中职学校3D打印技术专业人才教育培养策略.pdf

中职学校3D打印技术专业人才教育培养策略杨文平摘要：在3D打印技术快速发展的情况下，中职学校应当重视并切实加强对3D打印技术专业人才的教育培养力度，培养“一懂两会”人才（会设计、会制造、懂经营），提高人才培养质量。这不仅有利于学生的就业，同时也有助于满足各领域对3D打印技术专业人才的需求。首先简要阐述了中职学校3D打印技术专业人才教育培养的重要性，分析了教育培养现状，然后主要就3D打印技术专业人才的教育培养策略提出了部分探讨性建议。关键词：中职；3D打印；教育培养一、前言3D 打印技术也被称为增材制造，它是快速成型技术的一种，能够基于数字模型，利用塑料、金属等材料，以逐层打印的方式，来实现对物体的快速构造，既可以节约时间成本，也可以节约经济成本。该项技术在诸多领域当中都具有非常高的实用价值和广阔的发展前景，如建筑工程、工业制造、医疗卫生、航空航天等。“3D打印技术将引领第四次工业革命”，其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。3D 打印或将颠覆传统教育方式，教育部从国家战略出发，倡导在职业院校设立 3D 打印技术应用专业，不但引领科技行业走向一个新的方向，同时也为中职教育的改革带来了新的机遇、挑战、发展契机。在社会对于 3D 打印技术专业人才需求量不断增长的背景下，中职学校应当将 3D 打印技术专业人才的教育培养作为一项关键课题，加强研究、探讨与实践。一方面要深入、全面地认识到 3D 打印技术专业人才教育培养的重要性，客观分析当前的人才教育培养现状；另一方面要采取科学、有效的 3D 打印技术专业人才教育培养策略，提高和确保人才的培养质量。二、中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养的重要性（一）促进和保障学生就业中职学校是我国教育体系当中的重要一环，承担着为社会培养、输送实用型人才的责任和使命。从学生个人角度来讲，中职学校必须要通过教育培养使学生掌握相应的知识、技能，并保证学生能够凭借其学习和掌握到的知识、技能得到社会与用人单位的认可，顺利就业，实现理想的职业发展1。这样才能让学生在社会中自主、独立生存，体现出其更高的个人价值、社会价值。随着 3D 打印技术的发展与普及，其在各个行业领域当中都表现出了非常高的实用性，且发展前景广阔，由此也就在各个行业领域中，创造了大量的 3D 打印技术专业岗位和人才需求2。中职学校通过 3D 打印技术173信息系统工程教育论坛专业人才教育培养，提升学生在 3D 打印技术方面的专业知识、专业技能，能够使学生在未来的就业市场中更好地得到用人单位的认可，达到促进和保障学生就业的目的。（二）满足社会的人才需求从宏观的社会角度来讲，3D 打印技术的出现，具有一定的时代意义，会对社会的诸多方面带来影响和变革。企业掌握了成熟、发达的 3D 打印技术，将有助于增强其自身的市场竞争力，促进企业的发展和壮大；而国家掌握了先进的 3D 打印技术，能够提升其综合国力，增强国家在国际相关领域中的话语权3。正是因为如此，3D 打印技术得到了各行各业的关注，建筑工程、工业制造、医疗卫生、航空航天等行业都在 3D 打印技术的研发方面予以了巨大的投入。不过 3D 打印技术的操作专业性非常强，一般人不能胜任相关工作，如果缺少专门的人才，就会使得 3D 打印技术的研发成果难以快速完成实用性转换，既会造成研发资源的浪费，还会使得3D 打印技术、产业的发展落后4。而中职学校通过 3D打印技术专业人才的教育培养，能够很好地解决 3D 打印技术的人才供需问题，满足社会的人才需求，有效推动 3D 打印技术研发成果实用性转换，以及 3D 打印技术、产业的发展。