任务驱动法在“零件快速成型――3D打印”教学中的实践

任务驱动法在“零件快速成型――3D打印”教学中的实践（精选3篇）

任务驱动法在“零件快速成型――3D打印”教学中的实践 篇1

摘 要：本文探讨运用任务驱动法进行教学，让学生更快、更牢地学会“零件快速成型――3D打印”，并以“槽轮机构拨盘快速成型”为例进行了论述分析。

关键词：3D打印 任务驱动法 零件3D打印方案

3D打印作为一门新开设的课程，如何让学生尽快掌握这门技术，并能够加以运用，这对教师的教学方法提出了较高的要求。为此，笔者结合以往教学经验，运用任务驱动法进行教学，以“槽轮机构拨盘快速成型”任务为例进行教学探讨。

一、槽轮机构拨盘快速成型任务设置

本课程是在学生已经学习了Solidworks、UG等三维立体造型软件的基础上，通过“任务驱动法”培养学生独立完成从测绘到建立三位数字模型，再到利用3D打印机打印出一个可以使用的零件的能力，使学生能够在今后走上工作岗位后解决类似问题。

1.任务的确定

教学中使用的槽轮机构教具，由于长时间使用，其拨盘上的圆柱销断裂，无法带动槽轮转动，需要更换新的拨盘零件。本任务就是制作槽轮机构拨盘零件。

2.任务的提出

学生在规定时间内用3D打印机打印出一个拨盘零件，并且安装到槽轮机构中，使槽轮机构的运转恢复正常。

3.研究任务，制订方案，创建零件模型

首先回顾零件快速成型法的加工过程，如图所示。然后将学生分成若干小组，各小组各自独立进行零件测绘、在电脑上利用solidworks创建零件的三维模型（数字模型）并根据任务要求制订零件3D打印方案，要根据零件的打印质量、打印速度以及材料的用量和支撑材料是否容易移除等因素，合理设置打印参数。要求既要速度快，又要保证零件质量，符合设计要求。

图 零件快速成型法的加工过程

二、任务实施

各组完成制订零件3D打印方案后，根据自己的方案，用3D打印机打印拨盘零件。

在打印零件过程中，要不断强调3D打印的注意事项，并利用多媒体演示一些由于不当做法造成的不良后果。如：UP打印软件仅支持STL和UP3格式的文件；在模型布局时，模型应尽量靠近打印平台中心区域，否则打印时模型边缘会翘曲；在打印时，应尽量使打印机远离气流，防止气流对打印质量造成影响；要先把模型撤下打印平台，再移除，否则会使整个平台弯曲；在喷嘴和打印平台温度较高时，要严禁用手直接触摸等等。

三、任务交流

在完成打印后，教师请每组派一位同学上前演示零件模型的创建过程以及制订3D打印方案参数的依据，展示本组的打印作品，并把它安装到槽轮机构中，进行工作演示。

在教学中，有的小组片面追求打印速度，减少打印时间，结果在参数设置上考虑不全面，虽然速度比较快，但是打出的拨盘强度较低。在安装槽轮机构后，拨盘零件一受力就会发生塑性变形，造成槽轮机构无法使用。

笔者借此机会进一步指出合理设置打印参数的重要性。在设置打印参数时要综合考虑各种因素，结合其他课程所学的知识，针对具体要求，寻找最佳打印参数。

四、任务评价

各组学生根据任务完成任务的情况，进行自评、小组评议；不同小组之间根据任务完成评价表进行互评。学生填写《任务完成评价表》。

《任务完成评价表》主要包括以下几项内容：能否设计合理方案；能否正确测绘零件并创建零件数字三维模型；作品是否外表平整光洁；能否完成零件替代，并达到使用要求；能否遵守安全操作规程；是否有团队协作精神；是否学习积极主动，不怕困难等个人项目和组间互评项目。

五、任务总结

教师根据各组完成任务的情况加以点评，指出各自的优缺点，强调应根据零件使用要求来确定打印质量、打印速度，要考虑材料的用量等因素，合理设置打印参数。

利用“任务驱动法”进行教学，可以使学生在学中做、做中学，趁热打铁，及时应用所学知识来解决实际问题，从而极大地提高学生学习兴趣。同时，当学生在动手过程中出现问题时，教师可以及时加以指导，使学生更加加深印象，防止今后出现类似问题。

任务驱动法在“零件快速成型――3D打印”教学中的实践 篇2

一、什么是“任务驱动”教学法?

