3D打印與藝術(shù)融合對(duì)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升的影響

朱繼娟 顧衛(wèi)

摘? 要 將3D打印技術(shù)與藝術(shù)融合，構(gòu)建貼近學(xué)生生活又富有創(chuàng)意的3D藝術(shù)作品，確是一個(gè)值得嘗試的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，既可以鞏固學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與技能，更可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用和創(chuàng)新實(shí)踐能力。以指導(dǎo)學(xué)生自制學(xué)校LOGO標(biāo)牌為例，簡要介紹其培育過程。

關(guān)鍵詞 3D打印;創(chuàng)新思維;LOGO標(biāo)牌;實(shí)踐課程

中圖分類號(hào)：G635.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）03-0100-03

1 引言

“所見即所得，所想即所得”的3D打印技術(shù)，可以讓人們的想象變成現(xiàn)實(shí)。蘇州市第三十中學(xué)是蘇州古城區(qū)中一所生源96%為外來務(wù)工子女的公辦初中，從2017年開始將3D打印納入學(xué)校實(shí)踐課程學(xué)習(xí)之后，學(xué)生會(huì)用所學(xué)到的3D打印技術(shù)制作出創(chuàng)新的作品嗎？為此，筆者進(jìn)行了嘗試，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)通過平面模仿、立體轉(zhuǎn)化、工藝創(chuàng)新等探究歷程，使其基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。2018年9月，在蘇州市第二屆青少年科技節(jié)系列活動(dòng)之“我愛3D”創(chuàng)新模型設(shè)計(jì)比賽中，學(xué)生不畏強(qiáng)手、勇于拼搏，攬獲初中組團(tuán)體一、二等獎(jiǎng)，四位比賽選手均獲得市教育局、市科協(xié)等主辦單位的表彰。在此，筆者以制作具有個(gè)性化藝術(shù)特征的學(xué)校LOGO標(biāo)牌為例，簡要敘述培育學(xué)生創(chuàng)新思維能力成長的過程。

2 創(chuàng)意啟動(dòng)：貼近生活選方案，轉(zhuǎn)化思維謀創(chuàng)新

眾所周知，從模仿書本實(shí)例，到獨(dú)立思考創(chuàng)制出3D作品，是一個(gè)知識(shí)從認(rèn)識(shí)到掌握再到會(huì)運(yùn)用的思維轉(zhuǎn)化過程。2018年8月1日是蘇州市第三十中學(xué)建校48周年紀(jì)念日，為此，筆者利用這一契機(jī)，從年初新學(xué)期開學(xué)始，便在3D實(shí)踐課程上發(fā)出“我愛3D，給母校獻(xiàn)厚禮”的倡議，廣大學(xué)生聞?dòng)嵑蠹娂婍憫?yīng)，各式各樣的3D方案先后出爐，而創(chuàng)制一個(gè)嶄新的學(xué)校立體LOGO標(biāo)牌是呼聲最高的方案。

在教師幫助下，學(xué)生找來學(xué)校LOGO圖紙（圖1），運(yùn)用所學(xué)過的123D Design軟件進(jìn)行建模并生成STL格式文件，經(jīng)過用MPrint軟件編譯，把3D打印機(jī)能識(shí)別的X3G文件存入打印機(jī)SD卡中，通過3D打印機(jī)春蠶吐絲般的層層打印，一個(gè)與圖紙相近似的3D模型（圖2）便呈現(xiàn)在大家面前。學(xué)生看著運(yùn)用3D打印技術(shù)首創(chuàng)出的3D作品，一股成就感與自豪感油然升起，自主創(chuàng)制的自信心也更加充足。

如何讓創(chuàng)制出的作品更逼真、更漂亮、更豐富多彩呢？學(xué)生看著首創(chuàng)的3D作品模型開始思考。圍繞3D校牌創(chuàng)制，大家查資料閱書本做試驗(yàn)，各類新創(chuàng)意、新點(diǎn)子源源不斷地涌現(xiàn)出來。創(chuàng)新思維的星星之火被點(diǎn)燃，從認(rèn)識(shí)3D到思創(chuàng)3D，學(xué)生翻開學(xué)以致用、創(chuàng)新研發(fā)的新篇章。

3 奇思妙想：激勵(lì)創(chuàng)思無邊限，美觀實(shí)用硬道理

參照學(xué)校LOGO圖紙創(chuàng)制出首個(gè)3D學(xué)校LOGO標(biāo)牌之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)作品似乎不怎么美觀，包含的內(nèi)容似乎還不夠全。為此，改造原作品的欲望徒然升起，學(xué)生的新創(chuàng)意之旅開始了。

有位學(xué)習(xí)小組的學(xué)生率先做了嘗試，在原創(chuàng)設(shè)作品的外圍增加一圈中英文校名，在文字中間和校牌中央分別添加郵箱、樹葉和小蝴蝶圖案，寓意常聯(lián)系、綠色校園、環(huán)保校園之意。經(jīng)建模后打印出的校牌看著效果不錯(cuò)，還增添了幾分童趣（詳見圖3和圖4）。

