制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)背景下的增材制造人才培養(yǎng)體系的構(gòu)思與實(shí)施路徑

肖海峰，劉峰，李峰光

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北十堰 442000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，教育部提出了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新工科建設(shè)，對(duì)高等工程教育中的實(shí)踐教學(xué)提出了更高要求。國(guó)內(nèi)各高校對(duì)新工科教育模式和人才培養(yǎng)規(guī)范開展了廣泛的研究并取得了顯著的成果。基于智能制造的增材制造技術(shù)作為機(jī)械、材料、控制工程等多學(xué)科融合技術(shù)，與新工科所強(qiáng)調(diào)的多學(xué)科交叉融合的理念一致[1]。2021 年，教育部正式將增材制造工程列入本科專業(yè)。國(guó)內(nèi)開設(shè)增材制造本科專業(yè)的高校共有16 所，其中有7 所是應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校，增材制造專業(yè)的辦學(xué)處于起步階段，對(duì)于增材制造人才培養(yǎng)模式的研究還處于探索階段，增材制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)數(shù)量有限、質(zhì)量不高和人才需求空間大是當(dāng)前現(xiàn)狀；同時(shí)，培養(yǎng)的人才能夠順利就業(yè)，是高校需要關(guān)注的主要工作之一。因此，為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)本科生人才培養(yǎng)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，開展增材制造專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系研究，開辟實(shí)施路徑，優(yōu)化實(shí)施方案，滿足行業(yè)對(duì)增材制造人才的需求，助力制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有十分重要的意義[2]。

1 人才培養(yǎng)構(gòu)思

1.1 明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，規(guī)范培養(yǎng)要求

增材制造工程是多學(xué)科交叉融合的專業(yè)，該專業(yè)培養(yǎng)以先進(jìn)的3D 打印技術(shù)為主導(dǎo)，以材料、機(jī)械、電子信息等學(xué)科為基礎(chǔ)，集先進(jìn)、智能制造、自動(dòng)控制為一體的新型人才[3]；要求畢業(yè)生具備從事與3D 打印相關(guān)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)制造、工程應(yīng)用、生產(chǎn)管理、技術(shù)開發(fā)及服務(wù)等工作的能力。近幾年，企業(yè)對(duì)增材制造相關(guān)技能人員的需求量持續(xù)上升[4]。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，增材制造目前已在汽車零部件的研發(fā)設(shè)計(jì)、整車造型評(píng)估、輕量化應(yīng)用等方面得到應(yīng)用，主要涵蓋了儀表板、通風(fēng)口及管道、揚(yáng)聲器格柵、方向盤、格柵及格柵覆蓋、擋泥板及擋泥板襯墊、空氣擾流板、標(biāo)志、鏡子外殼及支架、后備廂蓋等方面，新能源汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)相關(guān)人才的需求增長(zhǎng)尤為突出[5]。國(guó)內(nèi)開設(shè)增材制造工程專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校較少，相關(guān)的教學(xué)研究課題有限，增材制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系有待完善。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：企業(yè)對(duì)增材制造人才的需求具有“寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用、寬專適度” 的特點(diǎn)[6-10]。“寬基礎(chǔ)”指學(xué)生應(yīng)具備材料、機(jī)械、自動(dòng)控制、電工電子等多學(xué)科知識(shí)，體現(xiàn)工程應(yīng)用型本科人才與高職人才的區(qū)別，保證有發(fā)展后勁；“重應(yīng)用”體現(xiàn)工程應(yīng)用型本科人才與研究型本科人才的不同，其解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力強(qiáng)；“寬專適度”指解決好拓寬基礎(chǔ)知識(shí)與突出面向增材制造的行業(yè)定位，保證學(xué)生能夠適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求，企業(yè)引進(jìn)人才能夠“用得上”。應(yīng)用型高校是為企業(yè)提供應(yīng)用型人才的主體，應(yīng)結(jié)合制造產(chǎn)業(yè)對(duì)人才需求的特點(diǎn)明確人才培養(yǎng)定位，規(guī)范人才培養(yǎng)要求。

