张继宝

[摘           要]  3D技术目前在各个方面都有着大范围的使用，当然现在也应用到教学中。那么就3D技术在中职机械专业中的相关应用展开研究，并且给出相关举措。

[关    键   词]  信息化背景;3D技术;机械教学

[中圖分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）47-0160-02

3D建模打印是一种新型的技术，在社会上诸多领域都得到了广泛使用，并且取得了认可。随着科学技术不断地发展，机械专业教学模式也在持续进行改进以及创新，中职机械专业的教学方式也有着非常大的转变，很多新的教学方式以及新的教育理念已经运用在教学工作中。其中，3D技术的使用直接推进了中职教学的进程，提升了教学的成效。3D打印是利用电脑将特殊的打印材料一层一层叠加起来的，最后就呈现出了一个实物，例如，金属、塑料。3D打印技术最普及的就是熔融沉积成型技术。当前中职院校机械专业在课堂中也开始使用3D打印技术。这样才可以不断提升学生对课堂的兴趣，促使学生自愿参与到教学中，推进中职院校机械专业课程的发展。

一、3D技术进入机械教学的意义

（一）激发学习兴趣

中职机械专业的教材内容都是很受学生欢迎的，而3D技术更是推动了学生的兴趣发展，它给学生带来了前所未有的学习体验[1]。利用3D技术可以直观、真实地将模型展现在学生眼前，可以进一步激起学生的学习兴趣以及求知欲望，使得学生更踊跃地参与到课堂中进行动手实操，并且喜欢上机械专业。况且学生对自己动手实操打印出来的模型，自身会有成就感，更加愿意主动地去了解关于此方面的知识，激起了学生的学习热情。

（二）丰富想象力

现阶段的学生都有着完整的形象思维，学生可以对生活中的物品进行观察与分析，并且还会展开自身的想象力。例如，在生活中就有着各种各样的造型，在观察的同时可以从多角度进行观察，再用3D建模打印技术进行建模，并且得到自己想要的模型。通过这种方式进行学习，学生就可以依照材料或者是教师的指导、示范进行学习，在建模的途中还有很多方法可以让学生进行自主创新。同时，学生可以根据图纸信息、设计原理等利用3D打印技术进行教学，创作出教学所需要的教辅工具等，不断培养学生新的灵感，鼓励学生积极探索。

（三）发挥创造力

在建模的时候，学生可以依照模型多角度的变化，发现物体的样式。通过建模物体就会产生变化，在此进行运算，进行实体的组合、去除，学生在这种虚拟的立体世界中进行动手实操，可以帮助学生提升创造力。

（四）提高教学效率

在传统的机械教学中，机械原理或者绘图相关的课程，教师一般都是采用一个典型的模型，向学生介绍相关的机械原理和绘制技巧，而学生只能被动地听讲，不利于学生真正深入地学习。现在将3D技术应用到机械教学中，学生可以通过3D技术，自行制造模型，根据自己创作的模型进行分析测量并绘制相关图纸。3D技术不仅改变了以往的教学方式，让学生亲自参与到模型的制作过程中，提高了学生的学习兴趣，还帮助学生更好地理解机械教学的原理，有效地提高了教学的效率。

二、3D打印技术在机械教学中应用的重要性

从一定意义上来说，机械制图工程语言运用的掌握程度直接与机械课程的有效性以及机械专业学生的综合能力相关，可以大幅度提升学生的个人技能。在教学的时候，以往机械课程的教学模式是使用平面投影的办法来带领学生进行学习，掌握知识，但是此种办法还是没能有一个良好的成效。假设这个时候可以使用立体化以及可视化的样式呈现的话，有助于学生发散自己的思维。将二维投影以及三维零件结构两者进行结合的话，就可以帮助学生提升绘图思维能力，进一步提高学生的实际操作能力。在此时3D技术的产生就可以达成机械教学在此方面的目的，学生在3D技术的支撑下，空间想象能力会有一个大幅度的提升，逻辑分析能力也会随之长进。

除此之外，通过3D打印技术，可以将机械教学转变为现实，学生将所学到的理论知识转化为现实的操作，在实践过程中更有效地帮助学生加深对理论知识的理解。并且，机械教学是为了培养更多具有专业技能的技术型人才，参与工作时需要较强的动手能力，通过3D打印技术，学生的实操水平不断提高，满足了社会对人才的需求，为学生将来的就业奠定了良好的基础。

