關(guān)于將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革探討

陳 思

（赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

0 引言

在十三五規(guī)劃中，我國(guó)政府提出要大力發(fā)展制造業(yè)，促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)基礎(chǔ)能力和創(chuàng)新能力的提升，帶動(dòng)國(guó)家總體競(jìng)爭(zhēng)力的提升。與此同時(shí)，規(guī)劃還明確要以提高效率和產(chǎn)業(yè)升級(jí)為導(dǎo)向，大力發(fā)展工業(yè)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)意等產(chǎn)業(yè)，這在很大程度上為創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展、工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展及科技文化融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展等提供了支撐。在這種背景下，高校設(shè)計(jì)類課程得到了重視，教師也應(yīng)當(dāng)緊跟國(guó)家形勢(shì)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整和改革，更好地提升學(xué)生的設(shè)計(jì)素養(yǎng)。產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程是與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等行業(yè)發(fā)展有關(guān)的課程，在該課程教學(xué)中對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新顯得十分必要，通過(guò)引入3D打印技術(shù)，能夠拓展學(xué)生的思維空間，并培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)操能力，使學(xué)生在未來(lái)更好地適應(yīng)崗位發(fā)展，因此教師應(yīng)當(dāng)對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行有效運(yùn)用。

1 3D打印技術(shù)的內(nèi)涵及意義

1.1 3D打印技術(shù)的內(nèi)涵

3D打印技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種，又可以將其叫做增材制造技術(shù)，其將數(shù)字模型文件作為基礎(chǔ)，采用粉末狀金屬或者塑料等粘合材料，運(yùn)用逐層打印的方式對(duì)物體進(jìn)行構(gòu)造的技術(shù)。一般情況下，3D打印是借助數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)實(shí)現(xiàn)的，在工業(yè)設(shè)計(jì)、模具制造等領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用，后來(lái)被用于產(chǎn)品的直接制造中，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)有在該技術(shù)基礎(chǔ)上打印而成的零部件?？傮w來(lái)看，現(xiàn)有狀況下3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)、鞋類設(shè)計(jì)、珠寶設(shè)計(jì)、航空航天、建筑工程、土木工程等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都得到了運(yùn)用。

根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，最初3D打印技術(shù)是在20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的，其是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。與普通打印工作的原理一致，在打印機(jī)中裝置粉末或者液體等材料，然后將打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)將打印材料疊加起來(lái)，并將計(jì)算機(jī)中的藍(lán)圖打印為實(shí)物。

1.2 將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程的重要意義

（1）能夠提升產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)的效果。產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程對(duì)學(xué)生提出了較高的操作性要求，學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)對(duì)外觀設(shè)計(jì)進(jìn)行操作，而且還要掌握豐富的理論基礎(chǔ)，但實(shí)踐中因?yàn)樵撻T課程內(nèi)容多、且知識(shí)點(diǎn)零碎，所以很多學(xué)生對(duì)其學(xué)習(xí)的熱情不高，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。而通過(guò)將3D打印技術(shù)融入進(jìn)來(lái)，借助先進(jìn)的直觀性、立體化技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)，則能夠?qū)υ械慕虒W(xué)局面進(jìn)行改革，學(xué)生可以主動(dòng)參與到3D打印的分析和研究中，并對(duì)教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)，這就能夠使教學(xué)效果更為理想。

（2）能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度。將3D打印技術(shù)與產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程相結(jié)合，不僅能夠促進(jìn)學(xué)生更好地對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行了解和學(xué)習(xí)，而且還能夠滿足學(xué)生制造模型的需要，使之深入對(duì)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)的理念和精髓進(jìn)行理解，這就能夠幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)的方向和目的，在未來(lái)的學(xué)習(xí)中更具有重點(diǎn)，并不斷提升學(xué)習(xí)的深度。

（3）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進(jìn)創(chuàng)造性人才培養(yǎng)。產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程是模具專業(yè)和機(jī)械專業(yè)的重要課程，其不僅專業(yè)性和實(shí)踐性強(qiáng)，而且面向?qū)嶋H應(yīng)用，在教學(xué)中發(fā)揮著十分重要的作用。在該門課程教學(xué)中采用理論加實(shí)踐的一體化教學(xué)模式，讓學(xué)生在逼真的工作場(chǎng)景和氛圍中開展綜合性訓(xùn)練學(xué)習(xí)，并通過(guò)多次設(shè)計(jì)改進(jìn)、思考探究等，能夠促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的提升，使之在實(shí)踐鍛煉中持續(xù)提升自身的綜合素質(zhì)，這不管是對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)展而言，還是對(duì)于課程教學(xué)的創(chuàng)新性開展而言都是有利的。此外，學(xué)生在對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中，還能夠?qū)局R(shí)與實(shí)踐技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)尋找該技術(shù)運(yùn)用中存在的問(wèn)題，從而更好地提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2 將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中面臨的問(wèn)題

