柴彩果 梁海利 刘颖
摘 要：本文通过对技工院校3D打印技术应用专业的调研，查找当前此专业人才培养方案中存在的问题，分析问题存在的原因，依据行业企业需求并针对技工院校学生特点，从人才培养目标、师资队伍、课程体系、校企融合、实践教学条件等方面提出解决对策，构建新型人才培养模式，以期为实现3D打印技术应用专业人才培养方案的升级提供参考。
关键词 ：技工院校 3D打印技术应用 产教融合 赛教融合
课 题：本文系2021年度河北省人力资源和社会保障厅研究课题“技工院校3D打印技术应用专业对接新职业升级的研究”（课题批准号：JRS-2021-7085）的阶段性研究成果。
随着新一代信息技术与制造业的深度融合，3D打印作为以数字模型为基础、通过材料逐层堆积的方式制造出实体的新型制造技术，在我国航天航空、生物医疗、先进制造和文化创意等领域的应用越来越广泛。因此，市场急需掌握三维数字化技术相关知识和技能的应用型人才。邢台技师学院（以下简称学院）于2016年秋开设3D打印技术应用专业，2020年6月第一批160名学生已经毕业，但从调查情况看，这批学生对口就业情况不太理想。
学院在实地调研、政策与文献研究、企业访谈等工作的基础上，结合新增的“增材制造设备操作员”“智能制造工程技术人员”新职业及近年技能大赛对该专业人才的能力要求，对学院3D打印技术应用专业培养方案进行研究，找出存在的问题，结合新的职业标准与企业需求，对人才培养方案进行修订升级。
一、当前技工院校3D打印技术应用专业人才培养过程中存在的问题
（一）招生容易，就业难
3D打印技术作为“十四五”科技前沿热门技术，产业规模每年以30%的年均复合增长率快速增长，制造行业对3D打印技术应用人才需求缺口较大。学生和家长参观学院时，看到虚拟的三维数字模型直接转化为造型新颖、结构复杂的各种实体，都非常感兴趣。然而，与招生的火爆相比，2020年该专业毕业生的对口就业率却并不高，就业情况不太理想。
（二）缺少工业级实训设备和双师型教师
学院虽然建立了3D打印实训室，可完成三维建模、三维扫描、逆向工程、实体打印等实训教学，但主要是桌面级的FDM工艺3D打印机，缺少必备的工业级的3D打印设备、三维扫描仪、喷砂机、超声波清洗机等处理设备。缺乏本专业“双师型”教师，尤其是缺乏既具备深厚的理论知识功底又懂专业实践的指导教师。
二、3D打印技术应用人才培养过程中存在问题的原因
（一）人才培养目标与岗位需求有偏差
通过对3D打印技术应用有关的行业企业的调研，笔者发现人才需求占比较大的岗位是业务销售和设备维护岗位，约占55%，其次是逆向工程与三维检测岗位，约占15%，而三维设计、数据处理、3D打印设备操作等岗位人才需求占比相对较少。而学院的培养目标是毕业生能从事3D产品设计、三维扫描逆向造型、3D打印设备操作、设备维护及管理等工作，与岗位需求存在偏差。
（二）学生所学技能与产业人才所需能力不匹配
企业需要的是既能掌握工业级的SLA、SLS、SLM等工艺的3D打印设备操作、安装调试与维护技能，又熟悉传统制造工艺，掌握多种建模技能并能对模型进行优化，且个人综合素质能力强的应用型人才。而学院由于资源所限，通常使用的是FDM桌面级3D打印设备，这种打印机工艺简单，操作容易。在逆向工程方面，目前学院所用的三维扫描仪难以实现高精度高质量的扫描。企业常用到SolidWorks、Inventor等三维软件，使用三维检测专业软件对工件和实体数字化数据进行比较、偏差分析，学生在学院却较少涉及，不能与企业实际需求相匹配。
（三）缺少对应的职业资格证书
由于我国增材制造人才认证工作尚处于起步阶段，人才培养方向、目标、标准不明晰，企业招聘人才缺乏客观的指导标准。我国增材制造相关企业大多是民营企业，他们需要的是能够直接上岗、为企业带来效益的人才。
（四）产业格局限制
