智能制造背景下基于增材制造技術的高職機電類專業創新教育研究

劉衛東 林翠青

摘 要：增材制造技術是一種以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興技術。與傳統的減材制造技術相比，增材制造技術具有產品制造成本低，制造周期短，個性化設計適應強，創新創造能力提升空間大等特點。基于增材制造技術的高職機電類專業創新教育，可以突破學校、企業和產業邊界，實現跨界融合，助推企業智能制造競爭力的提升和學校人才培養質量的提高;對高職院校機電類專業課程體系的構建、課程實踐教學內容改革、創新創業能力培養具有重要指導意義。

關鍵詞：創新教育;增材制造技術;創新教育平臺

創新是我們這個時代國家的核心競爭力，創新的實質是新知識的獲取和創造。高等教育是知識創新、傳播和應用的主要途徑，更是培養創新精神和創新人才的搖籃，因此，加強創新教育，培養大學生的創新能力是建設創新型國家對高等教育提出的新要求。

一、創新教育的重要意義

創新能力是創新活動得以實現的重要因素，是指人們在學習和繼承前人知識經驗的基礎上，提出新概念、新思想、新技術、新方法、新設計等獨特的見解和完成創造發明的能力。從目前高職院校教育本身看，存在專業定位與培養目標不清晰、人才培養模式單一、課程設置缺乏專業性與職業性、理論與實踐脫節、育人內容與方式簡單化、校企合作不深入、基本條件不足、科技人文素質重視不夠，以及創新創業教育理念滯后、與專業教育結合不緊、與實踐脫節、教師開展創新創業教育的意識和能力欠缺等問題。

我們高職院校在對學生實施素質教育時，應充分意識到創新創業教育首先是一種理念和精神教育，是要融合“大眾創業、萬眾創新”“綠色創業”“職業擔當”等創新創業的時代精神;是以創新精神、創業意識的品質要求賦予技術技能人才培養目標新的內涵;要在全面培養學生創新創業思維、精神與意識的基礎上，激發高職學生的創新創業潛質。這樣才能使高職院校的專業定位與培養目標一致，培養符合時代發展要求的高素質技術技能人才。

二、增材制造技術的內涵

增材制造（又稱3D打印）是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術。與傳統的車、銑、刨、磨等減材制造技術相比，增材制造技術具有產品制造成本低，制造周期短，個性化設計適應強，創新創造能力提升空間大等特點。增材制造技術將對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響，因此增材制造技術是制造業有代表性的顛覆性技術。

工業和信息化部聯合發展改革委、教育部等11個部門印發了《增材制造產業發展行動計劃（2017-2020年）》文件，文件指出：要組織實施學校增材制造技術普及工程，推動增材制造在創新教育等領域規模化應用，培養學生創新設計的興趣、愛好、意識，在具備條件的企業設立增材制造實習基地，鼓勵開展教學實踐;支持建設公共服務平臺，發展增材制造創新設計應用中心。

三、增材制造技術在高職機電類專業教育中的應用

國家要組織實施學校增材制造技術普及工程，作為承擔技術教育和應用的高職院校應該抓住這一契機，積極探究在智能制造背景下充分利用“互聯網+”3D打印增材制造技術思維，建設技術平臺，把增材制造技術有機融入到創新教育中，培養應用型、創新型增材制造技術綜合性人才，力推高職院校學生畢業后與社會無縫對接。利用“互聯網+”3D打印增材制造技術進行高職院校機電類專業學生創新教育的意義主要有以下幾點：

產業技術水平的提升，要求高等職業教育的培養目標和職教內容提出相應調整和提升。數字技術、信息技術既是調整提升的難點和門檻，也是引領創新的關鍵和核心。要認識“互聯網+”3D打印增材制造技術在高職教育中的應用是一種物化創新思維和培養學生個性化想象能力的創新工具。要在學好傳統專業課程和應用數字技術的基礎上，學會使用3D打印這個創新制造工具。