在课堂上采用任务驱动法打破了传统讲练结合的教学模式, 体现了课堂上学生为主体、教师为主导的理念, 事实证明采用任务驱动法提高了学生积极性, 提高了课堂教学效率。那么什么是“任务驱动”教学法?

通俗地讲, “任务驱动”法应用于教学过程中, 教师必须以完成一个个具体的任务为线索, 把教学内容设计隐含在单个的任务中, 让学生在完成任务的同时领会学习的核心内容。比如, 任务可以是一幅图形、一张表格和一段视频等, 也可以是一幅作品, 或是一个网页。在学生完成任务的同时培养他们的创新意识、创新能力及自主学习习惯, 引导他们学会如何发现问题, 如何思考问题, 最终得出解决问题的方法。“任务驱动”教学法逐渐形成了“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”的特征。

二、“任务驱动”教学法的实施

《计算机基础》这门课 , 我校使用的是高教社教材 , 这本书所选取的案例以任务的形式展现, 让学生在完成任务的同时掌握教学内容。下面以《计算机基础》教学中的教学内容“Power Point演示文稿”选取案例“我的家乡”说明 “任务驱动”法的实施。

在课堂的导入部分, 我展示了自己制作的幻灯片“我的家乡”, 学生看后积极性被调动起来, 纷纷想知道用PPT制作出动画的方法, “如何将图片和声音插入幻灯片”, “如何让图片动起来”, “如何让幻灯片自动播放”, 这些问题都困扰着学生, 这样把本节课的教学内容引了出来, 于是教师将这几个问题设计成任务驱动式的案例讲解。

任务一: 幻灯片的建立和版式的设置。之前学生学习过Word和Excel, 所以新建幻灯片对于学生来说并不难 , 但是如何布局呢? 打开格式菜单下的“幻灯片版式”选项, 可以使用多种布局方式, 学生可以选择自己喜欢的布局方式。

任务二:对象的插入。布局好幻灯片, 接下来要插入文字内容和图片, 插入文字并不难, 学生很快能在文字区域录入文字, 并对文字格式化, 这也是对上节课内容的复习。插入图片是本节课的一个重点, 老师不妨让学生从“插入”菜单下自己找找看, 学生便找到了插入图片的方法。

任务三:插入背景音乐。继续让学生依据完成任务二的方式自己在菜单栏找找看, 有学生很快说找到了插入音乐的方法。但是, 音乐播放方式并不能设置成学生自己所希望的那样, 这时候老师重点讲解音乐插入幻灯片后播放方式设置方法, 这也是本节课的一个难点, 通过学生自己找到解决问题的办法, 老师进一步完善学生的成果帮助学生解决问题。

任务四: 幻灯片动画效果设置。相信完成了上面三个任务, 学生会迫不及待地让幻灯片里面的对象“动”起来, 老师可以提醒学生, 如果要让幻灯片动起来就要在幻灯片放映里面找到答案, 在学生找到答案的同时教师讲解幻灯片片内动画和幻灯片切换动画的不同之处, 使得学生在完成任务的同时掌握本节课的重难点。

在完成本节课四个任务的同时已经使四个教学目标实现了, 老师对案例中用到的知识点、重点和难点归纳总结。最后利用多媒体教学系统展示学生作业, 老师对学生作业点评, 对于有些环节有失误的同学, 让其他同学说说看该怎么改进。通过点评作业这个环节可再一次让学生对本节课的学习内容进行巩固。

讲练结合的方式和采用任务驱动的对比, 采用“任务驱动”的教学效果要好很多。在课堂教学中, 往往设置的任务要环环相扣、层层推动才能达到“驱动”的效果, 所以选择合适的任务是实施任务驱动法的关键。

三、“任务驱动”法中任务设置的原则

1.“任务”设计要 有明确的 目标。要求教师在学习总体目标的框架上, 把总目标细分成一个个的小目标, 并把每一个学习模块的内容细化为一个个容易掌握的“任务”, 通过这些小的“任务”体现总的学习目标。

2.“任务”的 设计要注意引 导学生分析任 务并提出 问题。每一个任务中都包含新、旧知识, 学生接受任务后首先思考如何完成任务, 在完成任务的过程中将会遇到哪些不能解决的问题。

3.根据学生提出的问题 , 教师传授 新知识点。 问题提出后, 就需要寻求解决问题的方法了, 老问题学生自己解决, 新问题通过师生共同探索得出答案, 每次授课时间不超过3分钟, 然后让学生动手进行一个与刚才的授课内容有关的练习或活动。

