3D打印技术在高职院校教学中的应用对策

韩刚

[摘           要]  所谓3D打印技术，指的是一种现代化的科技行为。在当前的社会发展过程中，应用3D打印技术，不仅能有效提升行业的工作效率以及工作质量，同时对大众的生活也提供了一定的帮助。因此在实际的教学过程中，高职院校的教师可以将该种技术引入教学过程中，帮助学生降低教学难度，提升学生的思维能力以及想象能力，从而提高学生的综合素养。基于此，将对如何在高职院校教学过程中应用该种技术进行分析，旨在提升学生的学习质量以及学习能力。

[关    键   词]  3D打印技术;高职院校;应用;教学对策

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2019）09-0186-02

总体来说，3D打印技术又可以被称为“增材制造技术”。在当前的社会中，该种技术由于自身的便捷性以及全面性被应用于各大行业领域中，为其提供积极的服务。如航天领域、医疗领域等。同时，在当前的行业发展过程中，该种技术的类型也在不断拓展、不断完善。因此，在职业教学的过程中，教师就可以引入该种技术，借助其开展教学活动，以此提升学生的学习兴趣以及学习质量，从而有效推动学生核心素养的发展。

一、3D打印技术的相关概述

首先，在高职教学的过程中，教师主要应用的3D打印技术是光固化立体成型技术。该种技术所应用到的材料主要有液态光敏树脂。其主要的应用原理是：首先，将光敏树脂作为原材料放在打印底板上，然后借助激光对其进行聚焦切割，形成三维化的实体物件，之后教师可以对实体进行打磨处理，最终形成教学模型。该种打印技术的优点是操作简单、成型速度较快。但是在制作的过程中，教师需要确定支撑点，并制作一些支撑的零件，以保证模型的稳固性。

其次，教师还会应用到的技术是分层实体制造技术。该种技术所应用的材料是片材。换句话说就是纸片、塑料片或者是复合性的片性物质。其主要的应用原理是：首先，教师需要将材料均匀地放在打印底板上，并用热熔胶对其进行固定处理。之后，教师需要借助激光打印的方式对其进行切合粘合，形成三维物件[1]。

二、3D打印技术在高职教学中的具体作用

在高职院校教学的过程中，借助3D打印技术开展相关专业的教学活动能够有效提升学生的学习积极性，推动学生核心素养的形成，同时也能够促进学生实践能力以及应用能力的提升。

比如，当机械专业的教师在组织学生开展学习时，就可以结合该种技术为学生制作合理化的教学器具以及教学模型，降低学生的理解难度;汽车制造与维修专业的教师可以利用该种技术为学生打印放大版的汽车部件，组织学生进行观察分析，提升学生对汽车构造的了解能力以及掌握能力，从而提升学生的学习质量[2]。

此外，在开展3D打印的相关教学时，学生也会主动地参与到教学活动中，从而能够有效提升自身的创新意识以及创新能力，同时也能够提升自身的合作能力以及动手能力。因此，在实际的教学过程中，教师就可以对该种教学技术展开合理的应用，以推动学生的综合发展。

三、3D打印技术在高职教学中的障碍难题

（一）不同打印材料的参数设置问题

在3D打印技术应用的过程中，教师通常会应用到的材料主要有ABS以及PLA两种。这两种材料之间具有一定的区别，但都能为教师的教学提供积极的帮助。

首先，所谓ABS材料指的是一种树脂材料，其具有产量大、应用性强的优点，能够充分地应用到教学活动中，优化学生的学习质量;其次，所谓PLA材料指的是一种具有降解性质的材料，其具有无污染、可加工的优点，在教学的过程中能够降低教学处理的复杂性，有效提升教师的教学效率。

虽然说这两种材料都能够被教师应用到实际的教学活动中，但是在对其进行应用时，针对不同的材料，教师应该选择不同的参数。比如，当教师在应用ABS材料开展打印教学时，应该将其打印的温度调整为喷嘴220，底板150。而在应用PLA开展教学时，则应将打印温度设置为喷嘴195，底板60，以保证设备的安全性，同时也能保證材料的可用性[3]。

