协作学习（collaborativelearning）是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略，[2]主要目的在于采用协作组织形式促进学生对知识的理解与掌握。在协作学习中，学习伙伴具有重要的支架作用，以其学习经历、学习水平、学习风格、认知方式等差异引起其中成员在沟通能力、认知能力、创新能力等方面的变化。由机器人代替学习伙伴可减少学生直接面对协作组织主持人的紧张情绪，且机器人具有信息收集、信息处理和反馈的能力，机器人同时作为资源库和信息库，又可在一定程度上记录、分析和反馈学生的学习信息，以便学生自我反思及帮助协作团队设计更有利的促进学习的原则和机制。
2013年，东京北九州大学、东京大学等四家科研机构学者设计了职业发展学习中机器人学习伙伴有效性实验，东京私立大学大三的学生参与了实验。机器人名叫Robovie-W，它有30厘米高，具有相机、扬声器、麦克风，并记录参与讨论的学生的行为。Robovie-W还可以移动它的眼睛、头、手臂，传达某种形式的非语言表达。实验由控制组和实验组构成，在实验组中机器人作为协作学习组织的主持人，通过教师的远程控制协调学习讨论的展开，学生与机器人进行互动的过程都可以记录下来，反馈给教师以及学生，以便随时调整协作学习的活动进展。通过对实验收集到的信息进行统计分析发现，机器人主持职业生涯协作学习活动与教师主持同样有效。此外，机器人可以创建一个比真人主持时更易于合作的环境，在这种环境下，学生可避开人与人交谈中所存在的心理壁垒积极地展开讨论。
二、3D打印技术颠覆学生动手实践
3D打印技术是一种新型的快速成型技术，通过3D打印机学生的构思转变为真实的立体彩色模型，将抽象概念和设计带入现实世界，使学习更加生动。3D打印为学习活动开辟了新的空间，学习者可以从设计、制作、展示、参与等角度融入学习过程中，在实践学习活动过程中，学习者的动手能力、设计能力和思维能力等得到全面发展和提高。
目前，一些国家和组织已经开始重视3D打印在教育领域中的应用，并开始探索这方面的研究。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目（2012.10—2013.9），以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，探索3D打印的教学应用，推动教学创新。该项目与英国物理学会、全国数学教学创优中心（NCETM）和3D打印机厂商Makerbot合作，在“人类学习可以通过制造和分享过程产生”的理念下，为使用3D技术的学校提供良好的理论指导和技术支持[3]。
美国国防高级研究计划局（DARPA）制作实验和拓展（MENTOR）项目在美国高中推广3D打印机。MENTOR项目旨在培养高中生的工程技术，培养学生一系列的技能，并激发他们对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣，促进高中学龄的学生协作完成一系列的设计和制作方案，以帮助他们解决在未来设计和工程方面的挑战。[4]
3D打印厂商Stratasys公司为教育行业推出了一款面向高等教育机构的3D打印机教育包：Object30睿智（Scholar）。该教育包具有超高分辨率和精确度，可以制造出具有光滑表面、移动部件、细节完善的模型，适用于小空间、办公室和桌面操作，能够兼容所有类别的3DCAD软件。3D打印机教育包将使学生有机会开发3D打印项目，为高校带来快速成型模具制造体验，帮助跨学科（尤其是理工科）的师生们快速实现创新与设计理念。
