爱华网3D打印技术已广泛应用在许多领域，包括建筑、工业设计、珠宝设计、土木工程等。已 知最早的例子出现在20世纪80年代中期的美国德州大学奥斯汀分校。在那里选择性激光烧结技术被开发出来。但那时的设备既笨重又昂贵。随后3D打印在麻省 理工学院得到进一步发展，毕业生们尝试将非传统的物质应用于喷墨打印机，由此创造出了当今的3D打印技术。3D打印技术自2004年出现在首期《地平线报 告》中以后，已帮助美国国防部以低成本生产出航空零件，帮助建筑师创建出建筑模型，帮助医疗专业人士制造出用于器官移植的身体部位等。
在过去几年间，消费领域对3D技术进行了大量的探索尝试。特别是在制造者文化的推动下，一群技术娴熟的DIY爱好者致力于通过3D打印和机器人技术的探 索，推动科学、工程和其他学科的发展。这些世界各地的DIY爱好者将注意力主要集中在发明和原型制造。MakerBot（go. nmc.org/maker）是一款3D桌面打印机，用户可以用它创建一切对象，包括从玩具到机器人，到家庭家具及配件，到恐龙骨骼模型。2012 年，MakerBot发布了Replicator2，它具有更高的分辨率和兼容性，构建的物体尺寸也更大。其低于2500美元的实惠价格将3D打印变得平 民化，在此之前这项技术只用于专门的实验室。
一些网络应用如Thingiverse也促进了3D打印的兴盛(go.nmc.org/thingv)。Thingiverse是提供要打印对象数字设计的资源库，用户可以在这里下载数字设计信息，而后打印所需要的物品，而不需要从零开始自己设计。目前博物馆已经开始使用这项服务，用来创建和共享艺术品、雕塑和化石的复制品。
游戏创作学校是Gamedesk、New Roads、比尔和梅林达?盖茨基金会之间合作开展的项目。该项目将“创意空间”（Maker space）设置为校本课程，其内容与基础课程标准相一致。学生所设计的物体可以很快被复制并通过3D打印机创建出模型，以论证一些物理概念 (go.nmc.org/ pla)。随着这项技术的成本不断降低以及校内外项目的不断普及应用，3D打印广泛应用的障碍将日益减少。
2.与教学、学习及创造性探究的相关性
3D打印对于教学和学习的一项重要价值体现在, 它能够更加真实地呈现特定事物，并让学生获得深刻感知体验，对于那些学校没有的标本或物体更是如此。尽管3D打印在基础教育中广泛应用尚需四至五年时间， 但是要推断其未来可能开展的实际应用并不难。例如，在科学课、历史课上，学生可以制作像化石、文物之类的易碎品。通过快速原型设计和生产工具，学习化学的 学生可以打印出复杂的蛋白质和其他分子模型，这些与我们看到的3D分子设计模型库中的展示十分类似。(go.nmc.org/molec)
虽然对于教师和学生来说用这些模型进行工作已经比较容易，但是3D打印技术在基础教育中最引人注目的应用却在于学生可以利用技术创造出完全属于自己的东 西。如123Dcatch的网站允许用户从他们所拍摄的照片中创建自己的3D形象，当然还能在更广泛的范围内选取图像。网上画廊可以展示不同年龄段用户的 作品(go.nmc.org/123dcatch)。在美国密歇根格兰德瑞佩兹高中，一位教师使用123D Catch来设计一个基于数字全息技术的夏季暑期班项目。（go. nmc.org/grhs3d）
高等教育机构正在为3D打印技术在教育领域的应用铺平道路，并开始将此项技术逐渐推广到基础教育中。近期，弗吉尼亚州政府、弗吉尼亚大学以及夏洛茨维尔市 开展合作，在布福德中学建立联邦工程设计研究院。这一基于项目的学习型学校将在2013年8月开放。学校将为每4名学生配备1台3D打印机，并致力于开发 更为积极有效的课程。目前课程正处于测试阶段，尤其是针对STEM科学课程。(go.nmc.org/ceda)
MakerBot公司和类似的模型使这项技术的价格更趋于合理，因此更多的学校可以应用这项技术，但学校要明确3D打印技术如何适应自身课程的需要。世界 各地的教育体系正在修改他们整合软技能方面的标准，如创造力。3D打印技术正在逐渐成为一个更受欢迎的解决方案。例如，新西兰的一项新课程标准将会给基础 教育的学生提供一个能够打印他们自己设计的象棋子的机会(go.nmc.org/nz3d)。3D打印技术还将进一步开展从设计到生产、展示和参与机会的 探索。在未来几年中，这些探索将为开发出新的学习活动提供可能性。 3D打印技术在各学科中的应用案例如下所示：
天文学。 为努力使城市学生参与STEM的相关领域研究，明尼苏达州的非营利性机构STARBASE建立了一个以航空航天为主题的课程，学生可以在这里策划火星任 务。这个项目最精彩的部分在于使用3D打印技术来创造一个具有工作性能的火箭，学生们打算在这个项目的最后一天进行发射。 （go.nmc.org/stra）
