桂林市技工院校3D打印專業(yè)發(fā)展的瓶頸與展望

唐迎春

摘 要：近年來，3D打印產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，而3D打印人才缺口巨大。為順應市場對人才的需求，桂林市技工院校紛紛開設3D打印專業(yè)。但桂林市技工院校3D打印專業(yè)目前仍然存在培養(yǎng)方案設置不夠科學、教師知識結(jié)構(gòu)不夠完備、課程體系設置不夠合理、評價機制和學生出口仍存在問題、硬件雖夠但耗材價格居高不下等發(fā)展瓶頸。針對此現(xiàn)狀，本文分析提出桂林市技工院校3D打印專業(yè)發(fā)展的整體規(guī)劃：優(yōu)化培養(yǎng)目標，改革培養(yǎng)方案；優(yōu)化課程體系；創(chuàng)建開放式實訓平臺；構(gòu)建技能考核體系；創(chuàng)建多元評價機制；深化校企合作，拓展就業(yè)渠道。隨著這些規(guī)劃的實施，桂林市技工院校必將迎來3D打印專業(yè)蓬勃發(fā)展的美好春天。

關(guān)鍵詞：3D打印 專業(yè)發(fā)展 瓶頸 規(guī)劃 展望

近年來，隨著我國制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，3D打印應用市場不斷拓展，市場需求不斷釋放。與3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比，3D打印專業(yè)人才培養(yǎng)尚處于萌芽狀態(tài)，整個行業(yè)人才缺口巨大，無法提供強有力的人才支撐。為此，國家人力資源社會保障部在《關(guān)于做好2016年技工院校招生工作的通知》中提出，將3D打印技術(shù)應用列為技工院校新增專業(yè)，此舉將為3D打印提供人才上的支持，為我國成為創(chuàng)新型大國提供強有力的人才保障。桂林市技工院校在充分了解3D打印技術(shù)人才的巨大需求后，紛紛向企業(yè)購置3D打印設備，增加3D打印專業(yè)，開設3D打印課程。

什么是3D打印呢？3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印又叫立體打印，與普通打印最大的區(qū)別是維度和耗材不同，普通打印是利用噴墨技術(shù)將平面圖形打印在紙張上，而3D打印是三維的，用可黏合的材料，利用設計好的數(shù)字模型，通過多層打印，粘合成實體。3D打印又稱增材制造，與傳統(tǒng)減材和等材加工不同的是，增材制造是一個從無到有的創(chuàng)造。車、銑、刨、磨等減材加工，通過去除材料從而達到我們想要的實體。它們與3D打印相比，一方面需要浪費一部分材料，另一方面，對于一些復雜零件也無法加工出來。而等材加工如鑄造、鍛造、注塑等，在加工過程中，模具精度、技術(shù)積累都需要很長的時間累計。但是有了3D打印，只要你巧用計算機三維軟件繪制出你的構(gòu)想，就可以通過3D打印，將電腦藍圖打印出實形來。毋庸置疑，3D打印將是制造業(yè)向信息化、數(shù)字化發(fā)展的趨勢性技術(shù)。

一、桂林市技工院校3D打印專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

桂林市技工院校3D打印專業(yè)建設尚處于起步階段，開設院校只有桂林市高級技工學校和桂林市第二技工學校，且招生也是近兩年才開始，人才培養(yǎng)規(guī)模偏小，專業(yè)設置不完善。

桂林市高級技工學校的培養(yǎng)目標是：本專業(yè)培養(yǎng)從事機械加工、數(shù)控加工及3D打印技術(shù)的一線技術(shù)工人。通過本專業(yè)學習，具有必備科學文化基礎知識，掌握機械加工、數(shù)控技術(shù)和3D打印技術(shù)的基礎理論，具有較強的相關(guān)設備的操作、維護技能及綜合應用能力，在機械制造生產(chǎn)第一線工作的中級技能人才。主干課程有機械制圖、計算機制圖-AutoCAD、公差、機械基礎、金屬材料與熱處理、機制工藝、電工電子、模具結(jié)構(gòu)、數(shù)控加工與編程（數(shù)銑）、數(shù)控加工工藝學、UG設計、銑刨磨實習、數(shù)銑實習、3D打印實習。

筆者學校的培養(yǎng)目標是：面向桂林乃至廣西制造企業(yè)的機械加工數(shù)控（特別是數(shù)銑方向）、3D打印服務業(yè)，培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，掌握模具零件加工，強化數(shù)銑加工技能，掌握3D建模與3D打印知識與技能，具備3D打印技術(shù)應用能力，能夠從事3D產(chǎn)品設計、三維掃描逆向造型、設備操作與維護等工作的數(shù)銑（3D打?。└呒壒眯腿瞬?。主干課程有機械制圖、機械基礎、機械制造工藝、金屬材料與熱處理、極限配合與技術(shù)測量基礎、數(shù)控加工、計算機制圖-AutoCAD、PROE或UG、數(shù)控加工與編程（數(shù)銑）、模具結(jié)構(gòu)、3D打印簡介、立體造型、3D掃描技術(shù)、3D打印設備原理與維護、3D打印實訓、數(shù)銑高級工考證綜合實訓。

