淺析技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)困境及解決對策

柴彩果 梁海利 劉穎

摘 要：本文通過對技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的調(diào)研，查找當(dāng)前此專業(yè)人才培養(yǎng)方案中存在的問題，分析問題存在的原因，依據(jù)行業(yè)企業(yè)需求并針對技工院校學(xué)生特點，從人才培養(yǎng)目標(biāo)、師資隊伍、課程體系、校企融合、實踐教學(xué)條件等方面提出解決對策，構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式，以期為實現(xiàn)3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)方案的升級提供參考。

關(guān)鍵詞 ：技工院校? ? 3D打印技術(shù)應(yīng)用? ? 產(chǎn)教融合? ? 賽教融合

課? ? 題：本文系2021年度河北省人力資源和社會保障廳研究課題“技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)對接新職業(yè)升級的研究”（課題批準(zhǔn)號：JRS-2021-7085）的階段性研究成果。

隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，3D打印作為以數(shù)字模型為基礎(chǔ)、通過材料逐層堆積的方式制造出實體的新型制造技術(shù)，在我國航天航空、生物醫(yī)療、先進制造和文化創(chuàng)意等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。因此，市場急需掌握三維數(shù)字化技術(shù)相關(guān)知識和技能的應(yīng)用型人才。邢臺技師學(xué)院（以下簡稱學(xué)院）于2016年秋開設(shè)3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，2020年6月第一批160名學(xué)生已經(jīng)畢業(yè)，但從調(diào)查情況看，這批學(xué)生對口就業(yè)情況不太理想。

學(xué)院在實地調(diào)研、政策與文獻研究、企業(yè)訪談等工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合新增的“增材制造設(shè)備操作員”“智能制造工程技術(shù)人員”新職業(yè)及近年技能大賽對該專業(yè)人才的能力要求，對學(xué)院3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)培養(yǎng)方案進行研究，找出存在的問題，結(jié)合新的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)需求，對人才培養(yǎng)方案進行修訂升級。

一、當(dāng)前技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的問題

（一）招生容易，就業(yè)難

3D打印技術(shù)作為“十四五”科技前沿?zé)衢T技術(shù)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模每年以30%的年均復(fù)合增長率快速增長，制造行業(yè)對3D打印技術(shù)應(yīng)用人才需求缺口較大。學(xué)生和家長參觀學(xué)院時，看到虛擬的三維數(shù)字模型直接轉(zhuǎn)化為造型新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種實體，都非常感興趣。然而，與招生的火爆相比，2020年該專業(yè)畢業(yè)生的對口就業(yè)率卻并不高，就業(yè)情況不太理想。

（二）缺少工業(yè)級實訓(xùn)設(shè)備和雙師型教師

學(xué)院雖然建立了3D打印實訓(xùn)室，可完成三維建模、三維掃描、逆向工程、實體打印等實訓(xùn)教學(xué)，但主要是桌面級的FDM工藝3D打印機，缺少必備的工業(yè)級的3D打印設(shè)備、三維掃描儀、噴砂機、超聲波清洗機等處理設(shè)備。缺乏本專業(yè)“雙師型”教師，尤其是缺乏既具備深厚的理論知識功底又懂專業(yè)實踐的指導(dǎo)教師。

二、3D打印技術(shù)應(yīng)用人才培養(yǎng)過程中存在問題的原因

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)與崗位需求有偏差

通過對3D打印技術(shù)應(yīng)用有關(guān)的行業(yè)企業(yè)的調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)人才需求占比較大的崗位是業(yè)務(wù)銷售和設(shè)備維護崗位，約占55%，其次是逆向工程與三維檢測崗位，約占15%，而三維設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、3D打印設(shè)備操作等崗位人才需求占比相對較少。而學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)是畢業(yè)生能從事3D產(chǎn)品設(shè)計、三維掃描逆向造型、3D打印設(shè)備操作、設(shè)備維護及管理等工作，與崗位需求存在偏差。

