李雄

　　（云南红河技师学院，云南红河 661600）

1 引言

3D打印技术被誉为将引领“第三次工业革命” 的关键技术之一，近年来受到世界各国高度关注和广泛研究。计算机网络技术的在各个国家的普及，让机械、电子元器件的开发和生产上都一定程度地降低了成本。以及随着个性化体验时代的来临，给3D打印技术、高速发展带来了新的机遇。3D打印技术在机械制造业中的应用越来越成熟。比如在非金属模型及构件增材制造、高性能金属增材制造方面，以及汽车制造，航空航天等行业都得到了运用。因此，3D打印技术正在改变人类社会的生产模式和生活方式。

　　机械制图作为一门具有启蒙性且实践性很强的专业基础课，如何在该课程的教学中培养学生的空间思维想象能力、机械产品结构设计与图形表达能力、机械零部件精度设计初步能力，都是本课程的主要内容。本文重点研究3D打印技术在机械制图各教学环节的运用，以增强学生的创新意识，培养学生的综合能力，提高教学效果。

2 基于3D打印技术的实践环节设计

目前云南红河技师学院的制图课程的教学，主要是以二维投影表达为主，按照几何画法、机械制图和计算机辅助设计等内容开展教学。而学生基本是初中毕业生，基础薄弱，空间思维能力差，对于复杂结构图样（如：相贯线、截交线等），在没有相应的实体模型辅助教学的情况下，学生难以在规定的学时内消化吸收而影响后续的教学工作，很容易让学生产生厌学的情绪。在机械制图这门课的教学过程，教师可以根据不同阶段的教学难点采取与之相适应的授课方式和实践环节，来开展教学工作。本文就是针对本校课程安排，通过将3D打印技术引入来提高不同阶段的授课效果。

　　（1）几何画法学习阶段。针对几何画法学习阶段，授课重点放在截交和相贯部分。在本阶段学习过程中，不少学生很难通过三视图，想象出物体的空间立体结构，特别是空心的立体相贯和多个平面的相切的切割体，更让学生感觉无从下手。因此，我们可以借助3D打印技术，将一些典型的切割体和相贯体打印出来（如图1），将实体呈现在学生面前，让学生直观地观察截交面和相贯线的状况，学生做图就简单易行了，这对于提高学生的空间想象能力大有好处。

　　

　　图1 切割体和相贯体模型

　　（2）在机械制图学习阶段。本阶段主要是涉及零件图和装配图的学习。由于装配图涉及多个零件的组装，图样结构复杂，内容琐碎，很多学生很难想象出零件的整体装配关系，因而对装配图的绘制抵触情绪比较大，学习态度消极。为了改变这种现状，我们可以设计一个具有一定配合关系和技术要求的零件组的实践环节。通过3D打印技术，将各零件打印出来，再组装在一起，将各零件间的装配关系直观、形象地呈现在学生面前。在此过程中，可以让学生了解零件加工的技术要求和极限与配合的作用，并将所学知识运用的实际的设计和生产中。使学生在空间形象思维方面实现了从抽象的几何形体向实际的机械零件转变。这样既将知识具体运用，又提高了学生的学习兴趣。

　　（3）计算机辅助设计学习阶段。计算机辅助设计阶段学习，主要是对CAD绘图软件的操作学习。由于我校学生对计算机接触不多，操作水平低下，而且学生对学习的目的不明确，遇到难题就选择退缩。因此，学习积极性不高，精力投入较少。为解决这一问题，可以利用3D打印技术可以实现“个性化定制”的特点，让学生选则一个自己喜欢的零件进行图样绘制（如：生活用具设计），然后通过3D打印技术快速成型。这样既让学生掌握计算机辅助设计软件的使用，又结合生活实际，变被动学习为主动学习，提高学生的学习积极性和参与性。

3 体会与思考

本文探讨了基于3D打印技术的教学模式的设计，并对传统的知识传授观进行了改造，实现了从“灌输”式 到“体验”式的教学模式的转变。在此过程中，营造了以学生实践为中心、自主学习为基础的教学过程。培养了学生主动性、探究式学习习惯，有力地推进教学活动由“教”向“学”再向“行”的转变。伴随着3D打印技术的迅猛发展，结合这项技术在课程教学的结合运用，这不仅仅针对传统教学模式的改观，而且也同样对教师的知识储备提出了更高的要求。

　　[1]王鑫,王静.工程教育体系下机械设计课程实验和实践环节研究[J].中国电力教育,2010,(30):149-150.

　　[2]兀旦晖,赵晨飞.3D打印技术在教学中的应用研究[J].课程教育研究,2013,(07):185-187.