3D课程改革（通用12篇）
3D课程改革 篇1
摘要：本文论述了制图课程的基本现状及存在的问题, 以及为了尽快适应和积极推动3D技术的发展, 提出的“基于3D的制图课程教学改革”的方向和具体举措, 分别从重新定位制图课程的培养目标、调整教学内容及学时分配并构建新的内容体系、基于3D的教学方法和教学手段的选择与设计、加强、完善制图实践环节的三维指导等4个方面入手, 将3D技术引入制图课程, 融入课程内容中。利用三维软件的功能促进学生三维形状和二维图形之间直觉思维的形成, 降低学习难度, 增强学生对本课程的学习兴趣, 从而提高教学质量。
关键词：3D技术,制图课程,教学改革
各种产品的设计和制造都需要借助图形才能完成。长期以来, 工程界大多采用二维平面图形进行交流, 而大专院校工程专业的制图课程是专门研究用正投影的方法绘制阅读工程图样的学科, 因此制图课程教学重点主要放在平面投影、二维工程图样的表达和阅读以及制图技能上, 教学内容更多的是研究如何用二维图形表达三维形体, 以及如何根据二维图形想象出三维形体。
随着计算机技术的飞速发展, 三维设计软件的应用改变了机电产品设计方法, 这就要求传统的制图课程教学基于三维设计进行改革, 教学重点应由制图方法转向工程设计的系统思想和创新意识的培养。进行构型设计是培养空间想象力的最佳途径, 也是训练设计思维方法和开发、提高创新能力的重要模式。针对工程应用的变革, 并结合学生学习过程中存在的畏难情绪, 将3D技术融入教学中, 以三维实体设计为主线, 三维实体表达方法和二维工程图表达方法并重, 构建一种以培养创新能力为目标的内容体系和教学模式。
一制图课程的基本现状及存在问题
1. 基本现状
设计者最初的设计构想始于三维实体, 设计制造的结果也是三维实体, 而在“开始”和“结果”之间传递信息的是二维图形。制图课程的教学就是不断在“立体模型→二维图表达”以及“二维图阅读→三维立体”两个过程间反复循环 (见图1) 。伴随CAD技术的诞生, 计算机绘制二维图有效提高了设计绘图的效率和质量, 对于CAD的更高层次的应用, 作了必要的技术准备。
随着三维CAD/CAM/CAE技术的普及和广泛应用, 设计者的思维方式和工作方式、工程信息传递方式都得以改变 (见图2) 。设计者可将头脑中的三维设计构想, 直接表达成为计算机中的三维模型, 并实现三维实物加工制造, 轻松绕过二维图样的绘制, 既简化了设计过程、缩短产品的设计周期, 又有效降低制造成本、提高设计质量。面对这一变革, 工程制图课程体系、内容、方法、手段也急需全面改革, 以适应社会对人才的需求。
2. 主要存在的问题
第一, 制图课程的教学内容及体系与3D技术的发展存在脱节现象。有些内容通过三维演示一目了然, 并且可以直接由三维实体生成二维工程图, 而目前这些内容依然要占用相应课时进行详细讲解, 导致学生练习的时间少, 难以将所学理论知识转化成技能, 更难以掌握先进的设计方法;虽然3D技术将成为每个工科学生必须掌握和具备的工具和技能, 但目前尚未将其纳入到课程内容和体系中。
第二, 教学方法和手段较陈旧。虽然引入了二维绘图软件及多种教学方法和手段, 但在教学过程中仅依靠实物模型和多媒体课件, 很难形象地表现空间立体的结构、零部件装配及拆卸的动态过程, 直观性差。致使学生在学习过程中存在着很强的畏难情绪, 不利于激发学习兴趣。
第三, 实践环节比较薄弱。虽然设置了为期一周的制图测绘实践环节, 但在测绘时, 不能人手一份, 学生须分组进行, 这样很难充分调动和发挥每个学生的积极性和主动性, 使测绘达不到应有的效果, 直接影响和制约了教学质量和学生动手能力的进一步提高。
二制图课程改革的方向及举措
1. 重新定位制图课程的培养目标
制图课程应培养学生的空间思维能力、图形表达能力 (包括计算机绘制图形的能力) 、图形阅读能力。这样既保留本课程原有的精华, 即绘图和读图的能力, 又能适应现代科技发展对设计人员提出的三维设计构思能力、建模能力等更高要求。同时在教学思想上, 注入新的教学观念, 将过去的知识型教学转变为培养创新意识与创新思维的启发式教学。
3D软件造型的方法, 能帮助学生直接观察到三维实体和二维图样之间一一对应的关系, 使其更容易准确把握投影规律, 使“三维→二维”、“二维→三维”的思维过程直观化。利用软件创建三维模型, 动态演示造型过程, 将抽象的空间思维模式具体化, 易于学生接受。制图课程教学应从单纯重视二维图绘制和阅读的思维中解放出来, 着眼于由三维到二维的投影规律、性质的讲解, 突出3D技术中三维造型方法的传授, 注重开发和培养学生的产品创新意识、设计意识、工程意识, 以适应人才培养的需求。
综上所述, 基于3D的制图课程的培养目标, 应实现对学生空间思维能力、工程图形表达能力、形体构形能力、创新能力、工程意识及能力的培养。
2. 调整教学内容及学时分配, 构建新的内容体系
减少画法几何的内容, 将点、线、面的投影融于立体中讲授;将计算机绘图技能与制图基本理论、方法有机融合, 遵循从三维实体到二维平面图形的认知规律;加入构形设计和建模设计, 从而更易于掌握从三维到二维的转换, 以适应现代工作模式;制图与设计紧密结合, 通过三维设计软件的讲解及其应用, 引入三维造型设计思想, 通过建模训练, 提高学生的空间思维能力;借助三维软件, 将抽象的空间思维过程直观化、具体化, 从而消除学生学习的畏难情绪, 激发学习兴趣, 提高教学质量。
3. 基于3D的教学方法和教学手段的选择与设计
教学内容体系的改变, 必定辅之以相适应的教学方法和教学手段, 基于3D的制图课程, 需要针对教学内容精心设计和选择恰当的教学方法与手段, 将三维软件与多媒体课件有机的结合, 以便达到预期的教学效果。
第一, 三维软件的选择。Solid Works是一款基于Windows的3D软件, 易学易用, 应用广泛;含有标准零件图库;兼容Auto CAD, 可以在二维和三维之间进行转换, 将2D绘图与3D造型技术融为一体;系统完全开放, 可进行二次开发, 便于为后续的有限元、运动学和动力学分析、数控编程以及产品数据管理等提供信息;便于与其他3D软件之间进行模型转换。
第二, 三维软件的应用。将三维软件的应用融入到具体内容的讲解过程中, 既能有效地增强直观性, 降低学习难度, 又能使学生在学习制图基础知识的同时, 领略到三维软件的功能, 了解机械设计新方法、新手段, 初步掌握三维造型技能, 促进学生三维形状和二维图形之间直觉思维的形成。
4. 加强、完善制图实践环节的三维指导
制图测绘是制图课程必经的实践环节, 编制测绘指导书使学生通过预习了解测绘项目、内容、方法、步骤等, 提前进入状态, 以提高测绘的效率和质量, 降低教师的劳动强度。如图3、图4分别为球阀装配体和相关零件的三维模型, 直观明了, 并且使学生对测绘对象有一个全面直观的了解, 从而有效提高学习兴趣。
三结束语
基于3D的制图课程教学改革, 将三维设计软件引入到教学内容中, 使学生了解机械设计的新方法、新手段, 初步掌握三维设计的基础知识。在制图课中掌握计算机绘图和三维造型技能, 促进课程教学水平全面提高。计算机构图技能的掌握, 使学生可以根据视图或自己的想象构造形体, 并时时验证思维的正确性, 在促使学生自主学习同时, 也促进学生三维形状和二维图形之间直觉思维的形成, 这样, 既增加了学生对本课程的学习兴趣和求知欲, 又培养了构形设计以及创新能力。
参考文献
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3D课程改革 篇2
授课计划
课程名称 ：ACAA高级室内设计师3D Max培训课程 教学计划总学时 ：88学时
每周学时：16学时
理论教学学时数：60学时 实践教学学时数：28学时
二０一 六 年十一月
课程目标
1、职业技能目标：
通过本课程的学习，学生可以掌握常用的一些计算机辅助设计软件的操作和应用，能够制作逼真的三维效果图，应用计算机进行辅助设计。
