浅谈3D打印笔艺术课程在 小学美术教学的应用研究

一、3D打印笔在教育行业的应用简况

3D打印技术被誉为“第三次工业革命的重要生产工具”，它是一项快速成型的新型技术。近年来，3D打印技术进入了服装、汽车、建筑，甚至医学行业，取得巨大成功。因此，逐渐引来国内外不少教育工作者的重视，纷纷被融入教学实践当中。与此同时，3D打印笔在市面上应运而生，它克服成本高、使用难、携带重等缺点，能快速、便携地将孩子的想象化作现实。不但培养孩子多种能力，而且将多个学科有机地结合起来，促进小学生美术核心素养的形成，实现了3D打印技术的教育价值。

二、3D打印笔艺术课程在学校的应用研究

我校于2019年尝试开发实施推广3D打印笔创意课程，同时成功申请广州市教育政策研究课题《小学美术教学应用3D打印笔创意课程与品牌发展研究》。在我校开发的3D打印笔创意课程中，关注学生的美术素养的提升自始至终贯穿整个学习过程。下面从五个方面阐述3D打印笔艺术课程的应用对小学生美术素养的促进。

（一）3D打印笔艺术课程的应用有效培养孩子的观察分析能力

3D打印笔艺术课程能大大提高孩子的观察与分析力。立体形象的教学内容与教具，给孩子提供了具象的视觉条件去认识世界，认识生活，增长知识。借助具象的事物，教师便有物可依地引导孩子去分析对象的基本特征——形态、色彩、结构、比例、立体感和空间感。让孩子在记忆、想象与创作中通过观察分析得到灵感的激发。具象的实物能有效培养孩子观察分析力。

（二）3D打印笔艺术课程的应用有效培养孩子立体建构能力

3D打印笔能将孩子的想象绘成现实。每一节课作品的呈现都是孩子在脑海中对绘制对象的解构和重构的过程。这是3D打印笔艺术课程的特色。在校本课程《昆虫奇兵》一课中，平时孩子是通过画笔在纸上利用点线面进行二维的创作，现需要他们运用3D打印笔绘制立体的昆虫。因此，创作时需要孩子的思维从二维提升到三维。教师首先引导孩子观察分析昆虫结构，将昆虫身体各部分进行解构，再让学生通过触摸分析3D打印笔昆虫教具的各部分形体，思考与讨论如何通过3D笔绘出有立体感的昆虫。孩子大多数想到模具构成法（在模具表面绘制然后脱模，需要有适合的模具）或耗材堆积法（把耗材堆积到昆虫大小通过戳揉捏手法塑型，通常很耗材料）等方法。随后，教师给孩子们播放骨架构建法微视频，将画好的椭圆用十字型穿插拼成骨架，运用缠绕法用线缠绕骨架绘出立体的昆虫身体，最后将各部分组成整体。这整个过程潜移默化地锻炼了孩子立体建构能力，同时让他们的空间思维能力更上一层楼。

十字骨架法和缠绕法制作立体昆虫身体

（三）3D打印笔艺术课程的应用有效培养孩子想象创造能力

孩子挥动3D打印笔把虚拟想象的世界绘制成实体世界，极大限度激发孩子们的想象力和创作力。美国教育家戴尔提出的“经验之塔”理论认为：教学内容应从学生的具体经验入手，逐步进入抽象经验。小学生对抽象事物的认识能力欠缺，但想象与创造恰是连接虚拟与现实的桥梁。在校本课程《假面魅影》一课中，孩子在脑海中通过想象分解面具的结构，分为面具体、眼眶、头带、装饰。然后，孩子根据平时的经验开始天马行空的想象，如面具体可设计几何形状、动物形状或不规则形状等；眼眶除镂空为椭圆形，还可以是爱心形、星星形或不规则形；装饰方面能发挥想象的空间就更广阔，如把装饰纹样直接绘制在面具表面，或者绘制立体花卉、动物在面具表面进行“贴花”，设计为半立体的效果。在面具的每部分设计中，孩子需要极大地发挥自身的想象创造力，结合生活的观察经验在脑海中虚构出物体各结构的造型，再实践动手创作就是水到渠成的事。

