3D打印技術(shù)對(duì)于藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程的應(yīng)用與探索研究

羅 瑩

(湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖北 武漢430205)

0 引言

隨著3D打印技術(shù)的普及，越來(lái)越多的人接觸并且意識(shí)到其重要性和方便性，各個(gè)領(lǐng)域都或多或少有所涉及，同樣也引起了教育界的關(guān)注。藝術(shù)設(shè)計(jì)作為一門實(shí)操性高的課程，需要在理論教學(xué)中穿插具體的實(shí)踐活動(dòng)，傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)僅僅包含理論的講解，過(guò)理論化的教學(xué)方式難以讓學(xué)生將設(shè)計(jì)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成具體的物品，更難以實(shí)現(xiàn)對(duì)理論知識(shí)的深入挖掘與理解。將3D打印技術(shù)與計(jì)算機(jī)編程相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)理論與實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的動(dòng)手能力與思考能力，從而提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。那么，究竟如何將3D技術(shù)引入到藝術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中去呢？

1 3 D打印技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 什么是3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)屬于快速成型技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用可黏合材料，通過(guò)逐層打印的方式構(gòu)造物體。3D打印技術(shù)通常適用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以運(yùn)用于模具制造、珠寶設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，在一些高校中也配備有3D打印設(shè)備，用以實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中。普通的打印機(jī)通過(guò)墨粉和紙張進(jìn)行打印，而3D打印機(jī)首先通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)打印的內(nèi)容進(jìn)行建模，即“畫(huà)圖紙”，其次通過(guò)不同的打印材料的選擇，如金屬、陶瓷等，用電腦對(duì)材料進(jìn)行控制和疊加，最終實(shí)現(xiàn)立體化的打印效果，打印出來(lái)的效果與建模的內(nèi)容完全一致。與實(shí)際的模型制作過(guò)程相比，3D打印技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，不需要人為地適用工具進(jìn)行制作和修改，且在精度上大大提高，時(shí)間花費(fèi)大大減少。

1.2 3D打印技術(shù)的發(fā)展前景

在傳統(tǒng)的制造業(yè)中需要利用毛坯進(jìn)行鍛造，而毛坯的鍛造和鑄造需要花費(fèi)一定的制作周期，其因?yàn)橐欢ǖ膿p耗和精確度問(wèn)題存在材料利用率低的問(wèn)題，受到刀具和模具的限制，加工成本很高。而3D打印技術(shù)因其簡(jiǎn)便性、易用性能夠突破傳統(tǒng)加工方法的缺陷，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制的精確度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工，且不需要制造額外的模具，節(jié)省了時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，極大地提高了社會(huì)的生產(chǎn)效率，從而能夠應(yīng)用到公路運(yùn)輸、航空航天、醫(yī)療等行業(yè)。

2 藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)與現(xiàn)階段存在的問(wèn)題

2.1 藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)

藝術(shù)設(shè)計(jì)是一門綜合性的、多學(xué)科交叉、實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，是根據(jù)人的需要，在滿足基本功能的基礎(chǔ)上對(duì)美學(xué)、實(shí)用性和創(chuàng)新性的統(tǒng)一，不同類型的行業(yè)雖然設(shè)計(jì)的內(nèi)容并不完全相同，但都要求設(shè)計(jì)者對(duì)技術(shù)、藝術(shù)、人文等方面有一定的了解，能夠捕捉到新的風(fēng)尚和潮流，將多種元素統(tǒng)一并進(jìn)行融合形成統(tǒng)一的整體。藝術(shù)設(shè)計(jì)是人們生活必不可少的一部分，人們對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)的看重，從側(cè)面反映了經(jīng)濟(jì)的富足，能夠超越滿足基本需求和功能的需求，滿足自身發(fā)展的需求，因此不同國(guó)家的藝術(shù)設(shè)計(jì)方面的競(jìng)爭(zhēng)，是人文方面的體現(xiàn)，更是一個(gè)國(guó)家文化發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高度體現(xiàn)。

2.2 藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)階段存在的問(wèn)題

國(guó)內(nèi)藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)領(lǐng)域相對(duì)起步較晚，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和師資力量的培養(yǎng)相對(duì)欠缺，招生制度和培養(yǎng)機(jī)制的缺陷在一定程度上放大了人才培養(yǎng)的難度。而對(duì)人才培養(yǎng)的質(zhì)量來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段的部分藝術(shù)設(shè)計(jì)高校重視理論而輕實(shí)踐，使得培養(yǎng)的學(xué)生雖然具有一定的理論知識(shí)，但不能很好地進(jìn)行理論向?qū)嵺`的活動(dòng)，從而造成學(xué)生在工作時(shí)難以快速上手或者是設(shè)計(jì)作品參差不齊。而且部分學(xué)生由于自身的文化素質(zhì)有所欠缺，也在一定程度上制約了學(xué)習(xí)的效果和自身發(fā)展的可能性。

