衡阳技师学院 湖南衡阳 421001
摘要：3D 打印技术近年来快速的发展引起了全社会的关注，已经在制造业、航空、医学等许多领域得到了广泛的应用，但在中职教育领域中的应用还并不多见。随着3D 打印机技术的成熟成本的下降，设备的普及，其在中职教育领域中的应用也将是必然的发展趋势。本文对3D打印技术在中职机械数控专业教育中的应用进行了阐述。
关键词：3D打印技术；中职教育；改革背景；应用
导言：3D 打印技术又称快速成型技术或添加型制造技术，它是将计算机的三维模型数据通过配套设备将纳米材料分层叠加，像打印机一样“打印”输出形成实物产品。经过近20多年的快速发展，这种将产品制造与互联网数字化设计相结合的3D 打印技术，除了在工业制造等领域得到广泛的应用以外，对于中等职业教育课程改革中所提倡的理实一体化教学更是锦上添花。以下介绍该技术在中等职业教育课程改革中应用的几点思考。
1中等职业教育改革的背景
一直以来，传统的中等职业教育的课程设置和教学内容照搬照抄了高等教育的相应课程设置及内容，并没有考虑到中等职业教育对象的特点和就业方向的特点，片面地把一些晦涩难懂的甚至于我们的大学生都不容易掌握的知识强加给我们的中专生。这类学生本来就底子薄弱，对学习的兴趣不高，上课打瞌睡，这就导致了教师难教、学生难懂的恶性循环。
中职教育是国家教育体系的重要组成部分， 在“大力发展职业教育培养高素质劳动者”的全国职业教育工作会议上， 温家宝总理强调：“ 中国特色的职业教育， 必须服务于社会主义现代化建设， 着力培养适应经济社会发展需要的高素质劳动者和技能型人才，必须满足城乡居民对职业教育的多样化需求，为他们的就业、创业和成才创造条件，必须与社会主义市场经济相适应， 实行政府主导、面向市场、多元办学的机制，必须与生产劳动和社会实践紧密结合， 实行灵活多样的人才培养模式， 逐步形成完备的现代职业教育体系。”这为我国的职教发展改革指明了方向。
随着中国社会经济的快速发展，社会和企业对人才的需求已经从过去的一味追求高学历变为知识、技能相结合，尤其是对技能的要求越来越高，强调实际动手能力的培养。因此，职业学校的教育改革势在必行，教育的投资也越来越大。
2、3D打印技术在中职机械数控专业应用的优势
随着桌面3D 打印机成本的降低，3D打印机将能越来越多地被各个中职学校所接受，结合教学的需求及兼顾设备的价格，中职学校通常会选购熔融沉积型3D 打印机。熔融沉积成型3D 打印机使用工程级塑料，如ABS、聚乙烯、尼龙等，应用3D 打印机打印出实物模型，家用普及型的3D打印机价格已在几千元左右，比起采购相关的教学课件和物品，使用3D 打印技术省去了之前繁杂的采购课件的周期，能高效快速地生产出根据课堂和实验教学所需的特定的产品，这将更好地为教学服务。应用该技术打印出各种模型，让学生易于接受对知识的理解，必然也加深了学生的印象，而且增加了学习的趣味性，增强学生的动手能力。3D 打印技术可以直接通过计算机的模型数据打印出所需要的模型，快捷、方便。
用3D 打印机可以根据教师自己的需求打印出各式各样的三维模型，在各种不同的课堂里，可以尽情使用。例如在上机械基础课中齿轮方面的知识时，使用3D 打印技术生产出多种不同类型的齿轮，在课上进行演示介绍齿轮构造及齿轮副啮合的情况;又如在上机械制图课时，根据题中的三视图把实物模型打印出来展示其三个视图的投影，这使得学生们更加直观地了解，同时也可让学生通过实际动手操作进一步加深印象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在教学中运用3D 打印技术可以深化学生对抽象知识的领悟，提高学生的学习效率，将复杂的知识变得更容易理解。
3探析3DPT于中职教育中具体应用
