3D打印技术与初中美术教学的整合研究

周佩兰 何桃华

【内容摘要】 3D打印技术在初中美术教学中起到了非常重要的作用，不仅可以提高美术的教学效果，同时还能带动学生对于学习美术的动力，以此提升学生们的创造能力，并提升学生的自主学习能力。但是在实际应用的过程中存在了一些缺陷，其中主要体现在教师专业知识和技术的不足、投入的软件和硬件过少以及缺乏多学科联动的顶层设计等。因此，文章对于初中美术教学中融入3D打印技术所开展的教学情况进行分析，从而获取一些有用的信息。三维打印技术在美术教育中的应用，有利于优化教学模式，激发学生的创造力，提高学生的自学能力和合作能力。在应用上存在一些局限性，如缺乏多学科的顶层设计，软硬件投入不足，教师专业知识和技术支持有待提高。

【关键词】3D打印技术 初中 美术教育 应用

所谓的3D打印技术其实就是把三维的模型作为基础，然后通过逐层的方式去叠加材料从而生成三维立体的技术，它的别名被称之为增材制造技术，属于迅速成型的技术。将3D打印技术应用于初中的美术教学，可以有效培养学生的综合素养，同时为美术教育带来全新的活力。3D打印技术已经被纳入学科教育领域的学科建设体系中，它可以有效刺激学生们的感官认识，同时它的存在也证明美术在教学教育中的重要性，不仅如此，这个技术还能提高学生们的学习效率，对于教师而言还能提高他们的教学质量。因此，将3D打印技术和美术教育相结合是进步教育的新一代写照。

一、3D打印技术的优势

3D打印技术是一种在短时间内快速成型的技术，将数字的模型作为整个技术的基础，通过一些金属材料以及粉末状的材料和ABS材料等进行逐层的打印，从而实现该项技术的问世。它的应用范围非常广泛，其中主要包括了工业、汽车、医疗、建筑以及航空等领域。和传统的加工技术相比，在运用3D打印技术的过程中不需要使用任何的刀具和模具，其技术主要使用的设备是3D打印机以及一些三维的模型，通过逐层打印来累积材料，最终完成制造。3D打印技术的优势就在于它的精准性非常高，在短时间内不仅可以打印大量的模型，打印出来的效果也是非常的精致，同时还能制作出传统技术中不能制作的特殊结构。三维建模、模型分层以及逐层打印和后期的加工是3D打印制作的主要流程[1]。

二、在美术的教学过程中应用3D打印技术的理论依据

3D打印技术一开始只是为了制造业而产生的，主要的体现方式在于产品的生产技术的提升，换句话来说，在教育的领域中使用3D打印技术其实缺少了一些可行性的理论作为支撑的依据。但是随着社会多年的实践以及分析和探讨得知，在国外的美术教学课堂已经开始使用该项技术，同时还总结了一系列能够支撑该项技术在美术教学中合理运用的理论依据，也就是大家所说的构建主义理论以及多元智力理论和经验之塔理论。

所谓的构建主义理论指的是把学生作为教学的核心，这一点其实和核心素养理念下的基础教学出发点是不谋而合的，以此加强学生们对于知识的主观能动性以及主动发现和主动探索知识的能力。在初中的美术教学过程中融入3D打印技术不仅可以激发学生们对于知识的主动探索能力，同时还能让他们进一步分析以及解决学习过程中遇到的问题。在这个过程中教师需要做好引导方面的工作，这样才能构建学生们更为丰富的知识体系[2]。

多元智力理论被认为人类的智能是多元化的，不仅具备了语言智能、空间智能、运动智能、音乐智能、人机关系智能以及自我认知的智能和自然观察的智能等。对于初中美术教学而言，运用3D打印技术可以充分利用空间智能以及自然观察智能，同时在发展这两个智能的过程中还能带动其他智能的发展，从而从真正的意义上去实现多元智能的发展，同时还能有效促进学生们的全面发展。

一直被大家谈及的经验之塔理论说的是在教学活动中从底部开展教学，比如开展一些教学活动，并设计一些活动所需的经验，学生们可以非常容易获取到其中的具体经验，然后慢慢上升到抽象的经验，这样做就能弥补观察人员观察经验不足的现象。在美术的教学过程中，很多教学内容需要从观察出发，这样的教学模式会让学生们产生困惑，甚至还会陷入两难的境地，直接体现在抽象经验和直接经验的发展都不太理想。将3D打印技术应用于美术的教学可以促进学生们在感官的体验中增加自己对于直接经验的掌握然后通过这些感受去发展空间思维以及创造的思维，最终在这些基础上发展抽象的思维经验，以此促进思维的进一步发展。