筆者學校沒有將3D打印專門列為一個專業(yè)，而是在傳統(tǒng)數(shù)控專業(yè)基礎上加入3D打印課程，沒有系統(tǒng)性地安排3D打印教學。這樣做的好處是可以很好地利用現(xiàn)有的師資和設備，將3D打印課程作為一門興趣培養(yǎng)課，為將來學生從事3D打印相關(guān)工作起到一個拋磚引玉作用。但是這樣做，只能讓學生對3D打印有一個初步了解，走上工作崗位后，還得繼續(xù)深入培訓才能真正掌握3D打印技術(shù)。特別是美學基礎、平面設計和立體造型知識的缺位，將導致學生學習先天不足，后勁發(fā)展也會受到嚴重的制約。

而筆者學校在教學計劃設計上，不將3D打印單獨作為中級工的一個專業(yè)或是數(shù)控技術(shù)應用中級工班的一門體驗課程，而是設立數(shù)銑3D打印高級工班。數(shù)控技術(shù)和機電一體化等機械專業(yè)中級工班畢業(yè)生有意報讀高級工，如果對3D打印有興趣，可以報讀數(shù)銑3D打印高級工班。數(shù)銑3D打印高級工班的學生由于在中級工班已學習了機械方面的知識，高級工班主要培養(yǎng)學生的美學素質(zhì)和立體造型設計能力，特別強化訓練學生數(shù)銑模具零件加工、3D建模和3D綜合實訓，同時介紹3D掃描和3D設備維護等相關(guān)知識。高級工考證主要考取數(shù)控銑工和3D建模軟件高級工認證，使學生走上工作崗位后，不光能夠用數(shù)控銑床熟練加工模具零件，還能從事3D打印應用相關(guān)的工作。而且由于學生既懂機械，又有立體造型方面的素養(yǎng)，學生將來不光可以從事數(shù)銑加工和3D打印相關(guān)專業(yè)，也可以往工業(yè)設計方向發(fā)展。但是教學計劃如此安排，對我們的師資將是一個嚴峻的考驗。

二、桂林市技工院校3D打印專業(yè)教育發(fā)展的瓶頸

1.培養(yǎng)方案問題

桂林市技工院校3D打印專業(yè)的開設，目前有兩種主要的觀點。一種認為目前由于桂林3D打印企業(yè)不多，如果單純地設置3D打印專業(yè)，學生如果不去珠三角等沿海地區(qū)就業(yè)，在桂林很難找到合適的對口單位，因而只是將3D打印作為一門課程安排在數(shù)控技術(shù)專業(yè)，對3D打印做一些簡單的介紹，告訴學生3D建模流程、簡單的3D打印機操作與維護等知識，萬一學生將來從事該行業(yè)，學生知道怎樣去鉆研。另一種觀點認為，雖然現(xiàn)在桂林3D打印企業(yè)不多，但隨著華為、中興、浪潮等一批企業(yè)在桂林籌建科技園，3D打印發(fā)展只是一個時間問題，對3D打印專業(yè)人才的需求也會與日俱增。因而可以在技工院校機械類中級工班的基礎上，增設數(shù)銑3D打印專業(yè)高級工班。在課程設置上，由于學生在中級工班已經(jīng)學習了機械基礎知識，高級工班主要強化數(shù)控銑工模具零件加工、美術(shù)功底、立體造型、3D建模、3D打印綜合實訓等。這兩種觀點各有道理又各有瓶頸。第一種觀點比較接地氣，現(xiàn)有的師資和設備基本上能夠滿足教學。第二種觀點比較超前，但學院現(xiàn)有的師資大多從傳統(tǒng)機械加工行業(yè)轉(zhuǎn)型，能建模，但是沒有美學功底，設計創(chuàng)新方面先天不足?；蛘呔褪瞧矫嬖O計老師出身，雖有良好的美學功底，但機械理論知識欠缺，工業(yè)設計仍欠火候，設計出來的東西功能未必合理。endprint

