信息化教學(xué)模式在3D打印實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

徐新坤 朱斌海

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展為傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革和新型教學(xué)模式構(gòu)建提供了技術(shù)上的支持，在信息化背景下的3D打印實(shí)踐教學(xué)模式成為研究與實(shí)踐熱點(diǎn)。本文采用文獻(xiàn)分析等方法，在梳理3D打印技術(shù)特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外3D打印教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將3D打印實(shí)踐教學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)3D打印課程的信息化教學(xué)，通過信息化教學(xué)模式為教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)提供方便，以期為3D打印教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);教學(xué)模式;3D打印

今年兩會(huì)政府工作報(bào)告中有提到“全面推進(jìn)現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)，引導(dǎo)部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變”。實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)用型本科高校課程體系中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，而信息化技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用得到飛速發(fā)展，成為教師教學(xué)模式上變革的重要手段，將信息化技術(shù)深度融合于應(yīng)用型高校實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)工作，提升應(yīng)用型高等院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程的教學(xué)質(zhì)量、高效性和創(chuàng)新性，解決課程教學(xué)中普遍存在的問題，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在信息化背景下的3D打印實(shí)踐教學(xué)模式成為研究與實(shí)踐熱點(diǎn)，也成為教學(xué)改革研究中的重要一環(huán)。

一、3D打印簡(jiǎn)介

3D打印，作為快速成型技術(shù)中的一種，采用堆積熔融的方式逐層打印，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)將粘合材料塑造成所需模型樣式，模型不僅外形尺寸精確，也能充分表現(xiàn)出復(fù)雜結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可直接用于普通產(chǎn)品或高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造。廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、教學(xué)等領(lǐng)域。因其可以更好的幫助人們理解模型結(jié)構(gòu)，使所需要的模型快速展現(xiàn)出來，因此也被廣泛應(yīng)用于高校教學(xué)中。

二、國(guó)內(nèi)外3D打印教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用現(xiàn)狀

從2014年起，美國(guó)英國(guó)對(duì)于3D打印技術(shù)的教育逐步重視起來，同時(shí)也出臺(tái)了一定的政策來扶持3D打印技術(shù)教育的發(fā)展，并把3D打印作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，教育領(lǐng)域主要針對(duì)于中小學(xué)，在教學(xué)方法上更加注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，針對(duì)于該技術(shù)的信息化教學(xué)做的并不多。

我國(guó)在進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)方法具有多樣性的特點(diǎn)，校方需要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象進(jìn)行合理選擇，信息化技術(shù)也得到了應(yīng)用，但主要是運(yùn)用多媒體技術(shù)，F(xiàn)lash動(dòng)畫，仿真技術(shù)等技術(shù)對(duì)教學(xué)效果的提高有一定幫助。常見的教學(xué)方法包括以下幾種：1.多媒體教學(xué)法，通過多媒體設(shè)備提供資料，開拓學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法，通過解決實(shí)際的任務(wù)來引出講授的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)踐操作將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用;3.仿真軟件，通過仿真軟件例如FFSTO等搭建氣動(dòng)回路等，進(jìn)行調(diào)試和仿真，幫助學(xué)生清晰地理解電氣控制回路，降低理解難度，易于學(xué)生接受。這些技術(shù)對(duì)實(shí)踐教學(xué)具有一定的幫助，但仍不能很好的改變實(shí)訓(xùn)課程主要問題。

三、信息化教學(xué)模式在3D打印實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

如何提高實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，一直是教師探索教學(xué)新方法過程中的突出問題。傳統(tǒng)教學(xué)中教師在上實(shí)訓(xùn)課實(shí)操訓(xùn)練時(shí)學(xué)生圍站在教師、設(shè)備或工具周圍，因?yàn)榭臻g有限，教師少學(xué)生較多，所以教師授課時(shí)出現(xiàn)后排的學(xué)生看不到操作的整個(gè)環(huán)節(jié)以及對(duì)應(yīng)的操作注意事項(xiàng)，學(xué)生對(duì)教師所講授內(nèi)容甚至聽不輕，使得學(xué)生獨(dú)立操作不能正常進(jìn)行，還存在一定安全隱患，教學(xué)效果難以保證;如果將學(xué)生分組，教師對(duì)每組學(xué)生單獨(dú)指導(dǎo)，實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)、教師數(shù)量、設(shè)備數(shù)量等因素也會(huì)影響課程的高效性和教學(xué)質(zhì)量，這是大多數(shù)實(shí)訓(xùn)課程普遍存在的現(xiàn)象。因此，信息技術(shù)教學(xué)相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方法有很大的優(yōu)勢(shì)。

本文基于對(duì)信息技術(shù)支持下的3D打印實(shí)訓(xùn)課程創(chuàng)新授課模式的研究，建立3D打印教學(xué)平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及輔助系統(tǒng)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、投影機(jī)、支架等硬件以及成熟視頻通信交流平臺(tái)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)真實(shí)多角度視頻拍攝，包括設(shè)備操作詳細(xì)流程、噴頭的運(yùn)行軌跡和監(jiān)控制品的實(shí)時(shí)情況等內(nèi)容同步實(shí)時(shí)視頻呈現(xiàn)，教師依托創(chuàng)建的3D打印實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)根據(jù)教學(xué)需要切換視頻窗口，提高3D打印課程教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)更高效，同時(shí)解決教師數(shù)量、設(shè)備數(shù)量、學(xué)生人數(shù)無法匹配等問題。這種基于信息技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式在很大程度上提高教學(xué)質(zhì)量，提高實(shí)踐教學(xué)效率，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;本研究成果也可在焊接實(shí)訓(xùn)、數(shù)控實(shí)訓(xùn)、發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)中很好的推廣應(yīng)用。

四、總結(jié)

基于信息化的3D打印教學(xué)應(yīng)用不僅是新興技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，也是創(chuàng)新性教學(xué)的大膽探索。信息背景下的3D打印技術(shù)為教師提供了更加多元化的教學(xué)平臺(tái)，同時(shí)也為學(xué)生高效學(xué)習(xí)提供了新思路，如能配合教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容等合適的教學(xué)體系，將會(huì)使信息化3D打印技術(shù)教學(xué)發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供更加多元化的、個(gè)性化發(fā)展空間，可為工程、藝術(shù)、設(shè)計(jì)等不同領(lǐng)域社會(huì)需求奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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