前些時候，筆者赴地處寶山的上海智慧灣園區(qū)專題調(diào)研3D產(chǎn)業(yè)。通過和產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)軍人物的對話，以及對上海十四五專題、分類規(guī)劃的補(bǔ)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(jī)構(gòu)普遍贊譽(yù)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(lǐng)域尤其是人才梯隊準(zhǔn)備、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)核心、相關(guān)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(xué)府徐匯中學(xué)造訪曾憲一校長，他和產(chǎn)業(yè)同步開設(shè)了3D打印課程。
▲ 作者（右三）和復(fù)旦大學(xué)新聞學(xué)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(xué)歷史風(fēng)貌建筑崇思樓里展開的這場關(guān)于3D打印科創(chuàng)教育對話，也對這個行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展前景和學(xué)子職業(yè)生涯取向進(jìn)行了探討。首先，徐匯中學(xué)校辦的羅山河老師很自豪地介紹：十二五后期徐匯中學(xué)就醞釀科創(chuàng)教育探索和跨學(xué)科的課程設(shè)計，十三五期間3D打印課程逐漸成熟——老師教得樂、學(xué)生學(xué)得歡，家長會上總能得到親子互動這一課程內(nèi)容的消息。這一課程注重連貫性，即初中進(jìn)校第一年開始，可以學(xué)到高考前。
▲ 居務(wù)恒（左）和王淇儀交流3D課程學(xué)習(xí)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(xué)子之間也展開了對話。初三男生居務(wù)恒告訴預(yù)初的學(xué)妹王淇儀：進(jìn)入徐匯中學(xué)之前，他從未接觸過3D打印這門課。4年前進(jìn)入中學(xué)，當(dāng)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(wù)恒同學(xué)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(shè)計者設(shè)計任意復(fù)雜的幾何形狀，設(shè)計空間無限。”
王淇儀想了解：學(xué)習(xí)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(wù)恒認(rèn)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(jié)構(gòu)的合理性，提高動手能力，手腦的結(jié)合才能將想象變成現(xiàn)實。”看來還是動手重要?。?/p>
▲ 作者（左）采訪徐匯中學(xué)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(xué)后成為海歸，5年前加入徐匯中學(xué)的匯學(xué)創(chuàng)新團(tuán)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(shù)的產(chǎn)品和最新產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)想外，還可體驗3D打印技術(shù)，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(xué)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(shè)計
關(guān)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(shù)是基于3D數(shù)字模型的成型技術(shù)，在“老物件”上尤其可以體現(xiàn)技術(shù)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?qū)崿F(xiàn)1:1還原“老物件”；此外，還可以在“老物件”上做出一定的設(shè)計調(diào)整，達(dá)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(qiáng)調(diào)：“與此同時，配合其他文化設(shè)施進(jìn)行配套設(shè)計，相信老郵筒也能煥發(fā)郵政文化的光彩。”
關(guān)于教具能否打印的話題，
汪洋介紹說
抽象的數(shù)學(xué)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(yù)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(chǔ)教育界出身的全國人大代表提議——小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)恢復(fù)使用算盤，但生產(chǎn)廠家卻很罕見了。
▲ 3D技術(shù)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(shù)打印
▲ 3D技術(shù)打印的婚紗可供影樓選擇
關(guān)于課程的從教體會，汪洋就更愉快了。他說：“這是跨學(xué)科課程，科技與藝術(shù)相結(jié)合是本課程的一個特色，學(xué)生在課堂上不僅要學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)和3D建模軟件，還要學(xué)習(xí)美術(shù)設(shè)計相關(guān)的項目化課程。課堂上，我引導(dǎo)學(xué)生課題向兩個方向發(fā)展：以滿足功能（解決問題）為目標(biāo)的產(chǎn)品設(shè)計類；對現(xiàn)有3D打印技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)、科技、材料等信息綜合歸納、提出見解的文獻(xiàn)綜述類。但是上學(xué)期，學(xué)生結(jié)合科藝融合的課程和自己的興趣，做了3D打印技術(shù)與藝術(shù)作品設(shè)計相結(jié)合的課題，效果非常好。這促使我對課程成果的預(yù)設(shè)做出了反思！”
▲ 徐匯中學(xué)注重跨學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)，這是校園內(nèi)的匯學(xué)名師長廊
富有遠(yuǎn)見的曾憲一校長，很欣賞年青教師的多元知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)相長的特有活力；他也支持汪洋老師帶自己的學(xué)子，去智慧灣實地考察。他強(qiáng)調(diào)說：科創(chuàng)課程不能局限在校園，應(yīng)該盡可能了解相關(guān)行業(yè)的前沿窗口。
▲ 作者和徐匯中學(xué)曾憲一校長（右）交流科創(chuàng)課程設(shè)計課題
曾憲一校長說：“過去的半個世紀(jì)，擁有質(zhì)量高、成本低、速度快等特點的機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。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(shù)必須具有高柔性，能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)迎合市場?！钡?，傳統(tǒng)“減材方式”生產(chǎn)的金屬構(gòu)件，其成形制造方法往往因工序多、工模具成本高、從設(shè)計到零件制造周期長，并且對復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的零件往往無能為力，難以滿足新產(chǎn)品的快速響應(yīng)需求。
本世紀(jì)以來，隨著激光技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM 技術(shù)以及機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展，增材制造技術(shù)應(yīng)運而生。3D打印（增材制造的別稱）是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的新型制造技術(shù)。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(shù)。
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(shè)備及技術(shù)；下游為制造、醫(yī)療、建筑、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域。上海正在打造科創(chuàng)中心城市和先進(jìn)制造業(yè)高地，更需擁抱3D打印藍(lán)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(yīng)國家發(fā)展藍(lán)圖方面，曾校長和汪洋老師的觀點是高度一致的。他們都認(rèn)為：“初高中學(xué)生階段，思維已經(jīng)到達(dá)一定高度，但對未來人生的設(shè)想還沒有清晰、務(wù)實的認(rèn)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(yīng)用，這對上海學(xué)子來說更為重要。中學(xué)生運用3D打印做課題不僅對發(fā)散性創(chuàng)新思維有促進(jìn)作用，更重要的是對學(xué)生未來擇校選專業(yè)提供切實幫助?！边@一結(jié)論性判斷，是本次對話的最大收獲！
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