基于產教融合的3D打印技術專業課程體系建設標準的創新研究

馬蓮芝?藍團賁?周舟

摘要：3D打印技術通常是指基于設計對象模型的現代化增材制造技術，在實際運行中能通過物理層面的疊加技術，將具備黏合性的生物材料、金屬材料及塑料等有效疊加，生成三維實體，被廣泛應用到工業領域中。目前，社會對3D打印技術人才提出了更高的要求，技工院校若想培養出符合時代需求的3D打印技術人才，應及時加強產教融合，建設完善的專業課程體系，提升專業人才的創新意識和創造能力，從而為人才的全方面發展夯實基礎。立足產教融合背景，研究了3D打印技術專業課程體系建設的創新路徑，以供參考。

關鍵詞：3D打印技術專業；創新路徑；課程體系建設；產教融合

一、前言

隨著制造行業的不斷發展及信息技術的普及，3D打印技術受到了文化創意、生物醫療、航天航空以及先進制造等領域的關注與廣泛應用。3D打印技術專業作為技工院校的新興專業，是培養高素質、創新型3D打印技術人才的重要途徑。當前部分院校3D打印技術專業課程體系建設尚存在許多不足之處，嚴重影響了教學效果及人才質量。產教融合是改革人才培養模式，提高專業教學效果的重要途徑，將其引入到3D打印技術專業課程建設，能彌補傳統課程教學的不足，優化人才培養方案，使學生真正符合企業用人崗位需求，適應行業發展趨勢。

二、基于產教融合的3D打印技術專業課程體系建設的優勢

（一）提高人才質量

在制造業飛速發展的當下，3D打印技術被稱為目前全球第三次工業革命的關鍵引擎，不管是藝術行業、軍工行業還是航空航天行業，皆涉及3D打印技術，使得社會對3D打印技術人才的需求和要求大幅度提高。但當前開設3D打印技術專業的技工院校并不多，又缺少完善的專業課程體系、人才培養方案不足等，導致人才質量很難滿足企業崗位的需求。而產教融合作為推進產業、教育深度融合，提高院校人才培養質量的主要途徑，有著充足的實踐教育資源，且掌握著行業一線的資源信息，明確崗位的人才要求[1]。因此，立足產教融合建設3D打印技術專業課程體系，既能激起專業學生的創新意識，開拓其知識視野，也能促進技工院校的長遠發展。

（二）適應時代需求

當前社會3D打印技術在工程領域的應用愈加成熟，不僅能節約制造成本，避免原材料的浪費，也能滿足客戶多樣化、個性化的制作需求。因此，技工院校在3D打印技術專業課程體系建設中，需要著重培育人才的創造能力、實踐能力，才能使其更好的適應時代需求。若想達到這一目標，技工院校可加強產教融合。3D打印技術專業人才培養模式仍有待完善，許多企業也提出市場中的3D打印技術人才十分緊缺，且不夠專業，若是耗費大量質量培養專業人才，會影響企業的穩定發展，而通過與技工院校合作，為院校提供實踐基地、一線資源，既能培養出符合自身需求的高素質人才，提升企業的核心競爭力，也能減少學生就業難的狀況，實現雙方共贏的目標。

三、3D打印技術專業課程體系建設困境

（一）師資力量薄弱

師資隊伍素質及能力的高低直接影響著3D打印技術專業課程體系建設成效。目前，大部分技工院校的3D打印技術專業課程教師的理論教學能力較強，缺失實踐教學經驗，不了解行業人才需求及3D打印技術的實際應用，使得課程體系建設效果不佳，無法滿足學生的個性化、多樣化發展需求。同時，部分技工院校的3D打印技術課程教師很少接觸3D打印，多數是傳統機械行業的人才任職該專業教學，他們無法靈活應用專業知識對學生進行指導，導致人才培養質量持續下降。除此之外，3D打印技術作為新興產業，部分學校對其發展前景的認知不足，缺少資金投入，造成教師隊伍的培訓經費及教育經費過于緊張，影響了教學活動的順利開展。

（二）缺少實踐基地

技工院校的3D打印技術專業課程有著較強的實踐性特點，需要學校給予學生充足的實踐機會和實習機會，使學生在實踐中深化知識理解，掌握專業技能。然而，當前部分技工院校缺少與企業的合作交流，未建設實踐教育基地，導致學生的實踐能力無法得到較好培養，難以適應企業人才需求[2]。

