增設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)方向的必要性及可行性分析

吳淼 顧國強

摘要：3D打印技術(shù)的快速發(fā)展引起了人才需求的空白期，從而引起了職業(yè)院校的高度重視。很多職業(yè)院校正在探索建設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)或?qū)I(yè)方向。本文從3D打印技術(shù)對中國工業(yè)發(fā)展的意義，地方部門對3D打印技術(shù)的重視及市場人才緊缺等方面闡述了開設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)的必要性。再從3D打印技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)、開設(shè)專業(yè)軟硬件配備，校企合作共同培養(yǎng)等方面論證了開設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)的可行性。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);模具設(shè)計專業(yè);人才需求;必要性;可行性

0 ?引言

3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)，是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術(shù)，它由零件的三維數(shù)據(jù)直接制造零件，不需要有生產(chǎn)流水線，只要根據(jù)圖紙放入需要的材料，就能快速生產(chǎn)出所需要的東西。3D打印技術(shù)是正在快速發(fā)展的一項技術(shù)。3D打印技術(shù)目前已是科技發(fā)展的重要標志之一，是“中國制造2025”戰(zhàn)略實踐中重要組成部分。目前全世界非常關(guān)注智能制造（“智能工廠”、“智能物流”和“智能生產(chǎn)”），3D打印技術(shù)則是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，它的發(fā)展代表了智能制造的發(fā)展方向。

近幾年，3D打印技術(shù)在我國的應(yīng)用越來越廣，這項技術(shù)已應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)、生物、建筑、食品、電子等各個行業(yè)領(lǐng)域，各行業(yè)市場需求量日趨增大。因此3D打印的生產(chǎn)及研發(fā)的企業(yè)如雨后春筍般的出現(xiàn)。國家也向3D打印行業(yè)給出政策扶持。3D打印市場需求發(fā)展速度太快，3D打印技術(shù)相關(guān)專業(yè)人才缺口巨大，社會上也沒有專業(yè)學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的培訓(xùn)機構(gòu)或?qū)W校，因此，無法提供強有力的人才支撐。很多職業(yè)院校也從市場的變化中得知了人才緊缺的現(xiàn)象，也不斷嘗試開設(shè)3D打印的相關(guān)課程及實訓(xùn)，也有部分學(xué)校開設(shè)相關(guān)的專業(yè)方向。那我們?nèi)绾巫プ∵@個時機并做出相應(yīng)的詳細規(guī)劃，這對于解決我國制造行業(yè)人才缺口，推動我國3D打印行業(yè)和職業(yè)教育的內(nèi)涵發(fā)展，服務(wù)《中國制造2025》具有深遠意義。

1 ?增設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)的必要性

1.1 3D打印技術(shù)對中國工業(yè)升級發(fā)展具有重大意義

“讓抽象變成現(xiàn)實，讓世界更加精彩”，3D打印技術(shù)正以其技術(shù)的獨特性、創(chuàng)造性改變著人們固有的思維習(xí)性、行為方式和行動結(jié)果。因此，3D打印技術(shù)正在全球范圍內(nèi)受到人們尤其是經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)達國家和地區(qū)的人們的高度關(guān)注。正在創(chuàng)造性地構(gòu)建世界第一、第二大經(jīng)濟體國家新型大國關(guān)系的中美兩國對3D打印技術(shù)的發(fā)展表示出極大的關(guān)注。中美兩國也都成功地將3D打印技術(shù)引入到本國尖端工業(yè)的發(fā)展之中，正在為國家尖端建設(shè)創(chuàng)造出前無古人的業(yè)績。

1.2 地方政府部門對3D打印技術(shù)發(fā)展日趨重視

國家教育部快速成形制造技術(shù)工程研究中心無錫3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地揭牌。該基地落戶于無錫市惠山城鐵站區(qū)，由中國工程院院士盧秉恒領(lǐng)銜，目前已建設(shè)形成科技人才與項目服務(wù)中心、智能制造技術(shù)應(yīng)用研究中心、3D打印技術(shù)及應(yīng)用研究中心等6個雙創(chuàng)平臺。3D打印作為智能制造的重要方面，已成為全球最具活力的新興產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展?jié)摿薮蟆o錫3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地主要承擔(dān)高端裝備制造、文化創(chuàng)意、汽車、生物醫(yī)療、工業(yè)設(shè)計和先進制造的相關(guān)技術(shù)服務(wù)和技術(shù)咨詢。未來，創(chuàng)新基地將以市場需求為導(dǎo)向，積極構(gòu)建“研究機構(gòu)+領(lǐng)軍企業(yè)+眾創(chuàng)空間+創(chuàng)投基金+對接產(chǎn)業(yè)+校友資源”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)體系，通過建設(shè)3D打印云平臺智能化示范工廠，逐步建成具有代表性的先進制造與3D打印數(shù)字智造產(chǎn)業(yè)化示范園區(qū)，助力智能制造產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展。