2.師資問題

桂林市與珠三角等沿海地區(qū)相比，制造業(yè)不夠發(fā)達，技工學校老師接觸3D打印的機會較少。現(xiàn)在桂林市技工院校3D打印任課教師，都是傳統(tǒng)機械行業(yè)出身，到3D打印機生產(chǎn)廠家進行為期一兩周的短期培訓，回來就著手進行3D打印授課。由于沒有經(jīng)過系統(tǒng)的學習，授課教師普遍缺乏美學基礎、立體造型等方面素養(yǎng)。平時講課，只能對3D打印進行簡單的介紹，對于3D建模，也只能構(gòu)建些一些簡單的模型，對于復雜的作品卻束手無策，只能從3D打印等網(wǎng)站下載讓學生體驗，離高水平的3D創(chuàng)作還有很長的一段距離還走。

3.硬件設施問題

桂林市幾所技工院校，近年來先后獲批省級或國家級高技能人才基地建設項目，擁有數(shù)控車工、數(shù)控銑/加工中心、車工、電切削加工、模具制造、鉗工、3D打印、CAD/CAM、數(shù)控編程仿真模擬等多個實訓室，基本上能夠滿足3D打印綜合實訓條件。但是有了3D打印機后就完了嗎？沒有。就跟你普通打印機需要墨盒一樣，3D打印機要也需要材料，這個材料才是真正讓學校負擔不起的東西。而且3D打印精密度越高對材料的要求也就越高，價格也就越貴。3D打印綜合實訓，如何解決學生實訓耗材問題，也是擺在桂林市各所技工院校面前急需解決的問題。

4.課程體系問題

目前桂林市技工院校3D打印課程，只是將計算機課程與機械課程進行疊加，或是在數(shù)控技術(shù)課程上增加一個3D打印綜合實訓而已。課程的開設沒有結(jié)合相應企業(yè)的需求，以及遵循學生的認知規(guī)律。學校沒能根據(jù)自己學校3D打印專業(yè)特點開發(fā)相應的校本教材。桂林市幾所技工院?；臼歉髯詾閼?zhàn)，沒有構(gòu)建好相應的3D打印課程資料體系。

5.評價機制問題

3D打印由于還是新興的專業(yè)，人社部門還沒有進行相應的職業(yè)資格鑒定，學生技能考核評價體系還沒有建立，現(xiàn)在的評價也只能是學校單方面評價和單純的分數(shù)評價。評價標準比較單一，評價不能充分考慮學生的個體差異，從而使評價不盡合理。

6.學生出口問題

由于桂林乃至廣西，目前3D打印企業(yè)發(fā)展還不夠理想，3D打印專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)如果只是緊盯桂林市本地企業(yè)，要做到完全專業(yè)對口還非常困難。如果中職學生對口升高職或本科院校，但目前廣西還沒有相應的高校對口招生該專業(yè)畢業(yè)生。畢業(yè)生出口問題如果不能得到很好的解決，勢必影響3D打印專業(yè)的持續(xù)招生。

三、桂林市技工院校3D打印專業(yè)規(guī)劃

桂林市技工院校3D打印專業(yè)雖然還處于起步階段。但是只要共同做好3D打印專業(yè)整體規(guī)劃，努力探索良好的人才培養(yǎng)模式，桂林市技工院校必然迎來3D打印專業(yè)的美好明天。桂林市技工院校3D打印專業(yè)規(guī)劃如下。

1.做好頂層設計，優(yōu)化培養(yǎng)目標

桂林市相關(guān)技工院校在3D打印專業(yè)建設過程中，需要做好頂層規(guī)劃，使人才培養(yǎng)與桂林3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展相銜接。共同做好企業(yè)調(diào)研，了解各崗位技能要求，確定3D打印專業(yè)課程和教學內(nèi)容；了解當前和預測未來桂林企業(yè)對該專業(yè)的需求，確定辦學規(guī)模和辦學方向。只有做好科學論證，才能明確人才培養(yǎng)目標，避免專業(yè)建設的無用化。

2.改革培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系

桂林市高級技工學校主要將3D打印作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)中級工班的一門課程，而桂林市第二技工學校雖然在高級工班強化了3D打印相關(guān)課程的開設，但也只是簡單地將數(shù)控銑工以及3D打印進行簡單的疊加。我們應該創(chuàng)新課程設置結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合兩所學校的優(yōu)勢，在數(shù)控和機電等機械類中級工班，將3D打印作為一門興趣培養(yǎng)課，為3D打印高級工班挑選好苗子。在機械類高級工班，構(gòu)建完整的課程體系，課程體系既要維持與企業(yè)和行業(yè)發(fā)展同步，又要遵循學生認知規(guī)律。學校努力開發(fā)符合學校專業(yè)發(fā)展的“校本教材”，與企業(yè)合作，以工作任務為導向設計課程內(nèi)容，重點建設優(yōu)質(zhì)核心課程。構(gòu)建完整的3D打印資料庫，該資料庫包含學材、模型庫、課件、教案、微課等。這些資料各學校可以互相切磋、資源共享。

