3D打印技术在机械学科教学中的应用研究

第１５卷第５期　实验科学与技术　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１５　Ｎｏ．５　０ｃｔ．２０１７　２０１７年ｌ０月　３Ｄ打印技术在机械学科教学中的应用研究　彭　种，徐振澎，姜兴刚　（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京昌平区１００１９１）　摘要在机械专业的传统教学模式中，教师在给学生讲解难以理解的概念、形状复杂的零件和原理复杂的机构时，　１：２头的讲授和二维的插图不能有效地帮助学生理解。实体教具虽然形象直观，但使用不便且价格昂贵；一些针对特定问题　的教具难以购买．不利于教学推广。３Ｄ打印技术不仅可以缩短制作周期而且使用起来方便快捷，使得不具备专业知识的老　师也能够根据自己需要制作出相应教具。针对该问题。研究了将３Ｄ打印技术应用到教具的设计制作中，给出了教具制作　的基本理论和操作流程的关键技术。实践证明，３Ｄ打印教具的使用大大方便了教师的课堂讲解。　关键词教具；模型设计；３Ｄ打印；机械教学　中图分类号Ｇ４０＂０５７　文献标志码Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４５５０．２０１７．０５．０１６　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　３Ｄ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　ＰＥＮＧ　Ｃｈｏｎｇ，ＸＵ　Ｚｈｅｎｐｅｎｇ，ＪＩＡＮＧ　Ｘｉｎｇｇａｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｐｉｎｇ　１００１９１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｅａｃｈｅｒｓ　ｔｒｙ　ｔｏ　ｅｘｐｌａｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｉｃｕｌｔ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｈａｐｅ　ｐａｒｔｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｔｏ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ，ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｓ　ｃａｎｎｏｔ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｈｅｌｐｅｄ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ．　Ａｌｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｉｄｓ　ａｒｅ　ｖｉｖｉｄ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｈｇｔｆｏｒｗａｒｄ，ｂｕｔ　ｔｈｅｙ　ａｒｅ　ｖｅｒｙ　ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ　ｔｏ　ｂｕｙ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｍｏｄｅｌｓ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｉｌａ　ｉｓ－　ｓｕｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ｔＯ　ｂｅ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ．３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃａｎ　ｓｈｏ￣ｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｙｃｌｅ　ａｎｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｅａｓｉｌｙ．Ｔｈｏｓｅ　ｔｅａｃｈｅｒｓ　ｗｈｏ　ｄｏ　ｎｏｔ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｋｎｏｗｌｄｅｇｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｍｅｔ　ｔｈｅｉｒ　ｄｅｍａｎｄｓ　ａｆｔｅｒ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｉｄｓ．Ｔｏ　ａｄｄｒｅｓｓ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ。ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｕｓｅｓ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｅｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｉｄｓ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｌａｓｏ　ｓｉｒｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａ・　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｈａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｏｄｅｌｓ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ　ｔｅａｃｈｅｒｓ　ｔｏ　ｅｘｐｌａｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｏｎ－　ｃｅｐｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｉｄｓ；ｍｏｄｅｌ　ｄｅｓｉｇｎ；３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　教师在传统机械类课程教学中会讲解到一些复　定概念的讲解，教师需要花费很多精力制作或购买　杂的概念或者某个机械零件的结构，这时教师会用　专用模型，不利于在教学中推广。由此可见，现今　图片或者动画帮助教学。然而这些方式在实际教学　的机械专业教学迫切需要一种能帮助学生理解概念　过程中的效果并不是非常理想，其主要原因有以下　与工作原理的新式教具。　３个方面。　３Ｄ打印是以三维设计模型为本体，用切片软　１）这些方式缺乏直观性，不能有效地帮助学　件将其分解离散成很多层薄薄的切片．然后由数控　生理解概念；单靠图片、仿真动画学生难以理解一　成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、　些复杂的概念，难以想象出复杂零件的形状、机械　液状或丝状金属或塑料等材料进行逐层堆积粘结，　系统结构以及工作原理。　最终叠加成型，制造出实体产品的技术…。