三、3D技术存在的问题

在很多区域中3D打印都可以解放人们的双手，并且降低成本，其复制的实体不仅很精确，而且携带还很方便[2]。但是3D技术当前还存在很多的不足。对比较简易的物品都可以进行打印，并且材料也不复杂，假设模型比较复杂的话，那么打印机就会比较昂贵，严重阻碍了3D打印机的遍布。当前3D打印作品的质量还不太高，在运用的过程中还存在很多的弊端。3D打印可以满足要求不高的、比较简单的零件打印，因此，在研究技术方面还需要继续探究。同时，当3D技术引入机械教学过程中时，对教师、学生提出了新的要求。一方面教师需要学习3D打印技术，并要具有相关专业的水平，可以向学生教授相关技巧;另一方面学生学习3D打印技术给他们增加了新的课业负担。因此，3D技术进入机械教学中要处理好教师与学生的学习问题。

四、3D技术在机械专业课堂中的应用策略

机械专业教学在实施的时候，需要学生有很强的三维空间想象能力、扎实的理论基础以及零部件设计的技能。要想学生锻炼、发展此三种能力，那么就需要学生自身有非常高的热情以及教师的精准指导、长期的锻炼才可以达成的。在机械工程教学过程中，中职院校就需要将3D打印技术运用在其中，将其优势最大化发挥出来，将实训过程以及生产过程相互结合起来，帮助学生在进行实训的时候就知道使用3D技术处理现实问题。下面针对3D技术在机械专业教学中的应用展开研究。

（一）在机械学习方面的应用

机械专业课程学习当中的关键点就是培养学生的三维设计能力，并且可以应用在实际生活当中。在进行课程教学的时候，必须看重以下几个方面的内容：使用UG軟件，对零件的参数实施调整改进，有助于完成对整体的修改，在实现三维造型的过程中，还可以灵活运用各类渲染手法，促使设计的产品外观更加人性化，更加真实可信。此种三维软件操作的手法比较容易，装配的时候比较灵活，在这个时期展开使用，可以便于学生了解装配体，强化学生的记忆，有助于学生对空间概念有一个更深层次的认识。

（二）在机械原理学习时期的应用

三维软件有助于机械设计以及运动仿真功效达成一致，可以将抽象机构和实际运行的过程精准地融合在一起，有助于学生运用此种软件去详细掌握机械设备工作的原理。例如，活塞连杆机构的运行原理，教师在以往的教学方式中就直接以平面模型的形式呈现出来，假设学生的空间思维能力不高，就不能确保学生可以准确地掌握此节课的内容。那么使用专业的三维软件的时候，花费的时间就不长，短时期就可以对机械原理有一个全方位的理解以及掌握。

（三）在机械制图学习时期的应用

机械制图课程是一项基础性科目，此课程展开的目的就是为了强化学生的想象能力以及空间思维能力，有助于学生快速学会绘制零件三视图，这是此项课程最基础的要求[3]。因为大部分学生刚接触机械制图课程，空间思维能力相对来说还是不强的，就没有办法跟上课程的脚步。那么在这个时候就可以凭借3D技术，带领学生走进物体空间模型，并且还可以灵活运用。

（四）举办兴趣小组以及电子制作的比赛

在中职机械专业的课堂中，教师可以进行兴趣小组以及电子制作的比赛，协助学生利用3D打印机制造模型，这与用纸表现出来的模型完全是两种呈现效果。利用3D打印机，发挥学生自身的创造能力。在学生设计作品的3D打印技术的时候，学生自己进行打印，最后打印出来的机械零件以及部件也都是学生自己组装的。在这个过程中有助于增强学生的动手能力，锻炼学生自身，学生发现问题以及处理问题的技能都可以有一个大幅度的增进，并且可以增强学生参与课堂的积极性。在教学的过程中，学生需要亲自参与整个制作过程，才能进一步强化自身的创新能力。例如，学校也可以引导学生参与3D打印社团活动，让学生根据自己的创意，积极动手动脑打印出自己喜欢的模型。还可以向外界展现3D打印的成果，在规定的时间内可以与教师进行沟通以及研究，提升教师的技术水准。加强教师对3D打印技术的运用，有助于3D技术在中职机械专业课程当中顺利地实施。

总而言之，在机械专业课程授课中，学校以及教师理应积极扩大3D技术在机械设计方面的应用，加快3D打印产业的发展，这有助于3D技术在生活方面及学习方面将自身的优势展现出来。所以，教育部门以及学校应该重视此项工作的展开，并且将此落到实处，加大资金投入力度，主动购买三维设计软件以及设备，创造优质的教学环境，帮助有关专业的学生在一个优质的环境中进行学习。

参考文献：

[1]孙辉.信息化背景下3D技术在机械教学中的应用[J].东西南北，2018（24）.

[2]谢晋德.信息化背景下3D技术在机械教学中的应用[J].科学与信息化，2017（5）：116，118.

◎编辑 原琳娜