2、知识目标：
能够掌握3dmax各模块应用的基本技能，可以使用常用3d数字工具进行模型创建、灯光设置、材质贴图以及简单的渲染输入图片。对制作电脑效果图的步骤流程有一定了解。熟练掌握软件中各种建模、渲染工具。
3、职业素质养成目标：
培养良好的空间造型能力；一个设计问题多种解决渠道的发散式思维方法；良好的构图能力；处理画面和协调局部与整体关系的能力；跟客户沟通的能力；良好的职业道德和职业情感。
4、职业技能证书考核要求：
ACAA认证室内设计师或ACAA高级室内设计师
课程授课进程安排
阶段一：室内设计原理与3D MAX设计概述
1、参考课时：8学时
2、学习目标：
使学生了解基本的室内设计原理知识，介绍3d max在社会当中的作用，并重视3d max在本专业的意义及相关专业知识的学习，为今后的专业设计和工作打下基础。
3、教学内容及要求：（1）室内设计原理基础知识概说
（2）3D MAX 简介
（3）3D MAX 的工作环境（4）3D MAX的基础操作
教学重点与难点: 3D MAX的基础操作。
阶段二：三维模型建模（包含基础建模、二维建模和高级建模）
1、参考课时：40学时（理论教学30学时，实践教学10学时）
2、学习目标： 通过本章节的学习，学生可以对几何形体主要的修改构建命令作一个整体的认识。对使用这些命令进行立体模型构建。对几何形体主要的修改构建命令作一个整体的认识。对使用这些命令进行立体模型构建。
3、教学内容及要求：（1）3D MAX界面设置（2）3D MAX的视图控制（3）3D MAX的工具栏讲解（4）3D MAX的创建面板操作（5）基本体建模
（6）3D MAX的修改面板操作（7）修改器建模
（8）3D MAX中的可编辑多边形 教学重点与难点: 修改器建模。
4、教学活动设计：
本阶段课程以讲授练习为主，随堂练习和课后作业为辅的教学方法。采用讲练结合，因材施教，个别辅导，言传身教，讲授理论与现场示范并重。
阶段三：材质基础与渲染器粗渲设置（Vray）
1、参考课时：16学时（理论教学10学时，实践教学6学时）
2、学习目标：
通过本章节的学习，学生能够对物体真实材质的各项属性有所了解，并且可以掌握材质编辑器的使用方法，制作一些基本的常见材质，能对物体赋予真实物理属性材质。学会简单的灯光使用与粗渲参数设置。
3、教学内容及要求：（1）UVW map贴图坐标（2）材质编辑器的讲解
（3）默认渲染器下的常见材质的制作（4）制定渲染器（Vray）
（5）Vray渲染器下的常见材质的制作（6）Vray渲染器粗渲设置
教学重点与难点: 材质的物理属性掌握
4、教学活动设计：
本阶段课程以讲授练习为主，随堂练习和课后作业为辅的教学方法。采用讲练结合，因材施教，个别辅导，言传身教，讲授理论与现场示范并重。
阶段四：灯光与摄像机设置
1、参考课时：12学时（理论教学8学时，实践教学4学时）
2、学习目标： 通过本章节的学习，帮助学生掌握3ds max中各种灯光类型的参数设定和掌握基本的阴影技术。掌握摄影机的设置。
3、教学内容及要求：（1）Vray灯光材质（2）Vray灯光（3）标准灯光（4）标准摄像机（5）Vray摄像机 教学重点与难点: 灯光
4、教学活动设计：
本阶段课程以讲授练习为主，随堂练习和课后作业为辅的教学方法。采用讲练结合，因材施教，个别辅导，言传身教，讲授理论与现场示范并重。
阶段五：Vray渲染器的渲染设置与动画渲染
1、参考课时：8学时（理论教学4学时，实践教学4学时）
2、学习目标：
通过本章节的学习，帮助学生学会应用Vray渲染器出图，懂得Vray材质、灯光特征与参数设置，Vray渲染器的基本参数及其设置。了解3D MAX的动画渲染设置并能够制作简单的环游动画制作。
3、教学内容及要求：（1）批渲染设置
（2）Vray渲染出图参数设置
4（3）Vray渲染常见问题及解决方法（4）Vray光子文件（5）漫游动画（5）动画渲染
教学重点与难点: 批渲染、出图参数设置与Vray光子文件
4、教学活动设计：
本阶段课程以讲授练习为主，随堂练习和课后作业为辅的教学方法。采用讲练结合，因材施教，个别辅导，言传身教，讲授理论与现场示范并重。
阶段六：综合讲评与课程答疑
1、参考课时：4学时（实践教学4学时）
2、学习目标：
通过本章节的讲评与答疑，帮助学生学深入掌握3D MAX的实操技能。对考取ACAA认证室内设计师或ACAA高级室内设计师时，复习的重点、难点进行分析和讲解，提高学生ACAA认证的过关率。
3、教学内容及要求：（1）学生作业讲评
（2）ACAA认证室内设计师往年考题分析与讲解
4、教学活动设计：
本阶段课程以讲评为主，师生互动参与问答为辅的教学方法。采用讲练结合，因材施教，个别辅导，言传身教，实战讲解与真题分析并重。
说明：
（1）一般以时间上连续的一次课为一个教学单元；
(2)专业课必须有明确的能力目标，理论为主的课程应明确教学目的；（3）能力训练项目是指体现岗位工作内容、用以训练学生岗位职业技能的实际与模拟子项目，每门课程应设计恰当能力训练项目，一个能力训练项目可以是若干个教学单元教学后形成；
（4）“能力训练项目”栏对应“附录”中的“能力训练项目”，该栏目只填（1）、（2）、（3）、……等；
3D课程改革 篇3
行业情况
3D室内效果图能够最直观的、生动的表达设计意图，以最直接的方式传达给观者，可以很方便的进行各种各样的交流。现在形成了一个错误的观念：“要让我看你的设计，那就等于是看效果图，没有效果图，就说明没有设计”。3D室内效果图作为设计师推敲设计和客户沟通的工具是无可替代的，随着社会整体素质和人们审美情趣的提高，3D室内效果图会恢复到它本来的作用，并参与到室内设计的整个过程。成为“辅助设计工具”，而它作为“投标利器和汇报工具”的职能会慢慢弱化，恢复它的本来面目。
从“画”的表现来看，如果不从其它绘画艺术中获取营养与启示，将会变得枯涩苍白。但是把3 D室内效果图放在辅助设计范畴里来考虑，它的前景则会远远超过我们的想象。无论是效果图、动画还是将来的虚拟现实，都将会是设计交流的基本规则：空间、体量、光影、色彩、氛围等唤起设计师和客户富有的想象力。与此同时，对3D室内效果图从时间上和完成水平上将提出更高的要求。
教学中存在的问题
现在学校教学和装修公司在制作3D室内效果图，大部分在用3DS MAX这个软件，3DS MAX在使用过程中的命令复杂、操作过程烦琐。老师课上讲解的步骤，学生课堂上听懂了，课后就忘了，操作步骤多记不住。刚开始学生还有兴趣学习，可是随着学习的难度逐渐加大，很多的学生望而生畏，只有小部分的学生在坚持学习，出现两极分化的现象，能做出完整3D室内效果图的学生并不多。如何在有限的课时内，最大程度实现教学效果的最优化，正是本次教学改革的重点，也是意义所在。在教学中主要有三个问题要解决，第一怎样提高学生的学习兴趣和课程教学的效率，能够让学生都能掌握；第二怎样更好的参与到室内设计和其他课程的设计过程中，能够起到辅助设计的作用；第三如何提高学生的实践操作，提高学生的综合能力。
结合专业方向合理设置教学内容
3DS MAX的内容复杂，这就要求学生要有一个适应、理解、消化和经验积累的过程，这个过程必须有足够量的累积和时间保障，最少需要1年以上的时间来学习。所以针对专业方向，合理、科学设置教学内容，并保证学习内容环环相扣，最大限度实现教学效果的最优化，使学生能够掌握本课程，将是本次教学改革要核心解决的问题。
1.教学主体软件的变化
Sketchup（草图大师）是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想，而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创作的优秀工具。适用范围广阔，可以应用在建筑、规划、园林、景观、室内以及工业设计等领域。
