高職增材制造技術專業模塊化課程體系的構建與實施

謝丹　朱紅　侯高雁

摘 要 本文從高職機械制造與自動化增材制造技術專業方向，論述增材制造專業課程的模塊化構建思路，以數字化設計模塊及綜合模塊為例，對模塊化課程體系的構建進行探究。形成了以突出核心技能、適應多元化學習、滿足技能競賽訓練的模塊化課程體系，并就模塊化課程體系的實施效果進行了論述。

關鍵詞 增材制造 模塊化 課程體系

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.01.016

Abstract This article discusses the modular construction of curriculum system for the additive manufacturing technology， then takes digital design module and integration module as an example to explain the construction of curriculum system. It forms the modular curriculum system which emphasizes core skills， adapts to multiple learning and satisfies the training of skill competition， and expounds the implementation effect of modular curriculum system.

Keywords additive manufacturing; module; curriculum system

0 引言

增材制造技術是滿足國家重大需求、支撐國民經濟發展的“國之重器”，已成為世界先進制造領域發展最快、技術研究最活躍、關注度最高的學科方向之一。[1]由于增材制造發展速度太快，導致增材制造應用型人才缺口巨大。目前，國內很多高職院校開設了增材制造相關課程，部分院校還設立了增材制造技術專業方向。在高職院校的專業課程教學中，課程體系是人才培養方案的核心，直接影響著高職人才培養的質量。因此，要在培養人才上下功夫，切實強化人才培養模式，牢牢把握數字化、網絡化、智能化融合發展的趨勢，將傳統的專業課程體系進一步優化、歸納和推陳出新，構建以突出增材制造核心技能的智能模塊化課程體系并與本專業融合協同發展，是發揮專業優勢、凸顯辦學特色的體現，是完善增材制造專業方向學歷教育與培訓并重的現代化職業教育體系的關鍵，是暢通技術技能人才成長渠道的重要保障。

1 模塊化課程體系構建思路

1.1 多元學習主體

隨著《國家職業教育改革實施方案》及教育部等六部門印發的《高職擴招專項工作實施方案》的發布，高職擴招后生源多元化（主要有退役軍人、下崗失業人員、農民工、高素質農民、在職職工及應（往）屆畢業生），發展需求亦多樣化，這促使職業教育與社會的接口重新設計。針對多元學習主體的不同教育需求，堅持標準不降，需要探索學制靈活、模式多元、按需施教、因材施教、寬進嚴出的人才培養方案及其模塊化課程體系，多元學習主體需要選擇適合的模塊化課程學習，以實現多元學習主體的高質量就業。

1.2 突出核心技能

為強化職業素養養成和技術技能培養，需將專業精神、職業精神和工匠精神融入模塊化課程建設的全過程。模塊化課程體系的構建，既可以滿足學歷教育的需要，又可以滿足社會培訓的需要。目前從企業人才需求條件及市場的應用分析，增材制造技術的核心技術是3D建模、3D測量、3D打印設備、3D打印后處理等。針對核心技術構建核心技能模塊，需要開發適應學習主體的模塊化課程體系，做到按需教學。

1.3 滿足技能競賽

近年來，為適應國家大力推進職業教育發展的需要，培養更多創新型和技能型人才，職業院校參與各類技能大賽的熱情高漲，大國工匠和技能大師逐漸成為青年人追逐的榜樣。技能大賽作為新時期的校園文化，不僅充分調動了學生學習的熱情，同時也為學生的創新意識、實踐能力和職業素養的培養提供保障，在職業教育改革發展的新形勢下，將課程體系建設與技能大賽對接融合，可以更好地為職業教育發展增添動力。[1]

基于大賽知識點涵蓋范圍， 對歷年職業技能大賽題目進行深入分析， 通過對賽程知識點、得分點的時間分配、技術指標進行合理分解，根據技能知識要點選擇適合的專業課程模塊進行集中訓練，可以起到事半功倍的效果。[2]因此，針對職業院校技能大賽可建立以目標引領、問題導向促進專業發展的倒逼機制，不斷優化模塊化課程體系。