（二）加热平台调整与加热处理问题

在开展3D打印之前，教师一定要做好相关的准备工作。换句话说就是，在借助3D打印技术开展高职教学之前，教师需要对加热平台进行一定调整，确定好调平的位置，以此保证打印的最终质量，其具体的操作如下。

首先，在开展打印工作之前，教师需要结合相关的说明书以及教学要求，对加热平台的加热点进行确定，并将喷嘴与平台之间的距离调整到合适的范围。一般来说，一张A4纸的厚度最为合适。其次，当完成准备工作后，教师需要进行一定的简单实验，对平台的平整性进行检查，以保证工作的稳定开展。之后，在开展打印工作时，教师需要结合不同的材料选择不同的加热方式以及加热温度调控，防止材料受损或者无法达到打印要求[4]。最后，当完成打印工作，教师应及时将处理好的材料取下，不能过早或过晚，影响最终的教学质量。

（三）打印过程中所形成的支撑问题

在开展3D打印的过程中，教师若想借助该种技术制作一些比较复杂或是规模较大的模型时，一定要事先确定好支撑的点，以此对模型的完整性形成保护。

比如，当教师在用单喷头打印机开展打印工作时，就可以在打印的过程中，将模型的支撑部分顺带地打印出来，然后进行统一切割、统一处理，防止模型由于没有支撑点而发生断裂的情况。再比如，教师在应用双喷头的打印机开展打印工作时，就可以事先确定好支撑点，用其中一个喷头打印模型，用另外一个喷头同时打印支撑部分，当打印工作结束后，应用可溶性试剂对其进行处理，保证模型自身的完整性以及精准性。

四、3D打印技术在高职教学中的相关应用

（一）3D打印技术在工业设计专业教学中的应用

在高职院校教学过程中，工业设计专业是其中的重要专业之一。因此在工业设计专业教学的过程中，融合3D打印技术就成为教师主要的教学方式。总体来说，在工业设计专业的教学过程中，该种教学模式的实现路径是在引导学生开展手工制作的过程中进行3D打印的结合。在传统的教学模式中，教师往往会应用单一化的教学手段以及教学设备组织学生进行教学活动[5]。但是在这种教学模式下，学生往往会受到一定的学习限制以及教学禁錮，不能制作较大的模型，也不能开展较为复杂的教学活动，从而影响自身的学习质量。因此在实际的教学过程中，教师就可以应用3D打印技术，通过其拓展学生的学习范围，提升学生的学习质量。此外，在应用该种教学技术的过程中，教师也可以对其进行教学拓展，将其应用到教具开发工作中。比如，在引导学生开展机械制图的相关活动时，由于教学的材料比较难以购买，学生的学习效果就会受到影响。此时教师就可以应用3D打印技术制作相关的实用教具，以此将复杂的知识具体化，将困难的内容简单化，降低学生的学习难度，降低材料采购的成本，推动学校的全面发展[6]。

（二）3D打印技术在高职动漫专业教学中的应用

在高职动漫教学的过程中，将3D打印技术与教学进行融合，可以有效提升教学的真实性以及整体质量，同时也能促进学生思维的发展，帮助学生形成三维理解意识，提升学生自身的综合能力以及综合素养。总体来说，在高职动漫教学的过程中，教师通常会按照传统动画创作的模式引导学生开展学习。在这种教学模式下，同样的一种教学内容可能会分成各个不同的教学环节开展，甚至会分配到多位教师手中。在这种情况下，学生的学习思维就会被打乱，无法形成完整的学习结构，进而会影响自身的学习能力以及学习质量。因此在实际的教学过程中，教师就可以结合3D打印技术，组织学生开展动画教学，将不同的教学环节进行归纳整合，形成完整的教学体系，降低学生的理解难度，从而有效提升学生的学习质量。

