关于将3D打印技术融入产品外观设计课程的教学改革探讨

陈 思

（赤峰工业职业技术学院，内蒙古 赤峰 024000）

0 引言

在十三五规划中，我国政府提出要大力发展制造业，促进我国制造业基础能力和创新能力的提升，带动国家总体竞争力的提升。与此同时，规划还明确要以提高效率和产业升级为导向，大力发展工业设计以及创意等产业，这在很大程度上为创意产业发展、工业设计发展及科技文化融合产业发展等提供了支撑。在这种背景下，高校设计类课程得到了重视，教师也应当紧跟国家形势对教学过程进行调整和改革，更好地提升学生的设计素养。产品外观设计课程是与产品设计、模具设计、机械设计、结构设计等行业发展有关的课程，在该课程教学中对教学方法进行创新显得十分必要，通过引入3D打印技术，能够拓展学生的思维空间，并培养学生良好的实操能力，使学生在未来更好地适应岗位发展，因此教师应当对3D打印技术进行有效运用。

1 3D打印技术的内涵及意义

1.1 3D打印技术的内涵

3D打印技术是快速成型技术的一种，又可以将其叫做增材制造技术，其将数字模型文件作为基础，采用粉末状金属或者塑料等粘合材料，运用逐层打印的方式对物体进行构造的技术。一般情况下，3D打印是借助数字技术材料打印机实现的，在工业设计、模具制造等领域被广泛运用，后来被用于产品的直接制造中，当前我国已经有在该技术基础上打印而成的零部件。总体来看，现有状况下3D打印技术在工业设计、鞋类设计、珠宝设计、航空航天、建筑工程、土木工程等多个领域内都得到了运用。

根据调研发现，最初3D打印技术是在20世纪90年代出现的，其是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。与普通打印工作的原理一致，在打印机中装置粉末或者液体等材料，然后将打印机与计算机连接起来，通过计算机将打印材料叠加起来，并将计算机中的蓝图打印为实物。

1.2 将3D打印技术融入产品外观设计课程的重要意义

（1）能够提升产品外观设计课程教学的效果。产品外观设计课程对学生提出了较高的操作性要求，学生不仅要学会对外观设计进行操作，而且还要掌握丰富的理论基础，但实践中因为该门课程内容多、且知识点零碎，所以很多学生对其学习的热情不高，导致教学效果不理想。而通过将3D打印技术融入进来，借助先进的直观性、立体化技术开展教学活动，则能够对原有的教学局面进行改革，学生可以主动参与到3D打印的分析和研究中，并对教材中的知识点进行串联，这就能够使教学效果更为理想。

（2）能够提升学生学习的深度。将3D打印技术与产品外观设计课程相结合，不仅能够促进学生更好地对3D打印技术进行了解和学习，而且还能够满足学生制造模型的需要，使之深入对产品外观设计的理念和精髓进行理解，这就能够帮助学生明确学习的方向和目的，在未来的学习中更具有重点，并不断提升学习的深度。

（3）培养学生的创新思维，促进创造性人才培养。产品外观设计课程是模具专业和机械专业的重要课程，其不仅专业性和实践性强，而且面向实际应用，在教学中发挥着十分重要的作用。在该门课程教学中采用理论加实践的一体化教学模式，让学生在逼真的工作场景和氛围中开展综合性训练学习，并通过多次设计改进、思考探究等，能够促进学生创新意识的提升，使之在实践锻炼中持续提升自身的综合素质，这不管是对于学生的创造性发展而言，还是对于课程教学的创新性开展而言都是有利的。此外，学生在对3D打印技术进行学习的过程中，还能够将书本知识与实践技术结合起来，并运用专业知识寻找该技术运用中存在的问题，从而更好地提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2 将3D打印技术融入产品外观设计课程教学改革中面临的问题

虽然将3D打印技术融入产品外观设计课程中，具有较大的现实性意义，对于学生学习水平和创新力的提升都十分具有作用，但是实践中依然有很多教师没有认识到其重要作用，在教学改革中对3D打印技术的运用还存在很多问题。