（四）3D打印笔艺术课程的应用有效培养孩子小组合作能力

在生活中，我们常会见到某人个人能力很强，但在团队活动中却没有获得成功。源于他并不擅长进行小组协助。但小组协助力恰是当今社会人才需具备的能力之一。在3D打印笔创意教学中，小组合作或项目式学习是经常运用的教学模式。孩子从中学会如何合作和更好地合作，设计出最别出心裁的作品。通过小组合作，孩子们在有限的课堂时间里，目标明确地分工合作完成任务，不但提高与伙伴沟通交流的能力，还培养孩子的责任感。在团队里，每人承担着任务、角色和自身的贡献是直接影响团队成败，更好锻炼孩子对自己和他人负责。如《包罗万象》一课的教学设计里，孩子们分小组合作完成小包包的制作。小组内分为打版员（空间逻辑思维强的孩子担任）、绘图师（绘画能力强的孩子担任）、制作师（3D打印笔手绘能力强的孩子担任）、装饰师（想象能力强的孩子担任）、汇报员（表达沟通能力强的孩子担任）、后勤保障员（心思细致洞察力强的孩子担任）。在创作前，小组成员分好工，商讨好设计的制作方法、尺寸和风格，然后根据自己的分工内容开始创作。创作过程中，组内相互帮助合作交流，如打版员在分析包包结构后，确定包包各部分大小，必须要与绘图师沟通尺寸，否则绘图师在绘制表面图案时，很可以会出现图案比版型大或小的现象。汇报员则要与每位队员沟通交流了解各工序，以便攥写出吸人眼球的设计说明。后勤保障员则要细心洞察每个成员的需要，如预热笔、换料、修补细节、准备整理材料。每位成员的分工都是必不可少，谁出错就会影响制作包包的进度和质量。因此，3D打印笔艺术课程的应用能极大地提高孩子小组合作能力。

（五）线上线下课程的应用有效提升孩子的学习兴趣

3D打印笔创意课程不但开发线下课程还制作了线上课程，孩子不但能在课堂上学到知识，还能利用空余时间自学到3D打印笔艺术。在线上3D打印笔课程中，我们设置了多个互动环节，如签到、班级讨论圈、“头脑风暴”和作业AI评价环节。在每一次创作前设置“头脑风暴”环节，孩子们分享自己创作构思，同时在线看到其他孩子的想法，他们从中吸收妙计或激发灵感。聆听和观看同伴的创作思路和评价意见后，孩子通过语言交流，解决3D解构重构中遇到的问题，从而更好地进行作品设计。因此，线上3D打印笔艺术课程给学生创造更多的交流机会，师生和生生的互动性大大提高学习兴趣。                        

三、3D打印笔艺术课程在小学美术教学获得的成果             经过一年多的研究发展，校本课程在全校广泛使用。普通班级每个学期安排4个课时进行学习，同时开设有兴趣班和特长班。每学期开展丰富的主题活动。2020年5月，我校举办了首届3D打印笔艺术创意设计大赛，孩子们兴趣盎然积极报名参加。除了展出一二三等奖外，我校特别建造3D打印笔艺术展区，把展览变成日常化。《3D打印笔艺术》线上课程荣获2020年教育教学信息化交流展活动广东省二等奖。同年，课程开发成员罗望老师在花都区教学现场会中展示课例《珠光翠影——3D如意手饰》，在课堂中，孩子是小主人，主动学习、自信表达和大胆创作，受到听课老师的一致赞扬。2020年12月，我校3d打印笔美术特色参加了广州市花都区第五届学校美育节艺术坊的展示，把我校美术特色向全社会呈现。目前，3D打印笔艺术已发展成为我校美育特色，还吸引一大批热爱创造、设计、想象的师生群体。

小结

本校开发的线上线下3D打印笔艺术课程重视孩子过程性学习和美术素养的培养，它以形象生动的教学内容、独一无二的课程特色、天马行空的教学实践和交流协作的教学模式，促进孩子观察分析能力、立体建构能力、想象创造能力、小组合作能力的发展，从而强化小学生欣赏美、懂得美、运用美、创造美的能力，辐射其他学科的学习。随着课程的推广与成果展示，3D打印笔艺术课程应用在我校美术教学中，逐渐塑造成区域特色品牌和形成鲜明的特色文化。

参考文献

[1]曾冕，基于3D打印笔的小学创意课程实践研究[J]，中小学电教，2016.12.

[2]陈蕾，初探3D打印笔在中小学创客教学中的运用[J]，小学科学，2018.9.

[3]王露苇，创客背景下"3D打印笔"在小学美术教学中的应用研究[D]，江苏师范大学，2018.

[4]小林创意，玩转3d涂鸦[M]，北京：电子工业出版社，2017.33.

作者简介

谢韵菲（1987-），女，汉族，广东广州人，广东省广州市花都区风神实验小学，教导处副主任，小学美术一级教师，硕士研究生学历，研究方向：艺术学。