華潔蓉 陳萬霞

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?3D打印技術(shù)是一種新型的快速成型技術(shù)，是“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”，將給許多行業(yè)和領(lǐng)域帶來深刻的變革。全國各地都在大力落實《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015—2016年）》，3D打印機進入校園，走進課堂，有利于提高學(xué)生的作圖能力、動手能力，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使之實現(xiàn)有效教學(xué)。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?3D打印;課堂;有效教學(xué)

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）29-0152-02

一、揭下3D打印之紗

《十二生肖》電影中，成龍在銀幕上讓我們感受了3D打印機的神奇，一向以武打不用替身，追求品質(zhì)、真實等元素吸引人的成龍大哥，這次也不例外，除了讓你欣賞并贊嘆他變化無窮的成龍?zhí)茁吠?，還加入了有關(guān)3D打印機的科學(xué)元素。在電影里，成龍大哥只用了大約三分鐘，就基本上讓我們明白了什么是3D打印機。

那3D打印機是如何制造物品的呢？計算機以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，進行分層切片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù)，3D打印機再采用熔結(jié)、聚合、粘結(jié)等手段使其逐層堆積成一體，這樣就將虛擬的三維設(shè)計變?yōu)閷嵨铩?/p>

二、開啟3D打印之行

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)的逐漸融合，更好地貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《中國制造2025》文件精神，加快3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)技能型、復(fù)合技能型和知識技能型人才隊伍培養(yǎng)，適應(yīng)向現(xiàn)代制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級形勢的需要。筆者有幸參加了由清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心主辦的3D打印造型師師資培訓(xùn)班（第一期）。3D打印學(xué)習(xí)主要分兩大模塊：正向設(shè)計和逆向設(shè)計的學(xué)習(xí)，并結(jié)合軟件和硬件的實操。經(jīng)過三次的師資培訓(xùn)，從了解到實操再到創(chuàng)意，設(shè)計出實用型、創(chuàng)新型的作品。師資的培養(yǎng)是為了更好地服務(wù)于學(xué)生，讓學(xué)生走進3D打印、走進3D課堂。

三、走進3D打印課堂

本學(xué)期針對17441班、17361班、16361班分別開設(shè)了“3D One三維實體設(shè)計”和“Geomagic Studio逆向建模技術(shù)及應(yīng)用”。筆者以綜合課題《我的浮雕臺燈》為例，和學(xué)生一起走進3D打印課堂。

首先跟著筆者一起了解一下目前學(xué)校已有的3D打印的主要設(shè)備：3D打印的硬件主要有掃描儀（手持式、轉(zhuǎn)臺式、四目三維）、打印機（Smart225、Smart300、300plus、Envisiontec Vector ?3SP），軟件主要有Creo軟件、3D One Plus軟件、Xbuilder軟件、Simplify 3D軟件、Geomagic ?studio軟件、Magics軟件、Meshmixer軟件。軟件和硬件的配備都是學(xué)生設(shè)計的前提，也是考驗學(xué)生的一個綜合能力的應(yīng)用。教師在教學(xué)過程中主要讓學(xué)生進行三維造型，所以學(xué)生對三維軟件的運用必須很熟練，再考慮模型是否加支撐等因素，然后打印機打印，在打印的過程中也要隨時進行觀察，模型打印完畢后還需進行后期處理，這就是正向設(shè)計。而逆向設(shè)計比較抽象，需要對模型掃描，再進行數(shù)據(jù)處理，切片、打印和后期處理。學(xué)習(xí)是循序漸進的過程，每個軟件和硬件的使用都要有扎實的基本功，平時教學(xué)就要由淺入深，讓學(xué)生基本能掌握每個知識點，團隊完成作品。每件作品的完成都是考驗一個團隊的合作、綜合能力的運用，從而讓學(xué)生體驗成功的喜悅感。