目前作为教学的主体软件，替代了3DS MAX，同时用Sketchup结合Vray渲染器也能制作渲染出与3DS MAX一样的效果图。学生原来用3DS MAX做墙体、门窗、墙面造型、吊顶等主体结构的模型时，要用到编辑样条线、挤出、编辑多边形等修改命令，操作步骤繁琐，而Sketchup只要设计师按照CAD图纸画好结构线，使用推拉功能，就可以把一个CAD图纸非常方便的生成三维建模，无需进行复杂的三维建模，操作命令简单快捷，学生发现原来效果图制作其实很简单。在很短的时间就能学会，学习兴趣也就越来越大，教学效果比原来用3DS MAX效果要好。
2.教學目标的定位
由于使用软件的改变，课程的教学目标和内容也要相应的调整。
结合从教经验和室内设计行业的实际工作特点，以“准确”和“有效”为标准原则，对本课程的教学内容和教学方法进行优化地针对性改革。
所谓“准确”，指教学目标要有针对性，室内设计专业的培养目标是把学生作为未来的室内设计师来培养的，本课程是作为辅助设计工具。把本课程的教学目标分成三个教学阶段，第一阶段，主要包括建模和简单的材质，这部分的内容用比较容易，学生很快就能学会，主要的作用是能快速的表现自己的设计意图，操作过程与设计师手绘构思草图的过程很相似；结合Sketchup适用范围广阔、快速、准确的特点，其他相关课程的练习，都可以用它来表现。其目的是要学生更多的直接面向设计方案的创作，更好的专注于设计本身了。第二阶段，以3D室内效果图表现为主，结合Vray渲染器来制作效果图，主要学习的Vray的材质、灯光、渲染、后期部分，这部分是本阶段的主要内容。通过这样调整，与后续的核心专业设计课程，如住宅室内设计、景观设计等更好的衔接，避免本课程理论和专业课程严重脱节。第三阶段，在学生掌握了效果图制作后，采用项目式教学。将实际工程项目带入课堂，让学生亲身体验实际设计工作环境，设计真项目，采用实际工程图纸进行设计表现训练，按照模块化实践操作，学生分成建模、材质、灯光、渲染、后期几个小组，学生小组采用轮换制，参与工程制图和表现图绘制工作。
3.教学内容的调整
所谓“有效”，指在有限的课时内，避免“贪多求全”，坚决不涉及与专业应用无关或相去甚远的内容，学生能够独立、顺利完成专业课题设计的效果图表现。教师讲述的实例要与专业实践环节高度贴近的内容，每个实例都是包含一套完整的CAD图纸和最后施工完成的实景照片，实例由浅入深、循序渐进的安排。由于学生并不能预知CAD图纸转换成效果图将是怎样的效果，这就要求教师事先把完工的实景照片给学生看，让学生有一个清晰的概念；不是被动的看老师把效果做完，而是有了先入为主的影响后，知道老师操作的每一步的作用和效果。教师不仅是在讲述效果图的制作，还根据CAD图纸和实景照片，讲述材料搭配、创意设计、施工工艺等相关的知识，这样学生在学习的过程中做到思路清晰和概念清晰，再通过实例临摹，使学生能够完成整个空间的表达与制作。学生在制作效果图的时候，还了解CAD图纸、效果图、实景照片之间的区别和联系，更好的巩固所学的相关知识。因为使用Sketchup来建模，可以做到快速准确，就直接进入到场景建模阶段的内容，进行大量的实例临摹练习，改革后的主要教学内容包括这几方面，第一部分内容为场景建模（卧室、餐厅、客厅场景）；第二部分内容为贴图与摄像机设置；第三部分内容为Vray渲染器的使用（材质属性、灯光、渲染）；第四分内容为实例临摹（卧室灯光效果、餐厅日光效果、客厅日光效果、客厅灯光效果）；第五部分内容为项目实例练习。
项目式教学
高职教育的本质主要在于其职业性和实践性，同时坚持以就业为导向、以能力为本位的教学思想。针对高职学生的特点，从市场需求和职业岗位出发，突出职业技术教育特色，以任务项目方式进行，从能力训练入手，进行模块式教学。
本课程结合实际设计工程实例，强化实践教学，让学生亲身体验实际设计工作，减少从理论知识到设计实践的阶段性差异，采用实际工程图纸进行设计表现训练。把学生分成建模、材质、灯光、渲染、后期几个小组，学生小组采用轮换制，参与工程制图和效果图制作，加强设计软件操作能力和实践技术的学习。学生之间互相影响、互相讨论，形成团队合作的意识。贴近实际职业岗位的训练，可以激发学生的主动性和创造性，促使学生主动学习；更好的培养学生分析问题、解决问题的动手实践能力。真实情景化的“项目式教学”法，改变传统的以知识灌输为主、课堂教学为主、技能传授为主的方式，通过项目的运作引导学生如何思考、如何创造、如何运用、如何动手、如何与人合作。在教学过程中教师提出任务、要求，学生在完成任务的过程中形成“在做中学”、“在学中做”的良性循环，实现了以知识为本向以学生为本的转变。
改革的成效
1.本课程的知识点和专业运用有机地结合在一起，能够较好地完成本课程大纲要求的教学任务与教学要求。
2.教学主体软件的更换，缩短了制作时间，提高了教学效率，激发了学生的学习热情，调动了学生的学习积极性、主动性。
3.项目式教学融理论教学、实践教学与技术服务于一体。接触真实的项目任务，提高学生的实践操作能力及适应市场与岗位的能力。强化工作过程体验，强化职业技能训练，极大提升了学生就业与自主创业的能力。
浅谈3D制造技术的课程创新 篇4
培养“面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才”是高职院校的主要任务, 这就决定了其教学方式与课程设置不同于传统教学。 采用将某门课的基础知识与实践操作知识交替进行教学, 让学生在学、做、思的过程中接受新的知识与技能的教学方法是高职教育的一个特色, 即理实一体化教学。
2.创新与实践
自动化设备的广泛应用, 促进了我国机械制造业的发展。相应的在其他各行各业, 产品的更新换代速度也在加快, 因此产生了许多新的科学技术, 比如近几年听得比较多的3D打印机、 快速成形技术等。 新技术的形成对人才提出了更高的要求, 特别是三维扫描与逆向建模技术在企业得以普遍应用之后, 这方面的人才需求越发突出, 急需具备三维扫描技术、逆向建模能力和结构设计的一体化的高技能人才。 3D制造技术课程的教学关键在于培养学生的逆向建模思路分析能力、结构设计能力及具备企业所需职业能力与素养。
2.1教学目标的设计
学生通过3D制造技术课程的学习, 掌握当前先进制造的基本思路和方法, 培养独立分析和解决工艺方面问题的能力, 掌握常见的逆向工程设备的数据采集原理及造型软件, 具备中等复杂程度零件逆向设计的能力, 培养学生进行产品创新机构设计的能力, 提高学生分析和解决实际问题的能力, 具备逆向建模设计工程师的职业素养。
通过3D制造技术的学习 (如图1) , 学生应具备逆向设计相关设备和软件操作基础, 养成质量控制和完成任务的时间节点控制的工作习惯, 没有完全形成产品逆向设计员的基本工作能力。
2.2教学内容设计
课程项目根据3D制造技术领域的典型工作项目进行设置, 总体设计思路打破了以知识传授为主要特征的传统学科课程模式, 转变为以工作任务为中心组织课程内容, 让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应的工作任务, 并构建相关的理论知识体系, 发展职业能力。 根据技能型专业人才培养目标、岗位的任职需求及学生的基本情况, 以学生熟悉且较感兴趣的产品逆向设计等真实的项目为载体。根据典型机械产品逆向建模设计过程及学生的认知规律, 形成了推进化的课程结构, 如下表所示。
2.3教学方法设计
在整个教学过程中, 以创新教学方法为主, 充分调动学生的学习积极性, 充分提高教学资源的使用效率。 通过课内教师讲解演示、校内教学资源平台、工业创新平台和其他专业网站和论坛的学习, 鼓励学生多想多学多练, 为学生提供更多更好的学习内容, 培养其自主学习能力。
2.4教学过程设计
体现教学过程与生产过程对接, 在整个课程教学过程, 中学生扮演产品逆向设计员的角色, 激发学生创新性思维和探究欲望, 加深学生对岗位角色的认同和体验。 在教学组织中, 按照六步法 (获取信息、制订计划、作出决定、实施计划、检查控制、评价反馈) 实施教学, 让学生亲身参与做、练、看, 真正融所需理论与实践于一体。
