3D 列印啟迪學生創意思維　專訪城市大學教育發展及精進教育處

企業趨勢業界專訪 by Catabell Lee on 3 十二月, 2014

3D 打印已成為商界的新寵，事實上有關技術早在部分特定專業範疇得到應用，在大學亦已引入多年。但隨著技術快將全面普及應用到非專業範疇，不少大學都著手把它引入課程中。早前 Unwire.pro 就訪問了香港城市大學的教育發展及精進教育處，看一下城大怎樣應用 3D 打印到教學之上。

城大教育發展及精進教育處處長鄭淑嫻教授表示，GE 課程引入 3D 打印，是希望用嶄新方式讓學生創意得以實體化呈現。

啟發思維助學生自行探索新知

城市大學自 2012 年開設了精進教育課程（Gateway Education），為所有一年級大學生的必修通識科課程。城市大學教育發展及精進教育處處長鄭淑嫻教授表示，城大精進教育的特色是跨學科研習，鼓勵學生涉獵主修科目以外的多個學科，從而拓闊視野、啟發思維，以助學生日後自主學習、探索新知。而負責任教的導師也來自不同學系，務求更實踐跨學科研習目標。

為配合 GE 課程的設計，精進教育處更設立了「精進教育實驗室」（GE Lab）。這個實驗室耗資 400 萬港幣，專門為本科生而設，配置了多台不同技術的 3D 打印機（如 FDM 及紙張耗材）、3D 掃描儀器等先進設備，以支持 GE 課程的互動教學。

精進教育課程的科目廣泛，涵蓋語言、藝術與人文、社會及商業組織、科學及科技等範疇。四年制的本科學生必須於 120 個學分中修讀 30 個學分的精進教育課程。由於是所有學生都必須選修精進教育課程，因此學生們來自不同的主修科目領域，在分組研習時往往會激盪出超出想像的創意。而引入 3D 打印到課程中，更是讓這些創意能具體展現出來，不再只是空中樓閣。

引入 3D 列印到非專業課程中

城大高級教育發展主任趙必豪博士指出，3D 打印並非今天才引進大學校園，例如建築、設計和生物科學等工程學系早已在多年前已率先用於教學用途上。這些學系各自都添置了 3D 打印機多年，用於一些專業範圍的應用，例如建築及土木工程學系就用於把建築模型實體化出來；機械及生物醫學工程學系甚至會利用納米打印來研究細胞組織。

但是否 3D 打印就只能應用在這些項目上？城大精進教育課程並不認為如此，因此在不少課程引入 3D 打印來協助啟發思維。趙必豪博士透露這是首次把 3D 打印引進到非專業課程中，單是精進教育實驗室就已在開設的兩年間，添置了四台 3D 打印機，讓非專業範疇課程的學生，也有機會接觸到這種新科技。

城大高級教育發展主任趙必豪博士指出，GE Lab 為精進課程的學生提供接觸 3D 打印的機會，任何學生都能申請使用。

趙博士表示，由於 GE 課程只有不足兩年歷史，加上不是必定要老師在設計課程時加入有關 3D 打印的部分，因此目前200 多個 GE 課程中，只有約數個有把 3D 打印納入到課程中。但他表示有很多教授對此感到興趣，向 GE Lab 查詢並一起研究設計新課程，學生對相關課程亦有濃烈興趣。

為學校添置 3D 打印機之投資如此龐大，趙傳士認為除了從性能，輸出品的精細度等技術層面之元素去考慮外，製造商之歷史及聲譽，以至其於香港所特許之分銷商所提供的售後服務，包括 3D 打印機起首的各種設定、及後的技術支援、維修及機件保養服務等，均是非常必要的配套。

除從性能、輸出品的精細度等技術層面之元素去考慮外，製造商之歷史及聲譽，以至其於香港所特許之分銷商所提供的售後服務，包括 3D 打印機起首的各種設定、及後的技術支援、維修及機件保養服務等，均是非常必要的配套。

