理解，从而有助于化解教学难点。

2中职教师教学中3D打印技术的应用路径

2.1明确3D打印教学的基本思路

中职教师在利用3D打印技术开展教学活动的过程中，应明确基本的教学思路，建立起教学应用体系架构，充分发挥3D打印技术的教育价值。具体教学思路如下：一是引导学生细致观察。教师可利用3D打印技术打印出教学模型，如在数学类课程教学中，教师可借助3D打印技术打印几何模型，帮助学生解决数学问题。在化学类课程教学中，教师可借助3D打印技术打印出分子模型，让学生观察分析，理解重要知识点。二是实践操作。在教学过程中，教师可在实训项目布置打印任务，让学生自主打印设计的产品，促使学生加深对知识的理解和记忆，增强学生对知识的科学认知。三是逻辑抽象。教师利用3D打印技术的多个维度，培养学生形成逻辑抽象思维，对所学知识进行验证。

2.2辅助职业教育课程教学

在中职课程体系中，学校可将3D打印技术与多个学科的课程教学相结合，建立起教学体系与3D打印技术的紧密联系，促进3D打印技术在职业教育领域中得到广泛应用。如，在计算机专业的三维建模课程中，教师可让学生使用3D打印技术构建并打印出三维模型；在材料专业中，教师可让学生观察3D打印机所使用的特殊材料，了解材料的黏合过程以及产生固态物体的效果；在机械加工专业中，教师可利用3D打印技术解析产品逐层叠加的原理，让学生学会借助技术提高生产精确度。

2.3改进实践课程教学手段

随着3D打印技术向操作便捷化、系统智能化的方向发展，为实践教学改革创新带来的新契机。在传统的中职实践课程教学环节，教师只能通过多媒体教学设备展示二维图片，使学生对知识的认知停留在感性认知层面。而在3D打印技术的支持下，教师可利用该技术将设计完成的复杂构件打印出来，让学生观察三维立体的模型，从而更加深入地理解知识。如，在数控机床实践教学中，传统的实践方式要求学生在数据机床上加工设计好的产品，但是由于产品零件多、组装复杂，所以使得大部分学生很难完成实践操作任务。而在3D打印技术的支持下，教师可让学生利用该技术将设计的产品一体化打印出来，同时制作出多个零部件模型，从而降低学生的实践操作难度。

2.4分层普及3D打印技术

中职院校的专业设置较多，不同的专业对3D打印技术的需求不同，所以教师要针对不同的专业分层普及3D打印技术。如，对智能制造类专业，教师要着重于3D打印技术操作技能的讲解，让学生精通3D打印技术的使用。对传统制造业专业，教师要将3D打印技术作为辅助教学手段，让学生熟悉3D打印技术，以提高课程教学效率。此外，教师对3D打印技术的接受能力和应用能力影响着该技术在中职教育教学中的应用效果，所以中职院校应向中职教师普及3D打印技术的正确使用方法，让教师在教学实践中总结技术的使用规律，结合专业课程制定切实可行的教学方案，确保3D技术在教学中的有效应用。

结论：

总而言之，中职院校要重视3D打印技术在教育教学中的应用，既可以在相关专业中设置3D打印设计课程，引导学生掌握最新的科学技术，也可以将3D打印技术作为有效教学手段，培养学生创新能力、实践能力和团结协作能力，提高专业课程教学效率。为此，中职教师要不断提高对3D打印技术的应用能力和教学实践能力，充分发挥出3D打印技术的教学价值。

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