3.结语
在教学改革实践过程中发展, 学生的技能水手提高了, 知识掌握较以往更牢固, 学习兴趣也浓厚了。 高职专业课的教学内容应该源于工作岗位的任务和职业能力的要求, 从工作过程的完整性着手。
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3D课程改革 篇5
3D打印以其独特的加工方法让学生可以在制造过程中发挥想象力, 能够激发学生的创新意识, 培养学生的创新能力;同时让学生的想象变为现实, 从而激发学生的学习兴趣。
1.2拓展空间思维, 丰富学习途径
三维模型是3D打印的基础, 让学生在素质教育阶段学习简单的三维建模软件可以有效拓展学生的空间思维能力, 使其想象变为现实的第一步。通过三维建模可以感受数学空间与图形知识从抽象变为具体的过程, 从而丰富了学生的学习途径。
1.3提高动手能力, 锻炼解决问题能力
3D课程改革 篇6
【关键词】3D打印 通用技术 校本课程
【中图分类号】G63【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0126-02
一、课程开设的背景
在国务院颁布的《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》中特别提到“在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。”
近年来，3D打印机作为一种有趣的造物工具，逐步受到大众的关注，随着奥巴马、李克强等政要的推动，3D打印机更是迅速地向校园教育普及。原航空航天部部长林宗棠先生在2013年底上书中央，要求推动全面3D打印机的发展。在他莅临我校、亲自推动下，本校校友在2014年校友赞助了10台桌面式和1台大型激光烧结式3D打印机，立刻点燃了师生探索3D打印技术的热情。
二、课程的准备
1.课程的地位、性质和任务。这门课是否适合作为通用技术的选修课，从教育部新提出的核心素养中，对技术意识的描述为：“技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟”，具体体现在工程思维、创新设计、图样表达、物化能力上。而信息素养的描述为：“信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力”，体现在计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任上。回顾这门课程，发现其能更多地呈现培养技术意识的特点，而作为一门与信息技术整合的学科，也展现如“数字化学习与创新”和些少“计算思维”的特点。因此，这门校本课程的通用技术味道更浓。
2.硬件的准备。3D打印机是目前教学中最常用的3D打印机是FDM（熔融沉积技术），这种打印机的主要特点是结构简单可靠，操作难度低，材料成本低（使用环保的PLA材料打印丝，也能虽然ABS打印，但因为气味太大不适合在教学使用），打印精度不够高（但满足一般教学使用）。激光SLS（选择性激光烧结技术）的打印机，使用粉末材料打印。我们配备了一台，但其体积很大，加工体的体积却很小，而且材料非常的昂贵，因此不适合教学使用。
3.3D设计软件的确定。3D设计软件多种多样，有面向工业设计的Solidworks、UG、ProE、AUTOCAD等，也有面向影视动漫和艺术创作3DMax、Maya、C4D等，这些软件虽然功能很强大，但往往掌握起来非常复杂，不适合中小学生学习。最近也有公司开发了一些面向初学者的软件，比如其中的佼佼者有国外AutoDesk的123D Design和国内中望公司出品的3D One。这两个软件上手很快，用来做3D打印的小型部件建模很适合，但复杂的大场景建模则不擅长。
但笔者更倾向于选择SketchUP（草图大师，以下简称SU）。由于该软件的操作很简洁，上手快，绘图功能却比前两者更强大，还能比较轻松的对大型场景建模，因此很多艺术家和建筑师喜欢用来绘制创意草图。这个软件也有很多不足的地方，但大量的爱好者开发了很多插件外挂，不但弥补了这些缺点，还让SU像专业3D软件一样焕发着蓬勃的生机。3D设计软件有一些共有的规律，借助SU可以快速的掌握和理解其中的主要规律。通过几年的实践，笔者还是认为SU是适合中学阶段的首选建模工具。
三、教学内容与实施
从知识构成上，本门课涵盖了造型和表达两大部分，重难点集中在3D建模软件SU的相关课程上，其他以体验性的实验课，或则以阅读材料、视频资源包等形式呈现的拓展内容。从图1可以看出，这门课不但传授了3D建模技术，还较全面地反映了3D技术的概况。
通用技术每周1节，全学期共计16课时。需要细心地设计，巧妙利用好时间才能有效地完成教学任务。从提高核心素养的能力培养角度看，课堂教学内容主要分为三类：
1.培养技能型，这个阶段主要教会学生工具用途，操作方法。教学方法以教师讲授，学生模仿、重复操作为主。
2.探究方法型，这个阶段学生要熟悉、掌握一系列必要的操作方法，包括一些工具的组合运用的技能，其中包含了一定的操作顺序和技巧。教学方法先从模仿重复开始，逐步给学生提供学案指引（引导他们学会用教程学习软件），再到自主探究（借助小组协作、分享交流）。最终的目的是要让学生在“语法”的层面理解电脑软件的操作，从“算法”的角度理解3D建模的技巧。这个阶段的案例安排要有衔接性，但内在技巧又有一定的重复性，帮助学生加深理解。
3.创作设计型，这个阶段是在掌握了一定的技能和方法的基础上，运用技术设计的思想，对任务进行创作并建模实现的高度综合的课程。通常应安排在学期的末尾，也可以巧妙穿插于课程章节结束的部分。为了培养学生的创新能力，应先从案例欣赏入手启发学生用逆向工程的思维分析作品，进而在通用技术设计思想的指导下，自主开展设计。
STEAM的教育理念给予技术课程很多指引的方向。一些老师误认为每节课都能体现STEAM的内容才是好课，这是不切实际的。但如果放在一个课程周期中有计划有步骤地去实现，则显得自然流畅、水到渠成。比如体现工程制图的有第7节、第11节跟三视图内容相关，其中第11节的求解正交三圆柱体，为学生用软件解决数学问题提供了一次良好的实践开端。又如第2、6、8节的练习任务则侧重是艺术创作。第12节的制作手机架任务，对艺术和工程思维有所锻炼。
四、反思
在课堂教学中，认真备课是教学成功的保障。做好任务情境的创设，以小项目驱动，设计良好的教学支架。要充分研究学生的特点，不要在课堂上讲太多，一节课10分钟左右为宜，内容上多留些空白给学生发挥。及时开展有效的评价，学生会更加认真。重视学生的差异化，精心设置分级任务，兼顾不同层次学生，有利于充分调动学生积极性和创造性，促进学生的进步。课堂教学实践中，可以采用两个老师教学，即主教和助教模式，有利于及时辅导学生，课堂效果明显好于只有一个老师辅导的班级。
根据连续几年的全年级的开设，从学生反馈看出这门课非常受学生欢迎，学生觉得实实在在学到了东西，做出了东西，兴趣很高。相信这门课产生的迁移价值将使他们终身受益。
我们连续几年都是第一学期上通用必修的内容，第二学期上本校本课程。我们将尝试调转过来，先学3D课程，学生有了图样表达的基础后，第二学期就可以开展更复杂的任务。通过这些任务，将通用技术必修的核心内容传承给学生领悟，可能会取得更好的教学效果。
参考文献：
[1]刘斌.SketchUp在高中通用技术教学中的应用探索[J].中国信息技术教育. 2013（04）
[2]潘丹.3D设计软件 SU 在通用技术学科教学中的应用[J].浙江教育技术，2014（02）
3D课程改革 篇7
目前尽管大多数高等院校机械设计综合课程设计选题经常变化, 但都离不开传动装置中减速器的设计环节。在以往的机械设计类课程设计中我们发现, 因为学生空间想像能力较差, 对于二维图样的理解受到限制, 经常“照葫芦画瓢”, 导致学生对所设计的减速器装置理解不透, 严重影响了课程设计的质量[1,2]。
