3D打印模型的研究與應(yīng)用

劉永慶

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?如今，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中，而3D打印技術(shù)作為一種新型技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用到中職學(xué)校的教學(xué)過(guò)程中。3D模型的藍(lán)本采用的是三維立體結(jié)構(gòu)，通過(guò)應(yīng)用軟件把三維立體結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容分析成多層二維平面內(nèi)容，再通過(guò)打印技術(shù)將內(nèi)容呈現(xiàn)為實(shí)體。針對(duì)在中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用3D打印模型的具體作用展開(kāi)分析探討，尋求在中職學(xué)校中有效應(yīng)用3D打印模型的合適策略，并找出在此過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決方式，以促進(jìn)對(duì)3D打印模型的研究與應(yīng)用。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?3D打印模型;中職學(xué)校教學(xué);研究與應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)] ?TP391.73 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2021）29-0150-02

一、在中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用3D打印模型的具體作用

（一）突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制

中職學(xué)校以往的教學(xué)模式是以教師的口頭闡述和表達(dá)為基礎(chǔ)，即便互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)視頻、音頻和口頭表述的結(jié)合，但仍然處于非實(shí)物化教學(xué)階段。另外，由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)深層次知識(shí)的理解不到位，難以真正掌握知識(shí)所傳達(dá)的思想。而3D打印模型的出現(xiàn)能夠?qū)⒕唧w實(shí)物呈現(xiàn)在課堂講解過(guò)程中，讓學(xué)生通過(guò)觀察和觸摸來(lái)了解難以用語(yǔ)言表達(dá)的知識(shí)，有一種身臨其境的感覺(jué)。中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用3D打印技術(shù)制作模型輔助教學(xué)，能夠突破傳統(tǒng)教學(xué)模式中以教師講解為主導(dǎo)的課堂限制，讓學(xué)生真正作為課堂學(xué)習(xí)的主體，把學(xué)生看作核心來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。而且3D模型就相當(dāng)于實(shí)踐內(nèi)容，其與理論知識(shí)的結(jié)合能夠讓學(xué)生深刻感知教學(xué)內(nèi)容傳達(dá)的思想和意義。中職學(xué)校的教師在教學(xué)過(guò)程中使用3D模型作為教具可以豐富教學(xué)材料，也能夠更加容易進(jìn)行表達(dá)，增強(qiáng)和學(xué)生之間的互動(dòng)，而不是以空洞的講解作為核心教學(xué)方式。

（二）激發(fā)中職學(xué)校學(xué)生的創(chuàng)新精神

中職學(xué)校各專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容都具有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，尤其是產(chǎn)品設(shè)計(jì)類(lèi)的科目具有極強(qiáng)的應(yīng)用性，而3D打印模型能夠?yàn)閷W(xué)生提供盡可能符合實(shí)際應(yīng)用情形的工具。3D打印模式不同于傳統(tǒng)的模型塑造需要手工操作，它由電子計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)調(diào)整比例而合成，可以很大程度上節(jié)省人力資源和物力資源。因?yàn)?D打印模型和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的密切聯(lián)系，在模型方案設(shè)計(jì)之初就能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)暴露模型缺陷，通過(guò)有效的調(diào)整修改提高模型的實(shí)用性。對(duì)于設(shè)計(jì)類(lèi)的專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)圖紙根本無(wú)法完整體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，而3D打印模型的應(yīng)用可以從三維立體角度全方位展示學(xué)生的設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)理念，也能夠?qū)?chuàng)意設(shè)計(jì)通過(guò)快速的模型合成方式轉(zhuǎn)化為立體結(jié)構(gòu)，起到體驗(yàn)和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容的作用。通過(guò)對(duì)3D打印模型的探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，將理論知識(shí)和實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使得專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)達(dá)到高度統(tǒng)一。

