南極熊備註：本文是由北方工業大學 副教授 碩士研究生導師 胡福文 投稿， 深刻思考了3D列印的創新教育， 值得讀者細細閱讀。
3D列印作為一種數位化的直接製造技術， 破除了傳統物質條件、製造條件和設計空間對人們創造獲得約束， 讓“創物、創材、創意”變得無限制、無邊界。 學習和掌握3D列印技術， 對於激發學生的創新創造潛力， 提高學生的創新創造能力， 營造全新的學習體驗， 均具有重要意義。 以內容創新為核心， 依託創客空間、創新工坊、STEAM課程、創新創意競賽等多形態平臺， 開發並構建知識驅動型、動手實踐型、創新驅動型和綜合創造型3D列印創新教育課程矩陣， 是推進3D列印創新教育內涵發展的有效途徑。
3D列印被譽為一項改變世界的顛覆性技術， 正在快速應用到人們生活和生產的各個領域。 作為一種數位化的直接製造技術， 3D列印最大程度解除了 “減材”加工、“等材”加工等傳統製造條件對人們創新創造能力的束縛，
一、3D列印的技術優勢
3D列印技術之所以被譽為改變世界的顛覆性技術， 是和其與生俱來的“數位化、直接化、自由化”製造優勢密切相關。 與傳統的“減材”切削製造、“等材”成形製造等技術相比， 3D列印技術具有“所想即所得”、“設計即製造”的技術優勢。
（1）生長性製造原理驅動3D列印破除了傳統製造條件的約束， 讓“造物”無邊界。
傳統的“減材”切削製造（車削、銑削、刨削等）和“等材”成形製造（鑄造、衝壓、拉深、焊接等）， 操作實施過程和物體結構的複雜程度嚴格相關， 物件結構越複雜， 實施過程也越複雜， 對操作人員的技術要求也越高， 製造成本也越高。
圖1 3D列印和傳統製造的對比
（2）數位化材料複合原理驅動3D列印破除了傳統物質條件的約束， 讓“創材”無邊界。
傳統的“減材”切削製造（切削、銑削等）加工過程中， 往往會產生大量的切屑， 有些航空航太結構件材料的切削去除率甚至高達95%， 這無疑是原材料的巨大浪費。 比較來說， 3D列印幾乎能將98%以上的原材料轉化成產品， 因此3D列印屬於節約材料的加工技術。 此外，3D列印技術也可以實現多種材料的任意複合或組合，從而製造出具有獨特屬性和功能的全新材料，例如，負膨脹超材料、負泊松比超材料、電磁學超材料等人工超材料，多尺度複合材料、多材料功能材料等。在生物醫學領域3D列印更是開闢前所有未有的“創材”空間，越來越多的具有生物活性、生物相容性、生理功能性或生物熱力學特性的“新材料”通過3D列印技術被創造出來，從而驅動3D列印從“創材”邁向“創生”。
圖2 3D列印的創材空間
（3）自由化建造模型原理驅動3D列印破除了傳統設計空間的約束，讓“創意”無邊界。
3D列印可以將任意形狀的三維數位模型加工成實物，其三維資料來源首先來自設計師的三維數位化設計，其次可以通過三維掃描器逆向實物建模獲取，還可以通過數學建模軟體、大資料以及虛擬實境交互生成超出人類正常思維空間的“超模型”，總之3D列印破除了傳統設計空間的約束，讓“創意”無邊界，讓普通人、跨專業人員和專業人員一樣均能開展創意設計活動。其次，基於3D列印的技術優勢，人們廣泛參與設計的過程中孕育了很多新穎的設計理念和設計理論，比如少/免裝配設計、基於現有實物擴展的增強設計、基於數學模型/大資料/虛擬實境驅動的超模型設計、基於微晶結構的多尺度設計、基於材料複合的功能集成設計等等。圖3是基於現有實物擴展的增強創新設計的案例，其中（a）是給膠槍擴展設計了一個支腿，（b）是在現有魔方的表面貼上3D列印的形狀，從而讓魔方可以“盲玩”，（c）是給咖啡杯設計的一個杯套，（d）是義大利設計師libero rutilo利用廢塑膠瓶增強設計的3D列印創意花瓶，這些設計通過3D列印不僅易於實現，無疑會給人們的生活帶來了便利、樂趣、綠色、溫暖和個性化。