3 結(jié)合3D打印技術(shù)的藝術(shù)教學(xué)策略

3.1 通過(guò)3D打印技術(shù)進(jìn)行教學(xué)引入與教學(xué)實(shí)證

在引入新課程教學(xué)的時(shí)候，教師可以利用3D打印技術(shù)對(duì)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行呈現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)自己即將學(xué)習(xí)的知識(shí)和能力有一定的了解，在對(duì)自己能夠達(dá)到的預(yù)期有明確的了解，并能夠增強(qiáng)學(xué)生的目標(biāo)感和成就感，而且通過(guò)新興技術(shù)的引入，能夠滿足學(xué)生的好奇心，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生需要對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果和創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)候，可以通過(guò)3D打印技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行打印從而進(jìn)行實(shí)證，然后發(fā)現(xiàn)自己存在的問(wèn)題與不足之處。3D打印技術(shù)僅僅需要設(shè)備與一定的編程和操作知識(shí)，不需要使用刀具和模具進(jìn)行澆筑、雕刻等危險(xiǎn)活動(dòng)，可以有效規(guī)避可能造成的人員損傷。

3.2 結(jié)合理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力與實(shí)踐能力

在傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)課堂上，學(xué)生由于材料、設(shè)備等方面的限制，設(shè)計(jì)的作品往往都只能體現(xiàn)在紙面上，無(wú)法將知識(shí)和實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，如果學(xué)生不能得到足夠的實(shí)踐，會(huì)在一定程度上影響學(xué)生的總體學(xué)習(xí)效果，降低學(xué)生的創(chuàng)造力。在藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的過(guò)程中，教師不能僅僅停留在理論表面、紙上談兵，而是應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生自行進(jìn)行操作，在動(dòng)手的過(guò)程中對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通，并且結(jié)合時(shí)代發(fā)展的潮流和趨勢(shì)加以創(chuàng)新。同時(shí)，教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐時(shí)可以適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)撥，讓學(xué)生明確設(shè)計(jì)的方向和思路，避免產(chǎn)生較大的失誤的同時(shí)減少因?yàn)椴槐匾腻e(cuò)誤而導(dǎo)致的材料損耗，同時(shí)拓寬學(xué)生的思維。

同時(shí)，教師也可以在學(xué)生群體當(dāng)中積極組織相應(yīng)的競(jìng)賽活動(dòng)，或者引導(dǎo)學(xué)生積極參與項(xiàng)目制作與各類比賽，在學(xué)生能夠靈活運(yùn)用學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)進(jìn)行思考的同時(shí)對(duì)薄弱或者尚未涉及的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。加上競(jìng)技和團(tuán)隊(duì)中相互學(xué)習(xí)、相互合作的氛圍，能夠讓學(xué)生的精神狀態(tài)更加興奮和具有激情，競(jìng)賽本身就是一種思維交流和碰撞的過(guò)程，適當(dāng)?shù)膭儇?fù)欲能夠促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新，達(dá)到意想不到的效果。

3.3 健全3D打印技術(shù)的使用和考核機(jī)制

雖然3D打印技術(shù)具有易用性和高精度的特點(diǎn)，但相應(yīng)的設(shè)備成本和材料成本也比較高，若在教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中沒(méi)有對(duì)使用和考核進(jìn)行一定的規(guī)定，一些微小的誤差和瑕疵就會(huì)導(dǎo)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(fèi)。因此，若將3D打印技術(shù)引入實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，教師需要對(duì)實(shí)踐活動(dòng)中3D打印技術(shù)的使用要求進(jìn)行一定的規(guī)定，例如可以讓學(xué)生根據(jù)自身的需要編寫(xiě)詳細(xì)的申請(qǐng)使用說(shuō)明書(shū)，并且對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)、細(xì)節(jié)、編碼的過(guò)程等進(jìn)行講解，在得到教師的批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)。同時(shí)教師也可以對(duì)學(xué)生使用3D打印技術(shù)的成果進(jìn)行一定的考核，要求學(xué)生能夠基本完成3D打印的整個(gè)過(guò)程，并且通過(guò)整個(gè)實(shí)踐過(guò)程獲得直觀、可行的成果，以此對(duì)學(xué)生的使用資質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，在學(xué)生沒(méi)有達(dá)到資質(zhì)時(shí)，教師可以拒絕或延期學(xué)生的試用申請(qǐng)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)將越來(lái)越多地進(jìn)入人們的生活，時(shí)代的發(fā)展要求教育主動(dòng)積極地適應(yīng)新技術(shù)的出現(xiàn)和革新，在藝術(shù)設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程中，教師可以適當(dāng)?shù)乩?D打印技術(shù)成像快、易用性高的特點(diǎn)進(jìn)行輔助教學(xué)，有助于學(xué)生形成直觀的理解，將知識(shí)與理論靈活結(jié)合，但同時(shí)因?yàn)?D打印技術(shù)的成本和操作問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的資質(zhì)要求也需要進(jìn)行一定的考核，從而避免額外的資源浪費(fèi)。