三、中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养现状（一）人才教育培养的实用性导向不明确中职学校是为社会培养、输送实用型人才的主要阵地，因此其不论任何专业的人才培养，都要以实用性为导向，以确保学生能够真正适应岗位用人需求，在社会生产中，迅速地发挥出作用、价值。3D 打印技术专业人才的教育培养同样是需要为社会生产服务的，所以其对于人才也具有实用性要求5。不过从中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养现状来看，明显存在着实用性导向不明确的问题。如忽视了与具体行业的对接，仅聚焦于通用型 3D 打印技术知识、技能的教学，如果学生进入某一行业，则还需要重新学习该行业对于 3D 打印的特殊需求，降低了人才的实用性。虽然 3D 打印技术的知识、技能等可以通用，但是在建筑工程、工业制造、医疗卫生等行业当中，其对于 3D 打印技术的应用都具有自己的特点和需求，如果学生没有进行过相应的学习、锻炼，只是简单地掌握了通用的 3D 打印技术知识、技能的话，依然不符合上岗就业的实际用人需求，需要进一步学习后才能上岗。这一来对学生的就业不利，二来会影响到单位的正常用人。（二）人才教育培养的课程体系不完善3D 打印并非一种单一、独立的技术，其需要在诸多学科的支撑下才能顺利地运行，达到快速构造物体的效果。因此，中职学校对 3D 打印技术专业人才的教育培养需要以实用性为导向，对学生进行多门学科课程的教学，以保证学生能够全面掌握相关的知识和能力。然而就现实情况来看，由于 3D 打印技术的普及与专业开设时间都不足，缺少相应的教育、教学经验，所以中职学校在 3D 打印技术专业人才教育培养方面的课程体系建设还不完善，可能导致学生出现某些方面的知识、能力空缺。并且，当前 3D 打印及其相关的技术在不断地发展，随时可能出现技术更新，而学校的课程体系由于不完善，无法跟上技术的更新速度，则会进一步导致学生的知识、能力落后于专业发展现状。（三）人才教育培养的实训教学力度较弱我们反复强调中职学校的人才教育培养需要以实用性为导向，应注重培养和提升学生的实践操作能力。就3D 打印技术专业而言，在人才教育培养过程当中，既要确保学生熟知技术原理、过程、方法，更要求学生能够通过 3D 打印技术实践操作，创造出高质量的作品。不过在目前的中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养中，还存在着实训教学力度较弱的情况，学生得不到充分的实践操作锻炼、培养，限制了学生 3D 打印实践操作能力的提升。在实际的教学过程当中，虽然学生都能够正确地进行 3D 打印设计和技术操作，但是他们并没有参与过真实的或是模拟的 3D 打印项目，并不知道在实际的工作过程当中，需要经过哪些环节、需要考虑哪些需求才能真正地完成高质量的 3D 打印，确保打印成品符合实际所需。在这样的情况下，即使学生能够正确地进行 3D 打印设计和技术操作，他们在上岗、就业之后，也还需要较长的时间来适应真实的工作环境，这可能阻碍学生的专业成长与发展。（四）人才教育培养的平台受限专业的 3D 打印技术学习和人才教育培养，涉及诸多方面的知识、技能，因此周期较长。教师在实际的教学过程当中，要尽量地拓展教学空间，激发学生的主观学习动力、学习欲望，才能在有限的时间内，取得最佳的人才教育培养成效。不过在当前的中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养中，存在着人才教育培养平台受限的问题，教师只能在现实的课堂上对学生进行教学，未能利用信息化技术来拓展平台、延长对学生的有效教学时间。因此学生在学校的知识、技能学习一般难以达174信息系统工程教育论坛到非常熟练的地步，即使是上岗就业之后，也需要一定时间的适应。（五）人才教育培养的校企合作机制不健全中职学校的 3D 打印技术专业人才教育培养需要面向社会生产，以切实满足社会人才需求。