前些時候，筆者赴地處寶山的上海智慧灣園區(qū)專題調研3D產(chǎn)業(yè)。通過和產(chǎn)業(yè)界領軍人物的對話，以及對上海十四五專題、分類規(guī)劃的補充研究；發(fā)現(xiàn)這個在上海已醞釀了10年的新興產(chǎn)業(yè)，被智庫和高校研究機構普遍贊譽為朝陽產(chǎn)業(yè)。

不過，和其他新興產(chǎn)業(yè)一樣，該產(chǎn)業(yè)在一些領域尤其是人才梯隊準備、產(chǎn)業(yè)鏈結構核心、相關市場元素替代等課題上仍然存在模糊性。為此，4月16日筆者來到著名學府徐匯中學造訪曾憲一校長，他和產(chǎn)業(yè)同步開設了3D打印課程。

▲ 作者（右三）和復旦大學新聞學院考察小組，在智慧灣園區(qū)3D打印出來的橋上留影

在徐匯中學歷史風貌建筑崇思樓里展開的這場關于3D打印科創(chuàng)教育對話，也對這個行業(yè)的應用發(fā)展前景和學子職業(yè)生涯取向進行了探討。首先，徐匯中學校辦的羅山河老師很自豪地介紹：十二五后期徐匯中學就醞釀科創(chuàng)教育探索和跨學科的課程設計，十三五期間3D打印課程逐漸成熟——老師教得樂、學生學得歡，家長會上總能得到親子互動這一課程內容的消息。這一課程注重連貫性，即初中進校第一年開始，可以學到高考前。

▲ 居務恒（左）和王淇儀交流3D課程學習體會

那么，接觸這一科創(chuàng)課程

和動手實踐的效果如何呢？

初中學子之間也展開了對話。初三男生居務恒告訴預初的學妹王淇儀：進入徐匯中學之前，他從未接觸過3D打印這門課。4年前進入中學，當他接觸到了這門新課程后，就對其產(chǎn)生了濃厚的興趣。

這門科創(chuàng)課程為什么吸引人呢？

居務恒同學介紹：“每堂課老師給我們一個主題，我們可以根據(jù)主題自由想象、發(fā)揮，利用3D打印筆，完成想象中的一個東西。比如一個幾何形狀、一個生活中的物品，或者一個腦海中天馬行空的想象。3D打印筆擠出的熱融塑料，在空氣中迅速冷卻，固化成穩(wěn)定的狀態(tài)，讓作品呈現(xiàn)在眼前。3D打印最有意思的是能讓設計者設計任意復雜的幾何形狀，設計空間無限?！?/p>

王淇儀想了解：學習3D打印這門課程最大的收獲是什么？“最大的收獲是我的空間想象力的提升。”居務恒認真地說，“畢竟打印出來的是一個三維物品，不是紙面二維畫面。創(chuàng)作過程必須考慮結構的合理性，提高動手能力，手腦的結合才能將想象變成現(xiàn)實?！笨磥磉€是動手重要?。?/p>

▲ 作者（左）采訪徐匯中學青年教師汪洋

接著，遇到了3D打印課程的骨干教師汪洋。他比羅山河更年輕，生于1987年的上海，赴澳洲留學后成為海歸，5年前加入徐匯中學的匯學創(chuàng)新團隊。他告訴我：他近期也參觀過智慧灣園區(qū)，發(fā)現(xiàn)3D打印文化博物館是集合多元表現(xiàn)形式的場所，除了有最新3D打印技術的產(chǎn)品和最新產(chǎn)業(yè)發(fā)展構想外，還可體驗3D打印技術，成為參觀者包括未成年人打開視野的一扇窗戶。汪洋希望可以帶自己的學子，去實地體驗一番。

▲ 寶山智慧灣園區(qū)為孩子定制的3D打印體驗設計

關于我的提問

老物件懷舊能否打印？

比如郵筒能否打印？

汪洋回答：可以的

他的理解是，3D打印技術是基于3D數(shù)字模型的成型技術，在“老物件”上尤其可以體現(xiàn)技術的優(yōu)勢：畫出來的電子稿三維圖形，通過一定的后處理或者分部打印，能夠實現(xiàn)1:1還原“老物件”；此外，還可以在“老物件”上做出一定的設計調整，達到“老物新用”的目的。以郵筒為例，上海街邊老郵筒不再看到，寄信都以快遞形式，如果將郵筒模型分段打印，依然可以重塑一個郵筒。汪洋還強調：“與此同時，配合其他文化設施進行配套設計，相信老郵筒也能煥發(fā)郵政文化的光彩。”

