张茜 哈尔滨商业大学设计艺术学院 哈尔滨 150001
作者简介：张茜 /1990年生/女/硕士/助教/研究方向为设计艺术学、工业设计、城市公共环境设施设计
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摘要：产品设计专业是高校一个应用性较强的学科，是一个多种学科相交叉的专业。而3D打印是目前新兴的一种技术，在产品设计及实践教学领域，掀起了一场创新的改革。本文通过对目前3D打印技术特点及优势的阐述，结合高校产品设计专业的特点，分析总结了3D打印技术在实践教学领域中的应用现状，并提出3D打印技术在产品设计实践教学中的创新应用策略及改进方法，为高校中的产品设计专业实践教学提供一条崭新的路径。
关键词：3D打印技术；产品设计；实践教学；创新教育
一、3D打印技术的原理及特点
3D打印技术（3DP）是一种快速成型的新型技术，它以数字模型为基础，以熔融沉积为方式，以逐层打印的方式来构造出产品和物体[1]。3D打印技术在生产和加工的过程中，不需要特殊的模具和专门的工具，只要将产品的数字模型输入到计算机中，通过计算机控制3D打印机的喷头，进行产品的打印。在使用时首先，运用三维建模软件进行设计建模，设计出具体并且可靠合理的三维模型；其次，再用3D打印专门的软件对设计的模型进行数据分析，并且分层，设计好打印路径；通过打印喷头对材料进行加工，层层堆砌，最后形成一个完整的三维产品。
3D打印技术通常运用于工业设计、模具制造等领域，同时3D打印技术还被广泛应用在建筑工程、航空航天、机械、汽车、珠宝、军事、医疗产业及教育等诸多领域[2]，并逐步走出工厂和实验室，使3D打印走入了家庭和学校中，为日常学习生活提供便利服务。
二、实践教学中应用3D打印技术的现状及问题
3D打印作为新兴的一种技术，随着打印成本的大幅下降，使其不再局限于传统的工业生产，逐渐将3D打印技术应用于产品的直接生产和制造中，大大降低了生产成本。同时也使3D打印技术在产品设计及实践教学领域，掀起了一场创新改革[3]。很多国家和学校已经在课堂教学中引入了3D打印技术，来辅助学生更好地了解产品设计的原理及特点，同时不断提高学生的创新能力和思维，使学生在课堂上更加全面地理解产品设计，与实际的加工制造和生产相联系在一起。但在我国高校的实践教学中，对3D打印技术的应用还存在着一定的问题亟待改善。
目前，我国的很多高校都开始斥巨资来采购和引进3D打印机，但是在实际的实践教学过程中，我国的教学模式还是相对比较传统单调，对3D打印设备的使用频率较少，这使得很多的3D打印设备成为了学校的摆设，不仅浪费资源，也没有充分发挥出优势和作用；此外，作为新兴技术，很多教师对3D打印技术的操作掌握不够熟练，虽然在实践教学中增加了3D打印的课程，但在实际使用时往往只打印一些简单的产品，不能够深入将3D打印和产品设计专业相结合，使学生的学习兴趣没有激发出来。所以在目前的实践教学中，还没有对3D打印技术进行高效利用，在培养技术人才的层面上，无法满足国家社会以及企业对于优秀产品设计人才的需求，不利于产品设计人才的全面发展。
三、3D打印技术在产品设计实践教学中的创新策略
1、 丰富实践教学内容
产品设计专业在当前高校实践教学中，是一个应用性较强的学科，有着极强专业性及实践性。将3D打印技术应用于课堂中，不仅可以丰富产品设计专业的知识框架，同时也有利于丰富实验课堂的内容和情境，使学生在课堂上全面地理解产品设计，与实际的加工制造和生产相联系。
所以在实践教学中，就应该构建出一套丰富完善的教学体系，制定出合理的教学计划，提前分配和布置好3D打印技术的学习目标和任务。利用3D打印技术的特点，为学生营造出一个良好的实践教学环境。例如针对3D打印技术的重点和难点知识，将其教学任务划分，如分为理论知识讲解部分、实际观察研究部分、软件操作及模型制作部分以及最后的随堂练习和测试等，不断丰富产品设计专业的实践教学内容。
2、 探索优化教学方法
传统的实践教学课堂上，教师是运用PPT进行知识的讲授，并配以图片和语言对教学内容进行描述，同时辅以相关的多媒体课件。但这些图文并茂的内容，也无法完全使学生了解产品的实际造型和结构。在此可以运用3D打印技术来进行产品的个性化展示及设计，将设计理念直接转化为实际的教学模型，从而将产品直观地展现出来。同时也可以运用不同的教学方法，结合实际的情境来开展，例如教授学生熟练掌握三维立体建模软件如：Rhinoceros、Autodesk 3ds Max等，从而通过3D打印设备打印出来，后期还可以运用相关的渲染软件如：V—Ray 、KeyShot等，结合不同的产品，进行后期风格设计。探索教学方式，以期锻炼学生的综合应用能力，提高学生的动手实践能力。
3、 培养学生创新思维
3D打印技术能够将产品设计中抽象的概念变成真实的产品，能够优化产品设计中的各个外观、结构及功能。它通过一种可视化的形式展现在课堂，进而帮助学生将抽象的设计概念转化为具象的物体，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维。在产品设计专业的实践教学中，可以通过学生亲自动手的方式，将产品的初期概念转化为成品设计。这种方式不仅能够提升学生的理论及创新思维，进一步提升和激发学生的创新设计能力和研究能力。3D打印技术还能够增加实践课堂的趣味性和互动性，让课堂教学更加生动。学生们可以通过前期草图构思、实际模型制作、后期实物展示等环节来融入课堂中，有效地激发学生实践的积极性。
4、 指导学生创新实验
近些年，3D打印技术在实践教学过程中得到应用，发挥了学生的设计创新能力。目前很多高校都在开展3D打印技术，依托其设备和技术进行创新实验，并且进行相关科研学习。同时在实践教学中，可以通过3D打印技术，将其和互联网平台联系起来，进行创新创业等活动。在国家号召创新的今天，高校应该主动肩负起培养创新型人才的重任，激发学生的潜能，鼓励学生进行创新实验[4]。
四、 结语
3D打印技术在实践教学中的创新应用，不但能够培养学生的自主动手能力，同时还有利于学生开拓新思维，使学生在课堂上更加全面地理解产品设计，与实际的加工制造和生产相联系在一起。本文对3D打印技术的实践教学进行了探讨，从丰富实践教学内容、探索优化教学方法以及培养学生创新思维、指导学生创新实验等方面进行了总结，3D打印技术在未来将进一步融入到产品设计实践教学中，这对高校的教学模式、资源以及产品专业的发展都是新的挑战。
参考文献：
[1] 张珑荟，邓昭．3D打印技术在产品设计中的应用[J]．大众文艺，2019(02):47．
[2] 刘莹，王珂，王子健．3D打印技术在产品创新设计中的应用研究[J]．艺术科技，2017：07．
[3] 王萍．3D打印及其教育应用初探[J]．中国远程教育，2013(8)：83—87．
[4] 魏显文．“双创”背景下3D打印应用技术课程设计[J]. 文化 创新比较研，2019，3(01):98-99．