3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式探析

高群 鄭家霖

摘 要 通過總結(jié)國內(nèi)3D打印技術產(chǎn)業(yè)化問題，探究3D打印技術行業(yè)所亟需的技術型人才、應用型人才以及商業(yè)型人才在產(chǎn)業(yè)鏈中的具體角色與要求，從職業(yè)教育視角分析目前3D打印技術行業(yè)的應用型人才需求困境。借鑒美國、德國職業(yè)教育經(jīng)驗，提出教學平臺共建、高校師資培訓、科技成果轉(zhuǎn)化、校園科技活動、就業(yè)促進工程，構建“五位一體”3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式。

關鍵詞 職業(yè)教育;3D打印技術產(chǎn)業(yè);應用型人才;培養(yǎng)模式

中圖分類號 G710 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2015）29-0020-04

作者簡介

高群（1981- ），女，福州大學經(jīng)濟與管理學院副教授（福州，350108）;鄭家霖（1990- ），男，福州大學經(jīng)濟與管理學院碩士研究生

基金項目

福建省社科規(guī)劃基金項目“基于技術路線圖思維的福建省3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新機制的研究”（2014A036），主持人：高群;國家自然科學基金青年項目“產(chǎn)學研合作成效影響機理及提升策略研究”（71403054），主持人：歐忠輝;福建教育科學“十二五”規(guī)劃課題“研究生職業(yè)培養(yǎng)主動行為研究——基于福建省16所高校的實證觀察”（FJJKCGZ14-039），主持人：高群

一、引言

3D打印技術又稱增材制造，是以數(shù)字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術[1]，體現(xiàn)了信息網(wǎng)絡技術與先進材料技術、數(shù)字制造技術的密切結(jié)合，是先進制造業(yè)的重要組成部分。經(jīng)過多年發(fā)展，這一技術在我國航空航天、汽車、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意等領域得到初步應用，涌現(xiàn)出一批具備一定競爭力的骨干企業(yè)。但是，3D打印技術產(chǎn)業(yè)化仍處于起步階段，與先進國家相比存在較大差距。目前國內(nèi)3D產(chǎn)業(yè)在核心技術及工藝材料與設備操作上還存在技術瓶頸。國內(nèi)部分3D打印機的激光器、振頭等關鍵器件以及相關的工藝技術、材料技術均落后于發(fā)達國家，這部分的研發(fā)需要多學科協(xié)同創(chuàng)新推進。此外，對3D設備的操作者也提出了不同于普通加工設備使用的技能要求，要求操作者不但要會使用較為復雜的3D設備，還要掌握三維數(shù)據(jù)處理軟件、工業(yè)建模軟件等，目前存在巨大的行業(yè)人才缺口。

二、3D打印技術產(chǎn)業(yè)人才需求分析

（一）技術型人才

這種人才位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，主要從事與3D打印技術相關的開發(fā)和研究，用于工藝上的提升、打印材料的研究以及打印設備的開發(fā)。3D打印技術是機械工程、計算機技術、數(shù)控技術、材料科學、生物工程等多學科技術的集成。目前，我國的3D打印技術研究力量主要集中在幾所高校，其中，華中科技大學研究重點主要在激光粉末燒結(jié)技術，清華大學側(cè)重塑料堆積技術和生物醫(yī)學領域，北京航空航天大學和西北工業(yè)大學主要集中在金屬3D打印設備的開發(fā)，而西安交通大學的優(yōu)勢在于光固化領域。各高校間多學科協(xié)同創(chuàng)新缺乏、交叉學科的科研課題匱乏，這些都限制了3D打印復合型技術人才的培養(yǎng)。

（二）應用型人才

應用型人才作為技術和市場的中介，位于產(chǎn)業(yè)鏈的上游和中游。這種人才具有某一學科堅實的專業(yè)基礎，又能將這一學科的專業(yè)基礎與3D打印技術充分融合，主要側(cè)重于機械制造、機械控制、軟件算法以及材料配方等與市場客戶需求緊密相關的技術應用層面?，F(xiàn)有國內(nèi)的大學、大中專院校還未開設有關3D打印技術的專業(yè)課程，學生所掌握的3D打印技術較少，對3D打印的理論體系、機械架構、制作過程缺乏深入的了解，從而造成了應用型人才緊缺的現(xiàn)狀。

