3D打印技术在高职院校专业教学中的应用

摘 要 3D打印技术是现代高科技行业的重要组成部分，其应用范围越来越广泛，尤其是在当前高职专业教学中，3D打印技术为高职专业教学提供了新的途径与思路。实际教学中，3D打印技术能够将课本中抽象的设计思路形象的展示出来，让学生看到真实的思维模型，这有利于提升学生思维能力与实践能力。本文分析了3D打印技术在高职专业教学中的应用现状，然后分析了3D打印技术在高职专业教学中的具体应用，以供参考。

【关键词】3D打印技术 高职院校 专业教学

随着教学模式不断创新与改革，高职专业教学也发展了巨大变化，越来越多新教学设备與教学理念加入其中，在这其中，技术含量与教学效果比较优异的应属3D打印技术，该技术对理论与实践要求较高的高职专业教学而言有非常巨大的帮助，极大的提高了高职专业教学质量。

1 3D打印技术在高等院校教学中的应用现状分析

3D打印技术的优势在于能够快速成型，以计算机中所构建的三维立体图形为主要依据，将模型打印成实物，将其直观的展现出来。随着当前社会对人才需求的不断变化，技能实用性人才受到各企业的广泛重视，这使得高职院校的教学手段发生了巨大变化，很多高职院校也都开始引进3D打印设备，并将其应用到实际的教学工作中。

从3D打印的发展现状分析，我国的3D打印技术尚且处于发展的初级阶段，在技术与设备上与发达国家有一定的差距，但是现有的3D打印技术完全能够适应高等院校教育教学的需求，在我国著名高校如华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等院校都已成立了专门研究3D打印技术的机构，且经过多年的发展，技术也在不断完善。因此，高职院校可以与此类院校进行合作，引入相应的3D打印设备，改革高职专业教学单一的缺陷，不断提高自身教学水平。

2 3D打印技术在高职院校专业教学中的应用

2.1 3D打印技术在工业设计专业教学中的应用

工业设计是高职专业课程的重要组成。将3D打印技术应用于工业设计中，主要是实现手工制作与3D打印的联合。因为高职院校引进的打印设备往往比较单一，在功能上也仅能满足某一尺寸或者某几个尺寸的需求，如果需要制作的模型较大，就无法实现打印，因此在工业设计中，应实现手工制作与打印相结合，这不仅能够解决手工制作速度较慢的缺陷，还能使用3D打印技术来展示复杂的结构，两种模型制作方法的使用，在提高学生知识综合运用能力、动手能力与思维能力方面都有重要作用。另外，3D打印技术还可以辅助学校完成教具开发，在工业设计教学中，很多内容都要应用到实物教具，但是大多数教具很难在市场上采购到，并且定制价格也较贵。例如，《机械制图》课程讲解中教师需要使用实物模型向学生讲解形体的三视图；《产品设计》课程中需要将学生的设计作品转变为实物模型，这些教具的制作其实都可以使用3D打印设备来完成，通过采购相应的制作材料，批量生产教具，将工业设计中的概念或者知识以具体实物展示出来，给学生直观的认识，这将大大提高工业教学质量。

2.2 3D打印技术在高职动漫专业中的应用

高职动漫专业中，使用3D打印技术能够将动画逐帧的动作以真实模型展示出来，使学生不在停留在二维平面的理解上，使学生能够获得直观与具体的视觉享受，并且将逐帧的动画制成实际模型，能够让学生对动画的交通过程进行入微的观察，解决学生对运动规律中空间交替的认知缺陷。

高职动画教学一般是按照动画的创作流程来介绍，虽然各个环节的制作相互独立，但是其本质上却有紧密的联系，整个动画制作中，并非一个教师完成所有教学课程，而是由不同专业的教师来承担各部分内容的教学，这就使得在实际教学中，经常会出现前后衔接不紧密的情况，这对学生动画制作水平的提升不利。然而如果使用3D打印技术，就可以有效解决各专业课程教师内容衔接不顺畅的问题，使各专业教师能够更好的串联教学各个环节。比如，使用3D打印技术将制成的实物作为课件，在课堂上进行解析，且各个环节也都以实物为准，这样就能够使课程内容具有相对的整体性与协调性。

2.3 3D打印技术在机械专业教学中的应用

机械设计与机械制造是高职专业的重要组成，将3D打印技术应用到该专业课程教学中，能够有效提高教学质量。例如在《机械制图》专业基础课程学习中，课程的教学目标主要是培养学生的空间思维能力与想象能力，使学生能看懂或者绘制机械零件的三视图，传统教学中，教师通常使用挂图、模型以及黑板教学的方式进行授课，这很难给获得良好的教学效果，学生学习起来就比较困难，久而久之，学生会慢慢失去学习的兴趣。而将3D打印技术应用到机械制图中，则能够将机械零件以实物的形式展现出来，给学生深刻的认识。例如，在讲解空间三维实体截交、相贯内容时，其中所涉及到的空间三维实体，如果使用理论讲解的方式，讲解起来比较困难，且学生也很难获得深刻的理解，然而引入3D打印技术，就可以打印出三维立体实物，通过实物展示，使学生能够快速的掌握实体截交、相贯的基本概念，为后面的机械制造课程奠定坚实的基础。机械专业对学生的操作能力有较高的要求，所以实际教学中学生的实践操作是非常重要的教学环节，将3D打印技术应用到机械实践教学中能够帮助学生提高操作水平。比如，在讲解传统“发动机拆装”教学中，可以将发动机的各个零件打印出来，这样教师就可以在课堂中向学生介绍整个拆装过程，然后再让学生进行实训，这样能够大大提高教学效果与效率。

3 结语

综上所述，3D打印技术对高职院校专业课程教学有重要意义，因此高职院校应充分利用3D打印技术，将高职专业课程的相关内容与其结合，从而不断提高高职学生的理论与实践水平，促使高职人才与专业建设共同发展。

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作者简介

刘柱栋（1981-），男，广东省河源市人。大学本科学历。现供职于广州番禺职业技术学院（中级职称）。研究方向为计算机应用。

作者单位

广州番禺职业技术学院 广东省广州市 511483