3.提升現(xiàn)有師資水平，打造雙師型教學團隊

要想實現(xiàn)3D打印人才培養(yǎng)目標，師資是關(guān)鍵。只有建立具備高素質(zhì)、高能力、具有創(chuàng)新意識的教學團隊，才能保證教學質(zhì)量。可以通過“請進來走出去”，請3D打印企業(yè)相關(guān)工程人員到學校培養(yǎng)師資，或讓學校教師到企業(yè)頂崗學習3D打印技能。其次，搞活內(nèi)育機制，讓學校機械教師和計算機平面設計教師互相培訓，機械教師培訓平面設計教師機械相關(guān)知識，平面設計教師培訓機械教師美學和三維建模等技能。兩方面的老師各取所長，補齊現(xiàn)有教師的短板。桂林市幾所技工院校也可以定期開展3D打印教學交流，實現(xiàn)資源共享。通過采取多種措施，打造3D打印專業(yè)帶頭人，培養(yǎng)骨干教師，努力構(gòu)建雙師型教學團隊。

4.學校、企業(yè)、教師、學生四方聯(lián)動，創(chuàng)建3D打印開放式實訓平臺

通過一體化與信息化教學，創(chuàng)建與3D打印實際崗位相匹配的實訓基地。實訓中的耗材問題，可以通過重載3D建模和打印3D打印機設置、脫機SD卡打印來解決，脫機打印就是不用鏈接電腦、只讀取SD卡中的內(nèi)容就能進行的打印。這樣做可以避免每個學生點擊電腦打印同一樣式作品，浪費材料。在一體化教學中，老師只是將小組中建模最優(yōu)秀的用SD卡拷貝進行打印，其他的只是拿來點評，指出不足。

5.構(gòu)建3D打印技能考核體系，創(chuàng)建多元評價機制

桂林幾所技工院校共同研討制定3D打印技能考核細則，內(nèi)容涵蓋3D建模、3D打印設置、3D打印精度、3D打印設備維護等。對學生評價機制進行創(chuàng)新，改分數(shù)評價為分數(shù)評價與技能評價相結(jié)合，改學校評價為學校、企業(yè)、社會三方評價。

6.深化校企合作，拓展就業(yè)渠道

加強與高校溝通，拓寬升學途徑。借鑒德國職業(yè)教育模式，將3D打印實訓基地最大限度地真實模擬，將3D打印場地變成企業(yè)實訓基地技能考核場所、雙師型教師鍛造地以及科技創(chuàng)新平臺。培養(yǎng)模式采取校企共育、訂單培養(yǎng)的模式。招生前廣泛調(diào)研，與企業(yè)簽訂定向就業(yè)協(xié)議，學生畢業(yè)合格即可到相應的單位就業(yè)。加強與廣西各職業(yè)院校溝通，拓寬學生升學途徑?，F(xiàn)有的中職學生對口升本科院校，暫時還沒有相應的3D打印專業(yè)，那么學院可以積極與廣西各職業(yè)院校溝通，打通這方面的上升通道。特別是可以加強與桂林市技師學院溝通，高級工班優(yōu)秀學生即可報讀他們的相應的大專班。只有解決了畢業(yè)生的出口問題，才能使桂林市技工院校3D打印專業(yè)的招生走上良性發(fā)展的軌道。

四、桂林市技工院校3D打印專業(yè)前景展望

隨著桂林市3D打印專業(yè)應用體系、雙師型師資團隊、技能評價體系、3D實訓共享平臺的建立以及學生良好就業(yè)和暢通升學渠道的形成，3D打印將顛覆傳統(tǒng)機械教育課堂，打開創(chuàng)作可操作模型的可能性，學生可以打印自己設計的各種機械零件、汽車零部件、模具零件等模型。特別是隨著各大高新技術(shù)企業(yè)紛紛在桂林建設基地，3D打印專業(yè)技術(shù)人才的需求將不斷擴大，桂林市各技工院校不再將3D打印作為一門體驗課程安排在數(shù)控中級工班，或是在數(shù)銑高級工班強化3D打印課程設置，成立專門的3D打印專業(yè)也將指日可待。美術(shù)基礎、色彩基礎、平面設計、立體造型、工業(yè)設計、3D打印設備維護等課程將安排進3D打印專業(yè)。3D打印應用技術(shù)、3D打印作品創(chuàng)作、3D打印設備維護等一批批高素質(zhì)人才將在這里誕生。3D打印專業(yè)將顯示其神奇魔力，吸引越來越多年輕人報讀3D打印專業(yè)。桂林市技工院校必將迎來3D打印專業(yè)蓬勃發(fā)展的美好春天。

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（作者單位：桂林市第二技工學校）endprint