我国3D打印技术应用企业到2020年底虽然超过500家，但相比传统制造业来说，从业人员规模较小，且主要集中在北京、长三角地区、粤港澳大湾区、安徽等地，而本地相关企业相对较少。模具被誉为工业之母，国内的模具生产基地主要集中在广东、浙江、江苏、安徽等地，而学生受传统思想影响，大多还是希望能实现本地就业。
三、解决对策
技工院校要根据市场需求和学生特点调整人才培养目标，加强师资队伍建设，依据企业的技能需求构建课程体系，创新人才培养模式，拓宽就业渠道。针对3D打印技术应用专业在人才培养过程中存在的问题与困境，提出以下解决对策。
（一）调整人才培养目标
根据3D打印技术应用市场需求调整人才培养目标，培养熟悉3D打印技术原理，掌握正逆向模型设计、数据处理、3D打印机设备操作与维护、三维扫描、打印产品表面处理等技能，能够在汽车、装备制造、文化创意等领域从事产品设计、工艺编制、产品质量检测、3D打印设备操作与维护、业务销售等工作，具备自我学习能力、创新意识、精益求精的工匠精神和良好职业素養的一专多能复合型高技能人才。
（二）建设高水平师资队伍
师资队伍是人才培养的关键。对技工院校的教师来说，要给学生们一滴水，自己就要有源源不断的活水，既能开口说又能动手做。针对学院师资现状，学院采取“走出去，请进来”的方法，首先外派年轻骨干教师到行业龙头企业和优秀院校取经学习，提升专业能力，保障专业课教学高质量完成;其次聘请企业优秀的工程师和技师为专兼职教师，保障学生所学知识紧密对接企业生产工艺，符合企业岗位需求。
（三）完善课程体系
课程是人才培养的核心要素。在参照行业企业3D打印技能型人才标准、对接新职业的基础上，以职业能力为导向，秉承“3D打印技术应用及多技术复合”理念，采用“重基础宽专业”方式，构建“公共基础课+专业基础课+专业核心课+X个职业技能证书课程”的课程体系，开设了Inventor、Siemens NX、Solidworks 、 3D打印优化设计和仿真、产品创意設计、逆向工程及三维检测、典型零部件3D打印工艺、3D打印设备安装和维护、智能检测系统等专业课以及3D打印技术实训、特种加工技术实训、钳工实训、数控加工实训、增材制造设备维修与保养等实训课。
（四）加强校企融合、资源共享，完善实践教学条件
1.建立校内实践教学基地
按照企业生产工艺流程3D模型设计、3D扫描、3D打印等配置实训设备，模拟企业氛围，营造实际生产场景，使学生通过学习掌握简单产品从设计到成品各个工序的基本操作技能。
2.建立校外企业实训基地
将国家增材制造创新中心战略合作伙伴和高技能人才培养基地河北春蕾集团等企业作为校外实训基地，开展工业级专业三维扫描仪操作、工业级增材制造设备的操作、安装与调试、故障排查、设备维修及保养等实训工作。
（五）构建新型人才培养模式
依据自身特点，借鉴职业教育发达国家的经验，通过深化产教融合、校企“双元”育人、赛教融合等方式，构建“课堂教学、校企双实训、技能大赛、1+X证书、顶岗实习”等逐层深入、互融互促的多维度培养模式。
1.创新教学方法，提高学习效率
采用线上线下混合式教学方法。机械类课程枯燥难懂，课前以课件、慕课、微课等形式将工作任务通过超星学习通等智慧教学平台发给学生，使学生按任务完成查阅学习资料、分配任务等环节的学习;课上运用多媒体进行教学，生动形象，可以通过情景模拟更好地与学生互动，激发学生的学习兴趣，使学生愿意学、学得会，从而使学生的学习由被动变主动，学习效率大大提高。
2.加强产教融合，使学生技能与企业需求精准对接
