姚燦國 廖勇勝 周鴻雁

摘 要：3D打印技術(shù)是一門新興的制造技術(shù)，在醫(yī)療、航空航天、制造等領(lǐng)域得到較廣泛運用。文章主要運用文獻資料法、田野法等研究方法對3D打印技術(shù)運用到體育教學(xué)與訓(xùn)練中的前景進行了研究，結(jié)果是前景一片光明.要達到普及推廣的運用水平，還需解決產(chǎn)品價格昂貴、3D打印技術(shù)缺陷等問題。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);體育教學(xué)與訓(xùn)練;前景

中圖分類號：TH16;G434

文章編號：2095-624X（2019）06-0153-02

3D打印技術(shù)（3DP）又稱增材制造（AM），它是20世紀(jì)80年代一位叫查克·赫爾的美國人發(fā)明的，是一種與傳統(tǒng)制造技術(shù)相反的制造工藝，根據(jù)計算機輔助設(shè)計3D模型，通過增材裝備逐層添加材料來制造三維物品的技術(shù)。

一、運動人體標(biāo)本的制造前景一片光明

目前廣泛使用的運動人體標(biāo)本由兩類組成，一類來源于人類尸體，一類來源于塑料等材質(zhì)的仿生品。它們的最大缺點是失真，不僅形狀與活體有差異，尤其是顏色差異顯著。此外，來源于人類尸體的標(biāo)本還存在不易獲取、不易儲藏與保管等缺點。在教學(xué)過程中，學(xué)生因從小受傳統(tǒng)孝文化熏陶，對人類尸體有一種非常強烈的敬畏之心，往往對教學(xué)效果產(chǎn)生一定負面影響。運用3D打印技術(shù)制造的運動人體標(biāo)本就非常好地解決了這個問題，高仿真給學(xué)生帶來的視覺沖擊，能起到很好的教學(xué)效果。在個案性強的人體標(biāo)本的普及方面，3D打印技術(shù)都有獨到的優(yōu)勢。

用3D打印技術(shù)制造運動人體標(biāo)本，目前無論軟硬件均無技術(shù)障礙。2015年7月，日本筑波大學(xué)和大日本印刷公司組成的聯(lián)合科研團隊，運用CT等醫(yī)療檢測設(shè)備獲取人體肝臟數(shù)據(jù)，依據(jù)該數(shù)據(jù)建模并通過3D打印技術(shù)成功制造出可以看清血管等結(jié)構(gòu)的人體肝臟全尺寸、立體模型。美國Stratasys公司生產(chǎn)的J735與J750全彩多材料3D打印機，可以同時混合6種材料，實現(xiàn)50萬種顏色，產(chǎn)品高仿真再現(xiàn)物體的紋理、透明度和軟硬度。試想，在體育與健康課程中讓學(xué)生看到用這臺打印機打印出來的高仿真吸煙者的肺，所產(chǎn)生的教育學(xué)生養(yǎng)成不吸煙的良好生活習(xí)慣的作用是當(dāng)前標(biāo)本難以企及的。

2019年1月21日，筆者專門走訪了我國3D打印技術(shù)最權(quán)威的“粵港澳3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”的專家。專家認為，將感應(yīng)芯片內(nèi)置于3D打印人體標(biāo)本，制成全息人體仿真標(biāo)本從技術(shù)層面來講問題不大。如果全息人體仿真標(biāo)本一旦進入運動醫(yī)學(xué)類課程，將會使不易量化有點玄乎的教學(xué)內(nèi)容具體化、直觀化、數(shù)值化，比如，推拿與按摩中的力度，針灸中的穴位準(zhǔn)度與進針深度;散打、拳擊等搏擊類課程中的擊打部位的準(zhǔn)確度與擊打力度等，這無疑有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與教師的教學(xué)質(zhì)量，豐富教學(xué)評價手段，增加教學(xué)評價結(jié)果的可信度。

二、個性化體育裝備的制造前景廣闊

這個世界上的每一個人都是獨一無二的，拋開高深莫測、精彩紛呈的意識層面，僅拿人體形態(tài)指標(biāo)來說，人與人之間就存在或多或少的差異。這種差異導(dǎo)致我們在使用工廠流水線上生產(chǎn)的運動服裝、運動鞋、帽以及運動器材時的舒適度就存在不同，這與新技術(shù)、新材料無不用到極致的競技體育發(fā)展趨勢相悖。阿迪公司很早就把3D打印技術(shù)運用到運動服裝與運動鞋等體育裝備制造上。我國許多散打、拳擊運動員在比賽時不喜歡佩戴保護牙齒的護齒，其主要原因是購買的靠大數(shù)據(jù)生產(chǎn)的護齒與本人的牙齒不太配套，舒適性較差。如果運用3D打印技術(shù)制造的護齒就能分分鐘解決問題。此外，增強握持穩(wěn)定性與舒適度的個性化球拍、水上項目的劃槳、武術(shù)套路的刀與劍等，都能通過使用3D打印技術(shù)實現(xiàn)。

