朱继娟 顾卫

摘  要 将3D打印技术与艺术融合，构建贴近学生生活又富有创意的3D艺术作品，确是一个值得尝试的创新实践活动，既可以巩固学生所学的知识与技能，更可以培养学生学以致用和创新实践能力。以指导学生自制学校LOGO标牌为例，简要介绍其培育过程。

关键词 3D打印;创新思维;LOGO标牌;实践课程

中图分类号：G635.5    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）03-0100-03

1 引言

“所见即所得，所想即所得”的3D打印技术，可以让人们的想象变成现实。苏州市第三十中学是苏州古城区中一所生源96%为外来务工子女的公办初中，从2017年开始将3D打印纳入学校实践课程学习之后，学生会用所学到的3D打印技术制作出创新的作品吗？为此，笔者进行了尝试，指导学生运用所学知识通过平面模仿、立体转化、工艺创新等探究历程，使其基本达到预期目标。2018年9月，在苏州市第二届青少年科技节系列活动之“我爱3D”创新模型设计比赛中，学生不畏强手、勇于拼搏，揽获初中组团体一、二等奖，四位比赛选手均获得市教育局、市科协等主办单位的表彰。在此，笔者以制作具有个性化艺术特征的学校LOGO标牌为例，简要叙述培育学生创新思维能力成长的过程。

2 创意启动：贴近生活选方案，转化思维谋创新

众所周知，从模仿书本实例，到独立思考创制出3D作品，是一个知识从认识到掌握再到会运用的思维转化过程。2018年8月1日是苏州市第三十中学建校48周年纪念日，为此，笔者利用这一契机，从年初新学期开学始，便在3D实践课程上发出“我爱3D，给母校献厚礼”的倡议，广大学生闻讯后纷纷响应，各式各样的3D方案先后出炉，而创制一个崭新的学校立体LOGO标牌是呼声最高的方案。

在教师帮助下，学生找来学校LOGO图纸（图1），运用所学过的123D Design软件进行建模并生成STL格式文件，经过用MPrint软件编译，把3D打印机能识别的X3G文件存入打印机SD卡中，通过3D打印机春蚕吐丝般的层层打印，一个与图纸相近似的3D模型（图2）便呈现在大家面前。学生看着运用3D打印技术首创出的3D作品，一股成就感与自豪感油然升起，自主創制的自信心也更加充足。

如何让创制出的作品更逼真、更漂亮、更丰富多彩呢？学生看着首创的3D作品模型开始思考。围绕3D校牌创制，大家查资料阅书本做试验，各类新创意、新点子源源不断地涌现出来。创新思维的星星之火被点燃，从认识3D到思创3D，学生翻开学以致用、创新研发的新篇章。

3 奇思妙想：激励创思无边限，美观实用硬道理

参照学校LOGO图纸创制出首个3D学校LOGO标牌之后，学生发现作品似乎不怎么美观，包含的内容似乎还不够全。为此，改造原作品的欲望徒然升起，学生的新创意之旅开始了。

有位学习小组的学生率先做了尝试，在原创设作品的外围增加一圈中英文校名，在文字中间和校牌中央分别添加邮箱、树叶和小蝴蝶图案，寓意常联系、绿色校园、环保校园之意。经建模后打印出的校牌看着效果不错，还增添了几分童趣（详见图3和图4）。

该学生的创新作品使学校LOGO标牌的内容变得丰富起来，也启发了伙伴们摆脱原图束缚而去大胆设想的思路。如班上有几位学生在你一言我一语的讨论之后，创制出自己的新设计作品，使得校牌又有了新的展示方式（如图5和图6所示）。这样设计之后，使校牌更漂亮了。

4 探索新技：3D与艺术融合，打印与技法谋新

创新“魔盒”被打开，不满足现有成效的学生又想到让3D打印的校牌作品在颜色方面来点儿革新，变单一为多彩，创制出更“美丽”的作品。然而一般的3D打印机通常只能打印单一色彩的作品，如MBot Grid II+ 3D打印机，要实现多色化校牌，该如何做呢？

在教师启发引导下，学生不再局限于在电脑上建模、设计，围绕3D打印机运用动起脑筋。受美术课上学习过的一些知识与技能的影响，学生提出不少解决的新办法，如着色法、嵌套法、粘贴法等。学生经过试验和制作工艺上的改进，最终拟定六种新技法，并逐一应用到各自设计的作品中去。

1）嵌套法。这个方法的创意来源于拼图，学生在设计时会分出底板和每个零部件，底板上严格根据每个零部件的大小开好孔。最终所有对象打印好后，一个一个的部件嵌进底板的孔中。这样的好处是不同颜色的部件可以分开打，每个部件可以用不同的颜色，最终组合在一起，构成一个完整的彩色作品（图7）。

2）粘贴法。有的学生觉得嵌套法麻烦，因孔的大小较难把握，经过大家研讨，又提出用AB胶粘贴的方式。这种方法的好处是不用在底板上开孔，也就不用担心打印出的作品部件孔大或者孔小的问题，每个部件打印好之后，用胶粘一下就可以。这种方法经过反复多次实践之后发现，确实可行且方便、实用，如图8所示。

3）纽扣法。在底板和零部件上开个孔，打印好之后用细线缝起来，就跟在底板上钉纽扣一样。这种方式可以不用胶粘，只是孔的位置一定要事先设计确定好。

4）换线法，即在3D打印机工作的时候，等打印到适当位置时，把原本3D打印机上的打印材料PLA线剪断，换上其他颜色的PLA线接上，这样可以让作品的颜色一层一层地有变化。经实验，确实让校牌的底板与上面的图案颜色被鲜明地区分开来，使整个作品对比更鲜明，造型更突出，如图9所示。

5）乱线法。这种方法是在换线法的基础上提出的，即在3D打印之前，把需用的各色打印耗材线依照构建的模型一段一段地事先计算好并依序一一融接好，构成一圈五颜六色的PLA线材，供3D打印机使用。

6）涂色法。这也是一些学习小组最常采用的方法，即对打印出的3D作品涂上相应的色彩;也有的是对上述方法运用中还有些较难做出的地方直接用涂颜料来处理，如邮箱、树叶、蝴蝶等小模型的着色，不失为一种美化作品、解决问题的好思路。

5 结语

围绕3D学校LOGO标牌的制作，笔者引导学生运用所学的3D打印技能进行艺术化再创作，通过一次又一次的技能、技法、工艺方面的改进，一次又一次地提出问题、思考问题、解决问题的实践，使得学生的创新思维能力在实践中不断获得锻炼和体验，不仅夯实了学生所学的知识与技能，更是结合实例培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。实践证明，只要引导方法恰当，学生所蕴藏的创新潜能定能被极大地挖掘出来，而且实践中所获得的每一次成效更能坚定他们继续创新、深入探究学习的信心。可以相信，这种被培育出的创新思维能力不仅能在3D打印实践中获得体现，也定会影响学生对其他学科知识的学习，甚至是一生的成长。■