淺析技工院校3D打印技術應用專業人才培養困境及解決對策

柴彩果 梁海利 劉穎

摘 要：本文通過對技工院校3D打印技術應用專業的調研，查找當前此專業人才培養方案中存在的問題，分析問題存在的原因，依據行業企業需求并針對技工院校學生特點，從人才培養目標、師資隊伍、課程體系、校企融合、實踐教學條件等方面提出解決對策，構建新型人才培養模式，以期為實現3D打印技術應用專業人才培養方案的升級提供參考。

關鍵詞 ：技工院校? ? 3D打印技術應用? ? 產教融合? ? 賽教融合

課? ? 題：本文系2021年度河北省人力資源和社會保障廳研究課題“技工院校3D打印技術應用專業對接新職業升級的研究”（課題批準號：JRS-2021-7085）的階段性研究成果。

隨著新一代信息技術與制造業的深度融合，3D打印作為以數字模型為基礎、通過材料逐層堆積的方式制造出實體的新型制造技術，在我國航天航空、生物醫療、先進制造和文化創意等領域的應用越來越廣泛。因此，市場急需掌握三維數字化技術相關知識和技能的應用型人才。邢臺技師學院（以下簡稱學院）于2016年秋開設3D打印技術應用專業，2020年6月第一批160名學生已經畢業，但從調查情況看，這批學生對口就業情況不太理想。

學院在實地調研、政策與文獻研究、企業訪談等工作的基礎上，結合新增的“增材制造設備操作員”“智能制造工程技術人員”新職業及近年技能大賽對該專業人才的能力要求，對學院3D打印技術應用專業培養方案進行研究，找出存在的問題，結合新的職業標準與企業需求，對人才培養方案進行修訂升級。

一、當前技工院校3D打印技術應用專業人才培養過程中存在的問題

（一）招生容易，就業難

3D打印技術作為“十四五”科技前沿熱門技術，產業規模每年以30%的年均復合增長率快速增長，制造行業對3D打印技術應用人才需求缺口較大。學生和家長參觀學院時，看到虛擬的三維數字模型直接轉化為造型新穎、結構復雜的各種實體，都非常感興趣。然而，與招生的火爆相比，2020年該專業畢業生的對口就業率卻并不高，就業情況不太理想。

（二）缺少工業級實訓設備和雙師型教師

學院雖然建立了3D打印實訓室，可完成三維建模、三維掃描、逆向工程、實體打印等實訓教學，但主要是桌面級的FDM工藝3D打印機，缺少必備的工業級的3D打印設備、三維掃描儀、噴砂機、超聲波清洗機等處理設備。缺乏本專業“雙師型”教師，尤其是缺乏既具備深厚的理論知識功底又懂專業實踐的指導教師。

二、3D打印技術應用人才培養過程中存在問題的原因

（一）人才培養目標與崗位需求有偏差

通過對3D打印技術應用有關的行業企業的調研，筆者發現人才需求占比較大的崗位是業務銷售和設備維護崗位，約占55%，其次是逆向工程與三維檢測崗位，約占15%，而三維設計、數據處理、3D打印設備操作等崗位人才需求占比相對較少。而學院的培養目標是畢業生能從事3D產品設計、三維掃描逆向造型、3D打印設備操作、設備維護及管理等工作，與崗位需求存在偏差。

（二）學生所學技能與產業人才所需能力不匹配

企業需要的是既能掌握工業級的SLA、SLS、SLM等工藝的3D打印設備操作、安裝調試與維護技能，又熟悉傳統制造工藝，掌握多種建模技能并能對模型進行優化，且個人綜合素質能力強的應用型人才。而學院由于資源所限，通常使用的是FDM桌面級3D打印設備，這種打印機工藝簡單，操作容易。在逆向工程方面，目前學院所用的三維掃描儀難以實現高精度高質量的掃描。企業常用到SolidWorks、Inventor等三維軟件，使用三維檢測專業軟件對工件和實體數字化數據進行比較、偏差分析，學生在學院卻較少涉及，不能與企業實際需求相匹配。

（三）缺少對應的職業資格證書

由于我國增材制造人才認證工作尚處于起步階段，人才培養方向、目標、標準不明晰，企業招聘人才缺乏客觀的指導標準。我國增材制造相關企業大多是民營企業，他們需要的是能夠直接上崗、為企業帶來效益的人才。