1.2 突出培養(yǎng)特色

一些應(yīng)用型高校的綜合實(shí)力不強(qiáng)，資源也相對(duì)匱乏。因此，為了保證應(yīng)用型高校培養(yǎng)的人才在就業(yè)市場(chǎng)上具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)用型高校必須集合優(yōu)勢(shì)資源，揚(yáng)長(zhǎng)避短，培養(yǎng)具有行業(yè)特色的應(yīng)用型人才，保證培養(yǎng)的人才能夠“下得去、用得上、留得住”，獲得用人單位的認(rèn)可和好評(píng)，提高自己在區(qū)域行業(yè)領(lǐng)域的影響力，形成有效的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”的校企合作良性循環(huán)，不斷擴(kuò)大學(xué)校的影響力，滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求。課題立足學(xué)校的辦學(xué)背景，依托制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，以汽車產(chǎn)業(yè)為研究對(duì)象，以轉(zhuǎn)型發(fā)展的新工科人才需求為目標(biāo)，構(gòu)建基于產(chǎn)業(yè)增材制造的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的增材制造專業(yè)工程技術(shù)人才；創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建行業(yè)高校增材制造專業(yè)人才培養(yǎng)范式；創(chuàng)新校企協(xié)作育人平臺(tái)，深化產(chǎn)教融合，加強(qiáng)質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)，不斷革新校企協(xié)同育人機(jī)制，突出行業(yè)特色；引入課程思政，提高學(xué)生思想道德品質(zhì)，培養(yǎng)能夠深入企業(yè)生產(chǎn)一線解決實(shí)際工程問(wèn)題的人才[11-16]。

2 人才培養(yǎng)體系的實(shí)施路徑與實(shí)施方案

2.1 實(shí)施路徑

以汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)為研究對(duì)象，通過(guò)文獻(xiàn)研究、政策搜集分析，整理國(guó)內(nèi)外行業(yè)有關(guān)政策、法規(guī)，圍繞增材制造促進(jìn)地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主題等開展政策研究，為人才培養(yǎng)體系研究提供理論支撐；通過(guò)檢索與梳理國(guó)內(nèi)外關(guān)于增材制造人才培養(yǎng)的研究成果，以及服務(wù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的改革實(shí)踐等方面的文獻(xiàn)，就人才需求和應(yīng)具備的職業(yè)素養(yǎng)等問(wèn)題對(duì)行業(yè)企業(yè)開展實(shí)地調(diào)查，為人才培養(yǎng)體系研究提供實(shí)踐支撐。

2.2 實(shí)施方案

應(yīng)用型增材制造人才是適應(yīng)國(guó)家及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展與制造產(chǎn)業(yè)需要，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，掌握材料增材制造技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，具備分析和解決材料成形復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，具有創(chuàng)新精神、社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德及人文素養(yǎng)、組織管理和自主學(xué)習(xí)能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。人才培養(yǎng)實(shí)施方案從以下幾個(gè)方面擬定。

（1）打破傳統(tǒng)課程的學(xué)科界限、交叉融合，將增材制造在汽車整車設(shè)計(jì)、研發(fā)及制造中的典型案例引入課程內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程，構(gòu)建機(jī)械+材料+自動(dòng)控制多學(xué)科交叉融合的課程體系。

（2）從不同學(xué)科專業(yè)角度出發(fā)，設(shè)立各類創(chuàng)新課程和創(chuàng)新項(xiàng)目，分不同側(cè)重點(diǎn)，進(jìn)行增材制造課程內(nèi)容設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的改革與實(shí)踐，提升創(chuàng)新能力；開展實(shí)踐教學(xué)改革，充分考慮增材制造生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中提出問(wèn)題，在項(xiàng)目實(shí)踐中解決問(wèn)題。

（3）增材制造課程體系學(xué)科交叉融合特點(diǎn)突出，迫切需要培養(yǎng)一批實(shí)踐能力強(qiáng)、教學(xué)能力突出、科研能力出眾以及事業(yè)心強(qiáng)的專業(yè)教師。可采用校企共建、校內(nèi)共享等方法加快培養(yǎng)增材制造工程專業(yè)特色鮮明的一流教學(xué)團(tuán)隊(duì)的步伐，達(dá)到提高教學(xué)水平的目的。