4.学习效果 评价是有 效实施任 务驱动的 保证。评价与反馈是教学过程的重要组成部分, 是学习活动的收获, 是对教学过程的总结, 在评价过程中要充分肯定学生的探究成果, 及时对学生进行鼓励与表扬, 这样的评价能够调动学生学习的积极性与主动性。

采用“任务驱动”教学法, 教师不再是教学活动的主体, 更不是讲授的中心, 只在必要的时候以辅导者的身份, 一次次提点帮助学生找到解决问题的办法, 学生因为有任务驱动, 所以学习兴趣大大提高。

摘要：在中职教学中, 教师纷纷采用任务驱动法, 教学实践证明, 在计算机课程教学中采用任务驱动教学法, 能更好地培养学生的实践能力和创新意识。本文在对任务驱动教学、教学设计研究的基础上, 尝试进行任务驱动教学法在《计算机应用基础》课中的实践研究。

任务驱动法在“零件快速成型――3D打印”教学中的实践 篇3

【关键词】3D打印  任务驱动教学法  应用

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0211-02

（南通理工学院机电工程学院  江苏  南通  226002）

【摘要】3D打印技术作为一种快速成型技术已广泛应用于各个领域。本文介绍了3D打印技术在教学中的应用现状，并将3D打印技术引入任务驱动教学法，从任务、教师、学生三方面探讨3D打印技术在任务驱动教学法中的作用。

【关键词】3D打印  任务驱动教学法  应用

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0211-02

应用型本科注重培养技术技能型人才，传统的教学方法以讲授为主，已不能满足培养目标要求，因此高校不断进行教学改革，探索新的教学方法。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，以解决问题、完成任务为主，使学生能根据自己对当前任务的理解，运用已有的知识和经验提出方案、解决问题。

3D打印是一种颠覆性的制造技术，与打印机原理相似，分层加工，是一种“增材制造技术”。其具有制作精度高、周期短，可以实现个性化制作等优势，已广泛的应用于工业产品制造、医疗行业、建筑业、汽车制造业、航空航天、食品、军事等行业。New Media Consortium（NMC）在2013年《地平线报告》中指出3D打印将会在未来4～5年内普及，并将在教育研究领域带来创新。

1.3D打印技术在教学中应用现状

3D打印为教学提供了新的形式，一些教育机构和组织正在探索如何将其应用到教学中。

英国教育部从2012年10月开始在21所学校将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程设计等课程中，探索3D打印技术能否更好地达到教学的目标。罗彻斯特理工学院在静力学课程在讲授桥梁结构受力时，让学生设计桥梁并通过3D打印机打印后检验受力效果。北卡罗来纳州立大学在数字产品建模课程中要求学生利用3D建模软件和3D打印机设计人物动作。

人大附中将3D打印技术引入课堂，让学生创意变成现实。中山大学和暨南大学等高校将3D打印应用于工业设计等专业，让学生将自己的设计转化为产品，并能及时调整改进。

目前，3D打印技术已在电子、化学、生物医学、数学、航空、地理、烹饪、机电工程、建筑设计、历史考古、动画设计、天文、力学等不同学科领域使用于辅助教学。

2.3D打印技术在任务驱动教学中的作用

任务驱动最根本特点就是以任务为主线，教师为主导，学生为主体。其一般分为4个环节：创设情境、确定任务、自主协作学习、效果评价。不同学科领域大多都进行了任务驱动教学法的探索，将3D打印技术引入任务驱动教学法必然有不可比拟的优势，在教学过程中必定会起到重要作用。

2.1对任务的作用

①有利于创设教学情境

创设教学情境是任务驱动教学的基础，如何让学生能融入教师创设的情境是任务驱动教学的首要问题。3D打印技术有其独特的魅力，能从直观视觉上吸引学生的注意，得到学生的认同，从而激发学生的好奇心和学习兴趣，促使学生能快速进入教师创设的教学情境，并能在轻松的学习氛围中积极愉悦的学习，使创设教学情境不再成为难题。

②任务效果评价更加直观

效果评价是任务驱动教学法的最终环节，也是检验学生学习效果的关键步骤。对学习效果的评价主要包括两个方面：一是对学生是否完成当前问题的解决方案的过程和结果的评价;二是对学生自主学习及协作学习能力的评价。3D打印技术可以将学生自主设计的产品快速变成可触摸观察的实体模型，让学生的自评、互评有直观的对象，设计的优点、缺点一目了然，方便学生互相交流学习、取长补短;让教师、专家或是直观的了解学生对学习内容的掌握情况，从而合理的给出成功的经验和失败的原因。