（二）學(xué)生所學(xué)技能與產(chǎn)業(yè)人才所需能力不匹配

企業(yè)需要的是既能掌握工業(yè)級的SLA、SLS、SLM等工藝的3D打印設(shè)備操作、安裝調(diào)試與維護技能，又熟悉傳統(tǒng)制造工藝，掌握多種建模技能并能對模型進行優(yōu)化，且個人綜合素質(zhì)能力強的應(yīng)用型人才。而學(xué)院由于資源所限，通常使用的是FDM桌面級3D打印設(shè)備，這種打印機工藝簡單，操作容易。在逆向工程方面，目前學(xué)院所用的三維掃描儀難以實現(xiàn)高精度高質(zhì)量的掃描。企業(yè)常用到SolidWorks、Inventor等三維軟件，使用三維檢測專業(yè)軟件對工件和實體數(shù)字化數(shù)據(jù)進行比較、偏差分析，學(xué)生在學(xué)院卻較少涉及，不能與企業(yè)實際需求相匹配。

（三）缺少對應(yīng)的職業(yè)資格證書

由于我國增材制造人才認(rèn)證工作尚處于起步階段，人才培養(yǎng)方向、目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)不明晰，企業(yè)招聘人才缺乏客觀的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。我國增材制造相關(guān)企業(yè)大多是民營企業(yè)，他們需要的是能夠直接上崗、為企業(yè)帶來效益的人才。

（四）產(chǎn)業(yè)格局限制

我國3D打印技術(shù)應(yīng)用企業(yè)到2020年底雖然超過500家，但相比傳統(tǒng)制造業(yè)來說，從業(yè)人員規(guī)模較小，且主要集中在北京、長三角地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)、安徽等地，而本地相關(guān)企業(yè)相對較少。模具被譽為工業(yè)之母，國內(nèi)的模具生產(chǎn)基地主要集中在廣東、浙江、江蘇、安徽等地，而學(xué)生受傳統(tǒng)思想影響，大多還是希望能實現(xiàn)本地就業(yè)。

三、解決對策

技工院校要根據(jù)市場需求和學(xué)生特點調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，加強師資隊伍建設(shè)，依據(jù)企業(yè)的技能需求構(gòu)建課程體系，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，拓寬就業(yè)渠道。針對3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)在人才培養(yǎng)過程中存在的問題與困境，提出以下解決對策。

（一）調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)3D打印技術(shù)應(yīng)用市場需求調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)熟悉3D打印技術(shù)原理，掌握正逆向模型設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、3D打印機設(shè)備操作與維護、三維掃描、打印產(chǎn)品表面處理等技能，能夠在汽車、裝備制造、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計、工藝編制、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、3D打印設(shè)備操作與維護、業(yè)務(wù)銷售等工作，具備自我學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識、精益求精的工匠精神和良好職業(yè)素養(yǎng)的一專多能復(fù)合型高技能人才。

（二）建設(shè)高水平師資隊伍

師資隊伍是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。對技工院校的教師來說，要給學(xué)生們一滴水，自己就要有源源不斷的活水，既能開口說又能動手做。針對學(xué)院師資現(xiàn)狀，學(xué)院采取“走出去，請進來”的方法，首先外派年輕骨干教師到行業(yè)龍頭企業(yè)和優(yōu)秀院校取經(jīng)學(xué)習(xí)，提升專業(yè)能力，保障專業(yè)課教學(xué)高質(zhì)量完成;其次聘請企業(yè)優(yōu)秀的工程師和技師為專兼職教師，保障學(xué)生所學(xué)知識緊密對接企業(yè)生產(chǎn)工藝，符合企業(yè)崗位需求。

（三）完善課程體系

課程是人才培養(yǎng)的核心要素。在參照行業(yè)企業(yè)3D打印技能型人才標(biāo)準(zhǔn)、對接新職業(yè)的基礎(chǔ)上，以職業(yè)能力為導(dǎo)向，秉承“3D打印技術(shù)應(yīng)用及多技術(shù)復(fù)合”理念，采用“重基礎(chǔ)寬專業(yè)”方式，構(gòu)建“公共基礎(chǔ)課+專業(yè)基礎(chǔ)課+專業(yè)核心課+X個職業(yè)技能證書課程”的課程體系，開設(shè)了Inventor、Siemens NX、Solidworks 、 3D打印優(yōu)化設(shè)計和仿真、產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計、逆向工程及三維檢測、典型零部件3D打印工藝、3D打印設(shè)備安裝和維護、智能檢測系統(tǒng)等專業(yè)課以及3D打印技術(shù)實訓(xùn)、特種加工技術(shù)實訓(xùn)、鉗工實訓(xùn)、數(shù)控加工實訓(xùn)、增材制造設(shè)備維修與保養(yǎng)等實訓(xùn)課。