雖然將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，具有較大的現(xiàn)實(shí)性意義，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)水平和創(chuàng)新力的提升都十分具有作用，但是實(shí)踐中依然有很多教師沒(méi)有認(rèn)識(shí)到其重要作用，在教學(xué)改革中對(duì)3D打印技術(shù)的運(yùn)用還存在很多問(wèn)題。

2.1 不重視3D打印技術(shù)的運(yùn)用

因?yàn)槭艿絺鹘y(tǒng)思想觀念的影響，很多教師往往認(rèn)為產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，與3D打印技術(shù)之間并沒(méi)有十分緊密的聯(lián)系，所以在教學(xué)中不能對(duì)該技術(shù)進(jìn)行有效運(yùn)用，導(dǎo)致其難以發(fā)揮出指導(dǎo)教學(xué)改革的作用。還有一些教師因?yàn)閷?duì)3D打印技術(shù)的了解不夠深入，所以在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)中不能對(duì)其進(jìn)行有效運(yùn)用，也影響到了課程教學(xué)改革的效果?？梢哉f(shuō)，不管是在哪一門課程教學(xué)改革中，思想觀念都發(fā)揮的是基礎(chǔ)性作用，只有教師從思想上認(rèn)識(shí)到課程教學(xué)改革的重要作用，并主動(dòng)對(duì)新技術(shù)、新手段等進(jìn)行運(yùn)用，才能夠提升改革的成效。

2.2 課程教學(xué)改革缺乏明確的體系和規(guī)范

將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，并推動(dòng)該門課程教學(xué)改革，需要學(xué)校提前制定完善的體系和規(guī)范，以良好的制度體系對(duì)改革過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，確保教學(xué)改革不偏離主題。尤其是對(duì)于產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)這種專業(yè)性課程而言，要想將3D打印技術(shù)融入其中，往往面對(duì)著融入方法的設(shè)計(jì)、融入流程的設(shè)定以及教學(xué)模式的選擇等多方面內(nèi)容，所以更需要構(gòu)建完善的體系和規(guī)范。但實(shí)踐中，很多院校都僅僅是對(duì)教學(xué)改革進(jìn)行了重視，也采取了一些活動(dòng)，但并沒(méi)有構(gòu)建完善的體系和規(guī)范，導(dǎo)致教學(xué)改革失去了方向和路線，很容易出現(xiàn)改革偏離主題的情況。此外，將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，并推動(dòng)教學(xué)改革，是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的工作，涉及教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)模式的改革以及反饋體系改革等多方面內(nèi)容，需要全員參與，只有各相關(guān)人員加強(qiáng)配合，才能提升改革成效。但是實(shí)踐中很多院校教師都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，僅僅認(rèn)為教學(xué)改革是產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)教師的事情，與自身無(wú)關(guān)，不能有效配合，也影響了改革效果。

2.3 沒(méi)有構(gòu)建完善的反饋體系

將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中，還需要構(gòu)建完善的反饋體系，以良好的反饋體系提升教學(xué)的實(shí)效性。從本質(zhì)來(lái)看，構(gòu)建反饋體系的主要目的在于對(duì)教學(xué)改革的情況進(jìn)行分析和研究，了解教學(xué)改革的實(shí)際成效，并通過(guò)反饋和分析對(duì)教學(xué)改革中遇到的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，在后續(xù)教學(xué)改革中更好地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行規(guī)避。對(duì)于產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程而言，對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，并構(gòu)建反饋體系，能夠及時(shí)對(duì)該技術(shù)的引入情況進(jìn)行分析，總結(jié)學(xué)生對(duì)該技術(shù)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，并明確后續(xù)對(duì)該技術(shù)運(yùn)用的方向。