近年　２）这些方式难以激发学生的学习兴趣：与课　来，３Ｄ打印技术在出现后得以迅速推广，该技术　本的文字解释、插图示意、仿真动画相比。学生更　也越来越广泛地应用在各行各业。在３Ｄ打印技术　倾向于对实物模型产生兴趣。但是在实际教学中，　中，桌面级３Ｄ打印机具有体积小、建模简单、制　有不少实物模型过于老旧，或者过于昂贵．学生只　造快速、成本低廉等优点，这使得３Ｄ打印技术应　能看不能摸，这在一定程度上打击了学生学习的积　用于教学用具设计制造的想法成为现实［２］。　极性。　本文从３Ｄ打印在教具行业中的应用人手．具　３）传统机械实物模型成本较高，对于一些特　体设计出３Ｄ打印教具应用于机械专业教学之中。　收稿日期：２０１６－０３－０７；修改日期：２０１６－０５－１８　作者简介：彭种（１９７４一），男，博士，高级实验师，主要从事数控加工与制造服务方面的研究工作。　・６４・　实验科学与技术　２０１７年１０月　并在实际教学过程中取得一定成果。　１　３Ｄ打印技术概述　１．１　３Ｄ打印技术简介　３Ｄ打印技术是快速成形技术的一种。使用塑　料、粉末状金属等粘合材料来逐层构造物体。由于　３Ｄ打印无须机械加工也无需任何模具就能直接通　过计算机建模构造任意形状的零件然后快速成形，　极大地缩短了产品的研制周期、提高了生产率、降　低了生产成本［３］。　按照通常的标准，可以将３Ｄ打印技术分为以　下７种：光固化成型、熔融沉积制造、选择性激光　烧结、材料喷射、粘结剂喷射、片层压、定向能量　沉积。目前已实现商品化的３Ｄ打印机以前３种方　法为主　。　从３Ｄ打印的出现，到近几年的快速发展，我　国在该技术上取得了长足的进步，目前已经跻身世　界前列．发展最为突出的是利用激光直接加工金　属。该技术生产的零件机械性能良好，满足特殊要　求，将来很有希望能够用于高端零件的装备制造。　除此之外，我国生物细胞３Ｄ打印技术也有很大的　发展，目前已经可以制造立体模拟生物组织。总体　来看。我国在３Ｄ打印技术的核心领域已经与其他　国家的先进技术基本处于同一高度；然而我国欠缺　的地方还有很多，新型材料研发慢，软件开发以及　装备不成熟等等。目前国内快速成型系统的科研团　队主要包括清华大学颜永年团队、北京航空航天大　学王华明团队、西安交通大学卢秉恒团队、华中科　技大学史玉升研究团队等。　３Ｄ打印技术是增材制造技术，这是近几年刚　兴起的概念，与它相比，传统的制造技术被称作减　材制造技术，通过车铣刨磨等加工技术把材料从毛　坯上进行去除，从而制造出零件ｌ５］。３Ｄ打印有着　以下３点优势。　１）个性化制作，通过专业建模软件使用者可　以根据自己的需求设计出自己想要的三维造型．快　速制造出传统技术无法实现的形状。　２）缩短产品的研制周期，传统模型制作设计　到很多复杂的步骤，需要耗费很大人力物力，制作　周期长且繁琐，３Ｄ打印大大简化了该过程，使得　整个产品的研发生产时间大大缩短。　３）提高原材料的利用率，由于省去了生产线，　３Ｄ打印技术的使用降低了成本，减少了材料浪费，　提高了生产效率，可以进行原材料的利用［６］。　近几年来，桌面级３Ｄ打印机已经被广泛使用，　它有着方便、小巧等优点，而其低廉的价格也让很　多发烧友以及普通的小集体成为受众面，操作的简　单化甚至让原本没有接触过该领域的普通大众也能　发挥想象，创作出作品。桌面级３Ｄ打印机的发展已　趋于成熟，在网络上就可以根据自己需求选择购买　各种型号，有单喷头的，有双喷头的，打印材料有　ＰＬＡ、ＡＢＳ，此外用户还可以选择材料的颜色。　１．２　３Ｄ打印技术在教具领域的应用　随着３Ｄ打印技术的不断发展，在产品设计开　发的过程中该技术的应用也变得越来越广泛。目前　主要用于航空工业、汽车工业、专业设计和医疗外　科等领域。在教具领域３Ｄ打印的应用也颇为　广泛　一引。　在国内，２０１４年６月。新疆首例３Ｄ术前模拟　骨折整复手术成功，乌市中医医院骨科、医学影像　科利用３Ｄ打印技术，按１：ｌ的比例对患者受伤　的踝关节部位进行三维重建。