該學(xué)生的創(chuàng)新作品使學(xué)校LOGO標(biāo)牌的內(nèi)容變得豐富起來，也啟發(fā)了伙伴們擺脫原圖束縛而去大膽設(shè)想的思路。如班上有幾位學(xué)生在你一言我一語的討論之后，創(chuàng)制出自己的新設(shè)計(jì)作品，使得校牌又有了新的展示方式（如圖5和圖6所示）。這樣設(shè)計(jì)之后，使校牌更漂亮了。

4 探索新技：3D與藝術(shù)融合，打印與技法謀新

創(chuàng)新“魔盒”被打開，不滿足現(xiàn)有成效的學(xué)生又想到讓3D打印的校牌作品在顏色方面來點(diǎn)兒革新，變單一為多彩，創(chuàng)制出更“美麗”的作品。然而一般的3D打印機(jī)通常只能打印單一色彩的作品，如MBot Grid II+ 3D打印機(jī)，要實(shí)現(xiàn)多色化校牌，該如何做呢？

在教師啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生不再局限于在電腦上建模、設(shè)計(jì)，圍繞3D打印機(jī)運(yùn)用動(dòng)起腦筋。受美術(shù)課上學(xué)習(xí)過的一些知識(shí)與技能的影響，學(xué)生提出不少解決的新辦法，如著色法、嵌套法、粘貼法等。學(xué)生經(jīng)過試驗(yàn)和制作工藝上的改進(jìn)，最終擬定六種新技法，并逐一應(yīng)用到各自設(shè)計(jì)的作品中去。

1）嵌套法。這個(gè)方法的創(chuàng)意來源于拼圖，學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)分出底板和每個(gè)零部件，底板上嚴(yán)格根據(jù)每個(gè)零部件的大小開好孔。最終所有對(duì)象打印好后，一個(gè)一個(gè)的部件嵌進(jìn)底板的孔中。這樣的好處是不同顏色的部件可以分開打，每個(gè)部件可以用不同的顏色，最終組合在一起，構(gòu)成一個(gè)完整的彩色作品（圖7）。

2）粘貼法。有的學(xué)生覺得嵌套法麻煩，因孔的大小較難把握，經(jīng)過大家研討，又提出用AB膠粘貼的方式。這種方法的好處是不用在底板上開孔，也就不用擔(dān)心打印出的作品部件孔大或者孔小的問題，每個(gè)部件打印好之后，用膠粘一下就可以。這種方法經(jīng)過反復(fù)多次實(shí)踐之后發(fā)現(xiàn)，確實(shí)可行且方便、實(shí)用，如圖8所示。

3）紐扣法。在底板和零部件上開個(gè)孔，打印好之后用細(xì)線縫起來，就跟在底板上釘紐扣一樣。這種方式可以不用膠粘，只是孔的位置一定要事先設(shè)計(jì)確定好。

4）換線法，即在3D打印機(jī)工作的時(shí)候，等打印到適當(dāng)位置時(shí)，把原本3D打印機(jī)上的打印材料PLA線剪斷，換上其他顏色的PLA線接上，這樣可以讓作品的顏色一層一層地有變化。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)讓校牌的底板與上面的圖案顏色被鮮明地區(qū)分開來，使整個(gè)作品對(duì)比更鮮明，造型更突出，如圖9所示。

5）亂線法。這種方法是在換線法的基礎(chǔ)上提出的，即在3D打印之前，把需用的各色打印耗材線依照構(gòu)建的模型一段一段地事先計(jì)算好并依序一一融接好，構(gòu)成一圈五顏六色的PLA線材，供3D打印機(jī)使用。

6）涂色法。這也是一些學(xué)習(xí)小組最常采用的方法，即對(duì)打印出的3D作品涂上相應(yīng)的色彩;也有的是對(duì)上述方法運(yùn)用中還有些較難做出的地方直接用涂顏料來處理，如郵箱、樹葉、蝴蝶等小模型的著色，不失為一種美化作品、解決問題的好思路。

5 結(jié)語

圍繞3D學(xué)校LOGO標(biāo)牌的制作，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的3D打印技能進(jìn)行藝術(shù)化再創(chuàng)作，通過一次又一次的技能、技法、工藝方面的改進(jìn)，一次又一次地提出問題、思考問題、解決問題的實(shí)踐，使得學(xué)生的創(chuàng)新思維能力在實(shí)踐中不斷獲得鍛煉和體驗(yàn)，不僅夯實(shí)了學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與技能，更是結(jié)合實(shí)例培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。實(shí)踐證明，只要引導(dǎo)方法恰當(dāng)，學(xué)生所蘊(yùn)藏的創(chuàng)新潛能定能被極大地挖掘出來，而且實(shí)踐中所獲得的每一次成效更能堅(jiān)定他們繼續(xù)創(chuàng)新、深入探究學(xué)習(xí)的信心?？梢韵嘈牛@種被培育出的創(chuàng)新思維能力不僅能在3D打印實(shí)踐中獲得體現(xiàn)，也定會(huì)影響學(xué)生對(duì)其他學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，甚至是一生的成長?！?/p>