3 將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的措施

3.1 更新思想觀念，重視3D打印技術(shù)的運(yùn)用

為了更好地對(duì)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)行改革，促進(jìn)3D打印技術(shù)的運(yùn)用，教師應(yīng)當(dāng)從思想上對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行了解，明確其在課程教學(xué)改革中所發(fā)揮的作用，并主動(dòng)在教學(xué)中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。一方面，院校領(lǐng)導(dǎo)要鼓勵(lì)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教師對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)多種途徑對(duì)其進(jìn)行了解，另一方面還要在院系中構(gòu)建3D打印技術(shù)有關(guān)的學(xué)習(xí)體系，并為教師提供相關(guān)資料，鼓勵(lì)教師每日按照規(guī)定對(duì)該技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。此外，還要引導(dǎo)教師思考3D打印技術(shù)與產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革之間的關(guān)系，分析現(xiàn)有狀況下產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)面臨的問(wèn)題，只有教師認(rèn)識(shí)到教學(xué)中的問(wèn)題，并對(duì)3D打印技術(shù)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，才能夠更好地將該技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)改革中。

3.2 構(gòu)建明確的規(guī)范和體系

要想使3D打印技術(shù)更好地發(fā)揮出提升教學(xué)效果、增強(qiáng)教學(xué)實(shí)效性的作用，就需要構(gòu)建教學(xué)改革的規(guī)范和體系，從體系中明確規(guī)定3D打印技術(shù)的融入路徑、方法、目標(biāo)等。首先，院校要針對(duì)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革制定大的規(guī)范。要在規(guī)范中明確說(shuō)明產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革思路、整體目標(biāo)，然后制定3D打印技術(shù)融入課程的實(shí)施路徑。其次，院系教師要在大規(guī)范的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況制定3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中的小目標(biāo)和細(xì)化思路。例如，根據(jù)教學(xué)的不同階段制定3D打印技術(shù)融入課程教學(xué)的階段性目標(biāo)，然后根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)需求等制定3D打印技術(shù)融入課程教學(xué)的思路，在實(shí)際教學(xué)中依據(jù)這些思路和方向開展活動(dòng)，確保整體教學(xué)過(guò)程是合理的。最后，構(gòu)建監(jiān)督體系。監(jiān)督體系是確保教學(xué)改革活動(dòng)得到有效落實(shí)的保障，在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程實(shí)際教學(xué)改革中，學(xué)校應(yīng)當(dāng)構(gòu)建監(jiān)督體系，定期對(duì)教師開展教學(xué)改革的情況進(jìn)行分析，明確各位教師是否嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行改革，有無(wú)存在差錯(cuò)或者敷衍的現(xiàn)象，并及時(shí)對(duì)改革過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。

3.3 重視教學(xué)反饋工作

這里所說(shuō)的教學(xué)反饋工作，不僅僅指要從學(xué)校層面進(jìn)行反饋和分析，同時(shí)也指要從教師和班級(jí)層面進(jìn)行反饋與反思。由于將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作，不僅與學(xué)校人才培養(yǎng)的效果存在密切關(guān)系，而且與班級(jí)教師的教學(xué)成效緊密相關(guān)，所以要從兩個(gè)層面都構(gòu)建反饋體系。一方面，學(xué)校通過(guò)對(duì)教學(xué)改革的大情況進(jìn)行反饋，可以了解教學(xué)改革所取得的階段性成效，明確與過(guò)去相比產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革是否有所進(jìn)步，這一做法是否可以被引入到其他課程教學(xué)改革中等。另一方面，教師通過(guò)對(duì)班級(jí)教學(xué)情況的反思與反饋，能夠從更具體的層面中分析教學(xué)改革的成效，明確3D打印技術(shù)所發(fā)揮出來(lái)的效果，并探索學(xué)生對(duì)該技術(shù)的學(xué)習(xí)情況。這樣就能夠在詳細(xì)的研究中分析教學(xué)中的優(yōu)劣勢(shì)，并對(duì)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行保持，對(duì)劣勢(shì)進(jìn)行改革，推動(dòng)整體教學(xué)改革活動(dòng)向正確的方向發(fā)展。具體來(lái)看，要構(gòu)建教學(xué)反饋的階段性體系，例如學(xué)校層面通過(guò)定期對(duì)教師課程的旁聽、與教師的溝通等進(jìn)行反饋，并對(duì)信息進(jìn)行記錄。教師層面則通過(guò)與學(xué)生的溝通和交流、對(duì)學(xué)生3D打印技術(shù)的考核結(jié)果分析等對(duì)反饋信息進(jìn)行記錄。