（四）加強校企融合、資源共享，完善實踐教學(xué)條件

1.建立校內(nèi)實踐教學(xué)基地

按照企業(yè)生產(chǎn)工藝流程3D模型設(shè)計、3D掃描、3D打印等配置實訓(xùn)設(shè)備，模擬企業(yè)氛圍，營造實際生產(chǎn)場景，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握簡單產(chǎn)品從設(shè)計到成品各個工序的基本操作技能。

2.建立校外企業(yè)實訓(xùn)基地

將國家增材制造創(chuàng)新中心戰(zhàn)略合作伙伴和高技能人才培養(yǎng)基地河北春蕾集團等企業(yè)作為校外實訓(xùn)基地，開展工業(yè)級專業(yè)三維掃描儀操作、工業(yè)級增材制造設(shè)備的操作、安裝與調(diào)試、故障排查、設(shè)備維修及保養(yǎng)等實訓(xùn)工作。

（五）構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式

依據(jù)自身特點，借鑒職業(yè)教育發(fā)達國家的經(jīng)驗，通過深化產(chǎn)教融合、校企“雙元”育人、賽教融合等方式，構(gòu)建“課堂教學(xué)、校企雙實訓(xùn)、技能大賽、1+X證書、頂崗實習(xí)”等逐層深入、互融互促的多維度培養(yǎng)模式。

1.創(chuàng)新教學(xué)方法，提高學(xué)習(xí)效率

采用線上線下混合式教學(xué)方法。機械類課程枯燥難懂，課前以課件、慕課、微課等形式將工作任務(wù)通過超星學(xué)習(xí)通等智慧教學(xué)平臺發(fā)給學(xué)生，使學(xué)生按任務(wù)完成查閱學(xué)習(xí)資料、分配任務(wù)等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí);課上運用多媒體進行教學(xué)，生動形象，可以通過情景模擬更好地與學(xué)生互動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生愿意學(xué)、學(xué)得會，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變主動，學(xué)習(xí)效率大大提高。

2.加強產(chǎn)教融合，使學(xué)生技能與企業(yè)需求精準(zhǔn)對接

深入開展校企合作，引入企業(yè)資源。目前已與多家企業(yè)建立合作關(guān)系，利用學(xué)院現(xiàn)有資源參與企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)，聘請企業(yè)員工參與指導(dǎo)學(xué)生。采用項目教學(xué)法，以真實工作任務(wù)為載體，如為企業(yè)設(shè)計一款童車卡通鈴鐺，教師布置好任務(wù)，學(xué)生以小組形式分工合作。首先通過討論、查閱資料、市場調(diào)查等方式，用三維建模軟件進行建模，完成產(chǎn)品設(shè)計;其次對模型進行切片處理并打印出來，同時觀察不同3D 打印參數(shù)的設(shè)置對產(chǎn)品質(zhì)量的影響;最后對整個過程進行總結(jié)反思，并形成實訓(xùn)報告。從設(shè)計到成品的過程中，使學(xué)生真正做到“做中學(xué) ”“學(xué)中做”。培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，鍛煉了學(xué)生規(guī)范操作、總結(jié)表達、團隊合作的能力。將典型工作任務(wù)整理成冊，作為校本教材。與此同時，企業(yè)也節(jié)約了研發(fā)資金，從而達到互惠互利、校企雙贏的目的。

校企雙方共同組建師資團隊，完成企業(yè)生產(chǎn)中的實際工作任務(wù)，教學(xué)過程與工作過程合一，提高學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計、工藝實施、設(shè)備操作等各方面綜合能力。校外基地的設(shè)置實現(xiàn)了學(xué)校與企業(yè)深度融合，學(xué)生所學(xué)與企業(yè)所需“無縫”對接，形成校企“雙元”育人，既精準(zhǔn)培養(yǎng)了企業(yè)急需的技能人才，又為學(xué)生好就業(yè)、就好業(yè)提供了保障。

3.以賽促教，通過參加技能大賽培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用能力和創(chuàng)新精神