（三）商業(yè)型人才

商業(yè)型人才作為技術與市場的匯總者，位于3D打印技術產(chǎn)業(yè)鏈的下游部分。作為3D打印技術產(chǎn)業(yè)的商業(yè)型這種人才需要對3D打印技術及其產(chǎn)業(yè)鏈運作有著深刻的了解，擁有豐富的市場和商業(yè)的知識與實踐能力，能從3D打印技術的應用入手，結(jié)合自身企業(yè)的實際情況和優(yōu)勢，與市場需求有機結(jié)合，準確定位自身的發(fā)展方式方法，整合創(chuàng)新出適合于本企業(yè)發(fā)展的商業(yè)模式。

技術型、應用型、商業(yè)型人才歸納，如表1所示。

三、3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)困境

隨著3D打印技術產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，3D打印技術在傳統(tǒng)教學中的應用已經(jīng)悄然興起。例如，工程設計系的學生用來制造原型產(chǎn)品，歷史系的學生用來還原文物，車輛工程的學生可以用來打印汽車零部件用于觀察，地理系的學生可以通過這一技術繪制真實的地勢圖和人口分布圖，生物系的學生可以打印出細胞、器官等生物標本。然而，3D打印技術在發(fā)展過程中，有許多現(xiàn)實困境不容忽視。

一是缺乏教學平臺。教學平臺建設是學科發(fā)展的基礎。國內(nèi)職業(yè)院校由于實驗設備長期落后，教學經(jīng)費緊張，而3D打印設備又較為昂貴，許多學校無力引進相關3D打印設備，建立3D打印技術教學平臺。3D打印技術屬新興產(chǎn)業(yè)，學校對此認識不足，存在教學盲點，無法整合3D打印技術相關教學資源。傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)對于3D打印也存在誤解，缺乏實際應用，更無法提供實踐指導。因此，3D打印技術經(jīng)過多年的發(fā)展，仍未有效引入教學實踐。

二是師資力量薄弱。國內(nèi)職業(yè)院校的師資隊伍多為專職教師，缺少企業(yè)實踐經(jīng)驗。此外，3D打印技術缺乏普及，且無專門學科專業(yè)培養(yǎng)3D打印技術教學人才，而本身產(chǎn)業(yè)中又存在著技術人才、應用人才以及商業(yè)人才的巨大缺口。因此，建立強大的、高水平的師資力量是打破3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)困境的必由之路。

三是創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化機制不健全。國內(nèi)職業(yè)院校的創(chuàng)新意識薄弱且缺乏有效的創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化機制。3D打印技術的應用需要職業(yè)院校提高積極性，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維。

四是人才培養(yǎng)機制匱乏。職業(yè)院校與高等院校尚未與企業(yè)實際需求對接，沒有制定出3D打印技術專業(yè)人才培養(yǎng)機制，致使這方面人才匱乏。

四、國外3D打印人才培養(yǎng)經(jīng)驗

經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，美國與德國的職業(yè)教育體系已是十分成熟，本文借鑒美國社區(qū)學院為主導的職業(yè)教育模式，以及德國的二元制職業(yè)教育體系，為我國3D行業(yè)的職教人才培養(yǎng)提供思路。德國、美國職業(yè)教育經(jīng)驗整理歸納，如表2所示。

五、3D打印技術產(chǎn)業(yè)人才“五位一體”人才培養(yǎng)模式

基于3D打印技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，遵循需求導向、產(chǎn)教融合的原則，本文提出“五位一體”的3D打印職教平臺模式，實現(xiàn)職業(yè)教育與3D產(chǎn)業(yè)人才需求的高度契合。3D打印技術產(chǎn)業(yè)“五位一體”職教模式，即通過3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及其成員企業(yè)，與職業(yè)院校共建教學平臺，聯(lián)盟參與高校3D打印技術教育師資培訓，共同進行科研活動，促進科技成果高效轉(zhuǎn)化，建立橫向協(xié)同創(chuàng)新機制，舉辦校園科技活動，推動3D打印技術相關知識普及，并開展就業(yè)促進工程，幫助畢業(yè)生就業(yè)，建立縱向人才培養(yǎng)機制，以培養(yǎng)3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才。