4 將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法

在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中，教學(xué)方法改革是較為重要的一部分，尤其是在對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行融入的過(guò)程中，更需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革。具體可以采用如下的教學(xué)方法：

4.1 項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法指的是采用設(shè)置項(xiàng)目、完成項(xiàng)目的方式開展教學(xué)活動(dòng)，將教學(xué)任務(wù)分解到多個(gè)項(xiàng)目中去，使學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)完成有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。這樣學(xué)生可以以具體的項(xiàng)目為對(duì)象，在探索、交流、溝通的過(guò)程中，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行掌握，并不斷提升實(shí)踐操作能力。在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，教師可以采用這種方法，為學(xué)生設(shè)定3D打印技術(shù)學(xué)習(xí)有關(guān)的項(xiàng)目，使學(xué)生在完成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目的同時(shí)開展學(xué)習(xí)。同時(shí)需要注意的是，在設(shè)置好項(xiàng)目之后，教師應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)放手，給學(xué)生更多的自主時(shí)間，讓學(xué)生自主去搜集資料、自主去思考項(xiàng)目、自主開展項(xiàng)目活動(dòng)等，只有學(xué)生具備自主思考和探索的能力，才能夠取得更好的學(xué)習(xí)效果。

4.2 以賽促教方法

以賽促教指的是以比賽促進(jìn)教學(xué)，使學(xué)生在參與比賽中提升學(xué)習(xí)的效果。在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，教師可以組織學(xué)生開展三維建模等有關(guān)的比賽，為學(xué)生營(yíng)造良好的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，使學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐活動(dòng)，從建模到成品，每一個(gè)過(guò)程都凝聚著學(xué)生的努力，這樣不僅可以使學(xué)生感受到競(jìng)爭(zhēng)的樂(lè)趣，取得成就感，而且還能夠提升實(shí)踐技能，促進(jìn)其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的提升，更好地滿足企業(yè)的發(fā)展需要。此外，為了提升比賽的效果，學(xué)校還可以與企業(yè)合作對(duì)比賽活動(dòng)進(jìn)行設(shè)置，這樣比賽活動(dòng)會(huì)更具有實(shí)效性，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果會(huì)更為顯著。例如，尋找合作企業(yè)，并每學(xué)期與企業(yè)合作設(shè)置一次比賽活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生參與比賽，通過(guò)比賽深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，企業(yè)則可以對(duì)學(xué)生的水平進(jìn)行了解，為自身?yè)駜?yōu)選取人才奠定基礎(chǔ)。

4.3 多媒體教學(xué)法

多媒體教學(xué)將多媒體作為載體，學(xué)生在多媒體的引導(dǎo)下開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，這樣教師能夠立體化為學(xué)生展示知識(shí)內(nèi)容，學(xué)生可以更為直觀地對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)效果。尤其是對(duì)于產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)這類操作性、抽象性較強(qiáng)的課程而言，更需要借助多媒體對(duì)知識(shí)進(jìn)行展示。例如，教師可以通過(guò)多媒體為學(xué)生展示3D打印技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程、模式等，并將外觀設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)與3D打印技術(shù)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生通過(guò)對(duì)多媒體視頻的觀看更好地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行掌握。

5 結(jié)語(yǔ)

將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中，能夠促進(jìn)課程教學(xué)體系改革，提升課程教學(xué)的效果，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升十分有利。但因?yàn)槭艿蕉喾N因素的影響，當(dāng)前我國(guó)高校產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程中對(duì)3D打印技術(shù)的運(yùn)用還不完善，在課程教學(xué)改革中還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在不重視3D打印技術(shù)的運(yùn)用、課程教學(xué)改革缺乏明確的體系和規(guī)范、沒(méi)有構(gòu)建完善的反饋體系等方面，對(duì)此文章從三個(gè)方面提出了解決措施，即更新思想觀念，重視3D打印技術(shù)的運(yùn)用；構(gòu)建明確的規(guī)范和體系；重視教學(xué)反饋工作。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況提出了一些將3D打印技術(shù)融入產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法，即項(xiàng)目教學(xué)法、以賽促教方法、多媒體教學(xué)法。希望通過(guò)研究為有關(guān)人員提供參考，使高校產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)課程取得更好的教學(xué)效果。