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3D打印技术的创新应用研究以职业教育为例摘要：随着科学技术的不断发展和创新，3D打印技术在知识创新、虚拟实验和技能训练等方面已经彰显出自己的优势，为职业教育的领域提供了新的平台和工具，并且受到了社会的广泛关注，成为教育领域的理想平台。本文将根据3D打印技术在职业教育方面的应用现状，分析3D打印技术应用于职业教育领域的优势以及存在的困境，并通过提出相应的解决措施，从而推动3D打印技术在职业教育创新平台的应用。关键词：3D打印技术、职业教育、创新平台一、3D打印技术概述3D打印是一种快速成型技术，又被称为增材制造技术、它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合的材料，通过逐层打印的方式来构造物体的一种技术。而3D打印技术开始于20世纪90年代中期，主要是基于光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通的打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的构图打印成实物的一种技术。目前，3D打印技术已经广泛应用于在航空、医学等众多领域，但在职业教育领域中的应用相对比较少。随着3D打印机成本的下降和设备的普及，其在职业教育领域中的广泛应用也将是必然的。二、3D打印技术的应用现状随着3D打印技术成本的下降和设备的普及，3D打印技术已经作为创新教育的一个重要变革方式走入老师和学生的视野中，它打破了传统的课堂模式，以培育学生的创新思维和创业能力为核心，将知识教育和素质教育进行结合。目前，已经有多所职业教育学校采用3D打印技术进行创新创业教育，这有利于增加学习的趣味性和提高学习热情，将极大发展学生手脑并用的能力，从而实现开放式的课堂培养方式的变革。然而，我国目前职业教育水平相对比较低下，而3D打印技术产业无系统性、完备性、有效性的产业人才培养模式，存在巨大的行业人才缺口，对仍然处于产业化初级阶段的 3D 打印技术产业的可持续发展产生巨大的威胁。此外，虽然3D打印技术在职业教育领域的应用不断地增加，但是，由于3D打印机的成本以及应用技术等，再加上3D打印技术的原始创新不足，高校间多学科协同创新缺乏、交叉学科的科研课题匮乏都限制了3D打印复合型技术人才的出现，也在一定程度上阻碍了3D打印技术在职业教育领域的发展。 三、3D打印技术的优势（一）提高学生的创新能力3D打印技术的创新教育所倡导的教学模式，是将线上的交互和3D设计课堂教学的应用结合起来。这种教学模式把职业教育的教学模式由传统教育向开放式创新教育转变，目的就是为了提高学生的创新能力。此外，3D 打印培养了高职教育创新创业活动所需的专业技能，例如，学习美术设计类或机械设计等专业的学生可以在 3D打印机中打印出设计的实物，从而根据实际情况修改设计方案来评估自己的设计。因此，3D打印技术有利于学生通过“看得见的创意”产生更多新奇的想法，从而培养学生的创新能力。（二）提高教师的教学质量教师可以将3D打印技术应用于教学课堂中，将所需要的模型及工具通过3D打印机打印出来。这样更有利于增加教师的授课效果，也可以弥补常态课堂直接经验不足的劣势。在教学过程中，这些模型和工具可以增强学生的感觉和触觉体验效果。同时，教师也能够隐性知识和认知结构显性化，使学习资料更加具体化、形象化和简单化。从而强化学生的学习思路，使学生的逻辑思维以及理解能力更加清晰，从而在根本上实现了学校的教学改革方案，也使得学生的学习效率得到快速提升。特别是对与设计相关方面的老师，3D打印机的出现解决了他们在传授立体的设计构图时的困境，弥补了部分学生想象空间不足的境况。四、3D打印技术应用存在的问题（一）3D打印技术的普及与推广速度慢目前，虽然3D打印技术正在推广和普及，但是，由于大多数3D打印机的销售价格还相对比较高，其普及和推广的速度也越来越缓慢，尤其是在职业教育学校。尽管部分政府正在积极地推进3D打印机的教育应用。但是3D打印机在学校的普及还需要一个漫长的过程，同时我国在3D打印技术的培训与推广方面，与西方的国家相比还有一定的差距，需要进一步推动新技术的学习，这需要教育行政部门、企业和学校的共同努力。（二）专业人才缺乏教师在3D打印教育应用中起着重要作用。一方面，教师自身是3D打印的使用者，需要通过3D打印制作个性化的教学模型；另一方面，教师要进行3D打印课程应用的教学设计，帮助和引导学生展开学习活动。