關(guān)于高職院校增材制造技術(shù)專業(yè)建設(shè)的思考及探索

盧香利

摘 要：增材制造技術(shù)專業(yè)是在智能制造大背景下出現(xiàn)的新興專業(yè)，行業(yè)的發(fā)展急需高職院校開展增材制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)，為社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。本文針對(duì)高職院校增材制造技術(shù)專業(yè)建設(shè)存在的問題，從課程體系、師資隊(duì)伍、課程資源、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)四個(gè)方面提出相關(guān)建議，為高職院校增材制造技術(shù)專業(yè)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：增材制造? ? 課程體系? ? 課程建設(shè)

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術(shù)，也稱3D打印技術(shù)，是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新的制造技術(shù)。增材制造技術(shù)以三維數(shù)字化模型文件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過材料的逐層堆積進(jìn)行成型。經(jīng)過近四十年飛速發(fā)展，增材制造技術(shù)在航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。增材制造技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)制造業(yè)的一個(gè)重要組成部分，也必將成為智能制造未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

在此大背景下，為了進(jìn)一步推進(jìn)增材制造技術(shù)的快速發(fā)展，培養(yǎng)增材制造技術(shù)行業(yè)的職業(yè)技能人才，國(guó)家采取了一系列的舉措。根據(jù)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中關(guān)于“啟動(dòng)‘1+X’證書制度試點(diǎn)工作”的相關(guān)要求，2019年，與增材制造技術(shù)相關(guān)的“增材制造模型設(shè)計(jì)”“增材制造設(shè)備操作與維護(hù)”兩個(gè)新證書被納入第四批“1+X”證書試點(diǎn)。

一、增材制造技術(shù)專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

（一） 課程體系與專業(yè)實(shí)際需求存在差距

增材制造技術(shù)專業(yè)屬于機(jī)械大類下的一個(gè)新專業(yè)，在新專業(yè)開設(shè)之前，部分高職院校為了滿足企業(yè)的實(shí)際需求，通過在機(jī)械制造及自動(dòng)化、模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)下開設(shè)增材制造技術(shù)方向的方式進(jìn)行教學(xué)，即在原來(lái)的專業(yè)課程體系下，開設(shè)幾門與增材制造技術(shù)相關(guān)的專業(yè)課程。在新專業(yè)開設(shè)以后，很多高校增材制造技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案都是把原來(lái)機(jī)械制造及自動(dòng)化或模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)方案拿過來(lái)，稍加改動(dòng)，仍按照原來(lái)增材制造技術(shù)作為一個(gè)專業(yè)方向的方式進(jìn)行教學(xué)和人才培養(yǎng)，沒有從一個(gè)新專業(yè)的角度、從整體課程體系的角度進(jìn)行專業(yè)的重新構(gòu)建，導(dǎo)致專業(yè)人才與企業(yè)實(shí)際的崗位需求存在一定的差距。新專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制定需要根據(jù)高職院校師資、學(xué)生及實(shí)訓(xùn)室等的實(shí)際情況，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求來(lái)確定專業(yè)的課程體系，因此，需要我們進(jìn)一步通過對(duì)比進(jìn)行探索與研究。

（二）專業(yè)師資力量薄弱

增材制造技術(shù)專業(yè)是一個(gè)新開設(shè)的專業(yè)，2020年教育部在本科院校中批準(zhǔn)開設(shè)“增材制造工程”這個(gè)新專業(yè)，而高職院校的師資大部分來(lái)自高等院校，因此，在大多高職院校里并沒有專業(yè)教學(xué)人才的儲(chǔ)備。目前增材制造技術(shù)專業(yè)的師資基本上都是原來(lái)機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)教師，這些專業(yè)教師的知識(shí)體系偏向于原來(lái)的專業(yè)方向。增材制造技術(shù)專業(yè)屬于一個(gè)多學(xué)科綜合的專業(yè)，要求其專業(yè)教師除了要掌握機(jī)械制造和增材制造相關(guān)知識(shí)外，還要懂藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)相關(guān)方面的知識(shí)，原有教師很難在短時(shí)間內(nèi)形成新的知識(shí)體系，再加上教師對(duì)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、企業(yè)的實(shí)際需求等了解有限，缺乏企業(yè)一線的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在后續(xù)的專業(yè)課程教學(xué)過程中，實(shí)際教學(xué)效果也不夠理想。