（四）產業格局限制

我國3D打印技術應用企業到2020年底雖然超過500家，但相比傳統制造業來說，從業人員規模較小，且主要集中在北京、長三角地區、粵港澳大灣區、安徽等地，而本地相關企業相對較少。模具被譽為工業之母，國內的模具生產基地主要集中在廣東、浙江、江蘇、安徽等地，而學生受傳統思想影響，大多還是希望能實現本地就業。

三、解決對策

技工院校要根據市場需求和學生特點調整人才培養目標，加強師資隊伍建設，依據企業的技能需求構建課程體系，創新人才培養模式，拓寬就業渠道。針對3D打印技術應用專業在人才培養過程中存在的問題與困境，提出以下解決對策。

（一）調整人才培養目標

根據3D打印技術應用市場需求調整人才培養目標，培養熟悉3D打印技術原理，掌握正逆向模型設計、數據處理、3D打印機設備操作與維護、三維掃描、打印產品表面處理等技能，能夠在汽車、裝備制造、文化創意等領域從事產品設計、工藝編制、產品質量檢測、3D打印設備操作與維護、業務銷售等工作，具備自我學習能力、創新意識、精益求精的工匠精神和良好職業素養的一專多能復合型高技能人才。

（二）建設高水平師資隊伍

師資隊伍是人才培養的關鍵。對技工院校的教師來說，要給學生們一滴水，自己就要有源源不斷的活水，既能開口說又能動手做。針對學院師資現狀，學院采取“走出去，請進來”的方法，首先外派年輕骨干教師到行業龍頭企業和優秀院校取經學習，提升專業能力，保障專業課教學高質量完成;其次聘請企業優秀的工程師和技師為專兼職教師，保障學生所學知識緊密對接企業生產工藝，符合企業崗位需求。

（三）完善課程體系

課程是人才培養的核心要素。在參照行業企業3D打印技能型人才標準、對接新職業的基礎上，以職業能力為導向，秉承“3D打印技術應用及多技術復合”理念，采用“重基礎寬專業”方式，構建“公共基礎課+專業基礎課+專業核心課+X個職業技能證書課程”的課程體系，開設了Inventor、Siemens NX、Solidworks 、 3D打印優化設計和仿真、產品創意設計、逆向工程及三維檢測、典型零部件3D打印工藝、3D打印設備安裝和維護、智能檢測系統等專業課以及3D打印技術實訓、特種加工技術實訓、鉗工實訓、數控加工實訓、增材制造設備維修與保養等實訓課。

（四）加強校企融合、資源共享，完善實踐教學條件

1.建立校內實踐教學基地

按照企業生產工藝流程3D模型設計、3D掃描、3D打印等配置實訓設備，模擬企業氛圍，營造實際生產場景，使學生通過學習掌握簡單產品從設計到成品各個工序的基本操作技能。

2.建立校外企業實訓基地

將國家增材制造創新中心戰略合作伙伴和高技能人才培養基地河北春蕾集團等企業作為校外實訓基地，開展工業級專業三維掃描儀操作、工業級增材制造設備的操作、安裝與調試、故障排查、設備維修及保養等實訓工作。

（五）構建新型人才培養模式

依據自身特點，借鑒職業教育發達國家的經驗，通過深化產教融合、校企“雙元”育人、賽教融合等方式，構建“課堂教學、校企雙實訓、技能大賽、1+X證書、頂崗實習”等逐層深入、互融互促的多維度培養模式。

1.創新教學方法，提高學習效率

采用線上線下混合式教學方法。機械類課程枯燥難懂，課前以課件、慕課、微課等形式將工作任務通過超星學習通等智慧教學平臺發給學生，使學生按任務完成查閱學習資料、分配任務等環節的學習;課上運用多媒體進行教學，生動形象，可以通過情景模擬更好地與學生互動，激發學生的學習興趣，使學生愿意學、學得會，從而使學生的學習由被動變主動，學習效率大大提高。