（一）“五位一體”培養(yǎng)模式的運行機制

1.教學平臺共建

首先，企業(yè)以優(yōu)惠的價格與優(yōu)質(zhì)的服務提供3D打印設備，以建立3D打印實驗室。在實驗室的基礎上，向高校提供教科研所需的3D打印軟件以及必要的技術支持，解決高校3D打印實驗軟硬件缺乏的問題，建立3D打印人才培養(yǎng)基地。其次，在職業(yè)院校建立教學實習基地，聯(lián)盟中的企業(yè)為職業(yè)院校提供實習基地，學生根據(jù)自身專業(yè)選擇相應的3D打印課程，學校據(jù)此安排學生在選修課程過程中前往聯(lián)盟中不同企業(yè)進行實習，以實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合。最后，建立網(wǎng)絡教學平臺，除了職業(yè)院校中面對面現(xiàn)實授課外，聯(lián)盟企業(yè)將搭建國內(nèi)先進的3D打印網(wǎng)絡學習及遠程教學平臺，整合國內(nèi)外3D打印教學資源，為校內(nèi)師生提供支持。

2.高校師資培訓

為支持高校3D打印教學師資隊伍建設，聯(lián)盟企業(yè)將每年定期舉辦3D打印技術教師培訓班，開設3D打印軟件入門學習課程。聯(lián)合高校不定期舉辦與3D打印相關的高級研討班、研究班，邀請高校教師參與，相互交流，討論教學心得、溝通教學課程、探討課程設置與人才培養(yǎng)，共同促進3D打印技術學科在高校的發(fā)展。

3.科技成果轉(zhuǎn)化

聯(lián)盟企業(yè)與高校開展聯(lián)合科研，成立聯(lián)合項目研究小組，為參與高校申請國家重大科研項目、應用項目，并提供資金、技術和人才支持。借助產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的優(yōu)勢，將科研項目成果效益進行擴散，協(xié)助研究單位通過深入挖掘市場價值，促進成果轉(zhuǎn)化吸收，著力構建完善以企業(yè)為主體，高校為有益補充，產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新3D打印技術研發(fā)創(chuàng)新體系。

4.校園科技活動

聯(lián)盟企業(yè)積極與合作職業(yè)院校協(xié)調(diào)，定期組織高級講師與資深技術專家前往院校作系列3D打印技術講座，涉及3D打印行業(yè)發(fā)展趨勢、軟件開發(fā)、行業(yè)動態(tài)、3D打印相關專業(yè)大學生職業(yè)生涯規(guī)劃等，幫助高校師生更好地了解行業(yè)動態(tài)。同時，通過建立校3D打印社團，舉辦3D技能比賽、支持學生參與全國職業(yè)院校技能大賽等措施激發(fā)學生對3D打印技術的熱情。

5.就業(yè)促進工程

聯(lián)盟企業(yè)在舉辦大規(guī)模校園招聘的同時，聯(lián)合各個企業(yè)建立大學生實習就業(yè)基地，聯(lián)盟向盟員企業(yè)推薦3D打印相關專業(yè)畢業(yè)生，并對全國職業(yè)技能大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽中發(fā)現(xiàn)的具有獨創(chuàng)性及市場前景的3D打印開發(fā)項目提供一定的軟件及項目基金支持。

