付培

摘 要：介紹3D打印技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合國內(nèi)外研究這一前沿科技在教育教學(xué)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用，探討將3D打印引入動(dòng)畫造型課程的意義和積極性，拓展教學(xué)思維，實(shí)踐以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。摒棄照本宣科的灌輸知識(shí)方式，將課堂延展為“創(chuàng)意空間”。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；動(dòng)漫造型；“創(chuàng)意空間”

一、何為3D打印技術(shù)

3D打印學(xué)名“增材制造快速成型技術(shù)”。與傳統(tǒng)打印技術(shù)最為直觀的區(qū)別：使用的“墨水”不同。3D打印技術(shù)采用的“墨水”是諸如粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，將物體的三維電子模型分割成很多的切片，然后一層層地打印，通過逐層打印的方式來構(gòu)造一個(gè)完整實(shí)體物品。與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，3D打印優(yōu)勢(shì)包括：制造復(fù)雜物品不增加成本、使零部件一次性成型，無需組裝、按需打印、降低物流成本、設(shè)計(jì)空間無限、零技能制造、不占空間、便攜制造、減少廢棄副產(chǎn)品、精確的實(shí)體復(fù)制等等，總的來說這一技術(shù)將開啟制造業(yè)和設(shè)計(jì)業(yè)新的未來。

二、3D打印進(jìn)入教育領(lǐng)域的前提和發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來消費(fèi)領(lǐng)域?qū)m合個(gè)人應(yīng)用的桌面機(jī)3D技術(shù)進(jìn)行了大量的探索嘗試。特別是在制造者文化的推動(dòng)下，一群技術(shù)嫻熟的DIY愛好者致力于通過3D打印和機(jī)器人技術(shù)的探索，推動(dòng)科學(xué)、工程和其他學(xué)科的發(fā)展。這些世界各地的DIY愛好者將注意力主要集中在包括建筑、工業(yè)設(shè)計(jì)、珠寶設(shè)計(jì)、土木工程的設(shè)計(jì)和原型制造，推進(jìn)了從設(shè)計(jì)到教育領(lǐng)域的思維創(chuàng)新。以MakerBot為代表的3D桌面打印機(jī)功能越來越強(qiáng)大，用戶可以用它創(chuàng)建一切對(duì)象，包括從玩具到機(jī)器人，到家庭家具及配件，到恐龍骨骼模型。它具有更高的分辨率和兼容性，構(gòu)建的物體尺寸更大。可以預(yù)見在不久的將來，個(gè)人3D桌面打印機(jī)會(huì)像個(gè)人電腦和智能手機(jī)一樣普及。

三、國外將其應(yīng)用到教育教學(xué)領(lǐng)域中的探索

3D打印機(jī)在歐美的一個(gè)重要市場(chǎng)就是教育，先是進(jìn)入大學(xué)課堂，最近開始向中小學(xué)課堂推廣。高等教育機(jī)構(gòu)正在為3D打印技術(shù)在科研領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平道路，并開始將此項(xiàng)技術(shù)逐漸推廣到基礎(chǔ)教學(xué)中，3D打印技術(shù)在基礎(chǔ)教學(xué)中最引人注目的應(yīng)用在于學(xué)生可以利用技術(shù)創(chuàng)造出完全屬于自己的東西，進(jìn)一步解放了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生可以打印出自己設(shè)計(jì)的角色與場(chǎng)景模型，更直觀的感受可以幫助改善設(shè)計(jì)，完成從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。例如，新西蘭的一項(xiàng)新課程標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)給基礎(chǔ)教育的學(xué)生每4名學(xué)生配備1臺(tái)3D打印機(jī)，以便提供能夠打印他們自己設(shè)計(jì)的象棋子的機(jī)會(huì)。在英國的克里文頓學(xué)校，學(xué)生參與了STEM挑戰(zhàn)。他們進(jìn)行設(shè)計(jì)、3D打印，并嘗試測(cè)試迷你型超音速汽車，并向來訪的3D系統(tǒng)公司的工程師進(jìn)行展示。

四、3D打印引入動(dòng)漫造型課程的意義與積極性

1.3D打印實(shí)物模型對(duì)教學(xué)成果的體現(xiàn)