非要掌握技術而是邏輯思維

鄭淑嫻教授表示，城大精進教育引入 3D 打印到課程中，並非把它視為一種「職業技能」的技術培訓，而是借助一種工具，達到一些之前的教學方式做不到的事，用一種更嶄新方式讓學生的創意得以實體化呈現。而在課程設計中也不會特意「一定要有 3D 打印元素」，因為它只是一種教學「工具」，而非「目的」。

很多人誤解 3D 打印在教學上的用途，只限於印刷一件實體物件作為教材那麼簡單。學生交功課時也許會用打印機把電子文件變成實體文件，但原則上並無因此而令功課的內容增值。但是如果把一些本來很抽象的概念，能夠用 3D 打印來實體化，那就令整個想法變得更具體，而非只是空中樓閣。

讓學生自行摸索訓練思維

為協助學生克服問題，在課程開始前會有一些基本的培訓，包括 3D 模型設計、3D 打印機的操作等。而 GE Lab 亦挑選部分學生重點培訓，再由他們協助其他同學解決問題。鄭教授表示，學生在最初接觸時都會遇上困難，這些困難並非源自於「不懂操作」，而是對把抽象概念「由零到有」的過程感到棘手。

就像書法先由臨摹開始學起，學習3D 打印也由下載網上的設計圖，再自行修改開始，逐漸掌握設計的邏輯思維，最後成功由零到有的設計出原創的 3D 模型。「在不斷摸索的過程中，城大期望學生不是學習到如何操作 3D 打印那麼簡單，而是邏輯和創意思維的訓練，因此追求的也不是成品如何漂亮，而是學習過程中要學懂怎樣解決問題。」她說。

讓天馬行空想法得以呈現

創造個人智能家居（Creating Your Smart Home）是其中一個有引入 3D 打印的 GE 課程。負責該課程的機械及生物醫學工程學系助理教授賴偉超博士表示，課程內容一方面講解智能家居發展與技術，另一方面鼓勵學生自由創作，設計出一個心目中的智能家居產品。產品原型未必需要在課堂中實現，但就希望在過程中讓學生思考，如何用現代科技改善生活。

由於課程設合精進課程，因此著重的不止於其可行性，更重要的是啟發性。由於分組學生來自不同學系，因此不會受到其專業領域的思維局限，能讓不同的思考方式互相激盪，設計的功課也新穎。而產品不僅要考慮如何設計、如何改善生活，還需要思考如何投入市場。

這些不同的專業領域的學生，在研習過程中可以吸收到本科以外的其他技能和想法，而 3D 列印則作為最後一步，把他們的想法具體呈現。由於智能家居未必是真的有一具傢俱，也可以是智能義肢，以至其他不能實體化的概念，因此功課的成績也不是只看 3D 打印的完成度，而是設計本身有否反映學生對改善生活的看法。

賴偉超博士表示希望在過程中讓學生思考，如何用現代科技改善生活，3D 打印只是一種工具去實踐概念。

視象傳達課程具現抽象概念

視象傳達（Visual Expression and Communication）是另一個引入了 3D 打印的課程。負責的馮惠敏導師表示，最初得悉 GE Lab 成立並引入 3D 打印到課程中時，便開始構思如何把它引入到視象傳達課程。本身是建築及土木工程學系一級導師的她，比其他老師更懂得 3D 打印技術，因此在引入到視象傳達課程時就更得心應手。

視象傳達課程本身是比較抽象的課程，希望令學生能把抽象概念，以實體化的方式來表達。學生在第一堂時就會分組，並模擬自己是一家非牟利團體（NGO），再設計一些紀念品給公眾以表達這 NGO 希望推廣的信念。本來課程只讓學生想出概念再畫圖表達，但這其實未完成「實體化」的最後一步，加入 3D 打印後就能做到。

馮惠敏導師表示，視象傳達課程本身是比較抽象的課程，希望令學生能把抽象概念，以實體化的方式來表達。

馮惠敏導師表示，學生因為來自不同學系，因此在分組研習的過程中會分擔不同的角色，有人負責設計概念，也有人負責畫出 3D 模型，在過程中互補不足，相互啟發團隊成員的潛能，而這也是 GE 課程和引入 3D 打印的目的。她透露大多學生都能出色地完成課程，但相比功課的完成度，學生能否突破思維框框才是最重要的。