三、3D打印技术在初中美术教学中的应用

1.通过3D打印技术培养学生们的综合素养

3D打印技术的应用范围非常广泛，同时还能在多个学科的教学实践中进行应用。在初中的美术教学过程中，为了促进艺术欣赏的生动性以及灵活性，学生需要提高自己对于美术内涵的理解，这样才能达成教学的主要目的。在美术课上运用3D打印技术，可以把学生们艺术作品中想要表达的创意以及想象打印成实际的模型，在传统的美术教学过程中，学生只能在纸上进行画图，并不能变成现实的模型，但随3D打印技术到来，这些问题都被合理地解决了，学生通过三维实物可以提高自己对于所学内容的理解，以此提升自己各方面的综合素养。在美术课堂上采取3D打印技术，对于优化美术教学模式具有一定的意义。教师可以结合传统的教学方式去拓展自己的思維，将3D打印技术合理地应用于美术课堂，不仅能够改变学生以自我为中心的学习情况，同时还能改变传统的灌输以及模仿的教学方式。让学生在课堂上完成模型的设计以及实际的应用和艺术欣赏等不同的过程，让原本抽象的美术欣赏慢慢转变成生动的形象[3]。根据3D打印技术去开展素质教育，这样一来就能培养学生的综合能力，从而促使美术教育的课程结构变得更加丰富，以此实现课程的便捷性以及拓展性。不仅如此，在这个过程中还能激发学生的想象能力以及创造能力。

2.通过3D打印技术展现学生的作品

根据观察传统的美术教育情况，可发现，教师在整个教学的过程中将重点放在二维的创作能力上，这样就严重忽略了学生们的三维创作，这对他们的创造力以及思想的拓展具有一定的影响。在初中美术教学中结合3D打印技术开展教学，这样做的目的是为了拓展学生对艺术的创造空间，同时还能保证学生的作品可以随时随地的展示出来，以此发展学生更全面的创造以及思维能力。在整个教学的过程中，教师需要不断地鼓励学生，让他们大胆尝试并不要畏惧，同时还要尊重每一位学生的审美观，以此培养学生对于艺术和美的追求。另外，帮助学生们去参与更多的艺术实践活动 ，通过3D技术的打印，让学生亲自参与到艺术的实践过程，从而感受艺术的魅力，并获得丰富的审美经验，让他们在实践的过程中可以得到更好的学习效果。3D打印技术的到来让学生的立体作品可以很好地展示出来，不用再停留在纸面上，同时还能进行加工和制造，这样一来，学生可以很好地参与到整个作品的完成过程。在打印的每个步骤中，学生可以培养自己的鉴赏能力，同时还能培养自己的视觉以及触觉，让原本枯燥的学习变得更加的有趣，以此提高自己对于艺术作品整体的设计能力并开拓自己的思维方向。

3.通过3D打印技术提高学生的团队合作能力

最后一点要说的就是，3D打印技术对于提高学生的团队能力也具有一定的帮助，该技术作为全新的科技技术，它对学生来说具有很大的吸引力，这样一来就能激发学生去主动参加学习，因此，拓展学生的美术课外活动，让学生进行组队，然后通过合作的模式去完成艺术作品，并进行赏析，一方面培养了他们的动手能力，另一方还锻炼了他们的团队合作能力。

四、3D打印技术在初中美术教学中的实践总结与反思

1.多学科联动的顶层设计欠缺

由于缺乏了多学科联动的顶层设计，在初中的美术教学阶段，教师没有统一3D打印课程的标准，这不仅影响了顶层设计，同时还影响了系统性的规划。想要合理地运用3D打印技术，需要不断地提升技术人员的理念以及思想，这样才能更深层次的去挖掘3D打印技术在教育方面的应用。

2.教学过程中软硬件不足，会影响学习的效果

加强硬件以及软件的投入也很重要，目前，3D打印机的价格正在下调，但是一些高级的设备以及消耗性的材料依旧比较昂贵，在较低的投入背景下导致打印的材质以及色彩相对比较单一，从而影响了教学以及应用的效果。教师的专业知识要求以及技术支持方面的要求也限制了3D打印技术的应用情况，在使用3D打印技術的过程中，学生一定要结合自己所学的知识，特别是在操作软件的时候，对建模以及打印机的操作情况需要全面了解。在课堂上，教师应该带着学生熟练地使用3D打印机进行模型的设计和制作。

3.3D打印技术和美术教学的优质教学设计缺乏

3D打印技术在美术教学的应用，涉及多学科的有效整合，教学活动设计的好坏直接影响到教和学的质量好坏。优秀的教学设计，可帮助及引导学生去开展一些相关的学习活动，在这个过程中教师需要不断地学习和提高自己的知识储备能力。然而我们发现，在我们教学中，由于这方面的参考资料很少，只能是自己几个人商讨，结合实际情况进行一些有限的尝试和探索，效果很难达到最佳。

结语

总而言之，面对社会科技的发展，各行各业也在不断地进步与发展，将3D打印技术和美术教学相结合，这对于美术教育的改革而言具有一定的优势，不仅可以优化课堂的整体教学，同时还能提高教学的效果，以此培养学生以及教师的综合素养。3D打印技术与初中美术教学的整合，能有效提升学生学习美术的兴趣，促进学校美育工作道路可持续发展。

【参考文献】

[1]王美，王良辉，刘中晓，等.基于3D打印技术的特色课程研究——以“3D打印创意工作室”课程为例[J].现代教育技术，2015，25（8）：120-126.

[2]陈溶溶.现代信息技术与高中美术教育的有效整合分析[J].美术教育研究，2014（2）：148.

[3] 李柯影，郑燕林.3D打印技术在 中心小学教学中的应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例[J].现代教育技术2015，25（104）：108-114.

（作者单位：佛山市顺德区杏坛梁銶琚初级中学）