1 传统机械设计类课程设计的弊端
由于课程设计题目大多较为成熟, 与之配套的手册、教材或课程设计指导教材等相关资料比较多, 学生不需要太思考, 只须按照设计资料上的要求, 按部就班, 就能够完成课程设计的任务。或者将往届学生的课程设计说明书作为模版, 只修改其中的一些数据, 就可以较好地完成课程设计任务。所以, 以往这种模式已经无法体现学生的设计思想和设计理念, 严重制约了学生的创造性思维和创新能力培养[3]。
长期以来, 大多数学校的机械设计综合课程设计都只停留在理论设计上, 没有将理论设计变为样机或实物。这样的课程设计, 至多只能算是理论上的总复习, 无法检验学生设计的正确性、合理性或可靠性等, 更重要的是学生的实践能力和动手能力得不到真正的锻炼。
2 3D技术介绍
3D技术 (三维CAD技术) , 是三维数字化设计技术的统称, 这类软件包括象U G N X、P R O/E、C A T I A、S o l i d W o r k s、Master CAM等。3D技术是从三维实体出发, 建立参数化的特征模型、工艺及其它技术信息、便于支持的产品开发的全过程。3D技术是对2D技术的突破和发展, 是数字化设计、制造和管理的基础, 是现代产品创新的基本工具, 更是影响我国制造业创新发展的关键共性技术。而当代中国还普遍存在的人才培养与人才需求的错位问题以及由此引发的严峻的就业形势, 在这种背景下探索我校学生以UGNX等3D教学软件为依托的新型教学策略以适应新形式的需要就显得尤为迫切。本课题的提出正是在这种背景下应运而生的。
3 3D技术在机械设计课程设计中应用
3.1 构建减速器3 D可视化零件模型
二级齿轮减速器的零件较多, 典型零件主要有齿轮、轴、箱底座、箱盖、轴承、联轴器等。通过3D技术建立三维模型, 直观形象, 便于修改, 建模速度快。关于箱体的设计, 采用了“自顶向下装配”与“自底向下装配”相结合的设计方法。先将减速器的箱座、箱盖放在一起作为整体来进行设计, 产生凸缘、底座等特征;再构建轴承座特征和其他的辅助特征;最后沿装配面用平面切割后, 即得到箱底座、箱盖。这样设计既简单、方便, 又能保证后续的装配得以顺利进行。
3.2 实现减速器3 D虚拟装配
UGNX或P r o/E等软件装配设计实际是一种虚拟装配, 将一个零件 (或组件) 的模型引用到另一个装配模型中, 建立起装配模型与被引用零件 (或组件) 之间的引用关系。当被引用的零件模型被修改后, 其装配模型也会将随之修改。通过指定各组件之间的相互约束关系, 在装配中可以利用配对条件进行各组件的完全定位, 而当组件模型发生改变时, 能保持相互配对关系不变。装配导航器提供了对装配结构的图形显示操作菜单, 方便对组件进行选择及大多数装配编辑及显示操作[4]。
3.3 三维软件与二维软件协同出工程图
课程设计过程中, 完成所有零部件三维建模以及减速器整体装配后, 要生成符合国家工程标准的标准图样。我们的做法是:利用UGNX或Pro/E等三维软件完成三维模型设计, 利用工程图模块, 生成二维图形, 并进行相应的编辑与修改, 对于相对简单的图形, 即可满足要求;若装配图样较复杂, 也可将工程图样导出后, 调入MDS软件或AUTOCAD等二维软件中进行细致地编辑与修改。这种方式可以充分利用AUTOCAD等二维软件强大的二维图形处理能力, 尤其是形位公差、尺寸公差以及特殊符号、局部剖视图的表达等尤为合适。
在进行课程设计的过程中, 这种将三维建模软件建模与二维绘图软件出工程图相结合的模式, 将充分发挥2D和3D各自的优势, 将能更快更好地方完成课程设计工作。
另外, UGNX或Pro/E等三维软件可以创建零件在装配中引用集的控制显示选择, 通过生成爆炸视图来观察全部的零部件, 可以对三维模型进行质量属性分析、模型的偏差分析、几何对象检查以及装配干涉检查等, 从而较好地保证机械设计综合课程设计的质量, 这些都是传统的机械设计方法难以保证和实现的。
4 结语
在我校机械专业本科部分学生的机械设计综合课程设计中采用了基于UGNX和P ro/E的三维建模技术, 取得了较好的效果。后续将在机械专业全体学生中推广和开展基于三维技术的课程设计等工作。同时可以继续探讨基于UGNX等软件的机械设计优化设计。
摘要：机械设计综合课程设计是本科机械专业教学过程中非常重要的一门设计实践性课程。本文探讨了传统的机械设计综合课程设计的缺点和弊端, 介绍了3D技术的重要作用, 论述了3D技术在机械设计综合课程设计中的应用探讨, 对于高校本科机械类及近机类专业机械设计类课程设计有着重要的指导和借鉴意义。
关键词：机械设计,3D技术,教学改革,三维软件
参考文献
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[2]冯伟.UG软件在《机械设计基础》课程设计中的作用[J].职业教育研究, 2007 (8) :9 5-9 6.
[3]莫海军, 黄华梁, 徐忠阳.《机械设计课程设计》教学方法改革与探索[J].装备制造技术, 2009 (7) :188-190.
3D课程改革 篇8
一、什么是3D打印技术
3D打印技术是一种快速成型技术, 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, 从而制作出三维立体的产品。 与传统加工相比, 3D打印不再需要传统的机床 (如车床、数控机床等) 和相应配套的刀具、夹具、模具等, 只需根据零件或物体的三维模型数据, 通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。 3D打印技术以CAD/CAE为基础, 通过设CAD软件生成的或通过实体扫描设备扫描实物所获得的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, 通过逐层打印材料, 创建物体, 主要用于原型设计及组件或产品地制造。 运用该技术进行生产的主要流程是应用计算机三维软件 (如UG、catia、Pro / E等) 设计出立体的加工样式 (CAD) , 用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动响应、热传导、三维多体接触、 弹塑性等力学性能的分析计算及结构性能的优化设计 (CAE) , 然后保存成相应的格式 (stl、.obj、.thing等) , 最后通过Maker Ware软件将绘制好的模型转换为3D打印机可以识别的代码, 通过数据线直接传递给3D打印机。 在制造过程中3D打印技术实现了“设计即生产”的创想。 3D打印技术具有快速成型的特点, 不但能够实现从零件设计到整体设计的跨越, 而且生产的产品与传统方法生产的产品相比具有更精密的结构和更强的稳固性。 近年来在机械制造、艺术创造、建筑设计、生物医药等多个领域受到越来越多的关注。
二、3D打印技术的特点及优势
3D打印对于企业来说, 可大幅度降低生产成本, 提高工作效率, 且提高原材料和能源的使用率, 减少对环境的影响, 还使消费者根据自己的需求量身定制产品。 3D打印机既不需要用纸, 又不需要用墨, 而是通过计算机制图、远程数据传输、激光扫描、材料融化等一系列技术, 使特定金属粉或材料熔化, 并按照计算机模型图的指示一层层重新叠加起来, 最终把电子模型图变成实物, 突破传统的零件加工模式 (从毛坯到机床加工在到装配) 。 传统的切削加工方法相比具有以下优点。
(1) 减少成品, 提高效率。 可制造出具有自由曲面和更为复杂形态的零件 (如内部复杂结构等传统机械无法加工的情形) 。 3D打印技术在生产过程中能实现生产材料“零”浪费:3D打印技术的生产过程是根据零件的三维设计进行逐层打印, 与传统的“减材”加工相比, 实现生产材料的“零”浪费。