（三）專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備不完備

實(shí)訓(xùn)設(shè)備是高職院校教學(xué)、科研活動(dòng)的重要資源保障，實(shí)訓(xùn)教學(xué)是高職教育的一個(gè)重要組成部分，學(xué)生的實(shí)踐能力需要通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)得以提升。增材制造技術(shù)專業(yè)涉及的實(shí)訓(xùn)設(shè)備主要為各種工藝的3D打印設(shè)備、三維掃描儀等。目前各大高職院校實(shí)訓(xùn)設(shè)備配備主要存在三個(gè)方面的問題。一是設(shè)備數(shù)量不足，熔融沉積成型（FDM）工藝、光固化成型（SLA）工藝的3D打印設(shè)備一般價(jià)格不高，很多學(xué)校都會(huì)配備幾臺(tái)相關(guān)打印設(shè)備，但是由于3D打印工藝所需時(shí)間普遍較長(zhǎng)，即使分組進(jìn)行，所需要的設(shè)備數(shù)量也較多，很多學(xué)校的設(shè)備數(shù)量嚴(yán)重不足。二是設(shè)備種類不全，選擇性激光燒結(jié)（SLS）、選擇性激光熔融（SLM）、三維打印成型（3DP）等工藝的3D打印設(shè)備價(jià)格普遍較高，前期一次性投入所需資金較多，大多數(shù)學(xué)校沒有足夠的購(gòu)買資金。三是設(shè)備使用率不高，對(duì)于價(jià)格較高的3D打印設(shè)備，金屬、覆膜砂、尼龍等粉末材料價(jià)格較高，通常都是按重量來(lái)計(jì)算價(jià)格，設(shè)備使用成本高，日常實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的持續(xù)材料消耗對(duì)學(xué)校來(lái)說(shuō)也是一個(gè)較大的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備即使買得起也用不起的現(xiàn)象。3D打印設(shè)備配置的數(shù)量、種類、使用成本等問題都大大影響了相關(guān)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)效果。

二、 增材制造技術(shù)專業(yè)建設(shè)探索

（一）構(gòu)建“崗課賽證”課程體系

圍繞“1+X”證書，開展課程體系建設(shè)，通過“因崗設(shè)課”“以賽促課”“課證融通”，最終構(gòu)建“崗課賽證”融通的課程體系?！皪徴n賽證”與專業(yè)人才培養(yǎng)方案中目標(biāo)、過程、手段和評(píng)價(jià)四個(gè)方面相呼應(yīng)?！皪彙奔淳蜆I(yè)崗位，課程的教學(xué)目標(biāo)必須與企業(yè)工作崗位的實(shí)際需求相匹配;“課”即課程教學(xué)，課程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的主要途徑;“賽”即專業(yè)相關(guān)各類技能大賽，師生參加的各類比賽都是提升教學(xué)的有效手段;“證”即與專業(yè)相關(guān)的兩個(gè)“1+X”證書——增材制造模型設(shè)計(jì)和增材制造設(shè)備操作與維護(hù)，“證”是教學(xué)評(píng)價(jià)的有效標(biāo)準(zhǔn)。在“崗課賽證”四個(gè)維度中，課程始終是人才培養(yǎng)的核心，要想滿足崗位的實(shí)際需求，在技能大賽中獲獎(jiǎng)，獲取“1+X”證書，就必須加強(qiáng)課程體系構(gòu)建。因此，依據(jù)行業(yè)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從企業(yè)崗位的實(shí)際需求出發(fā)，結(jié)合“1+X”證書和職業(yè)技能大賽的要求，構(gòu)建專業(yè)課程體系，是新形勢(shì)下高職院校人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。

（二）打造專業(yè)師資隊(duì)伍

師資隊(duì)伍是專業(yè)建設(shè)的主體，進(jìn)行專業(yè)建設(shè)的核心就是要搞好師資隊(duì)伍的建設(shè)。堅(jiān)持外部引進(jìn)與內(nèi)部培養(yǎng)相結(jié)合，不斷優(yōu)化教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，逐步提升教師隊(duì)伍整體素質(zhì)，打造一支“雙師型”教師團(tuán)隊(duì)。加強(qiáng)師資隊(duì)伍培養(yǎng)，組織教師積極參與相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，到企業(yè)實(shí)踐鍛煉，通過參加相關(guān)專業(yè)技能大賽等方式緊跟行業(yè)動(dòng)態(tài)的發(fā)展。學(xué)校可采用引進(jìn)行業(yè)專家或者具有企業(yè)一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高技能人才來(lái)優(yōu)化教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。同時(shí)與行業(yè)企業(yè)建立穩(wěn)定的校企合作機(jī)制，邀請(qǐng)企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任學(xué)校企業(yè)導(dǎo)師、兼職教師，定期在學(xué)校舉辦專業(yè)相關(guān)講座，并深入教學(xué)一線開展指導(dǎo)及教學(xué)工作。

