關于高職院校增材制造技術專業建設的思考及探索

盧香利

摘 要：增材制造技術專業是在智能制造大背景下出現的新興專業，行業的發展急需高職院校開展增材制造技術專業教學，為社會培養應用型技能人才。本文針對高職院校增材制造技術專業建設存在的問題，從課程體系、師資隊伍、課程資源、實訓室建設四個方面提出相關建議，為高職院校增材制造技術專業建設提供參考。

關鍵詞：增材制造? ? 課程體系? ? 課程建設

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術，也稱3D打印技術，是20世紀80年代后期發展起來的一種新的制造技術。增材制造技術以三維數字化模型文件進行驅動，通過材料的逐層堆積進行成型。經過近四十年飛速發展，增材制造技術在航空航天、汽車制造、醫療器械等領域展現出了廣闊的應用前景。增材制造技術已經成為先進制造業的一個重要組成部分，也必將成為智能制造未來發展的一個重要方向。

在此大背景下，為了進一步推進增材制造技術的快速發展，培養增材制造技術行業的職業技能人才，國家采取了一系列的舉措。根據《國家職業教育改革實施方案》中關于“啟動‘1+X’證書制度試點工作”的相關要求，2019年，與增材制造技術相關的“增材制造模型設計”“增材制造設備操作與維護”兩個新證書被納入第四批“1+X”證書試點。

一、增材制造技術專業建設現狀

（一） 課程體系與專業實際需求存在差距

增材制造技術專業屬于機械大類下的一個新專業，在新專業開設之前，部分高職院校為了滿足企業的實際需求，通過在機械制造及自動化、模具設計與制造等專業下開設增材制造技術方向的方式進行教學，即在原來的專業課程體系下，開設幾門與增材制造技術相關的專業課程。在新專業開設以后，很多高校增材制造技術專業的人才培養方案都是把原來機械制造及自動化或模具設計與制造專業的人才培養方案拿過來，稍加改動，仍按照原來增材制造技術作為一個專業方向的方式進行教學和人才培養，沒有從一個新專業的角度、從整體課程體系的角度進行專業的重新構建，導致專業人才與企業實際的崗位需求存在一定的差距。新專業人才培養方案的制定需要根據高職院校師資、學生及實訓室等的實際情況，結合企業的實際需求來確定專業的課程體系，因此，需要我們進一步通過對比進行探索與研究。

（二）專業師資力量薄弱

增材制造技術專業是一個新開設的專業，2020年教育部在本科院校中批準開設“增材制造工程”這個新專業，而高職院校的師資大部分來自高等院校，因此，在大多高職院校里并沒有專業教學人才的儲備。目前增材制造技術專業的師資基本上都是原來機械類相關專業的專業教師，這些專業教師的知識體系偏向于原來的專業方向。增材制造技術專業屬于一個多學科綜合的專業，要求其專業教師除了要掌握機械制造和增材制造相關知識外，還要懂藝術設計、工業設計等設計相關方面的知識，原有教師很難在短時間內形成新的知識體系，再加上教師對行業技術的發展趨勢、企業的實際需求等了解有限，缺乏企業一線的實際工作經驗，在后續的專業課程教學過程中，實際教學效果也不夠理想。

（三）專業實訓設備不完備

實訓設備是高職院校教學、科研活動的重要資源保障，實訓教學是高職教育的一個重要組成部分，學生的實踐能力需要通過實訓教學得以提升。增材制造技術專業涉及的實訓設備主要為各種工藝的3D打印設備、三維掃描儀等。目前各大高職院校實訓設備配備主要存在三個方面的問題。一是設備數量不足，熔融沉積成型（FDM）工藝、光固化成型（SLA）工藝的3D打印設備一般價格不高，很多學校都會配備幾臺相關打印設備，但是由于3D打印工藝所需時間普遍較長，即使分組進行，所需要的設備數量也較多，很多學校的設備數量嚴重不足。二是設備種類不全，選擇性激光燒結（SLS）、選擇性激光熔融（SLM）、三維打印成型（3DP）等工藝的3D打印設備價格普遍較高，前期一次性投入所需資金較多，大多數學校沒有足夠的購買資金。三是設備使用率不高，對于價格較高的3D打印設備，金屬、覆膜砂、尼龍等粉末材料價格較高，通常都是按重量來計算價格，設備使用成本高，日常實訓教學中的持續材料消耗對學校來說也是一個較大的負擔，導致出現設備即使買得起也用不起的現象。3D打印設備配置的數量、種類、使用成本等問題都大大影響了相關專業實訓課程的教學效果。