《我的浮雕臺燈》作品的設(shè)計思路：Creo三維軟件設(shè)計臺燈的三維模型;Magics軟件對臺燈的三維模型進行處理;Geomagic studio 12軟件對臺燈模型進行浮雕制作;Simplify 3D軟件對浮雕臺燈進行切片處理并打印。學(xué)生小組分工合作完成《我的浮雕臺燈》，邊設(shè)計邊探討，在探討過程中制訂具體制作流程。

小組合作學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)成為學(xué)生的學(xué)習(xí)伙伴，組建起“學(xué)生共同體”，平等地交流和探討。結(jié)合綜合實踐課教學(xué)目標(biāo)，充分利用信息化技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置問題和任務(wù)，及時反饋學(xué)習(xí)效果，把握教學(xué)方向。小組合作學(xué)習(xí)中，教師適時地組織、引導(dǎo)、啟發(fā)和點撥，積極參與學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，推動學(xué)生思考，并及時給出建議。

浮雕臺燈制作完成后，讓學(xué)生PPT匯報成果，教師匯總小組在整個制作過程中出現(xiàn)的問題。

整個作品的制作過程實踐性較強，教師要避免一味地講解知識，而是要讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，給他們以充分的時間和空間，讓他們自己去思考、去動手、去解決問題，從而提高其能力。讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)，利用現(xiàn)代信息化手段逐漸培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，同時讓學(xué)生有充分表達自己思想和展示思維過程的舞臺，讓他們在質(zhì)疑和交流中獲取知識，提升能力，感受愉悅。

教學(xué)的過程不僅是知識傳授的過程，同時也是師生感情的展露、心靈溝通和思想交流的加溫過程，教師的一言一行都在與學(xué)生進行微妙的情感交流，使他們的學(xué)習(xí)態(tài)度染上情感色彩，使我們的課堂洋溢著自由、民主、積極向上的活躍氣氛。

四、開出3D打印之花

目前，全國各地都在大力落實《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015—2016年）》，組織實施學(xué)校增材制造技術(shù)普及工程，3D打印機逐漸進入校園。我校申請到了3D打印造型師能力認定實訓(xùn)基地，希望以后有更多的老師和學(xué)生進入3D打印室和3D學(xué)創(chuàng)中心，共同研討、學(xué)習(xí)。一學(xué)期課程的開設(shè)，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的想象力和動手能力，激發(fā)個體的興趣愛好，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，也使常態(tài)的課堂更加有趣味性。

學(xué)生從剛接觸3D打印到能完成創(chuàng)意的作品，也是自我學(xué)習(xí)能力的提升，每件作品都是鮮活的，動靜結(jié)合，從淺層理解美觀，但更多的還是要實用、新型。每個方案的提出都要經(jīng)過多次的探討、打磨，最終確定可行性的方案。教師從中進行點撥、解答。每件作品的完成必須進行總結(jié)，在今后的打印過程中避免出現(xiàn)同樣的問題。課堂就是讓每個學(xué)生完全參與，并且樂于學(xué)習(xí)，體現(xiàn)他們的主體作用，同時培養(yǎng)學(xué)生與同伴的團隊合作精神，使學(xué)生在完成任務(wù)后體驗到成功的快樂，每件成功的作品都會保存在展示柜中，像美麗的鮮花綻放、欣賞。

3D打印之路很漫長，在今后的教育教學(xué)中我將不忘初心，牢記使命，備好每次課，上好每次課，課后多反思。爭取每周完成一件作品，與同行多交流學(xué)習(xí)，進入企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，尋找適合的課堂，編寫適合的校本教材。

3D打印已經(jīng)走進課堂，看上去很美。美的是成功的作品，更美的是設(shè)計作品的學(xué)生。每個學(xué)生都是一朵小花，而老師就像一位質(zhì)樸的花匠，懷著一顆虔誠的心，將一顆顆種子培養(yǎng)，為的是讓小花開得更絢麗。作為一名愛花人，相信不久的將來，我們的花兒會更美、更奪目！

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編輯 栗國花