（三）培養(yǎng)中職學(xué)校學(xué)生的協(xié)作能力

3D打印模型的應(yīng)用并不是簡(jiǎn)單的教具制作過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)、方案確定、調(diào)整修改、打印成型、后期著色等過(guò)程，此過(guò)程非常考驗(yàn)學(xué)生的溝通交流能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、合同協(xié)作能力等。打印模型的實(shí)際操作過(guò)程需要以學(xué)生扎實(shí)的動(dòng)手能力作為支撐，并在此基礎(chǔ)上注入學(xué)生的創(chuàng)新思維和開(kāi)發(fā)理念。中職學(xué)校學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解通過(guò)3D打印模型以實(shí)物呈現(xiàn)，以實(shí)際的物體表現(xiàn)思想，將枯燥無(wú)味的教學(xué)過(guò)程和學(xué)習(xí)過(guò)程變得生動(dòng)、有趣。3D打印模型是一個(gè)全新的領(lǐng)域，在其應(yīng)用過(guò)程中給予學(xué)生充分展示的機(jī)會(huì)，但同時(shí)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力提出要求，不斷培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力，更好地應(yīng)用于中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中。

（四）豐富中職學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程

3D打印模型以三維立體形式呈現(xiàn)在空間中，相對(duì)于二維平面設(shè)計(jì)更加完整和具體，相對(duì)于文字表達(dá)和表述更加生動(dòng)和有力。3D模型不僅能夠以實(shí)物給予學(xué)生直觀感受，還能供學(xué)生操作體驗(yàn)，以實(shí)際的感官?gòu)?qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，豐富中職學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。3D打印模型以互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)作為技術(shù)支持，能夠有效提高模型的實(shí)用性和有效規(guī)避模型存在的缺陷，提高教學(xué)效率和教學(xué)品質(zhì)，讓學(xué)生擁有愉快的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式偏向于用語(yǔ)言表達(dá)知識(shí)內(nèi)涵，可能補(bǔ)充一些圖片和視頻輔助理解，但終究無(wú)法真正體現(xiàn)實(shí)物所具有的特征和特性，而3D打印模型能夠給予學(xué)生直觀的視覺(jué)沖擊，還能夠通過(guò)實(shí)際的觸摸體驗(yàn)更好地了解和理解知識(shí)內(nèi)涵，豐富中職學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。

二、中職學(xué)校有效應(yīng)用3D打印模型的合適策略

盡管3D打印模型已經(jīng)逐漸應(yīng)用于中職學(xué)校的教學(xué)過(guò)程中，可仍然存在許多的限制和弊端在延緩其發(fā)展進(jìn)程，下面我們就來(lái)進(jìn)行具體的分析，尋求中職學(xué)校有效應(yīng)用3D打印模型的合適策略。

（一）提升3D打印模型的應(yīng)用程度

3D打印模型的應(yīng)用需要以配備高規(guī)格的設(shè)備器械作為前提，因?yàn)檫@是相對(duì)新型的科學(xué)技術(shù)，其所需的打印機(jī)和建模軟件等設(shè)備器械的成本相對(duì)高昂。另外，掃描儀器和數(shù)據(jù)庫(kù)的匹配要求也很難滿(mǎn)足，簡(jiǎn)易版的3D打印機(jī)并不能從實(shí)質(zhì)上提高工作效率，對(duì)于人力、物力的損耗所換取的價(jià)值相對(duì)較低。盡管政府機(jī)構(gòu)和教育機(jī)構(gòu)十分重視3D打印模型的應(yīng)用，但其在中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用還需要經(jīng)歷一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程。這主要還是由于國(guó)內(nèi)技術(shù)的不成熟，因此需要提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的投資力度，強(qiáng)化相關(guān)技術(shù)的研究和提升，以此為提升3D打印模型的應(yīng)用程度奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。

（二）提高對(duì)中職學(xué)校教師的要求

3D打印模型的應(yīng)用需要中職學(xué)校教師的支持與輔助。首先，中職學(xué)校教師本身可以使用3D打印模型輔助教學(xué)工作的完成。其次，教師可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與3D打印模型的制作過(guò)程來(lái)推動(dòng)其應(yīng)用過(guò)程。所以必須提高對(duì)中職學(xué)校教師的要求，使其深刻認(rèn)識(shí)到3D打印模型應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程的優(yōu)勢(shì)和必要性，并且培養(yǎng)和提升其對(duì)3D打印模型制作技術(shù)的操作能力和制作設(shè)備的使用能力。只有教師以身作則將3D打印模型的應(yīng)用作為工作內(nèi)容的核心，才能為學(xué)生提供榜樣力量和示范作用，真正提高3D打印模型在中職學(xué)校教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用的可能性。