3D打印技術(shù)與初中美術(shù)教學(xué)的整合研究

周佩蘭 何桃華

【內(nèi)容摘要】 3D打印技術(shù)在初中美術(shù)教學(xué)中起到了非常重要的作用，不僅可以提高美術(shù)的教學(xué)效果，同時(shí)還能帶動(dòng)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)美術(shù)的動(dòng)力，以此提升學(xué)生們的創(chuàng)造能力，并提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中存在了一些缺陷，其中主要體現(xiàn)在教師專業(yè)知識(shí)和技術(shù)的不足、投入的軟件和硬件過少以及缺乏多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的頂層設(shè)計(jì)等。因此，文章對(duì)于初中美術(shù)教學(xué)中融入3D打印技術(shù)所開展的教學(xué)情況進(jìn)行分析，從而獲取一些有用的信息。三維打印技術(shù)在美術(shù)教育中的應(yīng)用，有利于優(yōu)化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高學(xué)生的自學(xué)能力和合作能力。在應(yīng)用上存在一些局限性，如缺乏多學(xué)科的頂層設(shè)計(jì)，軟硬件投入不足，教師專業(yè)知識(shí)和技術(shù)支持有待提高。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù) 初中 美術(shù)教育 應(yīng)用

所謂的3D打印技術(shù)其實(shí)就是把三維的模型作為基礎(chǔ)，然后通過逐層的方式去疊加材料從而生成三維立體的技術(shù)，它的別名被稱之為增材制造技術(shù)，屬于迅速成型的技術(shù)。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于初中的美術(shù)教學(xué)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，同時(shí)為美術(shù)教育帶來全新的活力。3D打印技術(shù)已經(jīng)被納入學(xué)科教育領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)體系中，它可以有效刺激學(xué)生們的感官認(rèn)識(shí)，同時(shí)它的存在也證明美術(shù)在教學(xué)教育中的重要性，不僅如此，這個(gè)技術(shù)還能提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率，對(duì)于教師而言還能提高他們的教學(xué)質(zhì)量。因此，將3D打印技術(shù)和美術(shù)教育相結(jié)合是進(jìn)步教育的新一代寫照。

一、3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3D打印技術(shù)是一種在短時(shí)間內(nèi)快速成型的技術(shù)，將數(shù)字的模型作為整個(gè)技術(shù)的基礎(chǔ)，通過一些金屬材料以及粉末狀的材料和ABS材料等進(jìn)行逐層的打印，從而實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的問世。它的應(yīng)用范圍非常廣泛，其中主要包括了工業(yè)、汽車、醫(yī)療、建筑以及航空等領(lǐng)域。和傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比，在運(yùn)用3D打印技術(shù)的過程中不需要使用任何的刀具和模具，其技術(shù)主要使用的設(shè)備是3D打印機(jī)以及一些三維的模型，通過逐層打印來累積材料，最終完成制造。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就在于它的精準(zhǔn)性非常高，在短時(shí)間內(nèi)不僅可以打印大量的模型，打印出來的效果也是非常的精致，同時(shí)還能制作出傳統(tǒng)技術(shù)中不能制作的特殊結(jié)構(gòu)。三維建模、模型分層以及逐層打印和后期的加工是3D打印制作的主要流程[1]。

二、在美術(shù)的教學(xué)過程中應(yīng)用3D打印技術(shù)的理論依據(jù)

3D打印技術(shù)一開始只是為了制造業(yè)而產(chǎn)生的，主要的體現(xiàn)方式在于產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)的提升，換句話來說，在教育的領(lǐng)域中使用3D打印技術(shù)其實(shí)缺少了一些可行性的理論作為支撐的依據(jù)。但是隨著社會(huì)多年的實(shí)踐以及分析和探討得知，在國外的美術(shù)教學(xué)課堂已經(jīng)開始使用該項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)還總結(jié)了一系列能夠支撐該項(xiàng)技術(shù)在美術(shù)教學(xué)中合理運(yùn)用的理論依據(jù)，也就是大家所說的構(gòu)建主義理論以及多元智力理論和經(jīng)驗(yàn)之塔理論。

所謂的構(gòu)建主義理論指的是把學(xué)生作為教學(xué)的核心，這一點(diǎn)其實(shí)和核心素養(yǎng)理念下的基礎(chǔ)教學(xué)出發(fā)點(diǎn)是不謀而合的，以此加強(qiáng)學(xué)生們對(duì)于知識(shí)的主觀能動(dòng)性以及主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和主動(dòng)探索知識(shí)的能力。在初中的美術(shù)教學(xué)過程中融入3D打印技術(shù)不僅可以激發(fā)學(xué)生們對(duì)于知識(shí)的主動(dòng)探索能力，同時(shí)還能讓他們進(jìn)一步分析以及解決學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。在這個(gè)過程中教師需要做好引導(dǎo)方面的工作，這樣才能構(gòu)建學(xué)生們更為豐富的知識(shí)體系[2]。