對于學生創新思維的培養，要重點突出技術應用，首先要進行教學模式的創新，采用“體系-方向-興趣”的“先知其然，后知其所以然”的培訓模式。在培訓手段上，建立動手制作、模仿學習與開發相結合的方法，讓學生在明確學習目標和結果的情況下，通過實踐和應用引導其對理論知識具有自主學習。

四、實現增材制造技術在高職機電類專業創新教育的有效途徑

（一）實現增材制造技術在高職機電類專業創新教育應用應解決的主要問題

增材制造技術在高職機電類專業創新教育的應用效果主要取決于校內師資、人才培養方案、平臺建設以及社會力量。關鍵應解決好以下問題：

第一，促進學校、企業和社會三種不同師資類型互相協作，形成以學校師資為主，以企業培訓師和社會外聘師資為輔的創新教育師資體系。

第二，把創新教育以課程的形式融入到高職教學中，實現“互聯網+”3D打印增材制造技術創新教育平臺與人才培養方案的有機融合。

（二）實現增材制造技術在高職機電類專業創新教育應用的有效途徑

第一，改變機電類專業人才培養模式，促進多方支持“互聯網+”3D打印增材制造技術創新教育平臺的建設利用已經開設專業的共性，在機電類專業中建設“互聯網+”3D打印增材制造技術教學平臺，只有這樣，企業、行業、學校三方才能加強合作，機電類專業人才培養模式才能不斷加強，各方人員相互交流學習，而且也能鼓勵相關企業參與到“互聯網+”3D打印增材制造技術教學平臺的建設，提升教學能力和實踐能力，彌補教師隊伍對產業、行業、市場的認識不足，加強校企深入合作。

第二，改革機電類專業培養方案，優化課程體系。根據行業企業對3D打印人才的技術技能要求，結合自身實際情況，完善3D打印人才培養方案。改革、創新課程設置的結構形式，保證課程體系結構的完整性和各類課程比例的合理性，著力保障實踐類課程的學時，并促進相關課程之間的相互融通。

第三，3D打印實訓實習基地和“互聯網+”3D打印增材制造技術平臺的建設。通過調研，結合實際，對3D打印設備的投入做出合理預算方案，以滿足各專業學生的3D打印實踐環節條件。并有序安排機電類專業各專業的實踐教學。通過“互聯網+”3D打印增材制造技術平臺的建設，機電類專業學生可利用3D打印、大數據及互聯網等先進信息技術，將具有創造性價值的個性化想法變為實際。

第四，加強專業教師培訓。引進擅長3D打印研發、生產、服務的高水平的專業人才;強化校企共建師資隊伍;以學校師資為主，以企業培訓師和社會外聘師資為輔，打造專兼結合的師資體系。

（三）有效實施增材制造技術在高職機電類專業創新教育的效果

第一，通過“互聯網+”3D打印增材制造技術創新教育平臺的建設，培養一支精于、善于開展產學研的教師隊伍，把建立高質量的教師研究性教育群體作為培養高素質創新人才的重要保證。

第二，通過優化機電類專業人才培養目標和課程體系，制定更加明確的人才培養方案。保證課程體系結構的完整性和各類課程比例的合理性，著力保障創新實踐類課程的學時，并促進相關課程之間的相互融通。

第三，通過“互聯網+”3D打印增材制造技術創新教育平臺的建設，增加學生的就業通道，提高學生的就業能力。

五、結語

基于增材制造技術的高職機電類專業創新教育，可以應用在機電類專業課程的創新教育實踐中，突破學校、企業和產業邊界，實現跨界融合，助推企業智能制造競爭力的提升和學校人才培養質量的提高。對高職院校機電類專業課程體系的構建、課程實踐教學內容改革、創新創業能力培養具有重要指導意義，對高職教育改革有重要參考價值。

參考文獻

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