卞昱婷，季 瑩

（1.安徽大學 藝術(shù)與傳媒學院；2.安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學院，安徽 合肥 230011）

3D打印技術(shù)在高校藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學中的應(yīng)用初探

卞昱婷1,2，季 瑩1,2

（1.安徽大學 藝術(shù)與傳媒學院；2.安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學院，安徽 合肥 230011）

近年來，隨著3D打印技術(shù)在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用，越來越多的人開始關(guān)注其重要性及方便性.由此3D打印技術(shù)從技術(shù)性探索進而發(fā)展至各個專業(yè)領(lǐng)域，大規(guī)模的研究同樣也引起了教育系統(tǒng)的關(guān)注.對于高校教育領(lǐng)域而言，一些院校尚未開始應(yīng)用3D打印技術(shù)，一些院校處于剛剛起步的階段，無論是針對教學，還是使用方面，3D打印技術(shù)的使用仍然存在較大的局限性，有待進一步探究.

3D打?。凰囆g(shù)設(shè)計；專業(yè)教學

1 3D打印技術(shù)原理

3D打印屬于快速成型技術(shù)的一類，它主要基于數(shù)字模型文件以及粉末狀金屬或塑料等可黏合材料基礎(chǔ)上，并借助于逐層打印成功構(gòu)造出相應(yīng)的物體.

一般而言，3D打印必須建立于數(shù)字技術(shù)材料的打印機基礎(chǔ)之上得以發(fā)揮應(yīng)有的功能.通常所應(yīng)用的領(lǐng)域為工業(yè)設(shè)計或者模具制造方面，隨著時間的推移，也逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)一些具體的產(chǎn)品.該技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域.如工業(yè)設(shè)計、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、地理信息系統(tǒng)、土木工程、汽車、航空航天、教育、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用.[1]

我們生活里一般見到的打印機，屬于普通類的打印機，它只可以輸出電腦設(shè)計的平面作品和文檔，相比較于普通打印機，3D打印機有著與其相似的工作原理，只是所使用的材料略有不一.普通打印機一般使用紙張與墨水等材料，而3D打印機一般使用的材料比較特殊，包括金屬、塑料、陶瓷、砂等，一旦電腦連接起3D打印機，基于專業(yè)的電腦控制程序能夠有效地疊加起所使用的“打印材料”，從而構(gòu)造出具體所需要的實物產(chǎn)品.[7]簡而言之，3D打印機可以根據(jù)人們的需求，打印出現(xiàn)實里所需要的3D物體，如玩具模型、金字塔等3D實物等.整個打印過程需通過電腦三維設(shè)計、切片處理、完成打印三個步驟來完成.

2 3D打印現(xiàn)狀

19世紀末，美國的一名工程師查克·赫爾首次提出3D打印的思想，通過其反復(fù)試驗，進而制造出第一臺以樹脂為打印材料的3D打印機.1994年，由美國的科研專家發(fā)明了三維打印技術(shù)并申請了專利.3D打印技術(shù)的開始和逐步廣泛應(yīng)用始于20世紀90年代.截至目前，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活的各個方面，已然成為當今一種最受歡迎的新興技術(shù).[4]

2013年5月30日,在北京成功舉辦了第一屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會，并建立了世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，從此標志著3D打印技術(shù)正式開始得到廣泛的研究與應(yīng)用.

2014年9月5日，來自全球的建筑師一心致力于第一棟3D打印建筑，主要圍繞著房屋定制和容納能力展開研究.在荷蘭的阿姆斯特丹，一棟名為“運河住宅（Canal House）”（圖1所示）的房屋孕育而生，它是全球首棟用可再生的生物基為打印材料的建筑，由13間房屋組成.這個項目已經(jīng)成了公共博物館，美國總統(tǒng)奧巴馬也曾經(jīng)到那里參觀.

圖1 運河住宅

圖2 新材料別墅

2015年7月17日，基于3D打印技術(shù)而誕生的模塊新材料別墅正式在西安與大家見面（圖2所示）.搭建整個別墅只耗費了3個小時的時長，按照建造方的說法，這是棟能拎包入住的精裝別墅.

