王紅霞 郭嵐

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?中職學(xué)校的機(jī)械制圖課程是一門極具實(shí)踐性和基礎(chǔ)性的專業(yè)課，能夠?qū)W(xué)生的空間思維、繪圖能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行有效培養(yǎng)。基于此，首先以提高中職機(jī)械制圖教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，對這門課程的特點(diǎn)進(jìn)行分析，其次闡述3D打印技術(shù)在機(jī)械制圖教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用價值，最后論述了基于3D打印技術(shù)有效開展機(jī)械制圖教學(xué)的方法。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?3D打印技術(shù);中職學(xué)校;機(jī)械制圖;實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）25-0170-02

讓3D打印技術(shù)走進(jìn)中職學(xué)校課堂是教育部的明確要求，更是提高課堂教學(xué)先進(jìn)性和實(shí)踐性的重要方法。對于工科專業(yè)的中職生而言，機(jī)械制圖是必修課，豐富這門課程的教學(xué)手段，可以為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和質(zhì)量提供極大幫助。為此，相關(guān)教師應(yīng)該積極推進(jìn)3D打印技術(shù)在中職機(jī)械制圖教學(xué)中的合理應(yīng)用。

一、機(jī)械制圖課程教學(xué)特點(diǎn)

機(jī)械制圖屬于中職工科專業(yè)必修課，學(xué)生需要在課上學(xué)會機(jī)械圖樣的識讀和繪制，掌握三視圖、軸測圖、裝配圖、零件圖的繪制方法和技巧，并且擁有一定的制圖基本知識與投影基礎(chǔ)。對于尚未建立空間立體思維或空間想象能力較差的學(xué)生來說，這門課程難度頗高。而且，在機(jī)械制圖教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師還需要向?qū)W生傳授機(jī)械原理、測繪經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)工作的國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，課程內(nèi)容十分豐富且學(xué)習(xí)量巨大，學(xué)生往往會面臨較大的學(xué)習(xí)壓力。對于大部分中職生來說，他們可以從三維立體圖形中抽取出二維投影，但反向想象和繪圖并不容易，這也成為機(jī)械制圖課程的教學(xué)難點(diǎn)。為了提高教學(xué)質(zhì)效，教師必須選用更具靈活性、直觀性和科學(xué)性的教學(xué)方法。

二、3D打印技術(shù)在機(jī)械制圖中的應(yīng)用價值

3D打印技術(shù)是一種造物技術(shù)，它能夠基于逐層打印方式，依托數(shù)字模型文件和粉末材料，快速構(gòu)造物體，將三維設(shè)計(jì)圖紙以實(shí)體物品的方式呈現(xiàn)出來。在應(yīng)用該技術(shù)時，必須以打印機(jī)為載體。當(dāng)前，3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用在了海軍艦艇、電子行業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和教育領(lǐng)域當(dāng)中。以3D打印技術(shù)開展機(jī)械制圖教學(xué)極為可行，不僅可以豐富教學(xué)手段，引起學(xué)生興趣;更能夠?yàn)閷W(xué)生提供建模機(jī)會和實(shí)踐平臺，讓學(xué)生的空間想象力得到切實(shí)鍛煉[1]?；谶@種技術(shù)，教師可以更加直觀而具體地展現(xiàn)機(jī)械部件，利用可視化方法幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解機(jī)械工作原理和結(jié)構(gòu)，為提升中職生的學(xué)習(xí)成效奠定基礎(chǔ)。

三、基于3D打印技術(shù)的中職機(jī)械制圖教學(xué)策略

以往，機(jī)械制圖課程教師大多會選擇利用靜態(tài)化教具進(jìn)行講解、示范和案例展示，但此類教學(xué)方法并不能真正引起學(xué)生興趣，也難以保障學(xué)生切實(shí)掌握機(jī)械原理、構(gòu)造以及繪制方法，更難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和能力。為了改變這種情況，中職教師需要選擇靈活性與實(shí)踐性更高的教學(xué)方法，并著力提升個性化教學(xué)水平。在中職機(jī)械制圖教學(xué)當(dāng)中，融入3D打印技術(shù)十分可行，但相關(guān)教師需要提高該技術(shù)應(yīng)用的合理性，從而確保技術(shù)的價值能夠得到充分發(fā)揮，真正為提高該門課程教學(xué)成效奠定基礎(chǔ)。