關于教具能否打印的話題，

汪洋介紹說

抽象的數(shù)學圖形完全可以具象化

他以算盤為例：算盤不僅可以打印，還可以“一體成型”，即在3D模型上預留算珠和軸的空隙，打印完成后只需除去其間的支撐鏈接即可使用。我們?yōu)槭裁磿懻撈鹚惚P？3月的全國兩會上，有基礎教育界出身的全國人大代表提議——小學數(shù)學應恢復使用算盤，但生產(chǎn)廠家卻很罕見了。

▲ 3D技術打印的文創(chuàng)產(chǎn)品大雁塔

▲ 少數(shù)民族的圖騰也可由3D技術打印

▲ 3D技術打印的婚紗可供影樓選擇

關于課程的從教體會，汪洋就更愉快了。他說：“這是跨學科課程，科技與藝術相結合是本課程的一個特色，學生在課堂上不僅要學習3D打印技術和3D建模軟件，還要學習美術設計相關的項目化課程。課堂上，我引導學生課題向兩個方向發(fā)展：以滿足功能（解決問題）為目標的產(chǎn)品設計類；對現(xiàn)有3D打印技術相關產(chǎn)業(yè)、科技、材料等信息綜合歸納、提出見解的文獻綜述類。但是上學期，學生結合科藝融合的課程和自己的興趣，做了3D打印技術與藝術作品設計相結合的課題，效果非常好。這促使我對課程成果的預設做出了反思！”

▲ 徐匯中學注重跨學科創(chuàng)新團隊建設，這是校園內的匯學名師長廊

富有遠見的曾憲一校長，很欣賞年青教師的多元知識結構和教學相長的特有活力；他也支持汪洋老師帶自己的學子，去智慧灣實地考察。他強調說：科創(chuàng)課程不能局限在校園，應該盡可能了解相關行業(yè)的前沿窗口。

▲ 作者和徐匯中學曾憲一校長（右）交流科創(chuàng)課程設計課題

曾憲一校長說：“過去的半個世紀，擁有質量高、成本低、速度快等特點的機械加工和注塑成型等傳統(tǒng)制造工藝，被奉為大批量生產(chǎn)的工業(yè)標準。隨著制造業(yè)全球化及市場的激烈競爭，產(chǎn)品快速開發(fā)逐漸成為競爭的重要手段之一。為滿足制造業(yè)日益變化的客戶需求，制造技術必須具有高柔性，能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)迎合市場。”但是，傳統(tǒng)“減材方式”生產(chǎn)的金屬構件，其成形制造方法往往因工序多、工模具成本高、從設計到零件制造周期長，并且對復雜內腔結構的零件往往無能為力，難以滿足新產(chǎn)品的快速響應需求。

本世紀以來，隨著激光技術、計算機技術、CAD/CAM 技術以及機械工程技術的發(fā)展，增材制造技術應運而生。3D打印（增材制造的別稱）是以數(shù)字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新型制造技術。這深刻改變了傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合，是制造業(yè)代表性的顛覆性技術。

曾校長具體介紹說：3D打印行業(yè)市場景氣旺盛且具有可持續(xù)發(fā)展的廣闊前景。其產(chǎn)業(yè)鏈從上中下游來看：上游為塑料、金屬、蠟、石膏、砂等各種材料；中游為3D打印設備及技術；下游為制造、醫(yī)療、建筑、軍事等應用領域。上海正在打造科創(chuàng)中心城市和先進制造業(yè)高地，更需擁抱3D打印藍圖。

▲ 左起：汪洋、作者、曾憲一校長、羅山河，在教育家馬相伯銅像前留影

最重要的是：在教育呼應國家發(fā)展藍圖方面，曾校長和汪洋老師的觀點是高度一致的。他們都認為：“初高中學生階段，思維已經(jīng)到達一定高度，但對未來人生的設想還沒有清晰、務實的認知。因此，有必要在課堂上說清3D打印產(chǎn)業(yè)情況、3D建?？梢詫崿F(xiàn)的應用，這對上海學子來說更為重要。中學生運用3D打印做課題不僅對發(fā)散性創(chuàng)新思維有促進作用，更重要的是對學生未來擇校選專業(yè)提供切實幫助。”這一結論性判斷，是本次對話的最大收獲！