（三）建設(shè)專業(yè)課程的教學(xué)資源

要提高增材制造技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，建設(shè)專業(yè)課程尤其是專業(yè)核心課程的教學(xué)資源庫(kù)是基礎(chǔ)。高職院校培養(yǎng)的專業(yè)技能人才要想滿足企業(yè)的需求，必須從企業(yè)工作實(shí)際出發(fā)。在進(jìn)行課程建設(shè)時(shí)，采用多種形式讓企業(yè)參與其中，將企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)帶入學(xué)校，將企業(yè)典型的工作任務(wù)融入課程中，以企業(yè)的工作標(biāo)準(zhǔn)建立學(xué)生活動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化過程考核，使學(xué)生在學(xué)校獲得的知識(shí)和技能真正符合企業(yè)崗位的需求。如筆者所在學(xué)校與行業(yè)企業(yè)深度合作構(gòu)建增材制造技術(shù)課程體系，以企業(yè)真實(shí)案例進(jìn)行課程建設(shè)，拍攝大量企業(yè)一線工作視頻，讓學(xué)生提前走進(jìn)企業(yè)、融入行業(yè)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的延展。由于增材制造技術(shù)專業(yè)與機(jī)械制造及自動(dòng)化、模具設(shè)計(jì)與制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)關(guān)系密切，教學(xué)資源建設(shè)可以與這些相關(guān)的專業(yè)對(duì)接，通過網(wǎng)絡(luò)共享這些老專業(yè)的課程建設(shè)成果。如可共享機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、三維數(shù)字化設(shè)計(jì)等課程的在線開放課程資源，進(jìn)行線上線下混合教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)，豐富教學(xué)活動(dòng)模式。

（四）共享共建實(shí)訓(xùn)室

高職院校技能人才培養(yǎng)體系的一個(gè)重要組成部分是實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)是開展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)和技能人才培養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。增材制造技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室主要包括通用型3D打印設(shè)備（熔融沉積成型3D打印機(jī)、光固化成型3D打印機(jī)、三維掃描儀等）及專用型3D打印設(shè)備（選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)、選擇性激光熔融3D打印機(jī)等）。對(duì)于通用型設(shè)備，可通過在校內(nèi)建設(shè)共享型實(shí)訓(xùn)基地的方式進(jìn)行共享。如創(chuàng)客學(xué)院、增材制造技術(shù)專業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)都配有通用型3D打印設(shè)備，但種類、數(shù)量都不足，如在校內(nèi)進(jìn)行資源重組，建設(shè)一個(gè)共享的實(shí)訓(xùn)基地，同時(shí)滿足多個(gè)部門及專業(yè)的需求，資源可以發(fā)揮最大效用。對(duì)于專用型設(shè)備的配備問題，則可采用深化校企合作、共建專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的方式加以解決。校企合作，企業(yè)將設(shè)備價(jià)值較高、使用成本較高的專用型3D打印設(shè)備放置于學(xué)校，設(shè)備所有權(quán)歸企業(yè)，使用權(quán)歸學(xué)校所有。企業(yè)可將接到的部分訂單，交給學(xué)校來(lái)完成，并適當(dāng)給予一定的報(bào)酬。學(xué)校在訂單的完成過程中，既進(jìn)行了教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐，又可通過訂單產(chǎn)生的收益來(lái)減少設(shè)備材料的消耗及維護(hù)所需的成本。由于學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中就已經(jīng)參與了實(shí)際的訂單生產(chǎn)過程，畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)與工作崗位的無(wú)縫銜接，減少企業(yè)培訓(xùn)時(shí)間，為企業(yè)節(jié)約了培訓(xùn)成本，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)實(shí)際崗位需求的良好對(duì)接。

三、小結(jié)

增材制造技術(shù)專業(yè)作為筆者所在學(xué)校2020年新批準(zhǔn)成立的專業(yè)，對(duì)此專業(yè)的課程體系建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)等方面的研究仍處于初級(jí)階段。后續(xù)要進(jìn)行更為廣泛深入的企業(yè)調(diào)研，全方位了解企業(yè)需求，并結(jié)合學(xué)校自身的實(shí)際情況開展專業(yè)建設(shè)工作，不斷提升增材制造技術(shù)專業(yè)技能人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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（作者單位：湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）