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

機(jī)械制圖課程內(nèi)容多且學(xué)習(xí)難度大，致使許多中職生都產(chǎn)生了厭學(xué)心理，在這種狀態(tài)之下提升課程教學(xué)質(zhì)量談何容易。因此，在應(yīng)用3D打印技術(shù)時，相關(guān)教師需要借助該技術(shù)充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們主動參與課程教學(xué)，讓基于3D打印技術(shù)的機(jī)械制圖課程教學(xué)質(zhì)量能夠得到提升。雖然大部分中職生都對3D打印技術(shù)有所耳聞，但鮮少有學(xué)生真正接觸過相關(guān)設(shè)備和技術(shù)，更未在學(xué)習(xí)中使用過這種技術(shù)。為此，教師可以利用中職生的好奇心和新奇感，以3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)循序漸進(jìn)地講授機(jī)械制圖課程知識，讓學(xué)生始終保持充足的學(xué)習(xí)熱情，從而提高教學(xué)成效。

在實(shí)踐工作當(dāng)中，機(jī)械制圖教師可以利用3D打印技術(shù)，構(gòu)建完善的課程教學(xué)框架，保證3D打印機(jī)能夠充分融入課堂，為各個教學(xué)環(huán)節(jié)提供輔助。比如，教師可直接引入3D打印技術(shù)，讓3D打印機(jī)走進(jìn)課堂，讓學(xué)生通過自主探究和學(xué)習(xí)掌握這種技術(shù)的應(yīng)用方法，進(jìn)而讓基于3D打印技術(shù)的機(jī)械制圖教學(xué)工作事半功倍。為了充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可將3D打印技術(shù)分別應(yīng)用在課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)和課后作業(yè)當(dāng)中，讓學(xué)生全方位感受3D打印技術(shù)的魅力，基于打印出的實(shí)物完成知識的學(xué)習(xí)。

（二）營造三維建模的教學(xué)氛圍

三維建模是3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)，也是機(jī)械制圖課程的教學(xué)重點(diǎn)。中職生只有具備良好的三維建模能力，能夠繪制三維模型，才能將課程知識融會貫通。為此，機(jī)械制圖教師需要合理構(gòu)建三維建模學(xué)習(xí)模式，借助3D打印技術(shù)培養(yǎng)中職生的立體思維，以便于深入理解重點(diǎn)知識。比如，利用CAD軟件轉(zhuǎn)化三視圖，將其變換為可視化實(shí)體模型，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械特點(diǎn)的直接觀察做好充足準(zhǔn)備;利用3D打印機(jī)，打印單位建模作品，讓中職生基于親眼所見將機(jī)械圖形、模型以及實(shí)體連接起來，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、降低教學(xué)難度奠定基礎(chǔ)。

借助3D打印技術(shù)，教師需要中職生的思維轉(zhuǎn)換能力，讓他們能夠自主完成二維圖形與三維實(shí)物之間的轉(zhuǎn)換，通過將抽象的知識轉(zhuǎn)化為直觀實(shí)踐，提高學(xué)生的理解能力。在教學(xué)環(huán)節(jié)，相關(guān)教師需要利用三維軟件、多媒體設(shè)備以及3D打印機(jī)共同構(gòu)建三維模型教學(xué)模式[2]。此時，教師需要基于三維軟件完成三維模型設(shè)計(jì)與制作，引導(dǎo)學(xué)生在制作模型的過程中真正地學(xué)會讀圖、識圖以及用圖，使其能夠根據(jù)裝配圖和剖視圖設(shè)計(jì)出符合要求的三維模型;還應(yīng)該借助三維模型的誕生，幫助中職生掌握3D打印機(jī)的使用方法，并且從實(shí)物角度出發(fā)讀取模型的結(jié)構(gòu)信息，讓他們能夠更加深刻地記憶知識點(diǎn)。