3D打印在動(dòng)漫造型教學(xué)中如何應(yīng)用，正是基于這一技術(shù)可以將電腦里的虛擬物品轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)物品的特性，學(xué)生可以用它來制作3D版本的設(shè)計(jì)作品，進(jìn)一步擴(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容的延展性，我們可以用實(shí)物模型來解釋設(shè)計(jì)的三維空間感，如果用3D打印機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模，學(xué)生可以操縱并深入研究這些模型，用實(shí)物模型檢測(cè)造型結(jié)構(gòu)的合理性，用實(shí)物模型展現(xiàn)教學(xué)成果，比傳統(tǒng)的造型教學(xué)中平面設(shè)計(jì)形象和三維虛擬形象的教學(xué)成果更加直觀，也更加具有吸引力，想象一下當(dāng)課程結(jié)束時(shí)學(xué)生能拿到刻有自己名字的設(shè)計(jì)實(shí)物模型會(huì)有多么的興奮。

2.拓展創(chuàng)造性思維培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

如果說傳統(tǒng)的動(dòng)漫造型課程培養(yǎng)的是平面設(shè)計(jì)思維，3D打印能幫助我們拓展立體設(shè)計(jì)思維，例如傳統(tǒng)動(dòng)漫造型課程中，角色的身體動(dòng)作是二維或虛擬三維設(shè)計(jì)完成的，學(xué)生實(shí)踐中會(huì)出現(xiàn)形象平面化，姿態(tài)片面化等問題，如果用3D打印做出模型實(shí)物，可以幫助學(xué)生直觀地了解角色造型動(dòng)作的可視性和合理性，將幫助我們訓(xùn)練從多角度設(shè)計(jì)的立體思維。

123Dcatch設(shè)計(jì)軟件的網(wǎng)站允許用戶從他們所拍攝的照片中創(chuàng)建自己的3D形象，就是用戶從23個(gè)不同角度拍攝自己臉部的照片后合成的3D形象。我們也可以用影像捕捉的方式建立自己或產(chǎn)品模型的三維掃描形象，并逐步建立造型教學(xué)自制素材資料庫，通過素材整合、設(shè)計(jì)、打印3D形象模型、修改再設(shè)計(jì)、再打印完整作品的教學(xué)過程，將課堂延展為“創(chuàng)意空間”，鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，大膽想象，摒棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的拘束和限定，鼓勵(lì)學(xué)生在數(shù)字媒體攝影、動(dòng)態(tài)影像捕捉、動(dòng)漫游戲角色創(chuàng)作等方面大膽嘗試，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。鼓勵(lì)學(xué)生使用3D打印技術(shù)創(chuàng)意未來，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生利用3D打印自主創(chuàng)業(yè)，建立小型的個(gè)性化定制工作室將成為一個(gè)就業(yè)方向。

3.研究課程體系的新標(biāo)準(zhǔn)和新模式

世界各地的教育體系都在修改他們整合軟技能方面的標(biāo)準(zhǔn)，如創(chuàng)造性，拓展性等。3D打印技術(shù)正在逐漸成為一個(gè)更受歡迎的解決方案。我們需要研究明確3D打印技術(shù)如何適應(yīng)自身課程的需要。利用3D打印的應(yīng)用，可以將動(dòng)漫設(shè)計(jì)中與造形設(shè)計(jì)相關(guān)的課程有效地整合起來，如將《角色造型》《三維軟件設(shè)計(jì)》《定格拍攝》等課程用3D打印整合起來成為一體，讓學(xué)生從設(shè)計(jì)到制造再到修改造型并開發(fā)衍生產(chǎn)品，完成整套的動(dòng)漫造型設(shè)計(jì)過程，從而有效加強(qiáng)了課程之間的銜接，形成更為合理的教學(xué)體系，促進(jìn)人才培養(yǎng)模式的改革。

根據(jù)基礎(chǔ)教育課程改革要求，利用3D打印技術(shù)引入動(dòng)漫造型課程改變傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式，著重研究建構(gòu)主義理論對(duì)動(dòng)畫造形課程自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式的指導(dǎo)意義，充分探索相關(guān)課程的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式，確定課程的教學(xué)時(shí)間、空間、方式及程序，并在此基礎(chǔ)上形成確立“以學(xué)生為主體”的自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式。

4.提升教師自身專業(yè)素質(zhì)

通過對(duì)3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)研究，將這一技術(shù)成果通過實(shí)踐轉(zhuǎn)換為教學(xué)理論，積極開展自下而上的教學(xué)改革實(shí)踐。要盡量避免單調(diào)重復(fù)的教學(xué)，發(fā)揮每位教師的智慧與特長(zhǎng)，不斷調(diào)整、提升自己，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，爭(zhēng)取成為經(jīng)驗(yàn)豐富的學(xué)者型教師。

參考文獻(xiàn)：

兀旦輝，趙晨飛.3D打印機(jī)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用研究.課程教育研究，2013（21）.

編輯 楊兆東