(2) 无振动、噪声和切削废料, 加工效率高。 可为企业节省宝贵的试制原料, 简化生产。 传统的制造中由于多是机械制造, 噪音较大, 且加工时边角料多, 造成资源的浪费, 大大缩短生产的周期、节约生产成本。
(3) 生产柔性高。 在生产过程中不需要切削加工所必需的刀具和夹具, 更无刀具磨损和切削力的影响。
(4) 提高加工效率。 3D打印技术可以加快产品的研发进度:通过计算机进行三维产品造型, 逆向分析, 成型一体化在进行将模型保存为打印系统所需的文件格式, 通过数据线将文件自动传输, 无需人的过多干预, 真正实现自动化。
三、中职模具开设3d打印技术课程的实施
1.课程的制定
当前模具专业在中职是属于机械类大专业, 作为机械专业的衍生专业, 其开设的课程包含机电专业的相关课程。 主要内容包括:机械制图、机械设计与基础、冷冲模设计与制造、注塑模设计与制造、数控技术与编程、模具加工机械、电工与电子技术、液压与气动传动、金属切削原理、机械CAD/CAE/CAM等。在此基础上增设专业核心课程:3D打印技术概论、快速成型技术与应用、3D测量与逆向工程技术、3D打印综合技能实训等。
2.培养目标的修改
当前《江苏省中等职业学校模具专业课标准》中规定模具专业培养的目标:具有本专业必需的自然科学、社会科学和管理科学知识;掌握计算机基础知识、必要的网络知识、常用软件知识;具有基本的机械基础知识;具有本专业必需的机械设计理论基础知识、模具材料及成形工艺、模具设计与制造专业知识;掌握模具CAD/CAE/CAM基础知识;具有必要的模具维修基础知识。 具有模具工艺设计、工艺实施、技术管理能力;具有模具数控加工编程能力;具有注塑模具、冲压模具设计与制造能力;具有一定的钳工操作能力、模具修配能力;具有良好的计算机基础应用能力和利用计算机进行辅助设计制造及管理能力;在此基础上增设:掌握3D打印的知识与技能, 具备3D打印技术应用能力, 能从事3D产品设计、3D测量与逆向造型、3D打印设备操作、维护及管理等工作, 具有良好的职业素质的应用型技能人才。
3.设备的选择及实训基地的建立
当前适合学校使用3D打印技术具有融沉积法 (FDM) 和固化成型法 (SLA) 两种, 其中FDM目前市场上广泛采用, 因其价格便宜, 操作安全、入门简单, 且使用的材料及后期技术维护成本等相对SLA讲具有较大的优势, 就目前情况下可以说FDM在适用性上优于SLA。
课程体系的实施离不开校内外实训基地。 校内实训基地可充分发挥实训内容与教学大纲高度统一, 实训项目与技能训练高度衔接的优势。 为此根据3D打印技术方向人才培养的要求, 应建在原有实训中心基础上增加“3D打印实训中心”, 加大设备的投入力度, 满足专业核心课程教学需要的功能完备的实训中心。
加强校企合作, 通过建立校外实训基地, 为学生提供真实的工作环境, 为学生掌握岗位技能、提高实践能力、了解岗位的社会属性、全面提高综合素质, 提供实践性的学习与训练平台, 真正实现高职学生与职业技术岗位“零距离”。
4.师资的培养
建设一支结构合理、专兼结合的“双师型”专业教学团队, 通过送出去 (年轻的专业骨干教师进企业、高校) 、请进来 (聘请企业相关技术人才) 等形式。 因相关专业教师都具有相应的技术基础, 进过短期的培训即能够熟练掌握相关设备, 短时间内培养一批适合专业课程教学的合格师资。 开展多层次培养及聘请名师等措施, 打造一支由专业带头人、骨干教师、“双师型”专业教师、兼职教师组成的教学团队。
5.校本教材的开发
通过与相关企业合作, 学校具有本专业经验丰富的教师与企业的工程师、技师等联合组建教材编写小组。 以企业的产品作为学校实训的项目, 根据项目的生产过程设计教学过程, 教材的编写要符合学生的认知规律, 项目任务的设计要具有情境性、操作性, 让学生在“做”中发展能力, 形成职业素质。
3D课程改革 篇9
一、3D室内效果图设计课程教学的现状
3D室内效果图是室内教学课程的重要部分,但是由于受到传统教学模式以及工具的影响,很多教师在进行授课的时候,往往都会使用3DS MAX这个软件进行单一的满堂灌教学模式。这种情况下往往会出现学生认为已经掌握了知识理论,但是实际的设计能力却很薄弱,课上听讲效果不错但是课下的实践能力却不强,能够独立完成3D效果图设计的学生更是少数,因此如何提升学生的学习兴趣和实践能力,就成为当前3D室内效果图设计课程教学方法的改革重点。
二、完善3D室内效果图设计课程教学方法的策略
(一)改善教学的主体软件
要不断地完善3D室内效果图设计课程的教学方法,就需要对现有的教学主体软件进行升级,加强对Sketchup结合Vray软件的使用,在提高学生的学习兴趣基础上,实现对课堂教学有效性的明显提升。
Sketchup就是我们通常所说的“草图大师”,是一个从表面上看非常简单,但是却有着强大功能的构思与表达工具,它是传统的铅笔草图同现代数字科技的完美结合,能够为客户和设计者进行快速沟通提供条件,能够将设计者的想法通过电脑进行直观的表达。同传统的3DS MAX相比,“草图大师”是专门为了配合设计者的研发过程而开发的一种软件,可以帮助学生从不确定的比例尺度开始着手进行整体的设计,并且还能随着构思的不断完善进行细节的修改。与此同时,还可以根据设计者的目标解决设计过程中的各种修改问题,减少操作的复杂性,从而促进3D室内效果图设计课程教学目标的快速实现。
(二)明确教学目标的定位
首先是对建模和简单材质的学习阶段,其中建模是一项比较复杂的学习过程,其实就是学生对室内效果图的建立模型,更加立体的表示自己的设计意图和构思情况。其次是打灯光,贴材质和渲染的学习阶段,这就要求教师将室内效果图的表现作为教学重点,加入Vray渲染器的应用,教会学生在如何使用这种软件的基础上,更好地进行灯光渲染的制作,要将这一阶段课程的学习同后续的核心专业设计课进行衔接,帮助学生掌握室内设计景观设计等学习内容。最后是后期制作的学习阶段,相较于打灯光和渲染,后期制作比较简单,其实就是学生对设计图曲线色彩以及亮度的调节,通常就是使用PS软件来完成的,以实现对室内设计图效果的最好呈现。
(三)合理调整教学的内容
要不断地完善3D室内效果图设计课程的教学方法,还需要不断地调整教学的内容,加强对学生实践能力的培养。在传统的室内装修教学中,教师一般采用的都是单一的课堂授课模式,无法满足学生开阔视野和提高能力的需求,让学生经常处于坐井观天的状态下,很不利于学生的成长,也容易造成学生学习下同社会需求的脱轨现象。与此同时还要计入实例教学,但是需要注意的是教师所提供的实例必须要符合专业的高度,而且必须包含完整的CAD图纸和设计完成后的实物图,要由浅入深的对学生进行循循善诱。
除此之外,教师还要在坚持以就业为导向的基础上,强化对学生实践能力的培养,逐渐实行项目式教学的新模式。所谓项目教学法,指的就是学生在教师的指导下独立的开展,有关信息的收集和项目方案的设计以及实施等具体工作,也就是说从设计的开始到最终的评价都是由学生独立负责的,主要目的就是让学生通过对项目各环节的亲自实践,增强学生的对具体要求的明确和掌握程度,提高学生的动手实践能力。因此教师就需要改变传统的教学方法,将理论教学同实践教学充分结合起来,通过布置给学生具体的实践项目,正确引导学生积极思考不断创新,从根本上促进3D室内效果设计课程教学方法的改革。
总而言之,要实现对3D室内效果图设计课程教学方法的改革,就需要在改善教学的主体软件,明确教学目标的定位和合理调整教学的内容基础上,不断加强对学生实践能力的培养,要在满足学生学习需求的同时,实现对室内设计专业人才的有力培养,更好地推动室内设计行业的进步和社会的发展。
摘要：作为室内装饰设计重要部分的3D室内效果图设计课程,对提高学生的设计能力和促进室内装修行业的发展有着至关重要的作用。先简单阐述了3D室内效果图设计课程教学的现状,又对如何完善课程教学方法提出了建议。
关键词：3D室内效果图设计,教学方法,完善
参考文献
[1]葛嵩.秘书实务课程“教学做一体化”教学方法改革的探索与实践[J].传播与版权,2016(3).