不过单单依靠中职学校的资源和能力，很难真正确保教育、教学与实际的生产情况相符合，必须依靠学校和企业之间的合作来共同推进 3D 打印技术专业人才教育培养，才能使教育、教学尽可能地贴近实际生产情况6。现阶段，中职学校在 3D 打印技术专业人才教育培养中还没有与企业建立起健全的校企合作机制，造成了企业在人才教育培养中的缺位，降低了 人才培养的质量和成效。四、中职学校 3D 打印技术专业人才教育培养策略（一）明确人才教育培养的实用性导向在中职学校的 3D 打印技术专业人才教育培养中，要想确保人才的教育培养质量，首先需要明确人才教育培养的实用性导向，找准人才教育培养的追求和定位。如中职学校在进行3D 打印技术专业建设的顶层设计时，就需要全面做好对社会、市场和企业的调研工作，真正深入一线，了解各类型行业、企业对于 3D 打印技术专业人才有哪些方面的知识、技能要求，并以此作为依据，制定具体的人才教育培养目标、教学大纲、教学内容。要保证学生通过在学校的学习，就可以尽可能多地掌握实际生产中需要的 3D 打印技术知识和技能，只要上岗就能立即投入生产，体现和创造价值。在实际的工作中，学校应当与建筑工程、工业制造、医疗卫生等主要行业的企事业单位加强沟通、联系，与他们做好 3D 打印技术专业人才教育培养的对接工作，保证教育教学的开展，尽可能贴合各行业对人才的要求。（二）完善人才教育培养的课程体系就中职学校 3D 打印技术专业的课程设计来讲，必须要做到既实用，又完善。如除了要设置通用型的 3D打印技术知识、技能课程，让学生能够深入认识和理解3D 打印技术的原理、过程、方法等基础内容外，还需要设置专门的材料学、信息化建模等方面的课程。其目的是让学生能够熟知各种材料的特性，掌握各种信息化建模软件工具的使用方法，这样学生才能够在实际的工作当中独当一面高效率、高质量地完成相关工作。再者，还需要根据一些主要的行业，如建筑工程、工业制造等，设置一些针对性更强的学科，让学生可以了解到不同行业 3D 打印技术的生产实践特点。（三）强化人才教育培养的实训教学力度为了提高学生的 3D 打印实践操作能力，中职学校应当大力强化人才教育培养的实训教学力度。如可以采用项目化的教学方法组织和引导学生进行 3D 打印实践操作。首先，教师准备好一套案例和项目，案例最好来源于实际，项目需要与案例相匹配。教学中先对学生进行详细的案例讲解，然后导入项目，让学生以小组为单位，共同参与完成项目。其间，小组成员之间需要商议、确定项目的设计方案，并且还要考虑到打印机的精度误差、零件的装配公差等，以这样的方式，来巩固学生对理论知识的掌握和应用。项目的设计方案确定之后，小组成员再分别进行零件建模，建模过程当中，相互之间需要保持密切的沟通、协调，各个零件建模完成之后，再进行模型组装7。模型组装与调整结束后，便可以开始进行 3D 打印，让学生自己操作 3D 打印机，正确、规范地打印出成品。获得打印成品之后，小组成员还需要一同对成品进行设计和功能方面的验证，确保其能够真正符合项目需求，如果还有改进的空间，则可以进行再次打印。上述实践过程完成之后，需要进一步对学生的学习和任务完成情况进行评价。评价综合采用教师评价、小组互评和小组自评三种方式，其中教师评价占总成绩的 40%，小组互评和小组自评各占 30%。各组将打印完成后的作品集中在一起进行展示评比，从产品的创意、设计效果和打印质量等方面进行综合评价。教师为引导者，鼓励学生积极参与讨论，让学生处于具体的案例情境中，肯定作品的优点，指出不足并给予改进意见。最后，教师再综合三方面的评价意见和得分对学生实训操作进行考核8。通过这样的实训过程，学生便可以对真实的 3D 打印技术项目形成直观的认识和了解，知道如何完成真实的项目，这能够使其在毕业之后，快速地上岗就业，迅速地融入工作团队，体现出自身的专业价值。