多元智力理論被認(rèn)為人類的智能是多元化的，不僅具備了語言智能、空間智能、運(yùn)動(dòng)智能、音樂智能、人機(jī)關(guān)系智能以及自我認(rèn)知的智能和自然觀察的智能等。對(duì)于初中美術(shù)教學(xué)而言，運(yùn)用3D打印技術(shù)可以充分利用空間智能以及自然觀察智能，同時(shí)在發(fā)展這兩個(gè)智能的過程中還能帶動(dòng)其他智能的發(fā)展，從而從真正的意義上去實(shí)現(xiàn)多元智能的發(fā)展，同時(shí)還能有效促進(jìn)學(xué)生們的全面發(fā)展。

一直被大家談及的經(jīng)驗(yàn)之塔理論說的是在教學(xué)活動(dòng)中從底部開展教學(xué)，比如開展一些教學(xué)活動(dòng)，并設(shè)計(jì)一些活動(dòng)所需的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生們可以非常容易獲取到其中的具體經(jīng)驗(yàn)，然后慢慢上升到抽象的經(jīng)驗(yàn)，這樣做就能彌補(bǔ)觀察人員觀察經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象。在美術(shù)的教學(xué)過程中，很多教學(xué)內(nèi)容需要從觀察出發(fā)，這樣的教學(xué)模式會(huì)讓學(xué)生們產(chǎn)生困惑，甚至還會(huì)陷入兩難的境地，直接體現(xiàn)在抽象經(jīng)驗(yàn)和直接經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展都不太理想。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于美術(shù)的教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生們?cè)诟泄俚捏w驗(yàn)中增加自己對(duì)于直接經(jīng)驗(yàn)的掌握然后通過這些感受去發(fā)展空間思維以及創(chuàng)造的思維，最終在這些基礎(chǔ)上發(fā)展抽象的思維經(jīng)驗(yàn)，以此促進(jìn)思維的進(jìn)一步發(fā)展。

三、3D打印技術(shù)在初中美術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

1.通過3D打印技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生們的綜合素養(yǎng)

3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，同時(shí)還能在多個(gè)學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用。在初中的美術(shù)教學(xué)過程中，為了促進(jìn)藝術(shù)欣賞的生動(dòng)性以及靈活性，學(xué)生需要提高自己對(duì)于美術(shù)內(nèi)涵的理解，這樣才能達(dá)成教學(xué)的主要目的。在美術(shù)課上運(yùn)用3D打印技術(shù)，可以把學(xué)生們藝術(shù)作品中想要表達(dá)的創(chuàng)意以及想象打印成實(shí)際的模型，在傳統(tǒng)的美術(shù)教學(xué)過程中，學(xué)生只能在紙上進(jìn)行畫圖，并不能變成現(xiàn)實(shí)的模型，但隨3D打印技術(shù)到來，這些問題都被合理地解決了，學(xué)生通過三維實(shí)物可以提高自己對(duì)于所學(xué)內(nèi)容的理解，以此提升自己各方面的綜合素養(yǎng)。在美術(shù)課堂上采取3D打印技術(shù)，對(duì)于優(yōu)化美術(shù)教學(xué)模式具有一定的意義。教師可以結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)方式去拓展自己的思維，將3D打印技術(shù)合理地應(yīng)用于美術(shù)課堂，不僅能夠改變學(xué)生以自我為中心的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)還能改變傳統(tǒng)的灌輸以及模仿的教學(xué)方式。讓學(xué)生在課堂上完成模型的設(shè)計(jì)以及實(shí)際的應(yīng)用和藝術(shù)欣賞等不同的過程，讓原本抽象的美術(shù)欣賞慢慢轉(zhuǎn)變成生動(dòng)的形象[3]。根據(jù)3D打印技術(shù)去開展素質(zhì)教育，這樣一來就能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，從而促使美術(shù)教育的課程結(jié)構(gòu)變得更加豐富，以此實(shí)現(xiàn)課程的便捷性以及拓展性。不僅如此，在這個(gè)過程中還能激發(fā)學(xué)生的想象能力以及創(chuàng)造能力。

