大学教育变革中3D打印技术的应用和发展

大学教育变革中3D打印技术的应用与发展摘要：在信息技术的逐步推广背景下，我国国民经济水平逐步提升，科技正在以其自身的方式转变群众的日常生活和工作，3D打印技术作为一种新型技术，可以在我国高校教育改革中引用，推进其改革进程，并且在3D打印技术的支持下，可以给专业学生带来更为直观、可视化的内容，锻炼学生的动手操作能力。因此，文章主要通过3D打印技术的特点和优势，探索其在我国高校教育变革中的应用现状和策略，从而深入了解3D打印技术在高校教育中发展趋势，为高校教育环境的提升奠定坚实的基础，同时强调3D打印技术在高校教育变革中的应用价值。关键词：3D打印技术;高校教育变革;应用现状;策略;3D打印技术在高新技术中占据重要地位，在我国社会各个领域都在广泛地应用，尤其是在我国高校教育改革进程中的引用，在较大程度上推进了改革进程，也为我国高校教育活动的开展提供了更为新颖的思路，把传统教育活动中老旧的内容剔除，给学生提供真实形象的立体模型，让学生直观了解专业知识和技术的实用，为学生实践能力的提升以及逻辑思维能力的增强提供重要的条件，而且3D打印技术、大数据技术、云计算技术属于我国信息技术的应用代表，对推动社会的稳定发展和教育变革的顺利进行有着重要的意义，在高校教育变革中的应用对综合性的人才培育有着重要的推动作用，需要得到高校教育管理者的应用和推广。在我国社会领域中，3D打印技术主要应用在工程类的制造方面以及民用发展方面，在工程制造方面，主要是用于国防军工、航空航天等高端的设施制造以及零件生产方面，主要是因为传统的工艺以及以前的技术相对老旧，无法满足当下高精尖的零件需求，因此需要3D打印技术的支持，而且在当下社会领域过程中，3D打印技术的应用能够深化改革，强化制造技术的应用效果，并且可借助三维立体模型，给相关人员提供更为直观、可视化的模型支持，强化企业工作效率，在当下高校教育改革进程中的应用也具备较强的优势，首先3D打印技术能够减少教学改革成本，给工程类、制造类的专业学生带来更为直观、可视化的教学内容，让学生通过三维立体模型更加清晰地了解专业知识和技能的实际应用，从而强化学生的动手能力以及逻辑思维能力，为学生今后的就业提供重要的基础保障；其次是其设计空间是无限的，可以给学生提供更为自由的实训活动场所。让学生在实训中把自己的想法融入到3D打印技术众创做各种模型和模具，为专业教学活动的开展提供客观的条件支持，并且增强学生的专业素养。1、3D打印的技术特点与优势3D打印技术属于一种快速成形技术，在应用时不需要添加任何模具，而是需要把零件的CAD模型输入计算机，就可以直接进行对零件的制造，其是由计算机技、数控、高能束、微滴等技术与材料科学紧密融合的产物，在实际应用过程中能够推动信息技术的发展，推动可视化进程，在高校教育改革中的应用可以起到重要的推动作用，能够让学生直观的了解专业知识和技能，强化专业教育效果。而且3D打印技术不受传统加工方法对于外形的限制，自由打印复杂形状零件，应用成本相对较低，在我国各个领域均有涉猎。2、3D打印技术在高校教育变革中的应用现状3D打印技术属于一种快速成型技术，以计算机技术为主要基础构建三维立体模型，并且把三维立体模型打印成实物为学直接展示出来，在我国教育改革的进程中，高效教育也需要引用先进的技术和设备，只有这样才能够给专业学生提供更为丰富的教育内容，为社会培育出更为优秀的人才。因此，在3D打印技术的支持下，能够更好地推进我国高校的教育变革，为学生带来相对直观可视化的教育内容，强化学生的综合素质。站在3D打印技术的发展立场上来看，我国诸多领域虽然引用了3D打印技术，但是其仍旧处于初级阶段，在技术的使用和设施的研发上与发达国家具备一定的差距。