打印在民办高校机械专业人才创新培养中的应用

一 引言

理论性与实践性强且两者紧密结合是机械专业的一个显著特点，该专业涉及知识面广、涵盖内容丰富。随着我国信息科学技术的不断发展，未来社会需要机械专业学生掌握更扎实的理论知识和过硬的实操能力。高校机械专业培养具有良好职业道德、专业知识素养和职业能力，掌握现代机械制造及自动控制的理论知识、应用技术和操作技能，能够从事设计制造、科技研发、应用研究、运行管理、经营销售等方面工作的高素质应用技术型复合人才。主干学科包括：机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电工学、液气压传动、机械制造工艺学、数控加工技术、机床电气控制与PLC、单片机技术等。

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它在生产零部件时不用考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现；将制造模型时间缩短为数小时，根据打印机性能和模型尺寸而定，性能越好时间越短。2015年2月18日，工信部颁布的《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，2015年8月，李克强指出，3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术，实现了制造从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，具有重大价值。在建设新工科历史背景下，各高校已经有针对地将3D打印技术全面深入应用到机械专业创新型人才培养中，将3D打印技术应用到机械专业教学中，改变传统单一枯燥的教学模式，探索一条创新性人才培养道路是值得研究的。民办高校如何根据学校机械专业特点，提高专业教育自主创新能力，激发学生的学习积极主动性以及创新能力，使学校培养出来的学生在未来竞争日益激烈的社会中立于不败之地，是值得探索研究的一个课题[1-5]。

二 国内高校机械专业创新培养现状

内蒙古广播电视大学理工学院针对机械专业基础课单一传统的授课教学模式带来的学生普遍创新能力不足问题，提出在机械专业重要的专业基础课《机械制图》课程的教学过程中，利用3D打印技术简单快速地打印出学生难以想象出来三维立体图形，避免传统零件模型教具准备费时费力、教学效果不理想现象，例如学生可以在电脑上对两个相贯体组合进行三维建模并通过3D打印机打印制作，从自己的动手实践操作过程中能够更好地理解两物体相贯的具体结构，有利于学生学好专业基础课。

江西工程学院针对传统《机械设计》《机械原理》课程教学中存在的问题，利用3D打印技术大胆地进行课程教学改革创新，并将其运用到各教学环节中，得到了该校学生的广泛好评，取得了非常理想的教学效果。其3D打印教学具体思路如下：1.准备充足的硬件和软件；2.利用3D打印机打印制作课程中需要的实体模型，让学生观察熟悉；3.以具体的机械零件、机构模型案例组织教学，分析其工作原理和内部结构； 4.实现课程设计与打印模型案例无缝对接；5.通过课程设计竞赛，激发学生学习热情。

江苏科技大学机电与动力工程学院在机械专业实践教学过程中探索出了一条“三位一体”的应用创新双结合的人才培养模式，“三位一体”即机械专业知识、机械类软件操作、3D打印应用相结合。创建相关实验室，制定创新人才培养方案，为学生提供实践教学平台，使其积极主动加入到相关课题项目中，检验基于3D打印技术创新型人才培养效果。

北京航空航天大学机械工程及自动化学院的彭翀指出传统机械专业教学效果不理想的原因：1.教学方式不够直观；2.教学模型实用性差，难以激发学生兴趣；3.专用教学模型费时费力，不利于教学推广。研究3D打印技术在机械专用教具中的应用，以3D打印教具在《互换性与测量技术》《机械制造装备》《机械原理》3门机械专业课中的应用为基础，探索出了一种创新教学技术手段。

山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室为解决机械专业课程《机械制造技术基础》在授课过程中平面化的多媒体手段和立体教具费用高等问题，利用FDM型3D打印机打印出满足教学要求的典型刀具模型教具，与传统的单独开模设计注塑加工制作相比，大大降低了成本，节省时间。通过3D打印制作并涂色的刀具模型与传统模型相比，更加清晰直观地展示出刀尖、前刀面、后刀面等刀具切削部分专业内容，减轻学生因空间想象力弱造成的学习困难；在刀具模型的建模、3D打印制作过程中，可以降低课程的枯燥程度，能够提高学生对专业知识的兴趣、理解能力和积极性，FDM型3D打印技术在机械专业教学用具中的应用将随着3D打印技术的不断发展，得到更广阔的发展空间。

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