孔凡寶++楊國麗
摘 要:本文針對當前士官高職院校制圖課程教學中出現(xiàn)的瓶頸,依據(jù)3D打印技術的特點,分析了3D打印技術在課堂教學中的優(yōu)勢,結(jié)合教學實際,力求通過在課堂教學中引入3D打印技術激發(fā)學員的學習動力,提高學員的空間思維能力和設計創(chuàng)新能力,從而提高教學效果。
關鍵詞:3D打??;機械制圖;課堂教學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 收稿日期:2015-10-19
1.士官高職院校制圖課程的教學現(xiàn)狀
現(xiàn)階段武漢軍械士官學校制圖課程的教學,采用了任務驅(qū)動的教學方法,按照幾何畫法、機械制圖和計算機輔助設計等內(nèi)容開展教學,以二維投影表達為主。教學過程中發(fā)現(xiàn),對于復雜結(jié)構(gòu),如果沒有相應的實體模型輔助教學,一些較難的內(nèi)容,比如相貫線、截交線等,學員難以在安排的學時內(nèi)消化,而影響后續(xù)的教學。故筆者以3D打印熱潮為契機,在本文中探索快速成型技術在機械制圖課程教學中的應用。
2.3D打印技術在教學中應用的作用和優(yōu)勢
(1)可提高學員的動手能力和參與意識,激發(fā)學員的學習動機。通過將3D打印技術應用到制圖教學中,能夠讓學員切身體驗實踐的樂趣,激發(fā)學員的學習興趣,增強學員的科技感知能力,從而更好地提高課堂教學效率。
(2)可將抽象的知識變得具體形象、容易理解。在制圖課堂教學中,將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的模型是常用的一種教學手段,3D打印技術的應用有助于營造真實的課堂情境,將復雜、抽象的知識變得更直觀和具體、容易理解。3D打印技術則提供了新的思路,可以根據(jù)需要自行設計、打印教具,以有形的三維教具展示教學中的二維信息,充分彌補了傳統(tǒng)教學的不足。
(3)可大幅節(jié)約教學成本,提高教學效率。在傳統(tǒng)的制圖課教學中,教員在講授組合體或復雜結(jié)構(gòu)等內(nèi)容時,通常都是拿著模型講解。而模型教具數(shù)量少、價格高,無法滿足大班教學的需求。采用3D打印技術,不需要大批量購買模型教具,多數(shù)模型教具可以通過3D打印機低成本打印出來,實現(xiàn)學員人手一個模型。
3.3D打印技術在制圖教學中的應用舉例
在學習“平面截切立體形成截交線”時(圖1),不少學員對截斷體的整體形狀僅憑借空間想象難以完成,所想出的截斷體往往和實際形體有所差異。借助3D打印技術可將這些截斷體實物化(圖2),直觀地顯示出截交面的狀況,這對于提高學員的空間想象能力大有裨益。
在學習形體相貫時,僅憑三視圖,學員很難想象一個圓柱體與圓錐體相貫后相貫線到底是什么樣的(圖3)。通過3D打印技術,直接制造出該組合體(圖4),學生對相貫線進行觀察,將實體與三視圖進行比對,通過實踐得出自己的結(jié)論,從實踐中理解組合體和平面投影視圖的關系。
綜上所述,隨著3D打印技術的不斷發(fā)展以及在教學中的深入應用,這將對傳統(tǒng)教學模式產(chǎn)生深刻的影響,同時,這對教師的知識儲備與實踐能力提出了更高的要求。
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