[2]向华.高职课程《软包装技术》教改初探[J].广东轻工职业技术学院学报,2016(1).
3D课程改革 篇10
3D打印属于快速成形技术的一种,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黏合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现如今引入中小学课堂,意味着“3D打印”这项技术的普及。
科技成果与学生的零距离
2015年底,“第一届科技嘉年华”走进我校,学生首次接触了3D打印。有的学生表示,本次科技嘉年华活动让他们了解到很多课本上没有的知识,体验过后真正意识到提高动手能力的重要性。
“小朋友们,请问你最想打印什么东西?”“我最想打印房子。”“我最想打印汽车,送给爸爸。”“我最想打印动物,送给我弟弟。”“我最想打印一架飞机,带爸爸妈妈游遍世界。”
伴随着这些孩子的梦想,3D打印创意课程正式开启。课堂上,教师通过电影生动、形象地展现了3D技术,并且展开了一系列的讨论,激起孩子们对于3D打印技术的兴趣。一块白色的塑料材料,经过3D打印机的高温塑形,不一会儿,一个逼真的小物件便出现在众人的面前。这不是出自专业人员的手笔,而是从创意到设计均来源于小学生的奇思妙想。
时尚、轻松的环境加上摆放着的3 D打印机,与其说这是课堂,倒不如说这是一个充满浓浓科技味的创意空间。在这里,学生也不再是学生,而是一个个自信的“小创客”。
学生思想与梦想的零距离
梦想源于孩子的本心、天性和兴趣,学校让前沿技术走进校园,正是保证孩子发展的有力支持。培养学生的创新精神和实践能力,立意要超前,起点要高,要让孩子们在求知欲望和创造热情最旺盛的时候,就站在科技发展的最前沿,探索新发展。
如何将枯燥的科技知识转化成小学生们可以接受的形式?为此,教师特意将神话故事中的人物引入课堂,通过孩子们的想象,将神话人物描绘出来,再利用3D打印创作成形,在寓教于乐中帮助孩子们了解前沿的科技。
通过启发,神话人物在每一位小学生的脑海中渐渐有了不同的形象。随后就到了各位“小创客”自由发挥想象力的时间。“一千个人眼里就有一千个哈姆雷特”。来自五(1)班的小朋友画出了他心中女娲的形象。他说,长长的头发最能代表这位女神的威严。而另一位小朋友则选择了二郎神的武器“三尖两刃刀”进行创作。很快,一个个神话里的人物在孩子们稚嫩的画笔下以美好或丑恶的形象纷纷呈现。
接着,就到了孩子们最激动的时刻——通过3D打印,将他们创造出来的形象固态化。教师将孩子们的创意收集上来后,通过软件建模,开始打印。孩子们则全部聚集到打印机前,等待见证奇迹。只见在一个白色透明的桌面级3D打印机里,热融打印头前后左右开工,很快,一把三尖两刃刀便塑造完成。“太神奇了!”孩子摸着自己的作品激动地叫出声来。
通过3D打印课程,孩子们发挥了想象,感受到前沿科技的魅力。相信现在的小创客将来肯定会成为推动社会进步的大创客。
创意课程与课堂的零距离
3D打印进课堂,能让学生在创新能力和动手实践能力上得到训练。学生的创意、想象变为现实,将极大发展学生动手和动脑的能力,从而实现学生培养方式的变革。
在数学课上,打印出一个几何体的模型,便可以更直观地帮助学生了解几何体内部各部分之间的联系。在美术课上,将平面设计的作品制作成3D版本的艺术品,已经成为现实。科学课上,打印出细胞、病毒、器官和其他重要的生物样本,比起平面图要直观得多。在综合课上,设计出鲁班锁,最后通过3D打印机就能打印出成品。
3D打印创意课程,很容易激发学生们的学习兴趣,是一个很好的延伸课程。学生们领略3D打印的科技魅力,启发设计思维,开拓眼界,这为学生们将来的学习奠定了基础。
现实与未来的零距离
未来的某一天,也许你并不需要上街去为孩子们挑选礼物,取而代之的,你可以让孩子们发挥想象,自我设计玩偶,或者是在网络设计平台上购买一个已经设计好的个性应用,然后躺在自家客厅,一层一层地为孩子们打印出这些礼物。尽管3D打印没有大众化,但是其在家居生活领域的应用已经得到充分的彰显。当3D打印渗入生活,你是否会说:“走,去我3D打印的小屋看看!”
3D课程改革 篇11
关键词：案例教学法；认知理论；实践能力；高效
计算机是当代社会运作的核心，是各企业单位和行政部门的重要辅助设备。尤其在追求高效率、快节奏的当前，其以强大的功能和灵活性越来越受到广大使用者的青睐。宏观来看，当前我国的许多职业院校都开设了计算机课程，而作为课程中的核心部分——3D MAX更是教学的重点内容。但从现状来看，许多职业院校中的计算机3D MAX课程教学不容乐观，一方面，是由于软件本身具有一定的复杂性，对学生的水平要求较高；另一方面，教师不重视该课程教学，也是导致教学效率低下的重要因素。基于此，本文从教学方向、教学方法、引导策略和总结评价四个层面探讨了3D MAX教学体系的构建，以期为提升职高计算机教学质量而献计献策。
一、教学方向探析
当前，许多职高计算机教师缺乏教学动力，在教学方向的确立方面，仅以课程教材为中心，忽略了这门课程对学生素质的提升作用，忽略了学生学习这门课程的主旨是为适应信息化时代的需要，直白地说，是为了提升他们以后的工作能力。因此，职高计算机教师应从社会需求层面把握教学方向。第一，结合3D MAX课程的实用性特征，在教学中突出实用性知识，在理论与实践的权衡中，以理论为辅，以实践为主；第二，结合新技术的更新换代，在教材和教学设备难以同步的情况下，将新技术融入教学中，让学生所学到的知识能与技术变化同步；第三，改变传统的课堂讲解模式，以模拟工作场景来检验学生的知识，提升3D MAX课程教学的实效性。
二、选择适合的教学方法
当前，在我国新一轮基础教育课程改革的大背景之下，许多新的教学方法应运而生。在这样的环境下，职业教育院校也受得了影响，许多新的教学方法正在逐渐从普通教育院校向职业教育院校过渡。这在促进教学质量的同时，也为许多职高教师带来了迷茫，究竟哪种教学方法才适合学生的成长呢？笔者认为，学生是动态存在的，课堂是动态存在的，因此，没有特定的教学方法，在教育实践中教师需结合实际而随机应变，要抛弃教学方法的权威性，创设与职高学生个性特点相匹配的教学模式。
例如，在《挤出修改器》一课中，在课堂开篇，笔者首先结合班内学生的成绩、水平和学习能力为学生分组，应用小组合作学习模式，让学生交流、互动；其次，利用问题引导法，对学生提出问题。
问题一：仔细观察和想象，教室的墙体是如何建成的？
问题二：3D MAX与墙体建设存在着哪些关联？如何利用3D MAX建模？
问题三：假设你是一名设计师，手中有一栋房子的AutoCAD平面图，那么，你应当如何利用它进行房间的三维建模？
进而，利用实例引导法，向学生介绍3D MAX在工作实践中的实例，并介绍其具有哪些作用，以及能够创设哪些成果；最后，带领学生进行实践操作，让学生尝试利用计算机系统进行三维建模，笔者对学生进行指导。
综上所述，在这节课中笔者共利用了四种教学方法，一是小组合作学习模式；二是问题教学法；三是实例教学法；四是实践教学法。而最后结果证实，在3D MAX课堂上采用多种教学方法相结合的方式开展教学，也能有效提升学生的学习效能，加强知识的渗透力度。
三、鼓励中职学生勤动脑、多动手
3D MAX不是一门理论性课程，其向来是以实践性强而著称的。因此，教师在教学实践中不能仅一味地讲解，用语言来分解知识，而应当引导和鼓励学生多动手，勤动脑。其目的在于改变学生理论性强而实践性弱的状况。那么，应当如何让学生多动手和勤动脑呢？笔者认为，第一，多利用问题来引导学生；第二，多带领学生进行实践。进而，教师还需努力构建和谐的师生关系，充分了解学生的心理，切实解决学生的思维障碍和学习中所遇到的问题，从而帮助学生树立充分的学习意识。此外，教师还需要利用课余时间带领学生走出校门，到一些企业单位去实地参观考察，从而激发学生的学习热情，让学生以全新的面貌投入到学习中来。
四、及时总结评价
新教育要求教师对教学工作及时进行总结评价，对于学生自主动手操作的过程中出现的问题，教师要及时给予评价与反馈。对于学习态度认真、有创意的学生要及时表扬，使他们保持继续动手的动力。对于学习态度不认真的学生要及时提醒督促，使他们端正学习态度；对于个别性的问题教师应根据学生的实际情况因材施教，对于在教学中出现的一般性问题，教师要及时地总结，找出原因，及时进行解决，通过这样实现一般和个别相结合。例如，有些学生将3D MAX课程学习当做游戏的补充，他们将其在课堂上所学的知识都用在了电脑游戏中。这样只在刚开始的时候能促进他們3D MAX课程的学习，但是随着他们继续沉溺于游戏最后也不利于他们学习的发展，在这样的状况下，教师应该因材施教指出他们的错误，并帮助他们改正。因此，教师要及时与学生共同对其学习进行总结评价，对于表现好的学生进行鼓励，以利于保持，对于个别有问题的学生因材施教，以实现共同发展。如此，这既能激发学生的学习意识，也能提升他们的学习效用。
综上所述，职高3D MAX课程作为一门实践性很强的课程，教师充分利用一切资源，合理地采用案例教学法并做好对学生学习效果的评价工作完全可以达到教学目标，实现提高学生职业素养能力的愿望。
参考文献：
[1]王剑菲.3DMAX软件课程的应用型实践教学[J].中国电子商务，2013（4）：152.