商业。2013年初，澳大利亚的达尔文高中启动了一个项目，旨在让学生通过产品开发和工作流分析接触到微型企业的经营理念。使用3D打印技术，学生可以快速实现有关产品原型的想法，探索产品的设计并且学习如何市场化运作产品。（go.nmc.org/dar）
计算机科学。美国华盛顿格拉希尔山高中的学生使用具有计算机辅助设计功能的3D打印机来快速进行原型设计，他们还因此获得大学的学分。这一课程包括建模、设计、公差规格说明、二维绘图以及模型组装等。（go.nmc.org/ cadprint）
3. 3D打印的实践案例
在上海协和国际学校，使用三维技术的学生从美国航天局免费提供的黎明号使命中扫描了小行星灶神星的图像。学生们创造了他们自己的微缩模型，并通过动手实践来探索小行星。
微观装配实验室（go.nmc.org/fab）。 微观装配实验室是麻省理工学院比特与原子研究中心在对数字制造技术开展研究和实验的过程中产生的一个推广外展项目。如今在麻省理工学院遍布全球的实验中心 里展开了对住房科技（housing technology）的研究，如3D打印机、激光切割机以及编程工具，方便学生在探究性学习环境下使用这些技术。
STEM研究院采取合作来支持3D印刷（go.nmc.org/stem3d）。STEM研究院已经宣布与3D印刷公司斯川塔斯（Stratasys）合作，将3D打印机整合到有编程课程的班级中。3D打印是一项可转换的专业技术，因此当学生建构自己的产品组合时，可以采用这项技术。
克利文顿学校的STEM挑战日（go.nmc.org/ cle） 在英国的克里文顿学校，学生们参与了STEM挑战。他们进行设计、3D打印，并尝试测试迷你型超音速汽车，并向来访的3D系统公司的工程师进行展示。
学生使用3D打印技术创意未来（go.nmc. org/lcs3d）。在美国阿拉巴马州的莱姆斯通职业技术中心，当地高中学生普遍使用3D打印机进行设计和建模，他们可以操纵并深入研究这些模型。同时，他们还可以马上对设计进行修改并且与其他师生就不同的工程方法进行讨论。
4. 拓展阅读 如果你想了解更多关于3D打印的内容， 请参阅以下文章和资源：
4D打印技术：新边界（go.nmc.org/4dp）（Oliver Marks，ZD网，2013年3月14日）。纳米生物技术的进步正引导新材料的诞生，随着时间的推移，通过编程能够改变这种材料的形状。这项技术有可能 带来很多方面的创新，包括用生物材料做成可以自我修复的裤子，暴露在空气中时可进行自我组装的真空包装的家具，以及可以依靠温度组装和拆卸的物体。
3D打印在教育领域的7项用途（go.nmc.org /7ed3d）（Nancy Parker，Getting Smart，2012年11月14日）。本文介绍了3D打印在教育领域的大量应用，包括在在生物课中开发身体各部分的模型，创建3D艺术品、汽车零部件和历史文物模型。
3D 打印机推动科学进步的10种方式（go.nmc.org/10ways）（Megan Treacy，Treehugger，2013年4月16日）。3D打印机正在以多种方式推动科学的进步，从帮助美国航天局的研究人员研究月球岩石到协助 医学研究者使用3D打印技术修复耳朵和身体的其他部位等。现阶段，在实验室里正使用专业的3D打印机来制作各种各样的皮肤和其他组织，这些东西被真切地 “印刷”在生物骨架中。
如何使用3D打印帮助盲人“看到”图画（go. nmc.org/see）（David Zax，Fast 公司，2013年4月7日）。哈佛大学的学生设计出一种系统，用来创建图画的触觉表现方式，这让视觉障碍者可以更好的体验视觉艺术。该程序将计算机辅助设计软件和3D打印技术结合在一起，创造出一个凸出的图像，类似于雕刻技术。
大企业如何阻碍MakerBot公司在高分辨率以及高色彩度方面所作出的创新（go.nmc.org /big）（Joseph Flaherty，《连线杂志》，2013年2月19日）。在过去的一年里，3D打印成为一个热门话题。由于MakerBot公司发布了价格合理的型 号，3D技术这一术语更为家喻户晓。 然而，笔者认为该项技术的进一步发展可能会被遏制，因为有几项专利技术导致一些初创和小规模实体企业无法进一步完善并跟进。
3D打印梦想成真（go.nmc.org/making）（Drew Nelson，《信息世界》，2012年12月11日）本文重点介绍了开源3D打印机自2007年出现后不断发展，目前已可以制作出成本更低、更高效的模型。用户可以在模型设计的基础上共享、复制和改进。