大規(guī)模的3D打印技術(shù)研究，同樣也引起了教育系統(tǒng)的關(guān)注.2013年，《地平線報告》中第一次把3D打印的教育應(yīng)用放于“待普及”的新技術(shù)清單范疇，同時針對3D打印技術(shù)做出了具體的說明，將于4到5年的時間里實現(xiàn)該技術(shù)的正式普及.[4]

3 高職院校設(shè)計類專業(yè)現(xiàn)狀

3.1 專業(yè)設(shè)置特點

高職院校設(shè)計類專業(yè)主要是為了培養(yǎng)復(fù)合型人才而建立的，人才必須具備如下能力：集理論與核心技能于一體，針對各個專業(yè)具備相應(yīng)的實踐能力，可以再學習和適應(yīng)藝術(shù)類專業(yè)，具有合作團隊精神，快速適應(yīng)市場需求.

藝術(shù)設(shè)計專業(yè)包括的有環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)、動畫專業(yè)、平面廣告設(shè)計專業(yè)、裝潢藝術(shù)設(shè)計專業(yè)、服裝設(shè)計、工業(yè)設(shè)計等.

通常高職院校的藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的課程體系中，設(shè)計效果均體現(xiàn)在平面二維空間中，例如環(huán)藝專業(yè)中室內(nèi)設(shè)計、展示設(shè)計、辦公設(shè)計、賓館設(shè)計等專業(yè)設(shè)計課程均體現(xiàn)在利用3D MAX制圖軟件，最終去表現(xiàn)室內(nèi)外空間的三維效果圖；動畫專業(yè)中MAYA角色設(shè)計、三維動畫、插畫設(shè)計等專業(yè)課程也是利用相關(guān)工具或制圖軟件去表現(xiàn)動畫人物、場景的設(shè)計效果；廣告專業(yè)中品牌包裝、書籍裝幀等專業(yè)課程同樣利用相關(guān)材料及制圖軟件表現(xiàn)平面設(shè)計效果.

3.2 藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)的改革難度

無論是基于學分制改革，抑或采用選修課的方式，大多數(shù)高職院校都最大化地想培養(yǎng)“通才”.最終使學生在掌握好所學專業(yè)的同時，擁有更多方面的知識與技能.

從目前看來，各設(shè)計類專業(yè)的教學改革難度較大.一方面各設(shè)計類專業(yè)雖然都各自掌握相關(guān)軟件技術(shù)，但技術(shù)核心都是利用電腦，是虛擬的；另一方面市場上軟件更新技術(shù)層出不窮，技術(shù)門檻越來越高，高職院校的教學并不能及時更新，這樣就導(dǎo)致學生在就業(yè)方面的壓力越來越大，想成為“專業(yè)人士”的難度變大.[6]

高職院校的教學想要跟上時代進步的腳步，必須改變傳統(tǒng)思路，抓住技術(shù)的本源和發(fā)展趨勢，以不變應(yīng)萬變，才能培養(yǎng)出合格的復(fù)合型人才.

4 3D打印對各專業(yè)的促進作用

通過把3D打印技術(shù)應(yīng)用到各個專業(yè)設(shè)計課程中，讓學生更直觀地感受到虛擬與現(xiàn)實教學中實踐的對比.基于教師的指導(dǎo)，學生可以實現(xiàn)自主學習，建立于無數(shù)的實踐之上，使學生擁有更多的理性實踐意識，從而更好地指導(dǎo)感性認識.基于該實踐活動，不但可以有效增強學生的觀察能力、動手能力，更主要的是鍛煉了其獨立思考的能力，同時培養(yǎng)了學生探索的科學精神、求實的科學態(tài)度.

例如：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)中的室內(nèi)空間設(shè)計課程，通過軟件三維建模后，用3D打印機形成具體的空間模型，幫助學生更直接的感受空間設(shè)計，對后期設(shè)計的矯正和表現(xiàn)也有積極的作用.動畫專業(yè)的角色設(shè)計中的結(jié)構(gòu)、表情、動作及服裝設(shè)計，運用3D打印技術(shù)，可以把基本的角色設(shè)計模型打印出來，從而提高動畫設(shè)計與制作的效率.平面設(shè)計專業(yè)將平面的二維空間，直接用3D打印出實際作品，讓學生能更加直觀地看到自己的作品.