2.加強產教融合，使學生技能與企業需求精準對接

深入開展校企合作，引入企業資源。目前已與多家企業建立合作關系，利用學院現有資源參與企業設計、生產，聘請企業員工參與指導學生。采用項目教學法，以真實工作任務為載體，如為企業設計一款童車卡通鈴鐺，教師布置好任務，學生以小組形式分工合作。首先通過討論、查閱資料、市場調查等方式，用三維建模軟件進行建模，完成產品設計;其次對模型進行切片處理并打印出來，同時觀察不同3D 打印參數的設置對產品質量的影響;最后對整個過程進行總結反思，并形成實訓報告。從設計到成品的過程中，使學生真正做到“做中學 ”“學中做”。培養了學生分析問題、解決問題的能力，鍛煉了學生規范操作、總結表達、團隊合作的能力。將典型工作任務整理成冊，作為校本教材。與此同時，企業也節約了研發資金，從而達到互惠互利、校企雙贏的目的。

校企雙方共同組建師資團隊，完成企業生產中的實際工作任務，教學過程與工作過程合一，提高學生產品設計、工藝實施、設備操作等各方面綜合能力。校外基地的設置實現了學校與企業深度融合，學生所學與企業所需“無縫”對接，形成校企“雙元”育人，既精準培養了企業急需的技能人才，又為學生好就業、就好業提供了保障。

3.以賽促教，通過參加技能大賽培養學生的綜合運用能力和創新精神

技能大賽的內容通常反映了行業最新的職業技能要求。積極引導學生參加“增材制造”“CAD機械設計”“工業產品設計與創客實踐”等項目的技能大賽。在準備比賽的過程中，以學生自主學習為主，教師協助解決遇到的問題，并對各個環節進行指導和把控，從而使學生不僅鞏固和強化了課堂所學知識，同時也潛移默化地提升了學習思考能力和勇于探索精神，教師的理論知識和操作技能也得到了提高。

近年來，學院學生在多項技能大賽中取得優異成績，通過參加技能大賽以及對大賽獲獎學生的大力表彰，學生對技能學習的積極性大大提高，學院內部已經形成“學技能、比技能”的不斷進取的良好學習氛圍。

以大賽為引領，促進教學內容、教學方法的改革和創新。大賽對參賽選手的能力要求又進一步反饋于教學，人才培養與技能大賽銜接，形成以賽促學、以賽促教、教學相長的良性循環，真正做到“賽教融合”。

4. “1+X”課證融通，培養一專多能復合型人才

將3D打印技術應用專業形成“數控+3D打印”“模具+3D打印”“機制+3D打印”等交叉融合的復合型專業，推行 “1+X”證書制度，如增材制造模型設計（中級）、增材制造設備操作與維護（中級）、3D打印造型師、鉗工 、數控銑工、數控車工等職業資格證書，把職業技能等級證書的標準要求及相關內容融入課程中，優化整合原有教學內容，根據學生的學習能力、職業發展規劃等進行教學，保證每個學生有3個證書可選。

（六）拓寬就業渠道，提升就業率

1.轉變思想觀念，擴大就業范圍

既瞄準應用3D打印技術的高新企業和汽車、裝備制造、模具等傳統制造業領域，也要考慮文創、電商和教育創業創新項目;既考慮學生在本地就業，又要考慮學生到產業發達地區發展。

2.創建就業服務平臺，促進學生精準就業

創建就業服務平臺，把學生的基本信息、技能證書、求職意向、性格愛好等內容以及企業概況、招聘需求、薪金待遇等情況均輸入平臺，使學校、學生、企業信息互通，構建和完善雙方需求模型，為學生和企業提供智能推送服務，促進學生精準就業，有效避免學生因為對崗位不適應等原因頻繁辭職，并持續跟蹤學生的職業發展情況。

四、小結

通過調整人才培養目標，完善課程體系，構建新型人才培養模式。通過職業技能大賽平臺引領教學改革。通過校企合作平臺使課程設置內容更加符合崗位需求。通過開發各種職業技能認定證書、資格證書，拓展學生就業創業本領，實現人才培養與企業需求精準對接，培養出更多符合企業和社會需求的技能人才。升級優化原有專業促進就業，引領創業，立足本地，放眼產業發達區域，拓寬學生的就業渠道，使技工院校學生的對口實習率、對口就業率大大提升，從而實現技工院校3D打印技術應用專業對接新職業升級的終極目標。

參考文獻：

李明宇，劉柏霞.基于職業技能大賽視角的高職人才培養模式構建[J].教育與職業，2014（8）.

（作者單位：邢臺技師學院）