3D打印技術與初中美術教學的整合研究

周佩蘭 何桃華

【內容摘要】 3D打印技術在初中美術教學中起到了非常重要的作用，不僅可以提高美術的教學效果，同時還能帶動學生對于學習美術的動力，以此提升學生們的創(chuàng)造能力，并提升學生的自主學習能力。但是在實際應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)知識和技術的不足、投入的軟件和硬件過少以及缺乏多學科聯(lián)動的頂層設計等。因此，文章對于初中美術教學中融入3D打印技術所開展的教學情況進行分析，從而獲取一些有用的信息。三維打印技術在美術教育中的應用，有利于優(yōu)化教學模式，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，提高學生的自學能力和合作能力。在應用上存在一些局限性，如缺乏多學科的頂層設計，軟硬件投入不足，教師專業(yè)知識和技術支持有待提高。

【關鍵詞】3D打印技術 初中 美術教育 應用

所謂的3D打印技術其實就是把三維的模型作為基礎，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，它的別名被稱之為增材制造技術，屬于迅速成型的技術。將3D打印技術應用于初中的美術教學，可以有效培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，同時為美術教育帶來全新的活力。3D打印技術已經(jīng)被納入學科教育領域的學科建設體系中，它可以有效刺激學生們的感官認識，同時它的存在也證明美術在教學教育中的重要性，不僅如此，這個技術還能提高學生們的學習效率，對于教師而言還能提高他們的教學質量。因此，將3D打印技術和美術教育相結合是進步教育的新一代寫照。

一、3D打印技術的優(yōu)勢

3D打印技術是一種在短時間內快速成型的技術，將數(shù)字的模型作為整個技術的基礎，通過一些金屬材料以及粉末狀的材料和ABS材料等進行逐層的打印，從而實現(xiàn)該項技術的問世。它的應用范圍非常廣泛，其中主要包括了工業(yè)、汽車、醫(yī)療、建筑以及航空等領域。和傳統(tǒng)的加工技術相比，在運用3D打印技術的過程中不需要使用任何的刀具和模具，其技術主要使用的設備是3D打印機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打印技術的優(yōu)勢就在于它的精準性非常高，在短時間內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，同時還能制作出傳統(tǒng)技術中不能制作的特殊結構。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、在美術的教學過程中應用3D打印技術的理論依據(jù)

3D打印技術一開始只是為了制造業(yè)而產生的，主要的體現(xiàn)方式在于產品的生產技術的提升，換句話來說，在教育的領域中使用3D打印技術其實缺少了一些可行性的理論作為支撐的依據(jù)。但是隨著社會多年的實踐以及分析和探討得知，在國外的美術教學課堂已經(jīng)開始使用該項技術，同時還總結了一系列能夠支撐該項技術在美術教學中合理運用的理論依據(jù)，也就是大家所說的構建主義理論以及多元智力理論和經(jīng)驗之塔理論。

所謂的構建主義理論指的是把學生作為教學的核心，這一點其實和核心素養(yǎng)理念下的基礎教學出發(fā)點是不謀而合的，以此加強學生們對于知識的主觀能動性以及主動發(fā)現(xiàn)和主動探索知識的能力。在初中的美術教學過程中融入3D打印技術不僅可以激發(fā)學生們對于知識的主動探索能力，同時還能讓他們進一步分析以及解決學習過程中遇到的問題。在這個過程中教師需要做好引導方面的工作，這樣才能構建學生們更為豐富的知識體系[2]。

多元智力理論被認為人類的智能是多元化的，不僅具備了語言智能、空間智能、運動智能、音樂智能、人機關系智能以及自我認知的智能和自然觀察的智能等。對于初中美術教學而言，運用3D打印技術可以充分利用空間智能以及自然觀察智能，同時在發(fā)展這兩個智能的過程中還能帶動其他智能的發(fā)展，從而從真正的意義上去實現(xiàn)多元智能的發(fā)展，同時還能有效促進學生們的全面發(fā)展。

一直被大家談及的經(jīng)驗之塔理論說的是在教學活動中從底部開展教學，比如開展一些教學活動，并設計一些活動所需的經(jīng)驗，學生們可以非常容易獲取到其中的具體經(jīng)驗，然后慢慢上升到抽象的經(jīng)驗，這樣做就能彌補觀察人員觀察經(jīng)驗不足的現(xiàn)象。在美術的教學過程中，很多教學內容需要從觀察出發(fā)，這樣的教學模式會讓學生們產生困惑，甚至還會陷入兩難的境地，直接體現(xiàn)在抽象經(jīng)驗和直接經(jīng)驗的發(fā)展都不太理想。將3D打印技術應用于美術的教學可以促進學生們在感官的體驗中增加自己對于直接經(jīng)驗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，最終在這些基礎上發(fā)展抽象的思維經(jīng)驗，以此促進思維的進一步發(fā)展。