6.打造一個高端聯(lián)盟

一個高端聯(lián)盟為3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟定期舉辦“高等院校及企業(yè)3D打印論壇”，邀請政府領導、知名學者、高校學科帶頭人、一線教師、企業(yè)代表、學生代表共同探討3D打印教育發(fā)展，并評選出當屆的“高校十大3D打印學科帶頭人”“高校3D打印新秀”“優(yōu)秀3D打印實驗室”等權威獎項。通過聯(lián)盟的號召力與影響力，推動校企深度合作辦學，使盟員企業(yè)貫穿于教學平臺共建、高校師資培訓、科技成果轉(zhuǎn)化、校園科技活動、就業(yè)促進工程五位之中。“五位一體”3D打印技術產(chǎn)業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式，如圖1所示。

（二）“五位一體”人才培養(yǎng)合作模式分析

1.校企多層次深度合作

表層校企合作。以建立教學平臺為目的，3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及其盟員企業(yè)以優(yōu)惠的價格提供3D打印設備，籌建3D打印實驗室，以實驗室為基礎進行教學平臺的建設，建設過程中提供軟件與技術的支持。通過軟件和硬件的支持，實現(xiàn)校企共建教學平臺。

中層校企合作。主要在于充分利用校企教學平臺為企業(yè)提供優(yōu)秀的3D打印技術應用型人才，發(fā)揮教學平臺的作用。一方面，進行師資隊伍的打造與持續(xù)培訓交流，對于3D打印教育中課程設置方面進行交流;另一方面，在培養(yǎng)模式中為學生提供實習與實訓基地，優(yōu)先進行項目外包，以項目的形式為學生提供實踐的機會，并為優(yōu)秀畢業(yè)生提供工作崗位。

深層校企合作。以基礎的校園科技活動為出發(fā)點，舉辦3D打印科普講座以及3D打印相關技能競賽，普及與促進3D打印技術與專業(yè)的融合與擴散。同時，以科技成果的轉(zhuǎn)化為落腳點，企業(yè)為學校與3D打印技術相關課題立項提供資金、技術與人才支持，為競賽中有潛在市場價值的項目提供支持。

2.企業(yè)需求與人才培養(yǎng)模式相結(jié)合

企業(yè)需求與師資隊伍建設相結(jié)合。3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及盟員企業(yè)配合學校進行師資隊伍的建設，聘請從事3D打印行業(yè)一線工作的專家以及技術人員對學校相關教師進行定期培訓。

企業(yè)需求與協(xié)同創(chuàng)新機制相結(jié)合。以企業(yè)為主體、學校為補充，3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟盟員企業(yè)根據(jù)自身需求與學校相關專業(yè)進行對接，為特定科研項目、競賽成果提供資金、技術、人才支持。

企業(yè)需求與人才培養(yǎng)機制相結(jié)合。邀請教師、專家舉辦研修班，定期交流教學心得、課程設置。在校園活動組織方面，建立教師與企業(yè)、學生與企業(yè)的長效聯(lián)系，幫助院校師生及時了解行業(yè)動態(tài)。同時，在就業(yè)促進工程中，以項目的形式為學生提供實踐的機會，盟員企業(yè)為符合自身所需畢業(yè)生提供崗位。由此，從課程、活動、就業(yè)實現(xiàn)3D打印企業(yè)需求與職業(yè)院校3D打印技術教育的無縫對接。

參 考 文 獻

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On the Cultivation Mode of Application-oriented Talents for 3D Printing Technology Industry

Gao Qun， Zheng Jialin

Abstract ?The article clarifies the relationship between industrialization problems through summarizing the domestic 3D printing technology industry industrialization problems，explores the specific role and requirement of the technical talents， applied talents and the commercial talents in the industry chain of 3D printing technology. And in terms of the vocational education article analyses the dilemma of application talent demand in the current 3D printing technology industry. Drawing on the experience of American and German vocational education experience， it promotes the“five-in-one”3D printing technology industry application-oriented talents cultivation mode which contains teaching platform construction， university teachers training， commercialization of research findings， campus science and technology activities， employment promotion projects and the 3D printing industrial technology alliance.

Key words ?vocational education; 3D printing technology industry; application-oriented talents; cultivation mode

Author ?Gao Qun， associate professor of School of Economics and Administration of Fuzhou University（Fuzhou 350108）; Zheng Jialin，master of School of Economics and Administration of Fuzhou University