經過30多年的發展，截止到目前，根據不同的材料複合原理，已有分層實體製造（LOM）、光固化快速成型（SLA）、熔融沉積成型（FDM）、選擇性鐳射燒結技術(SLS) 等十多種3D列印技術方法被發明出來，構成了百花齊放的3D 列印技術體系。3D列印進一步和醫學、服裝、建築、家電、工業製造、工業設計、食物加工等行業的特殊需求相結合，讓“創物、創材、創意”的邊界無限擴展，日益爆發出人類歷史上前所未有的創新創造力量。
圖3 基於已有實物的3D列印增強設計
二、3D列印創新教育的實施樣態
充分挖掘和發揮3D列印“所想即所得”的數位化直接製造優勢，融合做中學、創客教育、STEAM教育（Science， Technology，Engineering，Art &Mathematics，簡稱STEAM）、成果導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）等教育理念，通過科技實踐課、課外興趣班、社團活動、創客實驗室、科技競賽活動等多途徑，推進3D列印進校園、進課堂，讓學生學習和掌握3D列印技術，對於激發學生的創新創造潛力，營造全新的學習體驗，提高學生的創新創造能力，具有重要意義。
（1）基於“做中學”的理念，開發基於知識驅動的3D列印創新課程。
“做中學”的提出者、美國著名教育家約翰˙杜威明確提出“從做中學比從聽中學是更好的學習方法”。我國著名教育家陶行知主張“教學做合一”，“教學做是一件事，不是三件事。我們要在做上教，在做上學”。相對于以教師為中心、“聽中學”、“學以致考”的演繹式教學模式，“做中學”模式則屬於歸納法教學模式等。“做中學”以學生為中心，學生由學習過程的被動接受者轉變為積極參與者，成為學習的主角；教師則起著引導和幫助學生發揮潛能進行主動學習和有效學習的作用，也比傳統的演繹式教學擔負更多的責任、需要更多的投入。
基於“做中學”的理念，將3D列印技術作為輔助教學平臺，挖掘語文、數學、生物、藝術、物理、化學等學科課程的學習重點和難點，構建視覺化、可觸摸、可拆解的3D模型，輔助主幹課程學習。如圖4所示，在小學語文《趙州橋》的教學中，大部分小學生就只能通過圖片或視頻來瞭解趙州橋的結構，而利用3D 列印技術列印出趙州橋的模型，學生就可以很直觀地觀察、欣賞趙州橋的整體及各個部分的構成。在生物課上，學習人體骨骼結構時，可以將複雜的脊椎等人體結構列印出來，從而將複雜的、難以觸摸到、難以見到真實面目的人體骨骼或內臟器官變得視覺化、可觸摸、可拆解。在數學課上，列印出一個幾何體的模型，便可以更直觀地幫助學生瞭解幾何內部各元素之間的聯繫，解析幾何的學習將更輕鬆。3D列印可以讓知識視覺化、可觸摸，讓分散的知識集成起來形成有意義、有意思的學習環境，可以快速縮小“抽象”和“具體”、“理論和實踐”之間的差距，有利於構建全新的學習體驗，輔助主幹課程學習。
圖4 應用3D列印輔助構建全新的教學環境
（2）基於STEAM教育理念，開發基於創造學習的創新實踐課程。
STEAM是五個單詞的縮寫：Science（科學）, Technology（技術）, Engineering（工程）, Arts（藝術）, Math（數學）。STEAM是美國政府提出的教育倡議，即加強美國K12關於科學、技術、工程、藝術以及數學的教育。STEAM教育理念的本質是讓學生們自己動手完成他們感興趣的、並且和他們生活相關的專案，從過程中學習各種學科以及跨學科的知識。
圖5 STEAM學習案例
