3D打印技術對于藝術設計教學過程的應用與探索研究

羅 瑩

(湖北經濟學院，湖北 武漢430205)

0 引言

隨著3D打印技術的普及，越來越多的人接觸并且意識到其重要性和方便性，各個領域都或多或少有所涉及，同樣也引起了教育界的關注。藝術設計作為一門實操性高的課程，需要在理論教學中穿插具體的實踐活動，傳統的藝術設計教學僅僅包含理論的講解，過理論化的教學方式難以讓學生將設計內容轉換成具體的物品，更難以實現對理論知識的深入挖掘與理解。將3D打印技術與計算機編程相結合，能夠實現理論與實踐的轉化，提高學生的動手能力與思考能力，從而提升人才培養的質量。那么，究竟如何將3D技術引入到藝術設計過程中去呢？

1 3 D打印技術簡介

1.1 什么是3D打印技術

3D打印技術屬于快速成型技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用可黏合材料，通過逐層打印的方式構造物體。3D打印技術通常適用數字技術材料打印機來實現，可以運用于模具制造、珠寶設計、工業設計等多個領域，在一些高校中也配備有3D打印設備，用以實踐教學活動中。普通的打印機通過墨粉和紙張進行打印，而3D打印機首先通過計算機軟件對打印的內容進行建模，即“畫圖紙”，其次通過不同的打印材料的選擇，如金屬、陶瓷等，用電腦對材料進行控制和疊加，最終實現立體化的打印效果，打印出來的效果與建模的內容完全一致。與實際的模型制作過程相比，3D打印技術通過計算機進行控制，不需要人為地適用工具進行制作和修改，且在精度上大大提高，時間花費大大減少。

1.2 3D打印技術的發展前景

在傳統的制造業中需要利用毛坯進行鍛造，而毛坯的鍛造和鑄造需要花費一定的制作周期，其因為一定的損耗和精確度問題存在材料利用率低的問題，受到刀具和模具的限制，加工成本很高。而3D打印技術因其簡便性、易用性能夠突破傳統加工方法的缺陷，通過計算機對加工過程進行控制的精確度要遠遠高于人工，且不需要制造額外的模具，節省了時間成本和經濟成本，極大地提高了社會的生產效率，從而能夠應用到公路運輸、航空航天、醫療等行業。

2 藝術設計教學的特點與現階段存在的問題

2.1 藝術設計教學的特點

藝術設計是一門綜合性的、多學科交叉、實踐性較強的學科，是根據人的需要，在滿足基本功能的基礎上對美學、實用性和創新性的統一，不同類型的行業雖然設計的內容并不完全相同，但都要求設計者對技術、藝術、人文等方面有一定的了解，能夠捕捉到新的風尚和潮流，將多種元素統一并進行融合形成統一的整體。藝術設計是人們生活必不可少的一部分，人們對藝術設計的看重，從側面反映了經濟的富足，能夠超越滿足基本需求和功能的需求，滿足自身發展的需求，因此不同國家的藝術設計方面的競爭，是人文方面的體現，更是一個國家文化發展、經濟發展的高度體現。

2.2 藝術設計教學現階段存在的問題

國內藝術設計教學領域相對起步較晚，教學經驗和師資力量的培養相對欠缺，招生制度和培養機制的缺陷在一定程度上放大了人才培養的難度。而對人才培養的質量來說，現階段的部分藝術設計高校重視理論而輕實踐，使得培養的學生雖然具有一定的理論知識，但不能很好地進行理論向實踐的活動，從而造成學生在工作時難以快速上手或者是設計作品參差不齊。而且部分學生由于自身的文化素質有所欠缺，也在一定程度上制約了學習的效果和自身發展的可能性。

3 結合3D打印技術的藝術教學策略

3.1 通過3D打印技術進行教學引入與教學實證

在引入新課程教學的時候，教師可以利用3D打印技術對教學的內容進行呈現，讓學生對自己即將學習的知識和能力有一定的了解，在對自己能夠達到的預期有明確的了解，并能夠增強學生的目標感和成就感，而且通過新興技術的引入，能夠滿足學生的好奇心，從而調動學生學習的積極性和主動性。在學習的過程中，當學生需要對自己的學習成果和創新實踐進行檢驗的時候，可以通過3D打印技術對模型進行打印從而進行實證，然后發現自己存在的問題與不足之處。3D打印技術僅僅需要設備與一定的編程和操作知識，不需要使用刀具和模具進行澆筑、雕刻等危險活動，可以有效規避可能造成的人員損傷。

3.2 結合理論知識與實踐活動培養學生創造力與實踐能力

在傳統的藝術設計課堂上，學生由于材料、設備等方面的限制，設計的作品往往都只能體現在紙面上，無法將知識和實踐聯系起來，如果學生不能得到足夠的實踐，會在一定程度上影響學生的總體學習效果，降低學生的創造力。在藝術設計教學的過程中，教師不能僅僅停留在理論表面、紙上談兵，而是應當讓學生自行進行操作，在動手的過程中對知識融會貫通，并且結合時代發展的潮流和趨勢加以創新。同時，教師在學生進行實踐時可以適當進行點撥，讓學生明確設計的方向和思路，避免產生較大的失誤的同時減少因為不必要的錯誤而導致的材料損耗，同時拓寬學生的思維。

同時，教師也可以在學生群體當中積極組織相應的競賽活動，或者引導學生積極參與項目制作與各類比賽，在學生能夠靈活運用學習到的理論知識進行思考的同時對薄弱或者尚未涉及的專業知識進行補充。加上競技和團隊中相互學習、相互合作的氛圍，能夠讓學生的精神狀態更加興奮和具有激情，競賽本身就是一種思維交流和碰撞的過程，適當的勝負欲能夠促進學生的創新，達到意想不到的效果。

3.3 健全3D打印技術的使用和考核機制

雖然3D打印技術具有易用性和高精度的特點，但相應的設備成本和材料成本也比較高，若在教學實踐的過程中沒有對使用和考核進行一定的規定，一些微小的誤差和瑕疵就會導致一次3D打印的完全失敗，從而造成完全可以避免的材料和能源浪費。因此，若將3D打印技術引入實際的教學活動中，教師需要對實踐活動中3D打印技術的使用要求進行一定的規定，例如可以讓學生根據自身的需要編寫詳細的申請使用說明書，并且對產品的參數、細節、編碼的過程等進行講解，在得到教師的批準后，方可進行相應的實踐活動。同時教師也可以對學生使用3D打印技術的成果進行一定的考核，要求學生能夠基本完成3D打印的整個過程，并且通過整個實踐過程獲得直觀、可行的成果，以此對學生的使用資質進行評定，在學生沒有達到資質時，教師可以拒絕或延期學生的試用申請。

4 結語

隨著信息技術的發展，3D打印技術將越來越多地進入人們的生活，時代的發展要求教育主動積極地適應新技術的出現和革新，在藝術設計的教學過程中，教師可以適當地利用3D打印技術成像快、易用性高的特點進行輔助教學，有助于學生形成直觀的理解，將知識與理論靈活結合，但同時因為3D打印技術的成本和操作問題，對學生的資質要求也需要進行一定的考核，從而避免額外的資源浪費。