制作出仿真“骨　模”．让摔碎的踝关节可以准确拼接并用钢板固定　好。利用３Ｄ打印技术进行手术演练和教学，不仅　可以大大提高手术的精准度、缩短手术时间，还可　以减小手术创口、减轻患者病痛。除了医学上的运　用，文献［９］运用３Ｄ打印机制作数学教具，将难　以理解的空间概念具体化，打印出的圆锥截面模　型、角锥体、立体镂空等比三角形等教具让学生对　各种概念一目了然，同时３Ｄ打印材料价格上的优　势省下了一大笔经费。美国弗吉尼亚大学的学生通　过３Ｄ打印技术制造出一架模型飞机并成功试飞，　飞机的所有零部件都是通过３Ｄ打印制造的。美国　国家科学基金会的数字图书馆项目提供了很多３Ｄ　打印动物和器官结构的模型，包括无脊椎和脊椎生　物，很多是已灭绝的生物，该项目的参与者还扫描　并打印复制了古人类化石。哈佛大学博物馆的研究　人员也在利用计算机为收集到的残缺古代器具、化　石等建立模型，然后运用３Ｄ打印出复制品用于科　研与教学。　根据对美国ＴｅａｃｈＴｈｏｕｇｈｔ．ｃｏｒｎ网站、２０１３年　版《地平线报告》等文献和其他一些资料案例的　整理和筛选。不同科学领域使用３Ｄ打印辅助教学　的例子如表１所示＿】　。　第ｌ５卷第５期　彭种，等：３Ｄ打印技术在机械学科教学中的应用研究　・６５・　表ｌ　３Ｄ打印在各学科教学中的应用案例　（ｂ）　窭装ｚ轴和步进电机　２桌面级３Ｄ打印机的装配和使用　２．１　装配　本文组装的３Ｄ打印机型号是Ｐｒｕｓａ　ｉ３，是开　源ＲｅｐＲａｐ　３Ｄ打印机Ｐｒｕｓａ　Ｍｅｎｄｅｌ的第三代机型。　相对于Ｍｅｎｄｅｌ一代和二代的版本．第三代结构简　单，造型更趋向于产品化。主要零件清单如表２所　示，组装步骤如图１所示。　表２　Ｐｒｕｓａ　ｉ３主要零件清单　｝　Ｉ　Ｉ　（ｄ）安装拄制线踊羽ｌ限位Ｊ１　天　罔１桌面级３Ｄ打印机组装步骤　２．２　３Ｄ打印过程　提到“打印”一词，很多人首先想到的是能　够打印文稿的普通打印机，而３Ｄ打印机的原理和　喷墨打印机在某些技术上确实比较接近。桌面级　３Ｄ打印机通过加热挤出机使材料达到熔点软化，　然后通过送料步进电机将其挤出到热床上，在步进　电机控制进给条件下进行层叠打印。一般来说用桌　面级３Ｄ打印获得实体的步骤为“建模一分层切　片一打印”３个阶段。　（ａ）组装　ｙ轴、框架和底蕊　１）三维建模　使用三维建模软件，对所需要打印的模型进行　・６６・　实验科学与技术　建模。３Ｄ建模有很多种，包括多边形建模、¨｛１面　建模和实体建模等等。多边形建模工具代表软件有　Ｍｅｔａｓｅｑｕｏｉａ、３ｄｓ　Ｍａｘ、Ｍａｙａ等；曲面建模ｌ　具有　Ｓｏｌｉ（ＩＴｈｉｎｋｉｎｇ、Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ａｌｉａｓ等；实体建模］二具有　ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、Ｓｏｌｉｄ　Ｅｄｇｅ、Ｐｒｏｅ、ＵＧ等。每种建模　Ｔ具都各有特点，可以根据产品特性选择不同的建　模工具、以阶梯钻头的ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建模为例，建模　的基本步骤如图２所示。　（ｂ）检查模型似精　塑　晌　口‘｝塑！蔓　觉Ｉ　！　！　面　圈■—■Ｉｄ　ｓＰ．．ｄ　画　…ｒ　’蛐　ｈ．；口　■　＿■ｂ　工　Ｐｐ　删ｔ　●ａ—时卵‘０惜　下　，－　－ｈｈｄ．ｒ‘　（ａ）节网绘制　一一一　ｃ）设置打印参数　（ｄ）挖空内部　（１２）添加特　Ｅ　罔３切片基本步骤　图２建模基本步骤　２）实体模型分层切片　构建好实体模型后．需要对实体模型分层切　片，分析喷头行走路径，生成Ｇ代码。Ｇ代码可　以指导热头移动到既定位置。使得材料堆积成型。　