圖5是STEAM學習案例，(a)-(f)分別是機械式電腦、中國古代指南車、風能-重力勢能轉化裝置、磁懸浮裝置、韋氏靜電發電機、超材料結構扳手。以類似的STEAM學習案例作為牽引，引導學生用3D列印機制作並裝配起來，無疑會使整個教學過程充滿了趣味性、吸引力和創造性，有利於學科間知識的整合，開展綜合性學習活動，發展學習者的跨學科思維，實現學科知識的綜合運用，全方位的培養學生知識綜合應用能力、動手能力、三維數位建模能力和創新創造能力。
（3）基於創客文化，建立基於動手實踐的創客實驗室。
創客是互聯網向製造業深化、互聯網向傳統教育模式滲透、數位化直接製造技術發展、開源軟硬體平臺興起等綜合效應的產物，是傳統 “DIYer”的升級版。創客文化是從創客活動的群體所共同認同、共同遵守的基本理念和準則，其基本內涵包括：鼓勵技術的創新應用和傳統劃分下不同領域技術的交叉創新；特別強調“做中學（Learning Through Doing）”，鼓勵做的過程中大膽試錯和嘗試創新，而不是按部就班、墨守成規；認同網路社區學習交流（線上）和面對面（線下）同伴學習分享的重要作用。創客文化應當說是成長於“正規學習系統”的高牆之外，它不僅僅是涉及到具體物件的創新創造，也涉及到基於此而構建的社會化學習和分享的文化。
基於創客文化建立創客實驗室需要的支撐平臺包括活動場所、製造平臺、開源技術平臺、創意交流平臺等。製造平臺指的是相對完備的自製造環境，一般應包括鉗工台、鑽銑床、鐳射切割機、小型數控中心、3D印表機等基本製造設備，從而可以確保學生自主化的快速實現創新創造。技術平臺包括各類開源的、低成本的軟硬體平臺，一般配置Arduino、Raspberry Pi、Intel Edison等控制器，還要有機械電子元器件、型材結構件、各類感測器等基礎材料。創意平臺包括創意交流會、經驗分享會、專案交流會等經常性的創意活動以及薰陶出來的創意氛圍。圖6是網路社區上的一些開源創客項目，(a)-(f)分別是仿人機器人、多足機器人、機械臂、四旋翼、兩輪平衡車、智能小車。
圖6 創客開源項目案例
（4）基於競賽活動，培育基於競賽牽引的創新實踐社團。
學科競賽或科技創新競賽活動從參與範圍來說可分為校級、省部級、國家級和國際級競賽，從競賽命題形式上來說分為命題式任務積分賽、主題對抗賽、無主題式創新賽、交流式友好賽等多種類型。基於競賽活動牽引，以賽促學、以賽促創，全面提高學生的綜合能力，為優秀人才脫穎而出創造條件是教育屆的共識。通過組織學生參加3D作品創新設計大賽、3D列印創新設計親子馬拉松等競賽實踐活動，開展具有競爭環節、親子環節和團隊精神的科技實踐競賽活動，實現創新能力、團隊精神、表達能力、溝通能力等能力的全方位訓練和培訓，促進學生的全面發展。
三、3D列印創新教育的發展趨勢
從全世界範圍來看，發達國家的3D列印技術早已進入教育領域。如美國幾乎所有的大學、中學、小學都開設了3D列印創客課堂，通過3D列印技術的學習，對青少年進行創新意識、技術手段的培養，讓3D列印成為促進“美國智造”的有力手段。2012 年，英國教育部將 3D 列印列入中小學國家課程表，並向 21 所國立中學的STEM和設計課程提供資金資源。2013 年 10月起，英國的上千名中小學教師將接受 3D 列印相關的教學培訓課程，為學生們能夠獲得這一在工程領域中的新的實用技術做教學準備。2014年韓國政府宣佈成立3D列印工業發展委員會，該委員會擬針對各個層次的民眾制訂相應的3D列印培訓課程，包括從小學到成人。他們將在全國範圍內提供3D列印教育資源，包括課程開發，以及為貧困人口提供相應的數位化基礎設施。2016年在印度，由世界知名的3D印表機製造商MakerBot公司和Veltech大學合作，在當地政府的幫助下，將為800名教師提供各種3D列印相關流程的實踐培訓，包括CAD軟體培訓，3D建模、印表機操作，以及有關如何將3D列印技術更好地整合到課堂以優化STEAM教育的指導。