（三）課程設置不合理

3D打印技術專業的綜合性及實踐性特征要求技工院校需重視實踐教學環節，科學設置課程體系，完善人才培養方案。但就目前技工院校3D打印技術專業課程體系而言，多數院校僅將機械課程、計算機課程疊加進行3D打印教學，或在工業設計與模具設計等專業課程添加3D打印綜合實訓，未根據企業人才需求及學生的認知規律設置，難以提升專業人才質量及學生的專業素養。與此同時，部分技工院校沒有結合3D打印技術專業特點開發校本教材和課程體系，致使人才培養和社會需求相脫節，不利于學生就業的全面發展。

四、基于產教融合的3D打印技術專業課程體系建設的創新路徑

（一）打造師資隊伍

在產教融合背景下，為建設完善的3D打印技術專業課程體系，技工院校需重視師資隊伍的打造，不斷提高教師的職業素養、教學能力，豐富其實踐經驗，使教育人員能結合企業用人需求設計教學環節，培養出符合時代趨勢的高素質3D打印技術人才[3]。技工院校需采取“請進來、走出去”的方式建立教師團隊。一方面，組織年輕骨干教師前往優秀院校、行業龍頭企業進修學習，鍛煉自身的專業能力，確保專業教學的高質、高效完成。同時，對3D打印技術專業課程教師進行針對性、系統性的培訓，轉變其落后的教育觀念。另一方面，聘請企業中優秀的一線技師、工程師及3D打印技術人才來校兼職，指導學生進行實踐操作，幫助學生了解具體的崗位要求，并與專業課程教師共同制定專業課程內容，設置教學內容，使專業教學知識和企業生產工藝有效對接，促進專業教學效率的提升。此外，課程體系建設的基礎前提是師資隊伍師德師風建設、實踐能力鍛煉以及教學能力的培育。為此，技工院校需幫助3D打印技術專業課程教師了解當前的3D打印市場，鼓勵教師參與行業學術交流，及時了解、掌握3D打印技術的最新發展動態。也可組織課程教師前往3D打印技術的研究機構或相關企業考察、交流，明確市場人才需求和實際發展現狀，主動和企業3D打印技術部門合作，共同開展科學研究，開拓專業教師視野的同時，為課程建設工作的開展夯實基礎。

（二）建設實踐基地

在產教融合背景下，技工院校應及時與企業合作建設3D打印技術的實踐基地，加強鍛煉學生的實踐能力與操作能力，不斷完善與優化實踐教學條件、教學設備，從而實現教育資源共享的目標。首先，建立校內基地。技工院校應根據3D打印技術專業課程內容、企業生產工藝流程配置3D模型設計、3D打印機、3D掃描等實訓設備，營造出愉悅又輕松的企業氛圍和生產場景，使學生在實踐中掌握3D打印的產品內容，了解簡單產品從最初設計到最終成品的基本工序技能，保障專業課程體系建設工作的順利開展。其次，建立校外基地。技工院校可根據3D打印專業課程的特點，主動與國家增材制造創新中心等企業進行合作，與企業共建校外實訓基地，指導學生開展工業級增材制造設備的故障排查、維修保養、操作安裝與調試，工業級專業三維掃描儀操作等，開拓學生的視野，進一步健全專業課程體系，強化學生的專業水平，確保學生符合企業崗位的實際需求。同時，通過建設3D打印技術專業的實踐技能，能幫助學生了解、掌握3D打印設備的具體使用操作，便于學生獨立承擔必要性的維修任務。因此，實訓基地的建設可按照分批分期的思路逐步推進，先以入門教學為主，設置能滿足學生基礎技能訓練、專業理論知識的教學功能要求，然后結合3D打印技術專業的實際應用，打造完備的實訓基地[4]。最后，將企業生產實習與3D打印技術知識充分結合，利用集中性的企業項目實訓優化實踐教學效果，強化學生的創新能力及創造思維，進而為學生的就業發展扎實基礎。

（三）合理設置課程

在產教融合背景下，3D打印技術專業課程體系的構建需要技工院校和企業合作完成。專業課程是培養高素質人才的主要途徑與關鍵要素，因而技工院校應以行業企業的3D打印技能人才要求為標準，以職業能力培育為導向，在對接職業崗位的基礎上，堅持3D打印技術的有效應用能力培養，采取寬專業、重基礎的形式，構建專業基礎課、公共基礎課、職業技能證書課程、專業核心課充分結合的課程體系，并開設三維檢測、逆向工程、3D打印優化設計與仿真、3D打印工藝、智能檢測系統、3D打印設備的維護與安裝等專業課程，以及3D打印特種加工技術實訓、數控加工實訓、技術實訓、增材制造設備維修和保障等實踐課程，全面提高學生的專業素養和職業能力，使其更好的契合企業人才需求。