3D打印技術(shù)在體育裝備研發(fā)中同樣具有廣闊的前景，它因為具有把電腦中宏偉藍圖變成實實在在的物品的功能，可以大大縮短體育新裝備研發(fā)周期，可以預(yù)見，3D打印技術(shù)將會被越來越多的體育裝備企業(yè)運用，尤其在開發(fā)滿足個性化裝備需求方面，優(yōu)勢顯著，市場前景十分樂觀。

三、在體育教學(xué)與訓(xùn)練中廣泛使用存在的主要問題

1.產(chǎn)品價格昂貴

3D打印技術(shù)，以美國、德國為首的西方國家起步早，核心技術(shù)與高端3D打印裝備均為他們所壟斷。我國不僅起步晚，而且目前生產(chǎn)的3D打印機整體來說比較低端，為了滿足體育教學(xué)與訓(xùn)練需要就需要大量引進國外動輒幾百萬的高端3D打印裝備，這無疑使制造成本大大提高，影響廣泛使用。

2.3D打印技術(shù)目前自身技術(shù)缺陷

3D打印技術(shù)的主要工作流程是：首先獲取被打印物體的三維數(shù)據(jù)，其次通過計算機建模軟件建模，最后由3D打印機分區(qū)或逐層打印出物體。這種技術(shù)的最大特點在于幾乎可以制造出任何形狀的靜態(tài)物品，但是，對運動中的動態(tài)物體就不能清晰打印出來。而這恰恰是體育教學(xué)與訓(xùn)練中評價教學(xué)與訓(xùn)練效果、診斷技術(shù)動作所需要的。另外，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期較長，目前還不能采用傳統(tǒng)的流水線生產(chǎn)方式來大批量生產(chǎn)。

3.相關(guān)法律的缺失

3D打印技術(shù)在我國還處于普及推廣階段，因為其幾乎可以把物品包括人（形態(tài)、外觀）能夠一模一樣地打印出來。打印出來的物品、人體器官等還具有一定功能，這就容易涉及道德方面的問題，涉及知識產(chǎn)權(quán)、肖像權(quán)等法律方面的問題，目前我國還沒有出臺相關(guān)法律來約束、規(guī)范3D打印技術(shù)的使用。

四、在體育教學(xué)與訓(xùn)練中廣泛使用的建議

（1）國家與民間加大3D打印技術(shù)研發(fā)投入，打破以美國為首的西方國家對3D打印核心技術(shù)的壟斷，提高高端3D打印機的制造能力，降低客戶使用成本。

（2）改進生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)能;自主創(chuàng)新，突破4D乃至5D打印技術(shù)，解決3D打印技術(shù)不能清晰打印動態(tài)物體的難題。

（3）加快規(guī)范使用3D打印技術(shù)的法律、法規(guī)出臺，為3D打印技術(shù)的普及推廣保駕護航。

3D打印技術(shù)運用到體育教學(xué)與訓(xùn)練，前景一片光明。第一，3D打印技術(shù)給運動人體標(biāo)本帶來一場革命性改變，因其幾乎與活體標(biāo)本一模一樣的顏色、形狀、質(zhì)感，可以加深學(xué)生印象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。第二，隨著科技水平不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)不斷完善與突破，新的打印產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，這勢必大大豐富教師教學(xué)儀器、教具、教學(xué)與訓(xùn)練手段的選擇內(nèi)容，同時讓教學(xué)與訓(xùn)練效果的評價更加科學(xué)、客觀。當(dāng)然，目前3D打印技術(shù)大量運用到體育教學(xué)與訓(xùn)練中，還存在一些亟待解決的問題。國內(nèi)缺乏核心技術(shù)、3D打印技術(shù)自身技術(shù)缺陷、新技術(shù)帶來的道德和法律層面的問題等，這都是當(dāng)前制約3D打印技術(shù)在體育教學(xué)與訓(xùn)練中廣泛運用的因素。

縱觀古今，任何一項具有劃時代意義的新技術(shù)誕生后，對我們學(xué)習(xí)、工作、生活的影響都是經(jīng)過由小到大、由弱到強的過程。隨著3D打印技術(shù)不斷改進完善，其產(chǎn)品將會大量運用到體育教學(xué)與訓(xùn)練中，讓體育教學(xué)與訓(xùn)練變得更加科學(xué)、高效。

參考文獻：

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[2]李青，王青.3D打印：一種新興的學(xué)習(xí)技術(shù)[J].遠程教育雜志，2013（4）：29-35.