在软件中可以设置被打印物体的填充密度和填充方　式，以及热喷头移动速度等参数，以此决定打印的　》ｌ｛　３）进行打印　一台３Ｄ打印机的基本动作包括：实现ＸＹＺ轴　的轴向运动，使得热头和热床加热到既定温度并保　持，控制风扇的启停等。目前应用比较广泛的控制　软件是Ｐｒｏｎｔｅｒｆａｃｅ，该软件可以对３Ｄ打印机实现　实时控制。实际打印时将Ｇ代码下载到控制软件，　加热热喷头和热床到指定温度，打印堆积成型。打　印过程如图４所示。　质量与效率。以Ｓｌｉｃ３ｒ软件为例，切片基本步骤如　图３所示　陵Ｉ…一…～～　～一——一…～…１　　毒　＿＿　　ｒ鞠　慝　ａ）导人Ｇ代　（ａ）添加史　第ｌ５卷第５圳　彭ｊｊＩｆ，等：３１）打印技术在机械学科教学ｌｆｌ的心川研究　・６７－　（ｂ）打印　（ｃ）完成打印　４打印过　３　３Ｄ打印教具的设计及应用　如』二所述．３Ｄ打印凭借其独特的设计生产方　法ｆ可以应用到各个学科的教学ｌｆ】，对于机械这门学　科我们更应该认识到３Ｄ打印技术的实刚性不１１方便　性　作为一种通用技术，普通的桌面级３１）打印机　的组装与使用也很容易掌握　尼其是在设计领域以　及１　狴卡ｆ｛关的学科巾，３Ｄ打印的使用能够怏速地　制作出便宜却高质量的模型　、本文将介绍存３门机　械　业相关课程『ｆ１　３Ｄ打印技术打印出的教具。　３．１　“互换性与测量技术”教学中的应用　在互换性　测量技术课程的实际教ｉｆ：过程中，　对＿ｒ课程部分概念的讲解存　一定的难点，Ｉ六１为一　些定义比较抽象，需要学生具有充分的空问想象能　力和　辑思维能力才能把概念想明白。　讲解时不　仅需要教师保持思路的清晰，还需要学生々注丁思　考　为了更好地ｉＩ：学生理解该课程中有关于形位公　差的概念，本文设汁了以下两类教具。　１）圆柱度　圆柱度定义：公差带是半径差值为公差值ｔ的　两同轴圆柱面之间的区域。标注含义：被测网柱面　必须位于半径差为公差值ｔ（ｔ＝０．１）的两同轴嘲柱面　之问。如图５、　６所示为圆柱度的　维模型，模型　含义代表被测圆柱面必须位于两同轴圆柱而之间　．　一（ａ）剖面　焉（１　）俯讥　　５　同柱度定义干¨标注　（ａ）模型　图６　柱度模型　２）倾斜度　倾斜度定义：公差带是直径为公差值￡，且与　准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域。标注　义：　，Ｊ孔轴线必须位于直径公差值０．０５　１Ｔｉｍ，　且与Ａ基准平面成４５。，Ｈ平行于Ｂ基准平面的圆　柱面内　如Ｉ鬈１　７、　８所示为倾斜度的　维模型，　模　含义代表孑Ｌ轴线必须位于上述圆柱面内［１　。　７倾斜度定义和标注　罔８倾斜度模型　３．２　“机械制造装备”教学中的应用　在机械行业中最常接触到的就是刀具，那么对　刀具的基本Ｊ　解与认识就　得尤为重要。在课堂教　学ｌｌ｝１，将实体刀具带到课堂上讲解，特刖是一些偏　大的实体刀具存在一定的不便，一些用途特殊的刀　价格又偏贵，很难　现在实际课堂教学巾。而　３Ｄ打印的刀具模型具有轻便安全，以及价格便宜　的优势，存实际教学中很有用处，本文设计了如　９所示几种刀具　剐切　Ｊ刃　副后　・６８・　实验科学与技术　２０１７年１０月　．＿｜一ｌ　｝　１　Ｊ、　Ｉ　（ａ）连秆　ｆ　●■—■　一　（ｄ）铣刀模型　（ｂ）拼接　网ｌ０机构演示模型　在“机械原理”课程中．轮系的认识与设计　也很重要。轮系一共有３种类型，包括定轴轮系、　周转轮系和混合轮系。轮系中的行星齿轮很特殊，　行星齿轮除了能够绕着转动轴转动外，它自身的转　动轴能够随着行星架绕着其他齿轮的轴线转动。前　者的转动称为自转，后者的转动称为公转。整个系　统就像恒星系里的行星绕着恒星转动一样，因此得　名　。该种轮系如果只看静态图片，很难理解其　转动原理，本文设计的行星齿轮系模型（如图ｌ　Ｉ　所示）可以准确啮合，展示时一目了然。　（ｄ）化　钻　税型　冈９刀具模型　３．３　“机械原理”教学中的应用　在“机械原理”课程中，铰链机构的运动很　经典。