当前我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,经济的长足稳健发展关键在于先进制造与先进技术。《中国制造2025》等国家层面的政策利好以及增材制造技术关键专利的退出使3D打印行业的活力得以激发。目前,中职3D打印课程存在学生沟通协作能力与解决问题能力偏弱、学习倦怠现象普遍、课程内容在职业能力与学习动力间难以平衡等问题,产生了增材制造领域就业难与招工难并存的的矛盾现象。通过对国内外相关研究现状的分析发现,将工程教育元素引入中学课程成为新兴发展趋势。论文首先通过访谈与问卷调查总结归纳课程现状并进行成因分析。之后基于建构主义理论、做中学思想以及项目式教学等理论,根据标准与大纲设计了教学内容框架与评价方案,同时按照构思、设计、实现、运行的模式构建了该课程的教学流程。以基础型和综合设计型工程实践项目为重点在中职学校开展教学实践,通过问卷调查结合IBM SPSS Statistics 22.0软件对基于CDIO理念的3D打印课程教学效果进行了分析。研究结果表明,基于CDIO理念的3D打印课程教学对提升学生学科知识和推理能力,个人职业能力,人际交往能力,在企业、社会和环境下的构思、设计、实现和运行系统—创新的过程能力等方面均有显著的效果,课程有效缓解了学习倦怠问题,提升创新思维、解决问题能力,增强了学生的信息素养和工程能力。在教学反思阶段,通过个人观察与课后交流发现,还存在学习观念影响创新能力、整体时间分配不够协调和打印机使用等问题,并给出转变学生观念、平衡课程整体进度、优化打印时间的教学改进方案。本文提出基于CDIO理念的中职3D打印课程教学设计契合了中职教育对工程能力培养的要求,有利于缓解3D打印高素质技能型人才供需不匹配的结构性矛盾,为中职学校的其他课程教育教学改革提供了参考和借鉴。