Патронаж (от франц. patronage – покровительство, попечительство) – 1) книжное, устарелое: то же, что патронат; покровительство: Боясь сначала смиренной роли наших соотечественников и патронажа великих людей… (Герцен); 2) система медицинского обслуживания больных и детей раннего возраста в домашних условиях: патронаж беременных и детей; патронаж психических больных.
Патронат (позднелат. patronatus, от лат. patronus – покровитель) – 1) особая форма покровительства в Древнем Риме; 2) вообще покровительство со стороны кого-нибудь; 3) в СССР: воспитание детей-сирот и детей, потерявших связь с родителями, в семьях трудящихся под контролем государственных организаций.
Третье значение слова патронат (под номером 2) зафиксировано и в МАС, в «Словаре русского языка» С. И. Ожегова (1989). В словаре Ожегова слово патронаж зафиксировано только в одном значении – «регулярное оказание лечебно-профилактической помощи на дому новорожденным и некоторым категориям больных».
В 90-е годы прошлого столетия под влиянием социальных факторов происходит актуализация книжного устарелого значения слова патронаж (= покровительство). В «Толковом словаре русского языка» С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой (М., 1997) зафиксированы как устойчивые выражения под патронажем кого - то же, что под патронатом, под патронатом кого – под постоянным наблюдением, содействием и руководством.
Таким образом, слово патронаж действительно в одном из значений связано с медициной. Однако выражения под патронажем и под патронатом употребляются равноправно, они синонимичны, их значение – «под наблюдением, содействием и руководством кого-либо, чего-либо».

На вторую часть Вашего вопроса ответить проще. Дело в том, что в этой приставке под ударением пишется чаще о, но в реальности — то, что слышится, то есть иногда и а: ра́спят, ра́звит (ср. ро́спись, ро́зыск), не говоря уже о ра́зум и ра́спря, где приставка практически не осознается. Поэтому без вариантов в написании гласного никак не обойтись. 

Тогда как вопрос о том, чтобы подвести написание приставок на з/с под общий принцип передачи на письме значимых частей слова, встает при каждом новом обсуждении путей усовершенствования русской орфографии. Решение Орфографической комиссии, закрепленное декретами 1917 и 1918 гг., состояло в том, чтобы распространить мену з на с на все приставки перед всеми буквами, обозначающими глухие согласные (в том числе и перед буквой с, чего ранее не было, а также на приставки без- и через-(чрез-), которые ранее писались только с конечным з). Можно полагать, что установление именно такого правила было связано с попыткой устранить содержащуюся в нем непоследовательность. Мена согласных именно в этих приставках обусловлена историческими причинами. См. формулировку М. В.  Ломоносова в "Российской грамматике" (1755):  "Предлоги, которые из согласных з и с составляются, из сего правила должно выключить, ибо древнее их употребление к тому принуждает. Положим, чтобы употреблять с, невзирая ни на мягкость, ни на твердость следующих согласных, то должно писать исбытокъ, расрыть, восбраняю. Положим, чтобы вместо с была всегда з, то принуждены будем писать: зколачиваю, зтекаю, изтребляю, возкресеніе. Но, видя коль странно и дико сие кажется перед избытокъ, разрыть, возбраняю, сколачиваю, стекаю, истребляю, воскресеніе, мне кажется, должно признаться, что для привычки перед мягкими з, воз, из, раз, перед твердыми с, воз, ис надлежит оставить".

Строго говоря, Классная работа, Домашняя работа, Второе сентября – это заголовки. В заголовках точки не ставят. Однако в школьной практике (особенно в начальной школе) принято ставить здесь точки, чтобы не мешать закреплению у детей стереотипа: в конце предложения надо ставить точку. По-видимому, новый учитель решил, что пора учить детей писать «по-взрослому».

Ваши наблюдения абсолютно верны. Двоеточие в некоторых случаях может заменяться на тире. И это оговорено в правилах пунктуации. Например, вот примечание к правилу о бессоюзном сложном предложении.

В бессоюзном сложном предложении при обозначении пояснения, причины, обоснования, изъяснения допустимо употребление тире вместо двоеточия (особенно в художественной литературе и в публицистике). Вот, в частности, примеры из произведений К. Паустовского: Изредка в небе светилось голубоватое пятно — за тучками пробивалась луна, но тотчас гасла; Подснежники, наверное, уже прорастали в земле — их слабый травянистый запах просачивался сквозь снег; Слой облаков был очень тонок — сквозь него просвечивало солнце; На молу погасили огни — теплоход ушел; Татьяна Андреевна вздрагивала от сырости — после теплой каюты на палубе было свежо; Паханов крепко держал капитана за локоть — капитан был еще слаб после ранения; Ей хотелось заплакать — лом даже через варежки леденил руки; В армию меня тоже не берут — сердце заштопанное; Однажды зимой вышел я и слышу — стонет кто-то за оградой.  (Правила русской орфографии и пунктуации. Полный академический справочник / под ред. В. В. Лопатина. М., 2006. § 129.)

Обратите внимание: такая замена признается допустимой, не ошибочной, но все же в приведенных случаях предпочтительно ставить двоеточие. 

Вот примечание к правилу об однородных членах с обобщающим словом.

Допустимо используемое в современной практике печати при всех позициях обобщающих слов употребление тире, в том числе — перед перечислением (на месте традиционного двоеточия): Хороших байдарочников было всего трое — Игорь, Шуляев, Коля Корякин и, разумеется, сам Андрей Михайлович (Тендр.); Если бы его что-то выделяло среди других — талант, ум, красота... Но ничего такого у Дюка действительно не было (Ток.); Всё, всё услышал я — и трав вечерних пенье, и речь воды, и камня мертвый крик (Забол.); Я имел случай и счастье знать многих старших поэтов, живших в Москве, — Брюсова, Андрея Белого, Ходасевича, Вячеслава Иванова, Балтрушайтиса (Б. Паст.). (Правила русской орфографии и пунктуации. Полный академический справочник / под ред. В. В. Лопатина. М., 2006. § 36.)

Слова о будущем наших детей, о спокойной старости наших родителей, о сохранении памяти являются однородными членами предложения (с предшествующим им обобщающим словом главном), которые имеют значение попутного замечания. Первое тире здесь заменяет двоеточие. Второе тире ставится после однородных членов с обобщающим словом, запятая закрывает придаточное предложение.

Верно: Когда речь заходит о главном – о будущем наших детей, о спокойной старости наших родителей, о сохранении памяти, – эта разница не имеет никакого значения.

Корректное оформление: трехмерная (предпочтительно), 3-мерная (нежелательно).

Если в составе сложных существительных и прилагательных есть числительное, то его можно записать в словесной форме (прописью) или в словесно-цифровой форме (цифра и присоединяемое дефисом существительное или прилагательное). При использовании словесно-цифровой формы записи буквенные наращения после числительных не пишутся.

Примечание. В узкоспециальных изданиях допускается заменять прилагательное (название физической единицы) соответствующим кратким обозначением: 5-км расстояние, 12-т нагрузка.

Да, вы правы.

Вы правы: горгона – нарицательное существительное, оно пишется строчными. С прописной пишутся имена горгон – Сфено, Эвриала, Медуза. Ваше замечание мы обязательно передадим главному редактору «Большого толкового словаря» С. А. Кузнецову.

Любой учебник по практической стилистике поможет Вам с выбором ответа.