3D打印技术对于艺术设计教学过程的应用与探索研究

罗 莹

(湖北经济学院，湖北 武汉430205)

0 引言

随着3D打印技术的普及，越来越多的人接触并且意识到其重要性和方便性，各个领域都或多或少有所涉及，同样也引起了教育界的关注。艺术设计作为一门实操性高的课程，需要在理论教学中穿插具体的实践活动，传统的艺术设计教学仅仅包含理论的讲解，过理论化的教学方式难以让学生将设计内容转换成具体的物品，更难以实现对理论知识的深入挖掘与理解。将3D打印技术与计算机编程相结合，能够实现理论与实践的转化，提高学生的动手能力与思考能力，从而提升人才培养的质量。那么，究竟如何将3D技术引入到艺术设计过程中去呢？

1 3 D打印技术简介

1.1 什么是3D打印技术

3D打印技术属于快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用可黏合材料，通过逐层打印的方式构造物体。3D打印技术通常适用数字技术材料打印机来实现，可以运用于模具制造、珠宝设计、工业设计等多个领域，在一些高校中也配备有3D打印设备，用以实践教学活动中。普通的打印机通过墨粉和纸张进行打印，而3D打印机首先通过计算机软件对打印的内容进行建模，即“画图纸”，其次通过不同的打印材料的选择，如金属、陶瓷等，用电脑对材料进行控制和叠加，最终实现立体化的打印效果，打印出来的效果与建模的内容完全一致。与实际的模型制作过程相比，3D打印技术通过计算机进行控制，不需要人为地适用工具进行制作和修改，且在精度上大大提高，时间花费大大减少。

1.2 3D打印技术的发展前景

在传统的制造业中需要利用毛坯进行锻造，而毛坯的锻造和铸造需要花费一定的制作周期，其因为一定的损耗和精确度问题存在材料利用率低的问题，受到刀具和模具的限制，加工成本很高。而3D打印技术因其简便性、易用性能够突破传统加工方法的缺陷，通过计算机对加工过程进行控制的精确度要远远高于人工，且不需要制造额外的模具，节省了时间成本和经济成本，极大地提高了社会的生产效率，从而能够应用到公路运输、航空航天、医疗等行业。

2 艺术设计教学的特点与现阶段存在的问题

2.1 艺术设计教学的特点

艺术设计是一门综合性的、多学科交叉、实践性较强的学科，是根据人的需要，在满足基本功能的基础上对美学、实用性和创新性的统一，不同类型的行业虽然设计的内容并不完全相同，但都要求设计者对技术、艺术、人文等方面有一定的了解，能够捕捉到新的风尚和潮流，将多种元素统一并进行融合形成统一的整体。艺术设计是人们生活必不可少的一部分，人们对艺术设计的看重，从侧面反映了经济的富足，能够超越满足基本需求和功能的需求，满足自身发展的需求，因此不同国家的艺术设计方面的竞争，是人文方面的体现，更是一个国家文化发展、经济发展的高度体现。

2.2 艺术设计教学现阶段存在的问题

国内艺术设计教学领域相对起步较晚，教学经验和师资力量的培养相对欠缺，招生制度和培养机制的缺陷在一定程度上放大了人才培养的难度。而对人才培养的质量来说，现阶段的部分艺术设计高校重视理论而轻实践，使得培养的学生虽然具有一定的理论知识，但不能很好地进行理论向实践的活动，从而造成学生在工作时难以快速上手或者是设计作品参差不齐。而且部分学生由于自身的文化素质有所欠缺，也在一定程度上制约了学习的效果和自身发展的可能性。

3 结合3D打印技术的艺术教学策略

3.1 通过3D打印技术进行教学引入与教学实证

在引入新课程教学的时候，教师可以利用3D打印技术对教学的内容进行呈现，让学生对自己即将学习的知识和能力有一定的了解，在对自己能够达到的预期有明确的了解，并能够增强学生的目标感和成就感，而且通过新兴技术的引入，能够满足学生的好奇心，从而调动学生学习的积极性和主动性。在学习的过程中，当学生需要对自己的学习成果和创新实践进行检验的时候，可以通过3D打印技术对模型进行打印从而进行实证，然后发现自己存在的问题与不足之处。3D打印技术仅仅需要设备与一定的编程和操作知识，不需要使用刀具和模具进行浇筑、雕刻等危险活动，可以有效规避可能造成的人员损伤。

3.2 结合理论知识与实践活动培养学生创造力与实践能力

在传统的艺术设计课堂上，学生由于材料、设备等方面的限制，设计的作品往往都只能体现在纸面上，无法将知识和实践联系起来，如果学生不能得到足够的实践，会在一定程度上影响学生的总体学习效果，降低学生的创造力。在艺术设计教学的过程中，教师不能仅仅停留在理论表面、纸上谈兵，而是应当让学生自行进行操作，在动手的过程中对知识融会贯通，并且结合时代发展的潮流和趋势加以创新。同时，教师在学生进行实践时可以适当进行点拨，让学生明确设计的方向和思路，避免产生较大的失误的同时减少因为不必要的错误而导致的材料损耗，同时拓宽学生的思维。

同时，教师也可以在学生群体当中积极组织相应的竞赛活动，或者引导学生积极参与项目制作与各类比赛，在学生能够灵活运用学习到的理论知识进行思考的同时对薄弱或者尚未涉及的专业知识进行补充。加上竞技和团队中相互学习、相互合作的氛围，能够让学生的精神状态更加兴奋和具有激情，竞赛本身就是一种思维交流和碰撞的过程，适当的胜负欲能够促进学生的创新，达到意想不到的效果。

3.3 健全3D打印技术的使用和考核机制

虽然3D打印技术具有易用性和高精度的特点，但相应的设备成本和材料成本也比较高，若在教学实践的过程中没有对使用和考核进行一定的规定，一些微小的误差和瑕疵就会导致一次3D打印的完全失败，从而造成完全可以避免的材料和能源浪费。因此，若将3D打印技术引入实际的教学活动中，教师需要对实践活动中3D打印技术的使用要求进行一定的规定，例如可以让学生根据自身的需要编写详细的申请使用说明书，并且对产品的参数、细节、编码的过程等进行讲解，在得到教师的批准后，方可进行相应的实践活动。同时教师也可以对学生使用3D打印技术的成果进行一定的考核，要求学生能够基本完成3D打印的整个过程，并且通过整个实践过程获得直观、可行的成果，以此对学生的使用资质进行评定，在学生没有达到资质时，教师可以拒绝或延期学生的试用申请。

4 结语

随着信息技术的发展，3D打印技术将越来越多地进入人们的生活，时代的发展要求教育主动积极地适应新技术的出现和革新，在艺术设计的教学过程中，教师可以适当地利用3D打印技术成像快、易用性高的特点进行辅助教学，有助于学生形成直观的理解，将知识与理论灵活结合，但同时因为3D打印技术的成本和操作问题，对学生的资质要求也需要进行一定的考核，从而避免额外的资源浪费。