2.1 不重视3D打印技术的运用

因为受到传统思想观念的影响，很多教师往往认为产品外观设计课程是一门理论与实践相结合的课程，与3D打印技术之间并没有十分紧密的联系，所以在教学中不能对该技术进行有效运用，导致其难以发挥出指导教学改革的作用。还有一些教师因为对3D打印技术的了解不够深入，所以在产品外观设计课程教学中不能对其进行有效运用，也影响到了课程教学改革的效果。可以说，不管是在哪一门课程教学改革中，思想观念都发挥的是基础性作用，只有教师从思想上认识到课程教学改革的重要作用，并主动对新技术、新手段等进行运用，才能够提升改革的成效。

2.2 课程教学改革缺乏明确的体系和规范

将3D打印技术融入产品外观设计课程中，并推动该门课程教学改革，需要学校提前制定完善的体系和规范，以良好的制度体系对改革过程进行指导，确保教学改革不偏离主题。尤其是对于产品外观设计这种专业性课程而言，要想将3D打印技术融入其中，往往面对着融入方法的设计、融入流程的设定以及教学模式的选择等多方面内容，所以更需要构建完善的体系和规范。但实践中，很多院校都仅仅是对教学改革进行了重视，也采取了一些活动，但并没有构建完善的体系和规范，导致教学改革失去了方向和路线，很容易出现改革偏离主题的情况。此外，将3D打印技术融入产品外观设计课程中，并推动教学改革，是一项系统复杂的工作，涉及教学内容的改革、教学模式的改革以及反馈体系改革等多方面内容，需要全员参与，只有各相关人员加强配合，才能提升改革成效。但是实践中很多院校教师都没有认识到这一点，仅仅认为教学改革是产品外观设计教师的事情，与自身无关，不能有效配合，也影响了改革效果。

2.3 没有构建完善的反馈体系

将3D打印技术融入产品外观设计课程教学改革中，还需要构建完善的反馈体系，以良好的反馈体系提升教学的实效性。从本质来看，构建反馈体系的主要目的在于对教学改革的情况进行分析和研究，了解教学改革的实际成效，并通过反馈和分析对教学改革中遇到的问题进行总结，在后续教学改革中更好地对问题进行规避。对于产品外观设计课程而言，对3D打印技术进行运用，并构建反馈体系，能够及时对该技术的引入情况进行分析，总结学生对该技术学习的现状，并明确后续对该技术运用的方向。

3 将3D打印技术融入产品外观设计课程教学改革的措施

3.1 更新思想观念，重视3D打印技术的运用

为了更好地对产品外观设计课程教学进行改革，促进3D打印技术的运用，教师应当从思想上对3D打印技术进行了解，明确其在课程教学改革中所发挥的作用，并主动在教学中对该技术进行运用。一方面，院校领导要鼓励产品外观设计课程教师对3D打印技术进行学习，通过多种途径对其进行了解，另一方面还要在院系中构建3D打印技术有关的学习体系，并为教师提供相关资料，鼓励教师每日按照规定对该技术进行学习，形成良好的学习氛围。此外，还要引导教师思考3D打印技术与产品外观设计课程教学改革之间的关系，分析现有状况下产品外观设计课程教学面临的问题，只有教师认识到教学中的问题，并对3D打印技术有一个系统的了解，才能够更好地将该技术运用到教学改革中。

3.2 构建明确的规范和体系

要想使3D打印技术更好地发挥出提升教学效果、增强教学实效性的作用，就需要构建教学改革的规范和体系，从体系中明确规定3D打印技术的融入路径、方法、目标等。首先，院校要针对产品外观设计课程教学改革制定大的规范。要在规范中明确说明产品外观设计课程的教学改革思路、整体目标，然后制定3D打印技术融入课程的实施路径。其次，院系教师要在大规范的基础上结合实际情况制定3D打印技术融入产品外观设计课程中的小目标和细化思路。例如，根据教学的不同阶段制定3D打印技术融入课程教学的阶段性目标，然后根据学生的实际学习情况、学习需求等制定3D打印技术融入课程教学的思路，在实际教学中依据这些思路和方向开展活动，确保整体教学过程是合理的。最后，构建监督体系。监督体系是确保教学改革活动得到有效落实的保障，在产品外观设计课程实际教学改革中，学校应当构建监督体系，定期对教师开展教学改革的情况进行分析，明确各位教师是否严格依据规范对教学活动进行改革，有无存在差错或者敷衍的现象，并及时对改革过程进行调整。