比如，在开展动漫教学的过程中，教师可以事先利用3D打印技术，将生活中常见的实物转化为课件，然后引导学生对其进行学习分析，以此提升教学的趣味性以及协调性，推动学生能力以及思维的共同发展。

（三）3D打印技术在高职机械专业教学中的应用

在高职教学的过程中，机械设计与机械制造同样也是其中比较重要的教学专业。因此在实际的教学过程中，教师就可以将3D打印技术与之结合，以此提升整体的专业教学效率，从而推动学校的稳定发展[7]。

比如，当教师在组织学生学习与机械制图相关的内容时，就可以结合如下手段开展教学：首先，在教学之前，教师应该先对教学的重点以及教学目标进行合理化的设置。就本堂课来说，教学的重点是帮助学生了解机械零件的三视图绘制方式，引导学生形成一定的绘制能力，而教学的目标是提升学生的思维能力以及想象能力，促使学生空间思维意识的形成。然后，教师可以结合教学重点和多媒体设备的帮助为学生制作相关的教学课件[8]。在实际的教学过程中，当教师讲解到与三维实体截交相关的内容时，可以先为学生展示教学课件，夯实学生的学习基础，然后应用3D打印技术为学生进行实体展示，提升学生的学习印象，从而有效提升学生的综合学习质量。

五、3D打印技术在高职教学中的发展前景

首先，在高职教学的过程中，教师若想对3D打印技术进行全面的应用以及推广，就一定要对传统的教学模式以及教学结构进行调整。

比如，在当前的教学环境中，很多高职院校已经开展了一些相关的教学课程，如CAD三维教学、机械设计与机械制造以及三维建模等。通过这些学科的设计，学生的三维意识以及绘图能力均能得到一定的提升。因此，在3D打印教学的过程中，教师就可以将与之相关的应用技术融入学科教学中，培养学生的3D思维以及3D打印应用能力，从而推动学生自身综合能力的发展，为学生的就业提供积极帮助。

其次，在实际的教学过程中，随着信息技术的不断提升以及网络时代的不断靠近，在生活以及教学过程中，3D技术将会成为大众主要应用的一项技术[9]。因此，教师可以鼓励学生结合这一理念开展相关的创业活动，成立相关的工作室或小型社团，以此推动学生综合思维的形成，同时也能推动相关行业的稳定发展。

综上所述，在当前科技不断发展的时代中，3D打印技术已经成为科技行业中一种主要的生产技术，其自身具有一定的积极作用。因此，在实际的教学过程中，教师就应该注重将其与教学活动相结合，为学生普及与3D打印相关的知识，夯实学生的学习基础，从而有效提升学生的学习质量。此外，在结合3D打印技术开展高职教学活动的过程中，教师还应该注意及时关注与之相关的社会信息，做好相对应的优化调整工作，从而保证整体的教学效果。

参考文献：

[1]曹素红.高职院校3D打印专业方向建设的SWOT分析与对策[J].工业和信息化教育，2018（7）：47-51.

[2]秦鸿骄，赵丽.基于职业分析的3D打印一体化课程设计[J].职业教育研究，2018（5）：68-72.

[3]高志华，郭君扬.“3D打印技术”课程在高职机械类创新教育中的研究与实践[J].高等职业教育（天津职业大学学报），2018，27（2）：77-80.

[4]刘婷婷，周福全.基于3D打印在艺术设计教学中创新型人才培养初探[J].艺术科技，2018，31（1）：54.

[5]邹新斌.高职院校科技研发助力工科专业教学质量提升的途径研究[J].南方农机，2017，48（23）：129-131，134.

[6]单家正，毕忠，梁杨坤.3D打印在职教领域的应用探究[J].科技风，2017（24）：13.

[7]黄燕.高职院校“3D打印技术”专业综合实训课程探索[J].课程教育研究，2017（29）：242-243.

[8]黄阳.高职院校《3D MAX》课程创新教学思考：基于3D打印的新兴学习技术[J].中小学电教，2017（Z1）：76-79.

[9]刘柱栋.3D打印技术在高职院校专业教学中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（15）：180.