3D打印技術專業課程體系在建設中，需重視培育學生使用CAE、CAM、CAD等應用軟件的能力，使其能掌握相關的制造操作技能及模具設計能力，成為符合制造與生產管理、模具設計的高技能人才。為此，3D打印技術課程體系的構建思路是先調查研究3D打印技術在行業企業的具體使用狀況、實際需求，分析與研究出就業崗位群的技能要求，然后整理、歸納、總結崗位的典型工作任務，明確和工作崗位任務需求對應的專業能力、職業能力，再根據學生的職業成長規律、認知規律開發課程，從而形成以職業能力培育為導向的課程體系。

（四）完善人才培養

為有序建設3D打印技術專業課程體系，需基于產教融合背景構建人才培養目標，不斷完善與優化人才培養模式，保障教學活動的順利開展。

3D打印技術專業涉及計算機技術、機械工程、材料科學和增材制造等不同的學科領域，有著極強的實踐性與綜合性，若想培養符合企業需求的3D打印技術人才，應堅持實踐為主、理論輔助的課程體系建設思路，著重鍛煉學生在成型工藝、3D設計、增材制造等方面的動手操作能力，并與企業共同編寫人才培養方案，適當變革人才評價制度，從而達到預期的人才培養目標。

技工院校應結合自身特點、3D打印技術專業教學情況，及時深化產教融合和賽教融合，打造課堂教學、技能大賽、校企雙實訓的人才培養模式，確保專業課程體系的順利進行[5]。第一，課堂教學。3D打印技術課程教師要創新教學手段，借助互聯網平臺構建混合式教學課堂。3D打印技術專業的知識較為晦澀難懂，因而教師可利用微課與慕課等形式將學習任務通過教學平臺分發給學生，要求學生按照任務自主查閱學習資料，研究專業內容；在正式教學環節，教師還可靈活應用多媒體設備教學，加強與學生的互動交流，增強學生的學習熱情，使學生能主動學、愿意學，發揮學生的主體地位。第二，技能大賽。技能大賽的開展能直觀呈現出當前行業對3D打印技術人才的職業技能要求，因而技工院校應與企業聯手開展技工大賽，引導學生參與CAD機械設計和3D打印增材制造等項目大賽，在比賽準備環節，學生能自主學習，并主動向教師請教，鞏固自身的知識體系，增強就業自信心，培養學生的創新意識及探索精神，進一步提高人才質量。第三，校企雙實訓。在3D打印技術專業課程體系建設中，需要注重校企合作與產教融合，適當引入企業資源充實專業教學內容，借助學校現有的人才資源參加企業的設計工作和生產工作，并采取項目教學法，指導學生完成企業的真實項目。該種人才培養模式能保障課程體系建設的順利開展，能提高學生的學習能力及學習動力，達到預期的專業教學目標。

五、結語

綜上所述，基于產教融合建設3D打印技術專業課程體系，是專業教學改革的重點，更是提升人才質量的關鍵途徑。技工院校應加強重視產教融合，主動與企業合作打造雙師型的3D打印技術專業教師團隊，建設完善的實踐教學基地，著重鍛煉學生的動手能力和創新能力，科學設計課程內容，不斷優化人才培養模式，拓展教育教學渠道，進而為培養符合企業崗位需求，符合時代需求的3D打印技術人才夯實基礎。

參考文獻

[1]盧尚文，何憶斌，龔艷麗，等.校企合作共建3D打印學院，促進技術技能型人才培養[J].現代職業教育，2019（22）：152-153.

[2]羊炳光.基于現代學徒制的高職3D打印技術專業課程體系研究[J].數字化用戶，2022，28（10）：248-250.

[3]鐘鋒良，袁軍，朱曉亮.3D打印專業培養產教融合創新創業人才的有關研究[J].現代職業教育，2019（21）：36-37.

[4]柴彩果，梁海利，劉穎.淺析技工院校3D打印技術應用專業人才培養困境及解決對策[J].職業，2022（10）：47-50.

[5]鄧遠華.關于3D打印技術專業現代學徒制的現狀分析及對策研究[J].求知導刊，2017（21）：62-63.

基金項目：2020年自治區級第二批高技能人才培訓基地建設項目“內涵建設項目”項目編號：NNZC2022-J3-991993-JGJD

作者單位：廣西南寧技師學院