2.通過3D打印技術(shù)展現(xiàn)學(xué)生的作品

根據(jù)觀察傳統(tǒng)的美術(shù)教育情況，可發(fā)現(xiàn)，教師在整個(gè)教學(xué)的過程中將重點(diǎn)放在二維的創(chuàng)作能力上，這樣就嚴(yán)重忽略了學(xué)生們的三維創(chuàng)作，這對(duì)他們的創(chuàng)造力以及思想的拓展具有一定的影響。在初中美術(shù)教學(xué)中結(jié)合3D打印技術(shù)開展教學(xué)，這樣做的目的是為了拓展學(xué)生對(duì)藝術(shù)的創(chuàng)造空間，同時(shí)還能保證學(xué)生的作品可以隨時(shí)隨地的展示出來，以此發(fā)展學(xué)生更全面的創(chuàng)造以及思維能力。在整個(gè)教學(xué)的過程中，教師需要不斷地鼓勵(lì)學(xué)生，讓他們大膽嘗試并不要畏懼，同時(shí)還要尊重每一位學(xué)生的審美觀，以此培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于藝術(shù)和美的追求。另外，幫助學(xué)生們?nèi)⑴c更多的藝術(shù)實(shí)踐活動(dòng) ，通過3D技術(shù)的打印，讓學(xué)生親自參與到藝術(shù)的實(shí)踐過程，從而感受藝術(shù)的魅力，并獲得豐富的審美經(jīng)驗(yàn)，讓他們?cè)趯?shí)踐的過程中可以得到更好的學(xué)習(xí)效果。3D打印技術(shù)的到來讓學(xué)生的立體作品可以很好地展示出來，不用再停留在紙面上，同時(shí)還能進(jìn)行加工和制造，這樣一來，學(xué)生可以很好地參與到整個(gè)作品的完成過程。在打印的每個(gè)步驟中，學(xué)生可以培養(yǎng)自己的鑒賞能力，同時(shí)還能培養(yǎng)自己的視覺以及觸覺，讓原本枯燥的學(xué)習(xí)變得更加的有趣，以此提高自己對(duì)于藝術(shù)作品整體的設(shè)計(jì)能力并開拓自己的思維方向。

3.通過3D打印技術(shù)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力

最后一點(diǎn)要說的就是，3D打印技術(shù)對(duì)于提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力也具有一定的幫助，該技術(shù)作為全新的科技技術(shù)，它對(duì)學(xué)生來說具有很大的吸引力，這樣一來就能激發(fā)學(xué)生去主動(dòng)參加學(xué)習(xí)，因此，拓展學(xué)生的美術(shù)課外活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)行組隊(duì)，然后通過合作的模式去完成藝術(shù)作品，并進(jìn)行賞析，一方面培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力，另一方還鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。

四、3D打印技術(shù)在初中美術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐總結(jié)與反思

1.多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的頂層設(shè)計(jì)欠缺

由于缺乏了多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的頂層設(shè)計(jì)，在初中的美術(shù)教學(xué)階段，教師沒有統(tǒng)一3D打印課程的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅影響了頂層設(shè)計(jì)，同時(shí)還影響了系統(tǒng)性的規(guī)劃。想要合理地運(yùn)用3D打印技術(shù)，需要不斷地提升技術(shù)人員的理念以及思想，這樣才能更深層次的去挖掘3D打印技術(shù)在教育方面的應(yīng)用。

2.教學(xué)過程中軟硬件不足，會(huì)影響學(xué)習(xí)的效果

加強(qiáng)硬件以及軟件的投入也很重要，目前，3D打印機(jī)的價(jià)格正在下調(diào)，但是一些高級(jí)的設(shè)備以及消耗性的材料依舊比較昂貴，在較低的投入背景下導(dǎo)致打印的材質(zhì)以及色彩相對(duì)比較單一，從而影響了教學(xué)以及應(yīng)用的效果。教師的專業(yè)知識(shí)要求以及技術(shù)支持方面的要求也限制了3D打印技術(shù)的應(yīng)用情況，在使用3D打印技術(shù)的過程中，學(xué)生一定要結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)，特別是在操作軟件的時(shí)候，對(duì)建模以及打印機(jī)的操作情況需要全面了解。在課堂上，教師應(yīng)該帶著學(xué)生熟練地使用3D打印機(jī)進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)和制作。

3.3D打印技術(shù)和美術(shù)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏

3D打印技術(shù)在美術(shù)教學(xué)的應(yīng)用，涉及多學(xué)科的有效整合，教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到教和學(xué)的質(zhì)量好壞。優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計(jì)，可幫助及引導(dǎo)學(xué)生去開展一些相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在這個(gè)過程中教師需要不斷地學(xué)習(xí)和提高自己的知識(shí)儲(chǔ)備能力。然而我們發(fā)現(xiàn)，在我們教學(xué)中，由于這方面的參考資料很少，只能是自己幾個(gè)人商討，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行一些有限的嘗試和探索，效果很難達(dá)到最佳。

結(jié)語

總而言之，面對(duì)社會(huì)科技的發(fā)展，各行各業(yè)也在不斷地進(jìn)步與發(fā)展，將3D打印技術(shù)和美術(shù)教學(xué)相結(jié)合，這對(duì)于美術(shù)教育的改革而言具有一定的優(yōu)勢(shì)，不僅可以優(yōu)化課堂的整體教學(xué)，同時(shí)還能提高教學(xué)的效果，以此培養(yǎng)學(xué)生以及教師的綜合素養(yǎng)。3D打印技術(shù)與初中美術(shù)教學(xué)的整合，能有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)美術(shù)的興趣，促進(jìn)學(xué)校美育工作道路可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]陳溶溶.現(xiàn)代信息技術(shù)與高中美術(shù)教育的有效整合分析[J].美術(shù)教育研究，2014（2）：148.

[3] 李柯影，鄭燕林.3D打印技術(shù)在 中心小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用——以英國中小學(xué)課堂引進(jìn)3D打印技術(shù)項(xiàng)目為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù)2015，25（104）：108-114.

（作者單位：佛山市順德區(qū)杏壇梁銶琚初級(jí)中學(xué)）