中國政府近兩年開始大力推動3D列印教育的普及，教育部於2015年發佈關於"十三五"期間全面深入推進教育資訊化工作的指導意見，其中提到了未來五年對教育資訊化的規劃，鼓勵探索3D列印融入STEAM教育等新教育模式。但是總體看，品質不高、流於形式，很多中小學限於教育評價、升學考核、師資力量和經費投入等原因，並沒有將3D列印創新教育持續性的開展下去。
突出的問題主要包括：
①課程內容開發總體品質不高。大部分停留在對3D列印原理認知層面，停留在對3D列印模型的興趣體驗階段，缺乏創新型、創造型驅動課程。
②課程內容開發和主幹課程學習關聯性不高。大部分課程將3D列印視為課外科技實踐課，沒有注意將課程內容開發和數學、語文、生物等主幹課程學習有機融合起來，缺乏知識驅動型課程。
③課程內容開發的積極性不高。高品質課程內容開發需要投入龐大的人力、財力，很多學校限於師資力量和經費，缺乏內容開發的積極性。
為了更加深入推進3D列印創新教育的普及化、規範化，需要堅持問題導向和產學研一體協同，以共建共用為基礎，重點開展以下工作：
①以內容創新為核心，依託創客空間、創新工坊、STEAM課程、創新創意競賽等多形態平臺，加大投入開發高水準的知識驅動型、動手實踐型、創新驅動型等多層次的3D列印課程，增強課程內容的魅力和吸引力，增強課程的價值內涵。
②以共建共用為基礎，區域參與、校企協同，逐步構建以3D列印技術為核心的創新創造平臺體系，包括學期創意馬拉松、3D列印創新創造競賽、線上創新創造分享平臺、線下創新創造分享平臺等。
四、結束語
3D列印作為一種個性化、數位化的直接製造技術，既是創新教育不可或缺的技術平臺，也是教育創新提質增效的技術手段。作為教育教學供給側改革的重要抓手，政府、學校和企業合力推進3D列印進課堂、進校園，推進以學生創新能力培育為核心的內容建設和內涵創新顯得尤為重要。創客教育、STEAM教育、成果導向教育等先進人才培養理念，需要在全社會教育理念開放進化的基礎上，充分尊重學生發展成才的多元化需求，以3D列印等新興技術作為技術條件作為支撐，以具有吸引力和創新性的內容作為引領，才會落地生根、開花結果，惠及學生的全面發展成才。
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刊載於：《中國教育資訊化》2017年 第18期 總第405期
作者簡介：
胡福文（北方工業大學 機械與材料工程學院），1980年生，男，工學博士，副教授，碩士研究生導師，研究方向：3D列印及智慧型機器人技術、高等工程創新教育。
電話：010-88802960
此外，3D列印技術也可以實現多種材料的任意複合或組合，從而製造出具有獨特屬性和功能的全新材料，例如，負膨脹超材料、負泊松比超材料、電磁學超材料等人工超材料，多尺度複合材料、多材料功能材料等。在生物醫學領域3D列印更是開闢前所有未有的“創材”空間，越來越多的具有生物活性、生物相容性、生理功能性或生物熱力學特性的“新材料”通過3D列印技術被創造出來，從而驅動3D列印從“創材”邁向“創生”。圖2 3D列印的創材空間
（3）自由化建造模型原理驅動3D列印破除了傳統設計空間的約束，讓“創意”無邊界。