1.3 3D打印技術(shù)發(fā)展需要人才支撐

3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大量的3D打印行業(yè)人才。當下全球3D打印市場規(guī)模已經(jīng)呈幾何級增長態(tài)勢。與3D打印產(chǎn)業(yè)雨后春筍般的發(fā)展速度相比，3D打印專業(yè)人才的培養(yǎng)尚處于初級階，很多企業(yè)也表示，目前市場人才緊缺，并且不夠?qū)I(yè)，企業(yè)花費培養(yǎng)成本較高并速度慢。這種問題會在一定程度上會限制3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。基于這種情況，那么通過3D打印教育培訓(xùn)進行相關(guān)人才的培養(yǎng)就變得迫在眉睫。3D打印人才需求分析如表1所示。

2 ?增設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)方向的可行性

2.1 3D打印技術(shù)的人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案的制定最核心部分就是專業(yè)課程體系的制定。職業(yè)院校的專業(yè)課程制定過程一般為：第一步，學(xué)校會對針對專業(yè)相關(guān)企業(yè)對本專業(yè)人才的需求數(shù)量及崗位要求進行分析，分析出培養(yǎng)人才所需具備的專業(yè)知識水平，專業(yè)能力水平及技能要求等，然后擬定課程意見，最后結(jié)合同類專業(yè)的課程設(shè)置來確定出專業(yè)課程。但是，3D打印技術(shù)雖然是機械行業(yè)的一個分支，但與傳統(tǒng)制造完全不同，在相關(guān)行業(yè)企業(yè)應(yīng)用中還沒有很好地推廣應(yīng)用，人才需求的能力和知識目標不明確，就業(yè)崗位也不明確。因此，該專業(yè)的課程體系的構(gòu)建也無法根據(jù)傳統(tǒng)思路進行研究。根據(jù)目前3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍分析，應(yīng)用于機械行業(yè)較廣，很多企業(yè)在選擇人才的專業(yè)偏向于機械專業(yè)。本文以機械行業(yè)中模具專業(yè)為基礎(chǔ)增設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)方向為例來制定人才培養(yǎng)方案。

3D 打印技術(shù)專業(yè)課程的制定是以就業(yè)為導(dǎo)向。目前從企業(yè)人才需求條件及市場的應(yīng)用可分析出，3D打印技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的核心技能是兩大方面：三維建模技術(shù)及逆向工程，再綜合考慮3D打印技術(shù)專業(yè)的特殊性、就業(yè)崗位性質(zhì)以及機械傳統(tǒng)行業(yè)的要求，確定出專業(yè)基礎(chǔ)、技能及綜合能力培養(yǎng)課程。在機械行業(yè)中主要應(yīng)用3D打印技術(shù)來縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、不易制造的復(fù)雜、精密零部件的快速制造。因此，在3D打印技術(shù)專業(yè)課程制定中，可以在傳統(tǒng)機械專業(yè)的專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上考慮。因此本文在研究3D打印技術(shù)課程體系構(gòu)建是以模具設(shè)計專業(yè)的專業(yè)方向分支進行研究的。以3D打印技術(shù)專業(yè)核心技能：三維建模技術(shù)及逆向工程為重點建設(shè)依據(jù)，兼顧制造工藝如3D打印工藝、3D模型的自動編程及數(shù)控加工等，開設(shè)如《CAD/CAM》、《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計》、《模具制造技術(shù)》、《特種加工技術(shù)》、《3D打印技術(shù)》、《三維掃描技術(shù)》《UG三維建模設(shè)計》等課程。由此，制定出如圖1的課程體系。

2.2 增設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)的軟硬件

2.2.1 軟件——師資隊伍建設(shè)

師資是專業(yè)建設(shè)過程中最關(guān)鍵的一項，教師是課程知識的傳授者，是否有專業(yè)的師資隊伍直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。由3D打印技術(shù)專業(yè)設(shè)置的課程體系可見，專業(yè)基礎(chǔ)課與傳統(tǒng)機械專業(yè)的基本相同，專業(yè)技能課和綜合課程與傳統(tǒng)機械專業(yè)中的模具設(shè)計專業(yè)的課程也有大部分相同，只是在此基礎(chǔ)上添加了3D打印核心技能的相關(guān)課程，如3D打印技術(shù)、3D打印模型處理技術(shù)、機電產(chǎn)品三維逆向建模設(shè)計與制造、Geomeyatic軟件建模等核心技術(shù)課程。由此可見，3D打印技術(shù)專業(yè)的師資可以與傳統(tǒng)機械專業(yè)的師資共用，特別是模具設(shè)計專業(yè)。在此基礎(chǔ)上選拔一些年經(jīng)教師針對3D打印專業(yè)核心技能課程相關(guān)知識再進行培訓(xùn)，就能夠組建一支完整的3D打印技術(shù)專業(yè)的師資隊伍。