2 構建模塊化課程體系

模塊化課程體系的構建，既要滿足多元學習主體的學習需求，做到按需教學，又要滿足學歷教育和社會培訓的需要，突出核心技能培訓，同時兼顧技能競賽的備賽需求。

基于機械制造與自動化增材制造技術專業方向，將增材制造核心技術與機械制造專業課程有機融合，形成以突出核心技能的職業能力模塊化課程體系。本文以數字化設計為例，簡要闡述該模塊化課程的構建。數字化設計即三維建模，包括正向設計和逆向設計。

正向設計主要是為概念設計與創新設計打下基礎，以正向設計模塊為例，分析它所需的知識點，應包括三個部分的知識子模塊，即專業基礎理論模塊、專業拓展理論模塊、軟件技能模塊。正向設計模塊課程具體構建如圖1（a）所示。

逆向設計主要是對現有產品的重構與創新設計，故其包括三個部分的知識子模塊，即專業基礎理論知識、測量模塊、軟件技能模塊。專業基礎理論知識與正向設計相同;測量模塊包括專業拓展理論知識和技能拓展訓練模塊;軟件模塊包括：測量軟件、數據處理軟件、數據重構軟件、數據分析軟件，如圖1（b）所示。學生將數字化設計模塊全部課程學習完以后，可以考三維（或二維）機械設計軟件證書，畢業后可以從事數字化建模等崗位的相關工作。

3 綜合模塊構建

綜合模塊是以系統化工作過程為主線進行構建，使學生在完成任務的過程中學習知識、掌握技能，用于培養學生的綜合職業能力。學習者需完成各子模塊任務后，才能開啟增材制造綜合應用模塊的學習任務。綜合應用模塊將整個課程體系有機串聯起來，打通了各個子模塊的知識壁壘，形成增材制造技術完整的知識技能鏈。結合我校增材制造技術現有課程的建設成果，綜合模塊命名為工業產品數字化設計與制造，該綜合模塊以工業產品項目式開發為驅動，結合目前企業產品開發而建立的難度等級分層遞進式綜合案例庫，即基本體模型庫、過度弧面體模型庫、復雜零件模型庫。案例庫中產品開發流程均按照3D測量模塊、逆向設計模塊、正向設計模塊、數字化制造模塊，這些子模塊相互之間層層遞進，環環相扣（如圖2所示）。學生將綜合模塊的全部課程學習完以后，可以從事建模、3D打印設備維護維修、產品質量檢測等相關崗位的工作。

4 實施效果

目前，我院已逐步推進增材制造技術專業課程的模塊化教學，取得了良好的效果。一是參與“一帶一路”沿線國家培訓項目。2019年“3D打印技術與發展研修班”在我院3D打印技術中心開講，團隊教師將“3D打印模塊”采用“理論教學-實操實踐-交流研討”的方式進行，培訓學員來自非洲等7個國家和地區。二是開展轉業軍人學歷教育。轉業、退伍軍人擁有較高的政治素質和較好的（下轉第42頁）（上接第37頁）軍事技術，是黨和國家的寶貴財富，為我國的國防建設和社會主義現代化建設作出了重要貢獻。但到地方后，他們原有的知識體系已不能適應地方經濟建設和社會發展的需要，迫切需要為他們提供系統化模塊化學習新知識的機會。三是提升我院增材制造技術專業學生的綜合能力。2019年我院學生參加全國職業院校技能大賽—工業產品數字化設計與制造賽項榮獲一等獎，中國技能大賽—智能飛行器數字化設計與制造賽項榮獲二等獎。

綜上所述，增材制造技術模塊化課程體系的構建，適應多元化學習需求，突出專業核心技能，滿足技能比賽的訓練需求。本文以增材制造技術的核心技能點的為例，探討了該專業方向模塊化課程體系的建設思路，為機械制造與自動化增材制造技術專業方向的人才培養提供了有力支撐，同時為后續課程建設及改革發展打下了堅實基礎。

參考文獻

[1] 盧秉恒.增材制造技術——現狀與未來[J].中國機械工程，2020，01：19-23.

[2] 韓璐.高職院校技能大賽與課程建設融合研究[J].遼寧高職學報，2019（11）：77-79.

[3] 莫勛.職業院校職業技能大賽存在的問題與對策[J].文化創新比較研究，2018（30）：153-155.