3D列印可以將任意形狀的三維數位模型加工成實物，其三維資料來源首先來自設計師的三維數位化設計，其次可以通過三維掃描器逆向實物建模獲取，還可以通過數學建模軟體、大資料以及虛擬實境交互生成超出人類正常思維空間的“超模型”，總之3D列印破除了傳統設計空間的約束，讓“創意”無邊界，讓普通人、跨專業人員和專業人員一樣均能開展創意設計活動。其次，基於3D列印的技術優勢，人們廣泛參與設計的過程中孕育了很多新穎的設計理念和設計理論，比如少/免裝配設計、基於現有實物擴展的增強設計、基於數學模型/大資料/虛擬實境驅動的超模型設計、基於微晶結構的多尺度設計、基於材料複合的功能集成設計等等。圖3是基於現有實物擴展的增強創新設計的案例，其中（a）是給膠槍擴展設計了一個支腿，（b）是在現有魔方的表面貼上3D列印的形狀，從而讓魔方可以“盲玩”，（c）是給咖啡杯設計的一個杯套，（d）是義大利設計師libero rutilo利用廢塑膠瓶增強設計的3D列印創意花瓶，這些設計通過3D列印不僅易於實現，無疑會給人們的生活帶來了便利、樂趣、綠色、溫暖和個性化。
經過30多年的發展，截止到目前，根據不同的材料複合原理，已有分層實體製造（LOM）、光固化快速成型（SLA）、熔融沉積成型（FDM）、選擇性鐳射燒結技術(SLS) 等十多種3D列印技術方法被發明出來，構成了百花齊放的3D 列印技術體系。3D列印進一步和醫學、服裝、建築、家電、工業製造、工業設計、食物加工等行業的特殊需求相結合，讓“創物、創材、創意”的邊界無限擴展，日益爆發出人類歷史上前所未有的創新創造力量。
圖3 基於已有實物的3D列印增強設計
二、3D列印創新教育的實施樣態
充分挖掘和發揮3D列印“所想即所得”的數位化直接製造優勢，融合做中學、創客教育、STEAM教育（Science， Technology，Engineering，Art &Mathematics，簡稱STEAM）、成果導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）等教育理念，通過科技實踐課、課外興趣班、社團活動、創客實驗室、科技競賽活動等多途徑，推進3D列印進校園、進課堂，讓學生學習和掌握3D列印技術，對於激發學生的創新創造潛力，營造全新的學習體驗，提高學生的創新創造能力，具有重要意義。
（1）基於“做中學”的理念，開發基於知識驅動的3D列印創新課程。
“做中學”的提出者、美國著名教育家約翰˙杜威明確提出“從做中學比從聽中學是更好的學習方法”。我國著名教育家陶行知主張“教學做合一”，“教學做是一件事，不是三件事。我們要在做上教，在做上學”。相對于以教師為中心、“聽中學”、“學以致考”的演繹式教學模式，“做中學”模式則屬於歸納法教學模式等。“做中學”以學生為中心，學生由學習過程的被動接受者轉變為積極參與者，成為學習的主角；教師則起著引導和幫助學生發揮潛能進行主動學習和有效學習的作用，也比傳統的演繹式教學擔負更多的責任、需要更多的投入。
基於“做中學”的理念，將3D列印技術作為輔助教學平臺，挖掘語文、數學、生物、藝術、物理、化學等學科課程的學習重點和難點，構建視覺化、可觸摸、可拆解的3D模型，輔助主幹課程學習。如圖4所示，在小學語文《趙州橋》的教學中，大部分小學生就只能通過圖片或視頻來瞭解趙州橋的結構，而利用3D 列印技術列印出趙州橋的模型，學生就可以很直觀地觀察、欣賞趙州橋的整體及各個部分的構成。在生物課上，學習人體骨骼結構時，可以將複雜的脊椎等人體結構列印出來，從而將複雜的、難以觸摸到、難以見到真實面目的人體骨骼或內臟器官變得視覺化、可觸摸、可拆解。在數學課上，列印出一個幾何體的模型，便可以更直觀地幫助學生瞭解幾何內部各元素之間的聯繫，解析幾何的學習將更輕鬆。3D列印可以讓知識視覺化、可觸摸，讓分散的知識集成起來形成有意義、有意思的學習環境，可以快速縮小“抽象”和“具體”、“理論和實踐”之間的差距，有利於構建全新的學習體驗，輔助主幹課程學習。