深入开展校企合作，引入企业资源。目前已与多家企业建立合作关系，利用学院现有资源参与企业设计、生产，聘请企业员工参与指导学生。采用项目教学法，以真实工作任务为载体，如为企业设计一款童车卡通铃铛，教师布置好任务，学生以小组形式分工合作。首先通过讨论、查阅资料、市场调查等方式，用三维建模软件进行建模，完成产品设计;其次对模型进行切片处理并打印出来，同时观察不同3D 打印参数的设置对产品质量的影响;最后对整个过程进行总结反思，并形成实训报告。从设计到成品的过程中，使学生真正做到“做中学 ”“学中做”。培养了学生分析问题、解决问题的能力，锻炼了学生规范操作、总结表达、团队合作的能力。将典型工作任务整理成册，作为校本教材。与此同时，企业也节约了研发资金，从而达到互惠互利、校企双赢的目的。
校企双方共同组建师资团队，完成企业生产中的实际工作任务，教学过程与工作过程合一，提高学生产品设计、工艺实施、设备操作等各方面综合能力。校外基地的设置实现了学校与企业深度融合，学生所学与企业所需“无缝”对接，形成校企“双元”育人，既精准培养了企业急需的技能人才，又为学生好就业、就好业提供了保障。
3.以赛促教，通过参加技能大赛培养学生的综合运用能力和创新精神
技能大赛的内容通常反映了行业最新的职业技能要求。积极引导学生参加“增材制造”“CAD机械设计”“工业产品设计与创客实践”等项目的技能大赛。在准备比赛的过程中，以学生自主学习为主，教师协助解决遇到的问题，并对各个环节进行指导和把控，从而使学生不仅巩固和强化了课堂所学知识，同时也潜移默化地提升了学习思考能力和勇于探索精神，教师的理论知识和操作技能也得到了提高。
近年来，学院学生在多项技能大赛中取得优异成绩，通过参加技能大赛以及对大赛获奖学生的大力表彰，学生对技能学习的积极性大大提高，学院内部已经形成“学技能、比技能”的不断进取的良好学习氛围。
以大赛为引领，促进教学内容、教学方法的改革和创新。大赛对参赛选手的能力要求又进一步反馈于教学，人才培养与技能大赛衔接，形成以赛促学、以赛促教、教学相长的良性循环，真正做到“赛教融合”。
4. “1+X”课证融通，培养一专多能复合型人才
将3D打印技术应用专业形成“数控+3D打印”“模具+3D打印”“机制+3D打印”等交叉融合的复合型专业，推行 “1+X”证书制度，如增材制造模型设计（中级）、增材制造设备操作与维护（中级）、3D打印造型师、钳工 、数控铣工、数控车工等职业资格证书，把职业技能等级证书的标准要求及相关内容融入课程中，优化整合原有教学内容，根据学生的学习能力、职业发展规划等进行教学，保证每个学生有3个证书可选。
（六）拓宽就业渠道，提升就业率
1.转变思想观念，扩大就业范围
既瞄准应用3D打印技术的高新企业和汽车、装备制造、模具等传统制造业领域，也要考虑文创、电商和教育创业创新项目;既考虑学生在本地就业，又要考虑学生到产业发达地区发展。
2.创建就业服务平台，促进学生精准就业
创建就业服务平台，把学生的基本信息、技能证书、求职意向、性格爱好等内容以及企业概况、招聘需求、薪金待遇等情况均输入平台，使学校、学生、企业信息互通，构建和完善双方需求模型，为学生和企业提供智能推送服务，促进学生精准就业，有效避免学生因为对岗位不适应等原因频繁辞职，并持续跟踪学生的职业发展情况。
四、小结
通过调整人才培养目标，完善课程体系，构建新型人才培养模式。通过职业技能大赛平台引领教学改革。通过校企合作平台使课程设置内容更加符合岗位需求。通过开发各种职业技能认定证书、资格证书，拓展学生就业创业本领，实现人才培养与企业需求精准对接，培养出更多符合企业和社会需求的技能人才。升级优化原有专业促进就业，引领创业，立足本地，放眼产业发达区域，拓宽学生的就业渠道，使技工院校学生的对口实习率、对口就业率大大提升，从而实现技工院校3D打印技术应用专业对接新职业升级的终极目标。
参考文献：
李明宇，刘柏霞.基于职业技能大赛视角的高职人才培养模式构建[J].教育与职业，2014（8）.
（作者单位：邢台技师学院）
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