（1）3D打印技術(shù)有助于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維.

3D打印機能夠?qū)W生的三維設(shè)計想法快速地生成原型，可以及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)計初始階段的不足之處，從而可以讓教師第一時間給出正確有效的針對意見.對于復(fù)雜模型的設(shè)計而言，可采取分組設(shè)計的方式，每完成一組模型，就圍繞其展開討論.這不但可以增強各個學生的團隊合作觀念，還可以最大限度挖掘出學生的創(chuàng)新能力.

（2）3D打印技術(shù)有助于提高教學效果.

基于3D打印的基礎(chǔ)上，可以有效彌補傳統(tǒng)教學的弊端，將最真實形象的三維效果展現(xiàn)于學生面前，也十分有利于教師達到更好的教學效果.制作3D打印期間，學生的學習積極性與創(chuàng)造性會不斷地被激發(fā)，最終使教學效果達到更高的程度.

（3）3D打印技術(shù)有助于營造愉快的學習體驗.

通過3D打印，學生可以及時看到自己設(shè)計的效果.設(shè)計作品能夠快速地實現(xiàn)，這更有利于激發(fā)學生的設(shè)計靈感，豐富想象空間，讓學習成為愉快的學習體驗.

5 3D打印在教學中會出現(xiàn)的問題及發(fā)展趨勢

5.1 3D打印在教學中會出現(xiàn)的問題

（1）3D打印技術(shù)雖然在市場中越來越來趨于成熟，但在高職院校設(shè)計專業(yè)教學中，還有大多數(shù)的教學工作者并不太了解其原理及相關(guān)知識.如果要想達到良好的教學效果，需要一部分教學工作者進行短期培訓(xùn).

（2）3D打印的耗材價格較高，在教學中，高職院校應(yīng)該同時使用進口高端機器與國內(nèi)的普通機器，從而達到教學里的目標.另外打印時所需的材料限制比較明顯，具有高性價比的是塑料類設(shè)備.

5.2 3D打印在教學中的發(fā)展趨勢

通過3D打印技術(shù)，教師與學生們的互動比傳統(tǒng)教學更緊密，這樣促進了學校管理者和老師提高新的教學方法，以達到良好的教學效果.以項目式教學方法不僅提高了學生的學習興趣，同時也培養(yǎng)了學生的團隊合作意識，讓學生在未來的職場中能快速進入角色.

3D打印鍛煉學生的動手能力，能讓他們解答復(fù)雜的開放式問題，以三維的方法展現(xiàn)答案.3D打印技術(shù)還積極的創(chuàng)造了新的文化氛圍，不同專業(yè)的學生，通過3D打印機快速實現(xiàn)設(shè)計理念，讓虛擬的作品成為具體的實物，為他們的主動學習開辟了一條新的陽光大道.

〔1〕張瑩.打印出一個三維世界—談3D打印的發(fā)展和工業(yè)設(shè)計的關(guān)系［J］.天津美術(shù)學院學報，2013（02）：86-87.

〔2〕周韻之，陳笑天.淺談3D打印技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用［J］.文藝生活雜志，2015（01）:277.

〔3〕王雪瑩.3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及背景分析［J］.中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，2012（26）:3-5.

〔4〕鄧富強，馬選民.3D打印技術(shù)在虛擬現(xiàn)實教學中的應(yīng)用［J］.電子世界，2014（10）:275.

〔5〕吳孜淳.未來三維打印技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用［J］.大眾文藝，2013（13）:114-115.

〔6〕兀旦暉，趙晨飛.3D打印技術(shù)在教學中的應(yīng)用研究［J］.課程教育研究，2013（21）:185-186.

〔7〕王萍.3D打印及其教育應(yīng)用初探［J］.中國遠程教育，2013（08）:83-87.

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安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學院教學質(zhì)量與教學改革項目（2015jy05）