技能大賽的內(nèi)容通常反映了行業(yè)最新的職業(yè)技能要求。積極引導(dǎo)學(xué)生參加“增材制造”“CAD機械設(shè)計”“工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與創(chuàng)客實踐”等項目的技能大賽。在準(zhǔn)備比賽的過程中，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師協(xié)助解決遇到的問題，并對各個環(huán)節(jié)進行指導(dǎo)和把控，從而使學(xué)生不僅鞏固和強化了課堂所學(xué)知識，同時也潛移默化地提升了學(xué)習(xí)思考能力和勇于探索精神，教師的理論知識和操作技能也得到了提高。

近年來，學(xué)院學(xué)生在多項技能大賽中取得優(yōu)異成績，通過參加技能大賽以及對大賽獲獎學(xué)生的大力表彰，學(xué)生對技能學(xué)習(xí)的積極性大大提高，學(xué)院內(nèi)部已經(jīng)形成“學(xué)技能、比技能”的不斷進取的良好學(xué)習(xí)氛圍。

以大賽為引領(lǐng)，促進教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新。大賽對參賽選手的能力要求又進一步反饋于教學(xué)，人才培養(yǎng)與技能大賽銜接，形成以賽促學(xué)、以賽促教、教學(xué)相長的良性循環(huán)，真正做到“賽教融合”。

4. “1+X”課證融通，培養(yǎng)一專多能復(fù)合型人才

將3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)形成“數(shù)控+3D打印”“模具+3D打印”“機制+3D打印”等交叉融合的復(fù)合型專業(yè)，推行 “1+X”證書制度，如增材制造模型設(shè)計（中級）、增材制造設(shè)備操作與維護（中級）、3D打印造型師、鉗工 、數(shù)控銑工、數(shù)控車工等職業(yè)資格證書，把職業(yè)技能等級證書的標(biāo)準(zhǔn)要求及相關(guān)內(nèi)容融入課程中，優(yōu)化整合原有教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等進行教學(xué)，保證每個學(xué)生有3個證書可選。

（六）拓寬就業(yè)渠道，提升就業(yè)率

1.轉(zhuǎn)變思想觀念，擴大就業(yè)范圍

既瞄準(zhǔn)應(yīng)用3D打印技術(shù)的高新企業(yè)和汽車、裝備制造、模具等傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域，也要考慮文創(chuàng)、電商和教育創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目;既考慮學(xué)生在本地就業(yè)，又要考慮學(xué)生到產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)發(fā)展。

2.創(chuàng)建就業(yè)服務(wù)平臺，促進學(xué)生精準(zhǔn)就業(yè)

創(chuàng)建就業(yè)服務(wù)平臺，把學(xué)生的基本信息、技能證書、求職意向、性格愛好等內(nèi)容以及企業(yè)概況、招聘需求、薪金待遇等情況均輸入平臺，使學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)信息互通，構(gòu)建和完善雙方需求模型，為學(xué)生和企業(yè)提供智能推送服務(wù)，促進學(xué)生精準(zhǔn)就業(yè)，有效避免學(xué)生因為對崗位不適應(yīng)等原因頻繁辭職，并持續(xù)跟蹤學(xué)生的職業(yè)發(fā)展情況。

四、小結(jié)

通過調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，完善課程體系，構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式。通過職業(yè)技能大賽平臺引領(lǐng)教學(xué)改革。通過校企合作平臺使課程設(shè)置內(nèi)容更加符合崗位需求。通過開發(fā)各種職業(yè)技能認(rèn)定證書、資格證書，拓展學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)，實現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求精準(zhǔn)對接，培養(yǎng)出更多符合企業(yè)和社會需求的技能人才。升級優(yōu)化原有專業(yè)促進就業(yè)，引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)，立足本地，放眼產(chǎn)業(yè)發(fā)達區(qū)域，拓寬學(xué)生的就業(yè)渠道，使技工院校學(xué)生的對口實習(xí)率、對口就業(yè)率大大提升，從而實現(xiàn)技工院校3D打印技術(shù)應(yīng)用專業(yè)對接新職業(yè)升級的終極目標(biāo)。

參考文獻：

李明宇，劉柏霞.基于職業(yè)技能大賽視角的高職人才培養(yǎng)模式構(gòu)建[J].教育與職業(yè)，2014（8）.

（作者單位：邢臺技師學(xué)院）