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節。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打印），一種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、工業設計、建筑、施工、汽車、航空航天、醫療、地理信息系統、土木工程等等各個領域，未來的發展可謂翻天覆地，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，將學生的構思轉變為他們可以捧在手中的真實立體色彩模型，從而獲得深刻感知體驗，令教學更生動，學習更高效；并且提高學生的創作力與想象力、培育學生的創新素養與實踐素養，履行 “大眾創新、萬眾創新”這一重要行動指南。同時培育了3D打印技術人才，發展了3D打印技術產業，提升了我國工業領域的產品研發水平，更促進了學生就業、創業的夯實能力。

二、3D打印技術于各學科的創新應用

不斷摸索創新的教學機制體系，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和未來的職業發展產生深遠影響。只要學生善于開發頭腦風暴，把概念轉化為三維數據模型，均可通過3D打印機創造出立體模型，縮短了創意與成品之間的距離。

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

（二）建筑專業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作，優化角色缺陷，注入情感，根據實物進行優化以及結構的分析檢測。

（四）平面設計專業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。發揮主觀能動性，找尋作品的問題與不足，激發學生研究熱情。

（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，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，而且可以培養學生團結協作的執行力。

四、結束語

由此，3D打印技術正為教育行業打開一扇新的窗口，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、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，大連工業大學藝術與信息工程學院環境藝術設計系助教，碩士研究生。