3.3 重视教学反馈工作

这里所说的教学反馈工作，不仅仅指要从学校层面进行反馈和分析，同时也指要从教师和班级层面进行反馈与反思。由于将3D打印技术融入产品外观设计课程中，是一项系统的工作，不仅与学校人才培养的效果存在密切关系，而且与班级教师的教学成效紧密相关，所以要从两个层面都构建反馈体系。一方面，学校通过对教学改革的大情况进行反馈，可以了解教学改革所取得的阶段性成效，明确与过去相比产品外观设计课程教学改革是否有所进步，这一做法是否可以被引入到其他课程教学改革中等。另一方面，教师通过对班级教学情况的反思与反馈，能够从更具体的层面中分析教学改革的成效，明确3D打印技术所发挥出来的效果，并探索学生对该技术的学习情况。这样就能够在详细的研究中分析教学中的优劣势，并对优势进行保持，对劣势进行改革，推动整体教学改革活动向正确的方向发展。具体来看，要构建教学反馈的阶段性体系，例如学校层面通过定期对教师课程的旁听、与教师的沟通等进行反馈，并对信息进行记录。教师层面则通过与学生的沟通和交流、对学生3D打印技术的考核结果分析等对反馈信息进行记录。

4 将3D打印技术融入产品外观设计课程的教学方法

在产品外观设计课程教学改革中，教学方法改革是较为重要的一部分，尤其是在对3D打印技术进行融入的过程中，更需要对传统的教学方法进行改革。具体可以采用如下的教学方法：

4.1 项目教学法

项目教学法指的是采用设置项目、完成项目的方式开展教学活动，将教学任务分解到多个项目中去，使学生在完成项目的同时完成有关知识的学习。这样学生可以以具体的项目为对象，在探索、交流、沟通的过程中，对知识点进行掌握，并不断提升实践操作能力。在产品外观设计课程教学中，教师可以采用这种方法，为学生设定3D打印技术学习有关的项目，使学生在完成一个个项目的同时开展学习。同时需要注意的是，在设置好项目之后，教师应当学会放手，给学生更多的自主时间，让学生自主去搜集资料、自主去思考项目、自主开展项目活动等，只有学生具备自主思考和探索的能力，才能够取得更好的学习效果。

4.2 以赛促教方法

以赛促教指的是以比赛促进教学，使学生在参与比赛中提升学习的效果。在产品外观设计课程中，教师可以组织学生开展三维建模等有关的比赛，为学生营造良好的竞争氛围，使学生主动参与实践活动，从建模到成品，每一个过程都凝聚着学生的努力，这样不仅可以使学生感受到竞争的乐趣，取得成就感，而且还能够提升实践技能，促进其设计生产能力的提升，更好地满足企业的发展需要。此外，为了提升比赛的效果，学校还可以与企业合作对比赛活动进行设置，这样比赛活动会更具有实效性，学生学习的效果会更为显著。例如，寻找合作企业，并每学期与企业合作设置一次比赛活动，鼓励学生参与比赛，通过比赛深化学生对知识的运用，企业则可以对学生的水平进行了解，为自身择优选取人才奠定基础。

4.3 多媒体教学法

多媒体教学将多媒体作为载体，学生在多媒体的引导下开展学习活动，这样教师能够立体化为学生展示知识内容，学生可以更为直观地对知识进行学习，提升学习效果。尤其是对于产品外观设计这类操作性、抽象性较强的课程而言，更需要借助多媒体对知识进行展示。例如，教师可以通过多媒体为学生展示3D打印技术的运用过程、模式等，并将外观设计有关的知识与3D打印技术结合起来，使学生通过对多媒体视频的观看更好地对知识点进行掌握。

5 结语

将3D打印技术融入产品外观设计课程中，能够促进课程教学体系改革，提升课程教学的效果，对于学生学习效果的提升十分有利。但因为受到多种因素的影响，当前我国高校产品外观设计课程中对3D打印技术的运用还不完善，在课程教学改革中还存在一些问题，这些问题主要表现在不重视3D打印技术的运用、课程教学改革缺乏明确的体系和规范、没有构建完善的反馈体系等方面，对此文章从三个方面提出了解决措施，即更新思想观念，重视3D打印技术的运用；构建明确的规范和体系；重视教学反馈工作。同时，结合实际情况提出了一些将3D打印技术融入产品外观设计课程的教学方法，即项目教学法、以赛促教方法、多媒体教学法。希望通过研究为有关人员提供参考，使高校产品外观设计课程取得更好的教学效果。