2.2对教师的作用

①满足复杂、多样化教具的需求

在任务驱动教学法中，教师的作用不管是知识的传授还是任务的引导、咨询，这些都需要用到教学用具。传统的教具一般是简单的实物模型，已满足不了复杂、多变的三维模型的需要。当教师讲解复杂的多面体、不同型号的零件、不同风格的建筑时，一般只能通过多媒体、三维动画演示，学生只能凭借自己的想象进行了解。3D打印技术的快速成型、物化创新设计的特性则可以将这些复杂、多变的物体切切实实地呈现在学生的面前，让学生能看的到、触摸到，加深学生的印象，激发学生的学习兴趣。

②有助于改善教学效果

学生能够在有限时间掌握所学知识是教师的第一目的，采用任务驱动教学可以有效让学生在理论与实践中掌握知识和技能。3D打印技术的最大优势就是灵活性，可以拓展教师及学生的想象空间，将他们的新想法新观点快速的变成现实。教师可以利用3D打印技术打印出来的实体直观的传递他们的教学思想，学生可以从实在的三维模型中掌握抽象的理论知识，提高学习效率，将复杂的知识简单化。同时，学生可以在设计初期排除错误设计，避免时间的浪费。

③促进教师自身的发展

任务驱动教学要求以学生为中心，教师从传统的知识传授逐步向组织、引导、指导转变，任务涉及的内容会出现超出教师专业知识的范畴，这就要求教师从个体走向团队合作。3D打印技术则需要教师掌握机械、材料、计算机方面的知识，这就促使教师不断学习，不断进步，完善自我。

2.3对学生的作用

①提高学生学习积极性

任务驱动教学将学生置于任务情境中，让其身临处境的面对不同难题，可以激发学生的学习兴趣。胡迪利普森、梅尔芭库曼在《3D打印：从想象到现实》中重点介绍了美国校园使用3D教学的情况，课程中利用3D打印机激发学生的学习兴趣。可以想象，当学生第一眼就看到一台机器和一堆粉末，以及各种复杂有趣的模型时，并且被告知利用这些可以将自己想象中的东西变成实体模型时，学生是该多么的兴奋和激动。这时候，他们会主动的学习、探索，不断的克服困难，解决任务中的难题，直到任务的解决。

②激发学生的创新思维

任务驱动教学就是让学生在一个个任务中提升自己的综合能力。3D打印技术将虚拟转变成现实，不仅开拓了学生的眼界，还能激发学生的学习兴趣，让学生更加富有想象力和创新思维。如建筑专业学生在学习桥梁承压能力时，学生可以发挥创新能力，设计出不同类型的桥梁，将其打印出实体，验证设计桥梁的承压能力。

③锻炼学生动手及团队合作能力

任务驱动法要求在任务完成过程中，学生以小组为单位，合作学习，用团队的力量完成任务。当需要利用3D打印将设计理念转变成实体时，单个学生完成打印需要大量时间和精力。因此，在任务驱动教学分组的基础上，再次对学生工作进行分工，这样才能在有限时间内完成。同时，团队合作能力还包括学生与教师之间的合作交流。3D打印需要设计和打印两个步骤，需要学生参与完成，学生会在乐趣中不断促进自己设计操作能力的发展，全面提高学生的动手能力和协作能力。

3.结语

3D打印凭借自身的优势，与任务驱动教学的融合势在必行。高校可以将其引入课堂，拓展学生的想象空间，锻炼学生的动手能力，全面培养学生的综合素质。虽然目前3D打印技术由于材料、成本、以及软件使用等原因在学校教学中还不够普及，但随着3D打印技术不断的发展，其未来不断促进教学方法的改革，为培养应用型技能人才发挥更大的作用。

参考文献：

[1]NMC. NMC Horizon Report：2013 Higher Education Edition[EB/OL]. http：//www.nmc.org/pdf/2013-horizon-report-HE.pdf.

[2]3D打印技术在英国学校试点由教育部门发起[EB/OL]. http：//cn.world3dassociation.com/dong/2013-01-04/20495.html. [3]魏哲哲.让学生创意变成现实[N].人民日报，2015-2-5（18）.

[4]王萍.3D打印及其教育应用初探[J].中国远程教育，2013，（8）：83-87.

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[6]吴静.项目教学法与任务驱动教学法的异同比较[J].北京工业职业技术学院学报，2011，10（3）：79-82.

[7]邓富强，马选民.3D打印技术在虚拟现实教学中的应用[J]. 电子世界，2014，（10）：275.