但目前专业3D打印技术人才短缺，主要体现为总体数量不足和素质偏低、专业和层次结构不合理、知识和技能不匹配、职业素养有待提高四个方面。因此，这将对教师提出较高的要求，教师需要从技术和教学设计等层面进行学习和提高，做好领路人的角色。（三）3D技术本身存在缺陷目前，3D打印技术自身存在着许多的优势，能够有利于学生的学习和教师的教学。但是3D打印技术本身也存在着一定的缺陷，主要表现在：第一，打印时速度慢，即使很小模型，从预热开始到打印结束，起码需要半个小时，对于想在不到1个小时的课堂时间内看到打印成果的学生来说是迫不及待的。第二，机器维修困难。如果打印机喷头的亚克力板大面积受到损坏，需要精通机械及电子技术才能解决问题。第三，需要设计特殊支撑，特别是打印悬空或竖垂零件时候，如果设计不出特殊的支撑，将无法打印。（四）理论研究有一定的欠缺3D打印技术的理论研究相对比较少，而且国内对3D打印技术的研究也停留在初级阶段，仅仅是在理论上提出了一些构想。特别在职业教育领域的研究，呈现出理论较为分散，以及体系性、针对性、实践性都尚有欠缺等问题。因此，我们现在急需对3D打印技术在职业教育领域的应用进行理论研究，将理论研究不断地进行完善，并与实践相结合，为3D打印技术在职业教育中的正确应用提出合理的建议和对策。五、建议与思考（一）政府加大推广力度由于学校本身受到资金的限制，使得部分学校面对昂贵的3D打印机望而却步，这也使得3D打印技术的普及和推广受到阻碍。为了解决这一困境，政府应该加大对部分学校的资金帮扶力度，积极推广高校引进3D打印机以及3D打印技术。同时，企业也可以与学校进行联合，帮助学校引进3D打印设备，而学校也可通过该技术培养先进的人才回报企业。因此，为了使3D打印技术在高校得到有效的推广，不仅需要学校的积极配合，还需要政府及企业的大力支持与倡导。（二）培养专业的人才在教师使用3D打印的过程中，需要教师能够很好地操作3D打印机。因此，对于需要使用该技术的教师而言，他们需要自主地学习关于3D打印技术的相关知识及操作技能，了解3D打印技术的原则、规律和方法，并且从教学实践中获取资料、经验，从中归纳系统性的应用原则、规律和方法。对于高校而言，应该积极组织相关的培训活动对教师进行定期的培训，并且通过引进专业的人才进行3D打印技术知识的传授。（三）3D打印技术的原则、规律和方法对于3D打印技术本身存在的缺陷，则需要通过掌握3D打印技术的原则、规律和方法来熟练地使用3D打印技术，规避损害3D打印机的风险。我们可以通过借鉴国外职业教育中应用3D打印技术的经验，在职业教育的实践基础上，归纳正确应用3D打印技术的规律、和方法。此外，要从教学实践中检验正确应用3D打印技术的规律、和方法，获取有效的规律和方法，使研究上升到理论高度，为3D打印技术在职业教育的应用提出合理的建议。（四）完善理论研究针对3D打印技术方面的理论不健全这一问题，高校的科研人员应该通过调查、收集职业教育院校应用3D打印技术的数据资料和案例，获取第一手资料，为理论研究提供实际支撑。此外，科研人员也应该将职业院校的实践和研究结合起来，形成体系，在实践中进行理论的总结， 在职业教育的应用中进行研究，在实践基础上归纳并检验职业教育中3D打印专业、学科和课程的建设规律，为职业教育现代化发展规律的探索，提供一定的理论补充。六、结论3D打印技术的应用，使得虚拟现实环境可以量身定做，实现情境化学习、基于创造的学习。3D打印技术及其资源开发将变得更加强大和实用，也将在教育领域发挥更大的应用潜能。因此，为了促进我国职业教育的发展，进行理论、技术与应用的协同推进，以3D打印技术为技术支撑，推动职业教育的创新创业发展，使得进入高职教育课堂的3D打印技术具有重大的意义。参考文献1 李升,颜志勇,李思思,向国平. 基于3D打印技术高职教育创新创业研究J. 技术与市场,2016,06:431.2 张灵富,石杨聪. 创新教育3D打印技术与应用J. 学子(理论版),2016,13:6:1-1.3 莫玉梅. 基于3D打印技术的职业教育创新创业平台建设研究J. 教育现代化,2016,20:57-58.4 高群,郑家霖. 基于职业教育视角的应用型人才培养模式探析以国内3D打印技术产业为例J. 发展研究,2015,11:90-96.5 刘翠,胡小强,蒋逸皇. 3D打印技术及其在职业教育领域中的应用J. 电子制作,2014,06:90-91.6 陈远鸿,郭红志. 3D技术在高校国防教育中的应用探析J. 课程教育研究,2012