圖4 應用3D列印輔助構建全新的教學環境
（2）基於STEAM教育理念，開發基於創造學習的創新實踐課程。
STEAM是五個單詞的縮寫：Science（科學）, Technology（技術）, Engineering（工程）, Arts（藝術）, Math（數學）。STEAM是美國政府提出的教育倡議，即加強美國K12關於科學、技術、工程、藝術以及數學的教育。STEAM教育理念的本質是讓學生們自己動手完成他們感興趣的、並且和他們生活相關的專案，從過程中學習各種學科以及跨學科的知識。
圖5 STEAM學習案例
圖5是STEAM學習案例，(a)-(f)分別是機械式電腦、中國古代指南車、風能-重力勢能轉化裝置、磁懸浮裝置、韋氏靜電發電機、超材料結構扳手。以類似的STEAM學習案例作為牽引，引導學生用3D列印機制作並裝配起來，無疑會使整個教學過程充滿了趣味性、吸引力和創造性，有利於學科間知識的整合，開展綜合性學習活動，發展學習者的跨學科思維，實現學科知識的綜合運用，全方位的培養學生知識綜合應用能力、動手能力、三維數位建模能力和創新創造能力。
（3）基於創客文化，建立基於動手實踐的創客實驗室。
創客是互聯網向製造業深化、互聯網向傳統教育模式滲透、數位化直接製造技術發展、開源軟硬體平臺興起等綜合效應的產物，是傳統 “DIYer”的升級版。創客文化是從創客活動的群體所共同認同、共同遵守的基本理念和準則，其基本內涵包括：鼓勵技術的創新應用和傳統劃分下不同領域技術的交叉創新；特別強調“做中學（Learning Through Doing）”，鼓勵做的過程中大膽試錯和嘗試創新，而不是按部就班、墨守成規；認同網路社區學習交流（線上）和面對面（線下）同伴學習分享的重要作用。創客文化應當說是成長於“正規學習系統”的高牆之外，它不僅僅是涉及到具體物件的創新創造，也涉及到基於此而構建的社會化學習和分享的文化。
基於創客文化建立創客實驗室需要的支撐平臺包括活動場所、製造平臺、開源技術平臺、創意交流平臺等。製造平臺指的是相對完備的自製造環境，一般應包括鉗工台、鑽銑床、鐳射切割機、小型數控中心、3D印表機等基本製造設備，從而可以確保學生自主化的快速實現創新創造。技術平臺包括各類開源的、低成本的軟硬體平臺，一般配置Arduino、Raspberry Pi、Intel Edison等控制器，還要有機械電子元器件、型材結構件、各類感測器等基礎材料。創意平臺包括創意交流會、經驗分享會、專案交流會等經常性的創意活動以及薰陶出來的創意氛圍。圖6是網路社區上的一些開源創客項目，(a)-(f)分別是仿人機器人、多足機器人、機械臂、四旋翼、兩輪平衡車、智能小車。
圖6 創客開源項目案例
（4）基於競賽活動，培育基於競賽牽引的創新實踐社團。
學科競賽或科技創新競賽活動從參與範圍來說可分為校級、省部級、國家級和國際級競賽，從競賽命題形式上來說分為命題式任務積分賽、主題對抗賽、無主題式創新賽、交流式友好賽等多種類型。基於競賽活動牽引，以賽促學、以賽促創，全面提高學生的綜合能力，為優秀人才脫穎而出創造條件是教育屆的共識。通過組織學生參加3D作品創新設計大賽、3D列印創新設計親子馬拉松等競賽實踐活動，開展具有競爭環節、親子環節和團隊精神的科技實踐競賽活動，實現創新能力、團隊精神、表達能力、溝通能力等能力的全方位訓練和培訓，促進學生的全面發展。
三、3D列印創新教育的發展趨勢