2.2.2 硬件——實訓(xùn)基地建設(shè)

專業(yè)建設(shè)是為企業(yè)培養(yǎng)人才，機械相關(guān)行業(yè)的人才最重要的就是操作技能，實訓(xùn)基地建設(shè)那就是專業(yè)建設(shè)中的又一關(guān)鍵項。3D打印技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)需要滿足以下幾個要求：第一、要實現(xiàn)整個專業(yè)教師教學(xué)及學(xué)生實訓(xùn)課程的實施。因此，實訓(xùn)基地的建設(shè)要根據(jù)人才培養(yǎng)方案中實訓(xùn)課程的種類和專業(yè)預(yù)計師生數(shù)，從實訓(xùn)項目類別、設(shè)備種類及數(shù)量、場地大小的選擇及布置、設(shè)備工藝性能等方面綜合考慮。其次，根據(jù)企業(yè)對從業(yè)人員的職業(yè)技能要求越來越高，且隨著現(xiàn)代企業(yè)的技術(shù)變革及產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展，對學(xué)校培養(yǎng)人才的要求越來越高。因此，在實訓(xùn)基地建設(shè)過程中，可以根據(jù)企業(yè)對人才培養(yǎng)的知識技能要求（表2），從是否能與相關(guān)企業(yè)的就業(yè)崗位要求很好銜接等方面考慮。第三，近幾年，國家對3D打印技術(shù)相關(guān)的技能競賽項目逐漸重視起來。因此，實訓(xùn)基地建設(shè)過程中還要考慮學(xué)生參加各類技能競賽的培訓(xùn)方面的條件。最后，從實訓(xùn)基地建設(shè)長遠發(fā)展角度考慮，還需注重實訓(xùn)基地中實訓(xùn)室能否發(fā)揮服務(wù)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、科研開發(fā)，實現(xiàn)為合作企業(yè)解決技術(shù)難題、同步發(fā)展的作用。綜合考慮以上四個方面，在建設(shè)3D打印實訓(xùn)基地過程中，因分為校內(nèi)實訓(xùn)基地和校外實訓(xùn)基地兩大塊，校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)見表3，主要分三維建模設(shè)計、逆向工程、3D打印三大模塊。

2.3 “廠進校，校進廠”共建綠色人才培養(yǎng)方案

2018年10月，人社部、財政部印發(fā)《關(guān)于全面推行企業(yè)新型學(xué)徒制的意見》。《意見》明確，從2018年起到2020年底，努力形成政府激勵推動、企業(yè)加大投入、培訓(xùn)機構(gòu)積極參與、勞動者踴躍參加的職業(yè)技能培訓(xùn)新格局，力爭培訓(xùn)50萬以上企業(yè)新型學(xué)徒。3D打印技術(shù)作為一個新穎專業(yè)，在實現(xiàn)企業(yè)新型學(xué)徒制有很大優(yōu)勢。利用這個契機，企業(yè)和學(xué)校的合作方式在專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)的過程中是至關(guān)重要的。

為了培養(yǎng)3D打印技術(shù)應(yīng)用型高質(zhì)量人才，要與專業(yè)相關(guān)企業(yè)實施緊密合作，要實施“廠進校，校進廠”的新型校企合作模式，共同科學(xué)地制定培養(yǎng)應(yīng)用型人才方案。企業(yè)是學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量好壞的最終體現(xiàn)，人才培養(yǎng)方案制定是否合理，就看人才是否能夠更快、更好的適應(yīng)企業(yè)就業(yè)崗位。校企雙方共同構(gòu)建課程體系，教師、工程師共同授課，既能使學(xué)校根據(jù)企業(yè)需求來動態(tài)地培養(yǎng)人才，更能讓企業(yè)參與到學(xué)校的人才培養(yǎng)過程，了解學(xué)校是如何培養(yǎng)人才，根據(jù)企業(yè)的發(fā)展不斷優(yōu)化學(xué)校的人才培養(yǎng)方案的制定，做到校企人才直供，企業(yè)和學(xué)校共同發(fā)展，真正實現(xiàn)現(xiàn)代學(xué)徒制模式。

3 ?結(jié)論

以上是以機械行業(yè)的模具設(shè)計專業(yè)為基礎(chǔ)，針對高職專業(yè)開設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)方向的必要性及可行性分析。從國家發(fā)展，市場需求來看，開設(shè)3D打印技術(shù)專業(yè)，培養(yǎng)3D打印技術(shù)專業(yè)人才是非常有必要的。目前高職院校也存在專業(yè)發(fā)展滯后、生源緊缺的瓶頸，急切需要開設(shè)新專業(yè)，探索能夠更快適應(yīng)社會發(fā)展的人才培養(yǎng)方式，從而促進職業(yè)教育的良性發(fā)展。

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