可是现存的3D打印技术可以在高校教育改革中试用，如清华大学、北京航空航天大学在3D打印技术的应用过程中已经取得了一定的成效，给学生带来了更为不一样的学习效果，而且对高校教育水平的提升也有着深远的意义。2.1、在工业设计专业教学改革中的引用在高校教育改革进程中，工业设计专业是其中重要的课程教学内容，在工业设计专业教学改革中应用3D打印技术，是把工业手工模型制作与3D打印技术紧密融合，给专业学生提供更为直观的工业设计模型，从而强化学生对专业知识和技术的理解效果。且以前的高校工业设计专业教学活动中，学校的打印设施比较老旧，在功能上也仅仅限制于几尺寸的模型，对于尺寸较大的模型就无法进行打印，因此在3D打印技术的应用过程中，专业老师可以带领学生把手工制作与打印紧密融合，从而解决手工制作缺陷问题，用3D打印技术展示比较复杂的工业制作模型，逐步提升学生对专业知识和技能的实际应用效果、逻辑思维能力和动手操作能力。而且3D打印技术在工业设计专业教学改革中的应用，还能够促使学生进行模具研发，在工业设计专业教学活动中，老师和学生需要大量的实物模具进行学习和模型制作，一些模具在市场上是无法购买的，或者是价格比较昂贵，所以学生和老师就可以借助3D打印技术自己制作实物模具，以此来适应教学活动的开展，为学生的综合素养提升奠定坚实的基础。比如，在《机械制图》相关模型的讲解过程中，专业老师为了强化学生对机械制图的理解效果，就可以借助实物模型给学生展示相关专业内容，那么在此基础上就可以借助3D打印设备来进行，通过原材料的购买和制作，产生新的模具，为后期工业设计专业知识的学习提供更为客观的前提条件，逐步增强实际教学效率。2.2、在动漫专业教学改革中的引用在动漫专业教学改革过程中，专业老师引用3D打印技术能够把动画逐帧的动作用三维立体模型展示出来，让学生从二维平面过渡到三维立体模型中，逐步强化学生的理解能力，让学生在直观的三立体模型中感受动漫专业知识和技术的使用效果，而且通过三立体模型的构建还能够让学生对动漫中的交通过程进行仔细的观察，处理学生对现实运动规律与空间交错的认知缺陷问题。对于动漫教学而言，其在日常教学活动中是需要依照动画的创作流程开展，每个环节都比较独立但是紧密相连，在整个动画的创作过程中，需要老师融合整个教学结构把每个教学环节给学生清晰地展示出来，但是在实际教学活动中会出现前后衔接不当的情况，这对学生的学习效果提升和对动漫专业知识的理解非常不利，那么在3D打印技术的应用背景下，就可以高效的处理上述问题，让老师把每个环节的内容顺畅的讲解给学生，比如，可以借助3D打印技术给学生展示实物，并且通过专业的动漫知识对实物进行解析，从而提升动漫专业教学的整体性和协调性，为学生后期在动漫领域的发展奠定坚实的基础。2.3、在机械专业教学改革中的引用在高校教育改革进程中，对机械设计和机械制造的改革也是非常重要的，把3D打印技术应用到机械设计制造教学活动中，能够在较大程度上强化实际教学效果。在机械制造相关知识的学习过程中，专业老师为了让学生看懂机械制造图形，培养学生的空间思维能力，就可以借助3D打印技术带领学生融入到机械制造图中，让学生在立体的图形中了解每个机械的零件构造，从而对机械制造和设计进行深刻的理解。例如，在学习“空间三维实体截交”相关内容的过程中，因为涉及到三维立体的实物，如果老师仅仅用板书讲解的方式无法让学生更加快速的理解，那么在3D打印技术的帮助下，专业老师可以用三维立体模型给学生展示实体截交相关的概念和理论，为学生后期的学习提供重要的基础保障和支持。在机械设计和制造专业知识学习的过程中，对学生的动手能力和逻辑思维能力要求相对较高，3D打印技术的应用就能够协助学生参与到实践活动中，逐步强化其动手操作能力以及逻辑思维能力。