二、 增材制造技術專業建設探索

（一）構建“崗課賽證”課程體系

圍繞“1+X”證書，開展課程體系建設，通過“因崗設課”“以賽促課”“課證融通”，最終構建“崗課賽證”融通的課程體系。“崗課賽證”與專業人才培養方案中目標、過程、手段和評價四個方面相呼應。“崗”即就業崗位，課程的教學目標必須與企業工作崗位的實際需求相匹配;“課”即課程教學，課程教學是實現教學目標的主要途徑;“賽”即專業相關各類技能大賽，師生參加的各類比賽都是提升教學的有效手段;“證”即與專業相關的兩個“1+X”證書——增材制造模型設計和增材制造設備操作與維護，“證”是教學評價的有效標準。在“崗課賽證”四個維度中，課程始終是人才培養的核心，要想滿足崗位的實際需求，在技能大賽中獲獎，獲取“1+X”證書，就必須加強課程體系構建。因此，依據行業職業標準，從企業崗位的實際需求出發，結合“1+X”證書和職業技能大賽的要求，構建專業課程體系，是新形勢下高職院校人才培養的重要內容。

（二）打造專業師資隊伍

師資隊伍是專業建設的主體，進行專業建設的核心就是要搞好師資隊伍的建設。堅持外部引進與內部培養相結合，不斷優化教師隊伍結構，逐步提升教師隊伍整體素質，打造一支“雙師型”教師團隊。加強師資隊伍培養，組織教師積極參與相關專業培訓學習，到企業實踐鍛煉，通過參加相關專業技能大賽等方式緊跟行業動態的發展。學校可采用引進行業專家或者具有企業一線實踐經驗的高技能人才來優化教師隊伍結構。同時與行業企業建立穩定的校企合作機制，邀請企業專業技術人員擔任學校企業導師、兼職教師，定期在學校舉辦專業相關講座，并深入教學一線開展指導及教學工作。

（三）建設專業課程的教學資源

要提高增材制造技術專業人才培養的質量，建設專業課程尤其是專業核心課程的教學資源庫是基礎。高職院校培養的專業技能人才要想滿足企業的需求，必須從企業工作實際出發。在進行課程建設時，采用多種形式讓企業參與其中，將企業的先進技術帶入學校，將企業典型的工作任務融入課程中，以企業的工作標準建立學生活動的評價標準，強化過程考核，使學生在學校獲得的知識和技能真正符合企業崗位的需求。如筆者所在學校與行業企業深度合作構建增材制造技術課程體系，以企業真實案例進行課程建設，拍攝大量企業一線工作視頻，讓學生提前走進企業、融入行業，實現學習的延展。由于增材制造技術專業與機械制造及自動化、模具設計與制造、工業設計等相關專業關系密切，教學資源建設可以與這些相關的專業對接，通過網絡共享這些老專業的課程建設成果。如可共享機械設計基礎、三維數字化設計等課程的在線開放課程資源，進行線上線下混合教學，充分利用網絡資源優勢，豐富教學活動模式。

（四）共享共建實訓室

高職院校技能人才培養體系的一個重要組成部分是實踐環節，實訓室建設是開展實驗實訓教學和技能人才培養的重要基礎。增材制造技術專業實訓室主要包括通用型3D打印設備（熔融沉積成型3D打印機、光固化成型3D打印機、三維掃描儀等）及專用型3D打印設備（選擇性激光燒結3D打印機、選擇性激光熔融3D打印機等）。對于通用型設備，可通過在校內建設共享型實訓基地的方式進行共享。如創客學院、增材制造技術專業、工業設計專業都配有通用型3D打印設備，但種類、數量都不足，如在校內進行資源重組，建設一個共享的實訓基地，同時滿足多個部門及專業的需求，資源可以發揮最大效用。對于專用型設備的配備問題，則可采用深化校企合作、共建專業實訓室的方式加以解決。校企合作，企業將設備價值較高、使用成本較高的專用型3D打印設備放置于學校，設備所有權歸企業，使用權歸學校所有。企業可將接到的部分訂單，交給學校來完成，并適當給予一定的報酬。學校在訂單的完成過程中，既進行了教學環節的實踐，又可通過訂單產生的收益來減少設備材料的消耗及維護所需的成本。由于學生在實訓過程中就已經參與了實際的訂單生產過程，畢業后進入企業可以實現與工作崗位的無縫銜接，減少企業培訓時間，為企業節約了培訓成本，實現了學校人才培養與企業實際崗位需求的良好對接。

三、小結

增材制造技術專業作為筆者所在學校2020年新批準成立的專業，對此專業的課程體系建設、師資隊伍建設、教學資源建設、實訓室建設等方面的研究仍處于初級階段。后續要進行更為廣泛深入的企業調研，全方位了解企業需求，并結合學校自身的實際情況開展專業建設工作，不斷提升增材制造技術專業技能人才培養的質量。

參考文獻：

[1]盧秉恒.增材制造技術：現狀與未來[J]. 中國機械工程，2020（1）.

[2]魏光杏，孫利.基于工作崗位的高職大數據技術專業課程建設探索[J].無線互聯科技，2020（11）.

[3]劉林枝.提高高等職業院校實訓設備利用率途徑研究[J].實驗技術與管理，2019（11）.

[4]潘驍宇.“崗課賽證”四位一體的工程造價專業課程體系優化研究[J]. 現代職業教育，2021（49）.

[5]龍濤.基于校企協同的高職院校增材制造技術專業建設研究[J].內燃機與配件，2019（16）.

[6]黃崗.產教協同背景下高職院校增材制造技術專業路徑探索[J].科技風，2021（05）.

（作者單位：湖南機電職業技術學院）