[2]于泉城.高职院校3DSMAX效果图制作课程教学改革探索[J].学园，2013（5）：125.
3D课程改革 篇12
一、3D音乐技术在高校音乐教学中应用的可行性分析
(一) 3D音乐技术的特色
3D音乐技术具有特色的定位音效与回声音效, 其中的定位音效 (A3D) 是采用一组喇叭或者耳机, 就可以发出逼真的立体音效, 这种音效产生的结果是给使用者定位身边所有的不同位置的音源。回声音效就是音波的反射, 可以与周围的环境相互作用, 产生更加逼真的立体感2。3D音乐技术还具有高清的音质、独有的立体感以及身临其境的感觉, 这些特色使3D音乐电影如2011年五月天推出的第一部3D音乐电影《五月天D3NA》火爆全国, 另外, 3D音乐技术在游戏中如CS或者是QUAKE 3得到了广泛应用3。
(二) 高校音乐教学中的不足
高校音乐教学中存在诸多的不足, 在教学模式方面, 传统的教学模式单一, 老师是教学的主体, 学生成为被动的一方, 这种模式限制了学生的创造性与潜力的挖掘。在教学内容方面, 存在内容守旧、没有创新, 也对国外先进的音乐知识缺少引进和吸收。由于音乐是一门实践性非常强的科目, 传统的教学模式缺少实践, 同时在音乐设备方面存在很大的不足, 不能给学生提供展示自己的平台, 对于专业性的试音棚大多高校都不具备。学生不能准确感受到自己的发声音质并且存在的问题都得不到及时的反馈, 欠缺的地方也得不到及时的训练。
(三) 3D音乐技术与高校音乐教学的结合
通过对上述3D音乐的特色分和目前高校音乐教育存在的问题的分析, 我们可以看到, 3D音乐技术可以给学生提供逼真立体感的听觉反馈, 可以激发学生的创作热情和训练学生的演唱功底。在3D音乐技术效果的影响下, 学生的全身血液被带动, 灵感可随时促发。音乐本身就是一种创作过程中的艺术, 需要不断地开拓更需要不断地尝试, 3D音乐技术给音乐的创作提供了平台, 为学生的自我展示提供了空间。同时3D音乐技术也有利于学校音乐文化的形成与发展, 以及促进学校和谐文化的发展, 带动学校整体实力的壮大。
二、3D音乐技术改革高校音乐教学模式的方法
(一) 3D音乐技术提供教学新理念、思路及方法
3D音乐技术提供的教学新理念是“创作与创新”, 这是该技术本身具有的逼真的立体感所决定的4。3D音乐技术提供给学生自由发挥的平台, 高质音效的回声与准确定位的立体化, 给学生创造音乐提供新的思路与灵感, 能够捕捉到每个跳动音符的细节, 为学生在音乐方面的创新提供了平台。以往教学模式的单一化限制了学生的发展, 3D音乐技术的出现为教学模式的多样化提供了新思路、新方法。“音乐需要不断的注入新的事物与活力”, 3D音乐技术作为一种新事物, 给音乐创作提供了新的方法和灵感, 也为学生日后音乐的发展提供创作思路。
(二) 3D音乐技术让音乐变得立体化、生动化
3D音乐技术让捕捉不到的声音变得立体化、生动化、形象化, 让体验3D音乐技术的学生仿佛自身徜徉在音乐的世界里, 随之而来的是学生的热情鼓舞与创新的激发。学生不再因为上课的枯燥乏味而逃课、不听课, 巨大的听觉冲击感, 使学生感受到音乐的“生命力”, 并且为之动容。学生不再是学习的被动者, 而是学习的创造者, 音乐需要执着的人, 同时音乐也需要懂它的人, 3D音乐技术提供给学生真正了解每个音符的机会, 同时感受音乐无尽的力量。“音乐净化人的心灵”“音乐是心灵的鸡汤”等, 在3D音乐技术里学生可以真正感受到音乐的力量, 同时音乐又可以塑造人的品格, 让学生在增加音乐才能的同时, 也塑造良好的个人品质与魅力。
(三) 3D音乐技术让学生作为学习的主人、激发学生的灵感与潜能
以前的高校音乐教学, 尤其是普通高校的音乐教学, 大多数都是对音乐的赏析, 或者听音乐教师的讲解, 自身并没有得到真正的锻炼。3D音乐技术采用立体感的听觉效果, 让学生在立体化、生动化的空间里演唱与创作, 让学生成为了学习的主人, 同时在3D空间里展现出了对音乐即兴创造的潜力与灵感, 让音乐艺术变得更加丰满与多样化。同时3D音乐技术所提供的仿若声音来自四面八方的空旷感, 也给学生带来了心灵的启迪与净化, 为学生的素质养成提供了重要的途径与方法。3D音乐技术带来的是听觉的盛宴, 同时在徜徉音乐的空间里, 也有个人情感的体现及人生的感悟, 这些作用不仅是3D音乐技术的独特魅力, 同时也是音乐本身力量的体。
三、结语
3D音乐技术是信息化、科技化与智能化时代的产物, 它独有的立体音效感使该技术成为培养学生创作热情与自我声音反馈的重要媒介。在高校音乐教育模式中, 3D音乐技术作为一种新事物, 丰富了教学内容与方法, 同时也使教学模式变得多样化。将3D音乐技术与高校音乐教学结合在一起, 有利于激发学生的创作热情和训练学生的演唱功底。在3D音乐技术效果的影响下, 学生的全身血液被带动, 灵感可随时促发。因此, 3D音乐技术为高校音乐教育改革注入了新的活力与方法。
注释
11 .田正铁.浅析电脑音乐技术在高校音乐学专业教学中的广泛运用[J].群文天地, 2011.24:47.
22 .赵世兰.论高校音乐教育的改革与创新[J].洛阳大学学报, 2003.01:121-123.
33 .陈晨.电脑音乐技术在高师音乐教学中的应用[D].东北师范大学, 2007.