一是外引，不斷引進(jìn)適合學(xué)校發(fā)展并和增材制造專業(yè)密切相關(guān)的優(yōu)秀人才，提高師資隊(duì)伍的綜合實(shí)力；二是內(nèi)培，實(shí)施校內(nèi)共享、校企共建的雙重路徑，快速提升增材制造專業(yè)教師的綜合業(yè)務(wù)水平。

① 校內(nèi)共享。增材制造課程屬于典型的交叉學(xué)科，其背景知識(shí)橫跨機(jī)械、電氣、材料、信息工程等專業(yè)，主要內(nèi)容包括零件設(shè)計(jì)、材料調(diào)控以及后處理。因此，單一專業(yè)背景的教師難以滿足系統(tǒng)性講授增材制造技術(shù)的需求，擬采用結(jié)合不同專業(yè)背景教師，共同開設(shè)增材制造課程，共同研究教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核評(píng)價(jià)方式，創(chuàng)新跨專業(yè)授課的方式、方法，集中學(xué)校的優(yōu)勢(shì)資源，打造增材制造專業(yè)特色鮮明的一流教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高教學(xué)水平。

② 校企共建。為了更好地適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型對(duì)人才培養(yǎng)提出的更高要求，擬采用聘請(qǐng)專家進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)、企業(yè)一線掛職鍛煉、定期組織教師學(xué)習(xí)、進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)深造等途徑不斷提高教師隊(duì)伍專業(yè)水平，提高教師的教育教學(xué)水平，強(qiáng)化教師對(duì)于理論知識(shí)、關(guān)鍵技術(shù)的理解與運(yùn)用，進(jìn)而提升增材制造專業(yè)教師的競(jìng)爭(zhēng)力。

（4）校企協(xié)同，共建“1+5+N”校內(nèi)、外聯(lián)動(dòng)實(shí)踐平臺(tái)（1個(gè)校內(nèi)、5個(gè)校外涉及機(jī)械、材料 、自動(dòng)控制、傳統(tǒng)增材制造和先進(jìn)制造的5 大類校外實(shí)踐平臺(tái)，N 是立足增材制造新發(fā)展，開拓省內(nèi)外新合作企業(yè)，形成面向增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈的校外實(shí)踐基地及教師工程能力和科創(chuàng)能力提升的培養(yǎng)基地），實(shí)施產(chǎn)教融合，完善質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，提升協(xié)同育人的有效性，實(shí)現(xiàn)從單學(xué)科到多學(xué)科、從基礎(chǔ)到綜合到創(chuàng)新的實(shí)踐育人平臺(tái)建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

以汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為研究基礎(chǔ)，明確增材制造工程專業(yè)面向制造產(chǎn)業(yè)人才需求的特點(diǎn)，構(gòu)思獨(dú)具特色的增材制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系，探索以構(gòu)建學(xué)科交叉融合的課程體系助力培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，以項(xiàng)目為載體的理實(shí)一體化實(shí)踐教學(xué)改革，助力提升學(xué)生工程實(shí)踐能力為核心；以校企產(chǎn)教融合，完善質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，提升校企協(xié)同育人的有效性為目標(biāo)；以校企共建、校內(nèi)共享，打造高水平教師團(tuán)隊(duì)，助力提升教學(xué)質(zhì)量為依托的實(shí)施路徑，打破學(xué)科限制，學(xué)科交叉融合構(gòu)建課程體系及其課程內(nèi)容，將智能制造、數(shù)字化設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制等知識(shí)與傳統(tǒng)課程內(nèi)容相銜接、結(jié)合，解決人才培養(yǎng)與新時(shí)代產(chǎn)業(yè)需求偏差的問(wèn)題；整合校內(nèi)、校外資源，打造高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，快速提升教學(xué)水平，開展理實(shí)一體化教學(xué)改革，解決學(xué)生工程實(shí)踐能力不強(qiáng)的問(wèn)題；完善質(zhì)量評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，深化科教融合、產(chǎn)教融合，解決校企協(xié)同育人機(jī)制有效性不高的問(wèn)題，對(duì)增材制造新工科人才培養(yǎng)具有借鑒作用。