（四）拓展人才教育培养平台教师在教学过程当中，要加强对信息化技术的合理应用，借助其功能和优势，拓展 3D 打印技术专业人才教育培养平台，以延长教师的有效教学时间，让学生能够获得更多的指导，促进学生的专业成长9。如教师可以利用学校的教学网站，或是自己组建班级微信群，为学生推送 3D 打印技术方面的专业学习资料，让学生可以接触和了解到更多的专业知识、信息，也可以随时与学生进行交流，组织学生进行相互之间的探讨，解答学生的问题和疑惑。再者，教师还可以将学生完成的优秀设计作品、打印成品等在网络上展示，以表达对学生的175信息系统工程教育论坛认可和肯定，增强学生学习信心，同时也供其他同学参考、学习。（五）健全人才教育培养校企合作机制健全人才教育培养校企合作机制是提高 3D 打印技术专业人才教育培养质量的关键。如以往中职学校在专业建设中，虽然也会进行广泛的社会、市场和企业调研，尽量根据社会的用人需求来进行专业设计，但是由于缺少与企业之间的深度沟通，也缺少来自企业的直接指导，所以中职学校的专业设置并不一定可以真正符合用人需求，难免会出现相关的错位10。为此，中职学校应尝试通过与企业之间的合作，共同进行 3D 打印技术专业建设，校企深度合作，科教创新融合，产教双赢融通11。如在校企合作的过程中，中职学校可以根据企业的实际生产情况，掌握、了解他们的用人需求、用人标准，并在与企业的共同商议下，制定更为合理的育人目标。同时企业还需要根据当下的生产现状、3D 打印技术现状、科研现状等，与学校一起开发教学内容12。更关键的是，企业应当与学校一同完成育人的使命，如依靠企业自身的资源条件，为学生提供真实的实习环境、实习机会，按照实际的用人标准、要求，对学生进行学习考核等，保证学生的专业成长。五、结语3D 打印技术的快速发展、飞速普及，势必会增加相应专业的社会用人需求，创造大量的就业岗位。在这样的背景下，中职学校应当重视并切实开展好对 3D 打印技术专业人才的教育培养，完善培养模式，提高教育成效和人才培养质量。这既能更好地保障学生就业，又能切实满足社会人才需求，促进学生技能成才、技能报国，为教育强国、人才强国，着力培养更多的高素质技能人才。参考文献1吕方方.中职学校“3D 打印”课程与教学现状的调研与分析J.内江科技,2022,43(11):80-82.2 侯娟.基于校企联合的 3D 打印实践基地教学模式探讨 J.创新创业理论研究与实践,2022,5(03):129-131.3 朱小明.以微项目为驱动的 3D 打印工程实训教学改革与实践 J.现代制造技术与装备,2021,57(07):208-209.4刘唐贝.基于云课堂的3D打印专业混合式教学模式设计J.内江科技,2021,42(07):20-21.5 桂凯旋,段园培,王刚等.材料成型及控制工程专业 3D 打印实践教学课程建设 J.教育教学论坛,2020,12(51):240-242.6肖巍.设计思维对机械产品创新及 3D 打印创新能力培养的研究 评 机 械 产品创新 设计与 3D 打印J.铸造,2020,69(12):1398.7 苏嘉明,郭涌,苏慧明.论 3D 打印课程教学中的设计与制作技巧J.数字技术与应用,2019,37(12):215-216.8 周登攀.模具专业 3D 打印课程理实一体化教学实践与探讨J.内燃机与配件,2020,41(21):237-238.9 赵杰.3D 打印技术在中职教育中应用存在的问题及现状分析 J.中国新通信,2020,22(10):222-223.10 王文文,范晓玲.基于翻转课堂的中职 3D 打印技术课堂教学应用与研究 J.湖北农机化,2020,24(07):163-164.11 万文艳.试论中职教育下的 3D 打印技术专业人才培养模式 J.文化创新比较研究,2020,4(01):158-159.12 赵婕妤.中职数控技术应用专业校企合作新模式的探索以 3D 设计与打印课程项目式教学为例 J.成才之路,2021,38(28):77-79.作者单位：临夏州职业技术学校176信息系统工程教育论坛