探究高等藝術院校關于三維打印技術的教學應用

摘要：三維打印技術在教育領域備受矚目，并日益滲透到教育教學的多個環(huán)節(jié)。因桌面型三維打印機具備小型化、快速成型化與之簡單操控性，大大輔助提高了教學能力，在教育理論與教學實踐相互結合中起到推波助瀾的作用。對于培養(yǎng)藝術類高校生可以起到更加直觀化的教授，取締了傳統的手工制作方式或僅停留于虛擬的三維物體創(chuàng)想之中。本研究以高等藝術院校三維打印技術教學應用為研究主題，將研究重點放在教學創(chuàng)新與實踐應用上。

關健詞：3D打印技術；高等教育；實踐應用

三維打印技術（又稱3D打?。环N新興的快速成形技術，通過逐層打印或粉末熔鑄的方式來構造物體的技術，這種技術常被用于制造模型，現廣泛應用于珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、施工、汽車、航空航天、醫(yī)療、地理信息系統、土木工程等等各個領域，未來的發(fā)展可謂翻天覆地，相比于傳統制造技術具有革命性突破。

一、3D打印技術教學應用前瞻

21世紀前，一度以同時滿足“按需定制、低耗節(jié)能、快速成型”的模型被認為是遙不可及的幻象。設計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體做成立體模型十分不易，可以用費時費力費錢來形容，并沒有即想即得的真實考量感。3D打印機的出現，使平面變成立體的過程簡化良多，設計師的任何作品再創(chuàng)作再翻新均可在幾小時后或一夜之間被賦予新的生命--打印出新。此番“革命”對于“草根”設計師而言收益頗豐。尤其應用于廣大師生的學術交流反饋之時，起到不容小覷的效果。

在教育領域，將3D打印技術納入相關學科建設體系，讓抽象概念帶入現實世界，將學生的構思轉變?yōu)樗麄兛梢耘踉谑种械恼鎸嵙Ⅲw色彩模型，從而獲得深刻感知體驗，令教學更生動，學習更高效；并且提高學生的創(chuàng)作力與想象力、培育學生的創(chuàng)新素養(yǎng)與實踐素養(yǎng)，履行 “大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)新”這一重要行動指南。同時培育了3D打印技術人才，發(fā)展了3D打印技術產業(yè)，提升了我國工業(yè)領域的產品研發(fā)水平，更促進了學生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)的夯實能力。

二、3D打印技術于各學科的創(chuàng)新應用

不斷摸索創(chuàng)新的教學機制體系，把3D打印系統與學科建設相整合。進一步開展從設計到生產、展示并參與的機會探索。教師不僅可以享受到這種最新潮技術輔助教學帶來便利性和各種創(chuàng)新性用法，還可以以此作為促進學生提高設計技能的助動力，更會對他們的技術素養(yǎng)和未來的職業(yè)發(fā)展產生深遠影響。只要學生善于開發(fā)頭腦風暴，把概念轉化為三維數據模型，均可通過3D打印機創(chuàng)造出立體模型，縮短了創(chuàng)意與成品之間的距離。

（一）工業(yè)設計專業(yè)的學生可以通過3D打印技術創(chuàng)新產品，并進行學術研究與初步探索。3D打印機可以創(chuàng)建任何復雜的模型，這些模型均可進行噴涂打磨處理做為工業(yè)模型使用。

（二）建筑專業(yè)的學生可以使用它高效便捷的打印出定稿方案--建筑實體模型。并分批打印，組裝成微縮3D模型，進行力學實驗等綜合性應用。由此可以實際探測考量，不再是紙上談兵。

（三）動畫專業(yè)的學生通過3D打印技術支持完成動畫角色的三維立體的活靈活現創(chuàng)作，優(yōu)化角色缺陷，注入情感，根據實物進行優(yōu)化以及結構的分析檢測。

（四）平面設計專業(yè)的學生可以用它來制作藝術品以及最基本的模型展示。

（五）美術專業(yè)的學生用以打印美術模型，并從人們的評論反饋中不斷提高自己的設計欣賞水平。

三、3D打印課堂設計應用實踐

（一）用于定制可視化教具

回顧原有教學場景，教師多使用語言結合圖片的形式傳授知識，往往缺乏直觀立體的視覺刺激，可記憶性不強。姑且使用立體道具也是甚至又少，再或無法定制。3D打印的出現，可以說是傳統多媒體教學的延伸，教師可以根據教學實際需要自行開發(fā)道具，展示講解。充分提高教學能力實現高效率教學。

（二）作為認知工具快速創(chuàng)建實體模型

3D打印可以作為學生理解重要概念與自行研究學習的輸出工具，實現自我創(chuàng)意和技術方案的快速驗證，提升認知力。學生可以通過觀察、觸摸、組裝等切實經驗針對自己的作品進行隨時調整與修正。發(fā)揮主觀能動性，找尋作品的問題與不足，激發(fā)學生研究熱情。

（三）作為課堂交互和協作學習工具

3D打印是一種數字制造技術，同時可以和互聯網緊密聯系，為課堂交互和協同學習提供了可能，使得課堂上的教學互動僅受教師和學生的想象力限制。例如，在工業(yè)設計的課堂上，教師可以使用3D打印機制作零件的某個部分，并提出制作過程中出現的一系列問題，要求學生以組為單位，從網絡下載該零件的原始狀態(tài)，共同研究分析修復并重新設計更為實用的零件，打印并提供實踐數據，在課堂上就可以討論師生設計作品的結果對比。此種交互式設計方式不僅有趣，而且可以培養(yǎng)學生團結協作的執(zhí)行力。

四、結束語

由此，3D打印技術正為教育行業(yè)打開一扇新的窗口，成為21世紀科技瑤瑤領先的重要人才培養(yǎng)計劃。與時俱進，學以致用。未來是學生的，愿教育先行者培育出更多、更優(yōu)、更強的接班人。

參考文獻：

[1]楊偉群.3D設計與3D打印[M].北京：清華大學版社，2015（25）.

作者簡介：張小詩（1989-），女，遼寧大連人，大連工業(yè)大學藝術與信息工程學院環(huán)境藝術設計系助教，碩士研究生。