又或者是在“发动机拆卸”的相关知识教学活动中，专业老师可以借助3D打印技术把每个发动机的零件打印出来，从而给学生讲解整个拆卸流程，并且让学生在实践活动中加以训练，逐步强化机械设计制造教学效果，强化学生对专业知识的认知。2.4、在高校科研中的引用在当下高校教育改革的过程中，引用3D打印技术以及先进的设备，也为了科研的申报和研究，比如说在医学专业的教学活动中，可以借助3D打印技术和生物材料对人体骨骼和其他的器官进行深入的研究，从而为我国医学行业提供一定的科研成果，强化医学专业教学效果；或者是在建筑工程专业教学活动中，专业老师可以借助3D打印技术制作三维立体的建筑模型、桥梁模型，为实际的工程施工提供更为便利的条件支持。在此背景下，高校就可以借助3D打印技术在高校各个学科的教学改革中加以科研，对科研成果进行把控和管理，从而为我国社会各个领域提供更为创新性的内容，并且为社会各个领域培育专业的人才，推进我国社会的健康发展进程。2.5、在创新创业中的引用在新时期的高校教育变革进程中，大学生自主创业就业的热潮逐步掀起，特别是在信息技术的支持下，大学生的各种创新性的想法都能依托信息技术实现，比如在3D打印技术的应用和普及背景下，高校学生可以借助3D打印技术和相应的设施成立3D照相馆，为相关领域进行针对性的服务；或者是建立网上打印云平台，把3D打印产品的设计和生产投入其中，逐步强化3D打印技术的应用效果。以此为背景，很多大学生把自己创新性的想法投入其中，借助3D打印技术、大数据技术以及云计算技术落实各种创新创业想法，并且最终使成为创新创业的创新性发展路径，为其未来的职业发展方向奠定坚实的基础，突显出高校教育变革的成果。3、3D打印技术在高校改革中的发展趋势在教育改革的进程中，我国高校教育教学模式和思想都需要进行变革，主要是为了顺应当下市场的需求以及信息技术的冲击，特别是在互联网技术、计算机技术、3D打印技术以及云计算技术的支持下，我国高校各个专业为了给学生带来更为丰富的教学内容，就需要对原有的教学模式和理念进行创新和变革，把学生带入到直观的实训活动中，逐步强化学生的动手操作能力以及思维空间能力，为当下市场带来更为优质的人才保障。在当下高校各个学科的教学改革过程中，3D打印技术的应用在较大程度上提升了专业教学效果，但是并未应用到所有的学科领域中，还需要高校教育管理者深入当下的专业学科教学现状，了解其与3D打印技术的融合途径，从而实现高校教育改革的信息建设进程。但是在3D技术打印的过程中，还需要积极引用先进的打印设施和工具，并且成立专门的3D打印实验室和共享平台，让学生在实训中逐步提升其对专业知识和技能的使用效果，针对3D打印项目教学活动制定可视化的教学模具以及相应的三维立体模型，从而推动学生的产学研教学发展进程，实现人才培养策略，推进高校教育改革进程。3D打印技术在未来的发展进程中将会在我国社会各个领域应用，尤其是在教育改革进程中可以运用到各个学科的教学活动中，给学生带来可视化的教学内容，3D打印技术有无穷的想象力，能够带给学生更多的实践支持，让学生在科学、直观的模型中了解专业知识和技术的应用情况，并且深入分析零件的结构，从而在自己脑中强化对空间的认知，逐步提升学生对专业知识的理解效果，而且3D打印技术的到来，也就是意味着每个人都能成为制造家，可以借助3D打印技术，把自己的想法融入其中，制造更多的模型和模具，让传统制造业不再限制于传统的手工艺术，而是在3D技术的推广下创造一个崭新的时代，为我国社会制造行业带来更为专业的人才支持，并且在先进的技术和设备引用下，优化我国市场运行环境，而这些成果都得益于高校教育改革中对3D打印技术的应用，以及对学生逻辑思维能力和空间思维的提升，只有这样才能够强化高校教育改革效果，优化教育教育环境。4、结束语据高校调查可以得出，在高校教育改革中，应用3D打印技术