3.1应用于教育课程。现今将3DPT于中职教育中实际应用集中在教育课程方面，一般来讲3DPT本身就包含了光电以及材料和相应的机械等学科知识在内，就当前中职教育而言同样也设置有光电以及材料等等相应学科，将3DPT与中职教育中这些学科良好融合不仅是中职教育深化发展的客观需求，而且也是拓宽3DPT应用范围的必然要求。以往部分中职院校虽然关注到3DPT的引入，但是仅仅是将3DPT作为选修课在学生群体中进行推广，学生依据自己喜好来选择是否学习该课程。而现今随着3DPT成熟发展，越来越多的中职院校开始将3DPT融合在现有相关课程中，促使学生在学习日常课程的时候能够深入性的了解3DPT，如在中职计算机实际专业中增加了三维建模该课程，三维建模课程旨在发展学生多维思考能力以及三维构建模型的具体能力，进而引导学生通过模型设计不仅优化3DPT，而且还能够对计算机已有知识予以巩固补充；再比如于中职材料专业中增加材料研究课程，因为3DPT涉及到多种材料的有效应用，对于3D打印设备而言最初打印需要将材料以液态形式存储于设备之中，之后利用黏合生产方式将液态材料形成固态物体。因此研究3DPT材料较为重要，此外通过开设材料研究课程更加可以将材料专业研究内容予以实践化，对于学生专业学习帮助较大；当然还可以于中职机械专业开设机械打印课程，向学生讲解并剖析3DPT原理以及具体的物品加工过程，在课程中关注机械生产稳定性以及有效性和精度性[3]。总的来讲将3DPT融合于中职教育课程中能够促使不同专业增加新的关于3DPT方面课程，这对于课程优化发展起着积极的影响作用。
3.2应用于课堂教学。现今除了可以利用3DPT来增设专业课程之外，还可以具体应用到课程教学中。各学科教师完全可以利用3D打印设备来打印自身所需的相关课件以及教具模型，并将这些模型教具具体应用于课程讲解中。如中职教师在实际向学生讲解齿轮构造环节中就可以依托于3DPT进而将类型各异齿轮打印出来并学生展现，而具备三维立体的齿轮一方面能够加深学生对于齿轮结构的认识，另一方面也便于教师实现立体化知识讲解，相较于以往仅仅是能够通过幻灯片以及图片展现齿轮进而展开的教学方法无疑是更为先进，而学生对于该种直接呈现在眼前的齿轮模型也能够深入化理解课本知识；再比如中职教师在讲解数学几何课程环节中也能够利用3D打印设备将复杂多面体予以良好打印，促使学生能够对多面体深入分析学习，而相较于以往仅仅是建立在四面体以及六面体等基础上的几何教学更加能够促使学生思维力的发展。当然还可以将3DPT应用在中职实验课堂教学中，学生亲自利用3DPT实现物品打印，该种过程无疑是能够将学习热情充分的带动起来，对于学生积极性主动性学习意义较大[4]。
4、3D打印技术在中职教育应用的展望
3D 打印在中职教育中应用所带来的最明显的效果是呈现特定的实物，使学生获得了深度的感知。对于那些没有足够模型的学校来说，这个优势更加明显。同时相比于在市场上购买一个昂贵的标本工学生观摩，3D 打印出来的产品则显得更节约，更符合课堂的使用。同时3D 打印机在教育中的使用，将会推动教育方式的变革，改革传统的教育模式，更有利于开发学生们发散思维，以提高他们的动手能力。当讲学生们在脑海中抽象的想法用3D 打印机去实现时，不仅能够提高学生的学习兴趣，而且还能够有效地培养他们的创造力。
尽管3D 打印技术在学校的应用中还面临着材料、成本、以及三维建模培训方面的问题。比如要如何选择安全合适的材料进行3D 打印，如何选择购能快速打印，并具备高精度且价格低廉的打印机，以及如何能让任课教师快速掌握相关三维建模软件的应用。但是随着3D 打印机向着精密化，智能化，和通用化的方向发展。在未来在教学应用中3D 打印机有着相当广泛的前景。
参考文献:
[1]沈荣琦，贾龙飞，王颖，展学鹏，高胜.浅谈3D打印技术[J].商情，2014.6
[2]王萍.3D打印及其教育应用初探[J].中国远程教育，2013年08期
[3]兀旦晖，赵晨飞.3D打印技术在教学中的应用研究[J].课程教育研究.2013.7
论文作者:邓远华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/9
标签：中职论文; 学生论文; 技术论文; 课程论文; 打印机论文; 模型论文; 齿轮论文; 《防护工程》2018年第16期论文;