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3D打印技術(shù)對(duì)提升技工院校學(xué)生創(chuàng)新能力的作用
廣州市公用事業(yè)技師學(xué)院 張國榮 2018/7/30 9:23:06
摘要：在科技飛速發(fā)展的時(shí)代中，教育也要與時(shí)俱進(jìn)跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展的腳步，3D打印技術(shù)自上個(gè)世紀(jì)80年代推出后就立刻取得了巨大的成功，在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。3D打印技術(shù)的理念是“設(shè)計(jì)就是生產(chǎn)”，那么運(yùn)用在教育領(lǐng)域就是讓學(xué)生提高設(shè)計(jì)能力，提高創(chuàng)新意識(shí)，在3D打印的技術(shù)過程中，聯(lián)系學(xué)科知識(shí)，更深層次的體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程，這對(duì)于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)也大有好處。本文將專門就技工院校學(xué)生創(chuàng)新能力的提升，談一談3D打印技術(shù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)
目前，3D打印技術(shù)發(fā)展迅猛，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，3D打印技術(shù)具有制造周期短，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，并且支持在線的創(chuàng)意設(shè)計(jì)和生成，因此在醫(yī)藥醫(yī)學(xué)，機(jī)械制造，生物設(shè)計(jì)，建筑建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了越來越多的關(guān)注。不過目前3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用還不夠普及，尤其在技工院校中，學(xué)生空間思維能力不強(qiáng)，3D打印在教學(xué)中可以有效地幫助教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，將這項(xiàng)技術(shù)推廣到技工院校中，也能更好培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
1.將3D打印技術(shù)運(yùn)用到課堂情景的教授與學(xué)習(xí)過程中
學(xué)生的學(xué)習(xí)是要有相關(guān)聯(lián)系的，一般的教學(xué)模式還是以教師的講與學(xué)生的聽為主。但單純的講授知識(shí)不足以構(gòu)建起整個(gè)課堂，學(xué)生光聽也不能夠充分理解課堂內(nèi)容。那么，設(shè)計(jì)課堂情景無疑是使學(xué)生進(jìn)入課堂的有效手段。教師在授課的過程中，可以根據(jù)授課內(nèi)容的需要，進(jìn)行一定的情景創(chuàng)設(shè)，這樣，可使學(xué)生、老師、課堂三者的聯(lián)系更加緊密。因此，在技工院校的課程中，我們也可以利用3D打印技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景。例如，在《機(jī)械制圖》這門傳統(tǒng)的理論課程上，以往技校學(xué)生因空間思維不足，無法把平面圖與實(shí)物聯(lián)系起來。 把3D打印技術(shù)應(yīng)用到該課堂中，老師根據(jù)學(xué)生不好理解的圖像，打印出立體實(shí)物，生動(dòng)明顯的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生更好理解正投影視圖的特點(diǎn)。其他很多課程也一樣，教師可以利用3D打印技術(shù)將本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)課程或者學(xué)生不易理解的內(nèi)容進(jìn)行打印，構(gòu)建一個(gè)教學(xué)的模型，這實(shí)際上就是將抽象的東西具體化，在學(xué)生面前呈現(xiàn)這一模型。學(xué)生就可以根據(jù)這一模型，進(jìn)行知識(shí)的理解，并且對(duì)于相關(guān)內(nèi)容，有一個(gè)深入地體會(huì)和學(xué)習(xí)，并且給學(xué)生一個(gè)想象的空間，有一個(gè)拓展的提升，這也對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。
2.利用3D打印技術(shù)建立體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)中心
教學(xué)的過程永遠(yuǎn)是以學(xué)生為中心，一切的技術(shù)手段都是輔助工具，是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的技能水平的，包括3D打印技術(shù)。那么利用3D打印技術(shù)，可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，比如說是建立一個(gè)體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)中心，在相關(guān)課程的基礎(chǔ)內(nèi)容上，制定課題，讓學(xué)生自主分組完成。在完成課題中，建立相關(guān)應(yīng)用模型，然后利用3D打印機(jī)，將模型打印出來，進(jìn)行模型的實(shí)物化。一些實(shí)訓(xùn)性較強(qiáng)的學(xué)科，如機(jī)械模具，就可以利用3D打印技術(shù)將所學(xué)的具體工具結(jié)構(gòu)和一些細(xì)小的零件加以更立體的解說，也使學(xué)生自主自發(fā)的參與到學(xué)習(xí)中。因此，利用3D打印技術(shù)，有效增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自主探索能力，同時(shí)也可以在教學(xué)過程中鍛煉學(xué)生們的創(chuàng)新創(chuàng)新能力。
3.將3D打印技術(shù)運(yùn)用于工程類學(xué)科教學(xué)中
每一個(gè)學(xué)科都有自己學(xué)科的特點(diǎn)，利用3D打印技術(shù)也要根據(jù)不同學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用。技工學(xué)校中，有部分機(jī)械裝配類課程，需要學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)零件尺寸并組裝在一起，傳統(tǒng)教學(xué)單靠圖紙，無法驗(yàn)證轉(zhuǎn)配效果，通過3D打印，學(xué)生可把個(gè)零件打印出來，驗(yàn)證是否滿足裝配要求。而建筑這樣需要去進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的學(xué)科，內(nèi)容較為抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會(huì)有難度，教師就可以用3D打印技術(shù)打印出相關(guān)教學(xué)建筑模型，利于學(xué)生理解。通過模型獲得相應(yīng)的知識(shí)，更直觀的去感受所學(xué)內(nèi)容，還能提升學(xué)生的觀察能力和分析能力。像是城軌實(shí)訓(xùn)這類的學(xué)科，在進(jìn)行學(xué)習(xí)中，單純的講述可能學(xué)生并不容易去理解，而一些特殊或大型零件也不便每個(gè)課堂中展示，那么教師就可以打印出所需設(shè)備的3D模型，這種模型更直觀更貼合實(shí)際，也能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。并且通過3D打印技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建，也可以讓學(xué)生觀摩這個(gè)模型，同時(shí)對(duì)模型進(jìn)行自己的理解和解讀，這也是為學(xué)生提供一個(gè)創(chuàng)意空間，讓學(xué)生可以擁有更加深刻的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和更好的理解事物的能力。
4.將3D打印技術(shù)運(yùn)用至設(shè)計(jì)類的學(xué)科中
技工院校一個(gè)重要的分類專業(yè)就是設(shè)計(jì)類的專業(yè)，像是服裝設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)等等。這類學(xué)科涉及范圍較廣，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力有更高的要求。有的時(shí)候創(chuàng)新的靈感只是一瞬間的事情，而靈感的積累要有一個(gè)源源不斷的過程，在學(xué)科的教學(xué)中，教師就要激發(fā)學(xué)生靈感，使他們更有創(chuàng)造力。將3D打印技術(shù)應(yīng)用到學(xué)科教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。并且在對(duì)3D打印的使用中，學(xué)生要對(duì)材料進(jìn)行分析，選擇精密性好的，應(yīng)用（未完，下一頁）
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