曲柄摇杆机构的含义是其中一个连架杆整周　转动，一个连架杆摆动．同时连杆做平面运动；对　于双曲柄机构．两个连架杆做整周转动．连杆做平　面运动；对于双摇杆机构，两个连架杆都做摆动，　连杆做平面运动。改变构件的相对尺寸可以使得机　构在各种机构之间实现转化。　本文设计了一个常用机构演示教具模型（如　冈ｌ０所示），连杆的尺寸可以根据需要进行制作，　（ａ）模型　（ｂ）零什　网ｌｌ　行星齿轮机构演示模型　４结束语　在机械专业教学中存在着讲解闲难而实体教具　携带不便或昂贵的问题．该问题可以利用３Ｄ打印　技术解决。本文首先对３Ｄ打印技术做了综述，又　对桌面级３Ｄ打印机的组装和其相关软件的应用做　了介绍，创新性地提出了利用３Ｄ打印技术打印机　打印一个连杆仅需要２　ｍｉｎ．然而其演示效果却很　直观明了　通过组合，它不仅能够演示四杆机构，　可以通过拼接与拓展演示五杆、六杆等机构．以及　对心、偏心ｆＨ１柄滑块机构等　械专业教具模型的想法。通过探索与实践，成功将　该想法应用到“互换性与技术测量”“机械制造工　（下转第８ｌ页）　第１５卷第５期　赖锦辉：ＭＯＯＣ环境下程序设计基础混合教学模式研究　・８１・　学带来了新的模式，也给教师一成不变的教学内容　和教学方式带来了更专业更新的参考，教师应多看　多学，不断补充自己的专业知识，完善自己的教学　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｃａ—ｓｅｃｒｅｔａｒｉａｔ．ｂｅ／　ｉｆｌｅａｄｍｉｎ／ａｃａ　ｄｏｃｓ／ｉｍａｇｅｓ／ｍｅｍｂｅｒｓ／Ｒｏｌｆ．．—Ｈｅｆｔ－　ｍａｎｎ．ｐｄｆ，２０１４—０６—１０．　方式。也为学生提供了更加灵活多样化的学习　方式。　参考文献　［１］陈一明．基于ＣＣＡＩ的大学计算机公共课程混合学习　［６］ＩＣＥＦ　Ｍｏｎｉｔｏｒ．Ａｒｅ　ｗｅ　ｒｅａｌｌｙ　ｅｎｔｅｒ　ｉｎｔｏ　ｐｏｓｔ—Ｍｏｏｃ　ｅｒａ？　［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｍｏｎｉｔｏｒ．ｉｃｅｆ．ｃｏｒｎ／２０１３／１　１／ａｒｅ—ｗｅ—　ｌｒｅａｄｙ－ｅｎｔａｅｒｉｎｇ～ａ—ｐｏｓｔ—ｍｏｏｃ—ｅｒａ／．２０１４—０９一１０．　［７］Ｆｏｘ　Ａ．Ｆｒｏｍ　ＭＯＯＣｓ　ｔＯ　ＳＰＯＣｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆｔｈｅ　Ａｃｍ。２０１３，５６（１２）：３８—４０．　［８］方玲玲．０２０教学法在ＭＯＯＣ英语教学中的运用初探　模式研究［Ｊ］．价值工程，２０１２，３１（２９）：２２２－２２４．　［Ｊ］．海外英语，２０１６（８）：２３９－２４０．　［２］ＨＡＳＨＭＩ　Ａ　Ｈ．ＨａｒｖａｒｄＸ　ｓｅｔ　ｔｏ　ｌａｕｎｃｈ　ｓｅｃｏｎｄ　ＳＰＯＣ　［９］刘正辉，谢文玉，张冬梅，等．基于ＭＯＯＣ交互模式　［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｈａｒｖａｒｄｘ．ｈａｒｖａｒｄ．ｅｄｕ／ｌｉｎｋｓ／ｈａｒｖａｒｄｘ　的环境微生物课程教学改革探究［Ｊ］．教育观察月刊，　＿‘ｓｅｔ　－ｌａｕｎｃｋ，ｓｅｃｏｎｄ－ｓｐｏｃ　・ｈａｒｖａｒｄ＿。ｃｒｉｍｓｏｎ‘。ａｎｌｎａ’－ｈ－－　ｈａｓｈｍｉ—ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ一１６—２０１３．２０１４—０７—１０．　２０１６，５（９）：７３—７６．　［１Ｏ］李艳红，杨文正，柳立言．教育生态学视野下基于　［３］ＭＡＲＴＩＮ　Ｆ　Ｇ．Ｗｉｌｌ　ｍａｓｓｉｖｅ　ｏｐｅｎ　ｏｎｌｉｎｅ　ｃｏｕｒｓｅｓ　ｃｈａｎｇｅ　ｈｏｗ　ＭＯＯＣ的融合式教学模型构建［Ｊ］．中国电化教育，　ｗｅ　ｔｅａｃｈ？