從全世界範圍來看，發達國家的3D列印技術早已進入教育領域。如美國幾乎所有的大學、中學、小學都開設了3D列印創客課堂，通過3D列印技術的學習，對青少年進行創新意識、技術手段的培養，讓3D列印成為促進“美國智造”的有力手段。2012 年，英國教育部將 3D 列印列入中小學國家課程表，並向 21 所國立中學的STEM和設計課程提供資金資源。2013 年 10月起，英國的上千名中小學教師將接受 3D 列印相關的教學培訓課程，為學生們能夠獲得這一在工程領域中的新的實用技術做教學準備。2014年韓國政府宣佈成立3D列印工業發展委員會，該委員會擬針對各個層次的民眾制訂相應的3D列印培訓課程，包括從小學到成人。他們將在全國範圍內提供3D列印教育資源，包括課程開發，以及為貧困人口提供相應的數位化基礎設施。2016年在印度，由世界知名的3D印表機製造商MakerBot公司和Veltech大學合作，在當地政府的幫助下，將為800名教師提供各種3D列印相關流程的實踐培訓，包括CAD軟體培訓，3D建模、印表機操作，以及有關如何將3D列印技術更好地整合到課堂以優化STEAM教育的指導。
中國政府近兩年開始大力推動3D列印教育的普及，教育部於2015年發佈關於"十三五"期間全面深入推進教育資訊化工作的指導意見，其中提到了未來五年對教育資訊化的規劃，鼓勵探索3D列印融入STEAM教育等新教育模式。但是總體看，品質不高、流於形式，很多中小學限於教育評價、升學考核、師資力量和經費投入等原因，並沒有將3D列印創新教育持續性的開展下去。
突出的問題主要包括：
①課程內容開發總體品質不高。大部分停留在對3D列印原理認知層面，停留在對3D列印模型的興趣體驗階段，缺乏創新型、創造型驅動課程。
②課程內容開發和主幹課程學習關聯性不高。大部分課程將3D列印視為課外科技實踐課，沒有注意將課程內容開發和數學、語文、生物等主幹課程學習有機融合起來，缺乏知識驅動型課程。
③課程內容開發的積極性不高。高品質課程內容開發需要投入龐大的人力、財力，很多學校限於師資力量和經費，缺乏內容開發的積極性。
為了更加深入推進3D列印創新教育的普及化、規範化，需要堅持問題導向和產學研一體協同，以共建共用為基礎，重點開展以下工作：
①以內容創新為核心，依託創客空間、創新工坊、STEAM課程、創新創意競賽等多形態平臺，加大投入開發高水準的知識驅動型、動手實踐型、創新驅動型等多層次的3D列印課程，增強課程內容的魅力和吸引力，增強課程的價值內涵。
②以共建共用為基礎，區域參與、校企協同，逐步構建以3D列印技術為核心的創新創造平臺體系，包括學期創意馬拉松、3D列印創新創造競賽、線上創新創造分享平臺、線下創新創造分享平臺等。
四、結束語
3D列印作為一種個性化、數位化的直接製造技術，既是創新教育不可或缺的技術平臺，也是教育創新提質增效的技術手段。作為教育教學供給側改革的重要抓手，政府、學校和企業合力推進3D列印進課堂、進校園，推進以學生創新能力培育為核心的內容建設和內涵創新顯得尤為重要。創客教育、STEAM教育、成果導向教育等先進人才培養理念，需要在全社會教育理念開放進化的基礎上，充分尊重學生發展成才的多元化需求，以3D列印等新興技術作為技術條件作為支撐，以具有吸引力和創新性的內容作為引領，才會落地生根、開花結果，惠及學生的全面發展成才。
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刊載於：《中國教育資訊化》2017年 第18期 總第405期
作者簡介：
胡福文（北方工業大學 機械與材料工程學院），1980年生，男，工學博士，副教授，碩士研究生導師，研究方向：3D列印及智慧型機器人技術、高等工程創新教育。
電話：010-88802960