三、3D打印技術在初中美術教學中的應用

1.通過3D打印技術培養(yǎng)學生們的綜合素養(yǎng)

3D打印技術的應用范圍非常廣泛，同時還能在多個學科的教學實踐中進行應用。在初中的美術教學過程中，為了促進藝術欣賞的生動性以及靈活性，學生需要提高自己對于美術內涵的理解，這樣才能達成教學的主要目的。在美術課上運用3D打印技術，可以把學生們藝術作品中想要表達的創(chuàng)意以及想象打印成實際的模型，在傳統(tǒng)的美術教學過程中，學生只能在紙上進行畫圖，并不能變成現(xiàn)實的模型，但隨3D打印技術到來，這些問題都被合理地解決了，學生通過三維實物可以提高自己對于所學內容的理解，以此提升自己各方面的綜合素養(yǎng)。在美術課堂上采取3D打印技術，對于優(yōu)化美術教學模式具有一定的意義。教師可以結合傳統(tǒng)的教學方式去拓展自己的思維，將3D打印技術合理地應用于美術課堂，不僅能夠改變學生以自我為中心的學習情況，同時還能改變傳統(tǒng)的灌輸以及模仿的教學方式。讓學生在課堂上完成模型的設計以及實際的應用和藝術欣賞等不同的過程，讓原本抽象的美術欣賞慢慢轉變成生動的形象[3]。根據(jù)3D打印技術去開展素質教育，這樣一來就能培養(yǎng)學生的綜合能力，從而促使美術教育的課程結構變得更加豐富，以此實現(xiàn)課程的便捷性以及拓展性。不僅如此，在這個過程中還能激發(fā)學生的想象能力以及創(chuàng)造能力。

2.通過3D打印技術展現(xiàn)學生的作品

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

3.通過3D打印技術提高學生的團隊合作能力

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

四、3D打印技術在初中美術教學中的實踐總結與反思

1.多學科聯(lián)動的頂層設計欠缺

由于缺乏了多學科聯(lián)動的頂層設計，在初中的美術教學階段，教師沒有統(tǒng)一3D打印課程的標準，這不僅影響了頂層設計，同時還影響了系統(tǒng)性的規(guī)劃。想要合理地運用3D打印技術，需要不斷地提升技術人員的理念以及思想，這樣才能更深層次的去挖掘3D打印技術在教育方面的應用。

2.教學過程中軟硬件不足，會影響學習的效果

加強硬件以及軟件的投入也很重要，目前，3D打印機的價格正在下調，但是一些高級的設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致打印的材質以及色彩相對比較單一，從而影響了教學以及應用的效果。教師的專業(yè)知識要求以及技術支持方面的要求也限制了3D打印技術的應用情況，在使用3D打印技術的過程中，學生一定要結合自己所學的知識，特別是在操作軟件的時候，對建模以及打印機的操作情況需要全面了解。在課堂上，教師應該帶著學生熟練地使用3D打印機進行模型的設計和制作。

3.3D打印技術和美術教學的優(yōu)質教學設計缺乏

3D打印技術在美術教學的應用，涉及多學科的有效整合，教學活動設計的好壞直接影響到教和學的質量好壞。優(yōu)秀的教學設計，可幫助及引導學生去開展一些相關的學習活動，在這個過程中教師需要不斷地學習和提高自己的知識儲備能力。然而我們發(fā)現(xiàn)，在我們教學中，由于這方面的參考資料很少，只能是自己幾個人商討，結合實際情況進行一些有限的嘗試和探索，效果很難達到最佳。

結語

總而言之，面對社會科技的發(fā)展，各行各業(yè)也在不斷地進步與發(fā)展，將3D打印技術和美術教學相結合，這對于美術教育的改革而言具有一定的優(yōu)勢，不僅可以優(yōu)化課堂的整體教學，同時還能提高教學的效果，以此培養(yǎng)學生以及教師的綜合素養(yǎng)。3D打印技術與初中美術教學的整合，能有效提升學生學習美術的興趣，促進學校美育工作道路可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

[1]王美，王良輝，劉中曉，等.基于3D打印技術的特色課程研究——以“3D打印創(chuàng)意工作室”課程為例[J].現(xiàn)代教育技術，2015，25（8）：120-126.

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

[3] 李柯影，鄭燕林.3D打印技術在 中心小學教學中的應用——以英國中小學課堂引進3D打印技術項目為例[J].現(xiàn)代教育技術2015，25（104）：108-114.

（作者單位：佛山市順德區(qū)杏壇梁銶琚初級中學）