［Ｊ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃｅｒ，ｒ　２０１２，　０２１５（１２）：１０５—１１２．　５５（８）：２６—２８．　［１１］林达德．基于Ｂ一＋树ＤＢＭＳ系统的随机查找与顺序　［４］ＷＩＫＩＰＥＤＩＡ．Ｓｍａｌｌ　ｖａｔｅ　ｏｎｌｉｎｅ　ｃｏｕｒｓｅ［ＥＢ／ＯＬ］．　查找［Ｊ］．福建广播电视大学学报，２０１４（１）：２３－２８．　ｈｔｔｐ：Ｈｅｎ．ｗｉｋｉｏｐｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｓｍａｌｌ—ｐｄｖａｔｅ—ｏｎｌｉｎｅ—　［１２］时百胜．基于概念的折半查找算法［Ｊ］．计算机科学，　ＣＯＵｒｓｅ．２０１４—０７—１Ｏ．　［５］ＨＯＦＦＭＡＮＮ　Ｒ．ＭＯＯＣｓ—Ｂｅｓｔ　ｐｒａｃｔｉｃｅｓ　ａｎｄ　ｗｏｓｒｔ　２００９，３６（６）：２３５—２３８．　（上接第６８页）　［４］封会娟，闰旭，唐彦峰，等．３Ｄ打印技术综述［Ｊ］．　程原理”和“机械原理”３门课程之中，在实际　数字技术与应用，２０１４（９）：２０２—２０３．　教学过程中取得一定成果。　［５］曾光，韩志宇，梁书锦，等．金属零件３Ｄ打印技术　教师在使用３Ｄ打印制作的教具时，可以将原　的应用研究［Ｊ］，中国材料进展，２０１４（６）：３７６－３８２．　来抽象的概念具体化，以此帮助学生理解隐性知　［６］王萍．３Ｄ打印及其教育应用初探［Ｊ］．中国远程教育，　识，还能够通过实体模型快速准确地讲解零件结　２０１３（８）：８３—８７．　［７］李波，历史地图教学中的现代技术应用［Ｄ］．湖北：　构，以此拓展学生的感知能力，使得课堂更加生动　华中师范大学。２０１４．　形象。通过这种方式，学生的思路会变得更加清　［８］ＸＩ　Ｌｉｈｕａ，ＬＩＵ　Ｓｈｅｎｇｍｉｎ，ＨＵＡＮＧ　Ｈｅｗｅｉ．Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　晰，学生的积极性也会得到提升。课堂的活跃能够　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　ｅｘｐｅｒｉ－　充分改善教师教学效果，反过来又促进学生的学习　ｍｅｎｔａｌ　ｔｒａｉｎｉｎｇ［Ｃ］／／２０１４　Ｉｔｎｅｎｒａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｓｏ．　效率。这种新兴教学技术的应用还需要我们继续探　ｃｉｌａ，Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｍａｃａｏ：　索，新的创新设计等待我们继续去挖掘。　［８．ｎ．］，２０１４：４３８—４４２．　［９］天公社．台湾数学老师３Ｄ打印教具：既省钱效果又　参考文献　好［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１５—７—１２）．ｈｔｔｐ：／／ｍａｋｅｒ８．ｃｏｒｎ／　ａｒｔｉｃｌｅ一４０２６－１．ｈｔｍｌ　［１］李小丽，马剑雄，李萍，等．３Ｄ打印技术及应用趋势　［１Ｏ］李青，王青．３Ｄ打印：一种新兴的学习技术［Ｊ］．远　［Ｊ］．自动化仪表，２０１４（１）：１－５．　程教育杂志，２０１３（４）：２９－３５．　［２］杨高云．小学“３Ｄ打印教育”课堂教学设计研究　［１１］周玉凤．互换性与测量技术［Ｍ］．北京：清华大学出　［Ｄ］．上海：上海师范大学，２０１４．　版社，２０ｏ８：４８—５３　［３］王忠宏．中国３Ｄ打印产业的现状及发展思路［Ｊ］．　［１２］于靖军．机械原理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，　经济纵横，２０１３（１）：９ｏ一９３．　２０１３：２７ｌ一２７７．