基于增材制造(3D打印)的高職院校機(jī)械制造及自動(dòng)化人才專業(yè)培養(yǎng)方案探究及實(shí)踐

楊振國(guó) 文學(xué)紅 石亞平 陳思濤 唐順

摘要：隨著信息技術(shù)和智能制造的創(chuàng)新和發(fā)展，增材制造（3D打?。┳鳛橐豁?xiàng)新技術(shù)，促進(jìn)了傳統(tǒng)制造業(yè)的全面轉(zhuǎn)型升級(jí)。本文闡述了目前基于增材制造（3D打印）的機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)的人才需求、人才培養(yǎng)現(xiàn)狀與問(wèn)題，并針對(duì)人才培養(yǎng)中的問(wèn)題提出了人才培養(yǎng)方案制訂、課程體系調(diào)整、專業(yè)教師培養(yǎng)、校企協(xié)作開(kāi)發(fā)教學(xué)項(xiàng)目等具體的對(duì)策與措施。

關(guān)鍵詞：高職院校;增材制造;機(jī)械制造與自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TQ171.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。只有依靠機(jī)械制造業(yè)的強(qiáng)力支撐和設(shè)備的有力保障，各個(gè)產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)發(fā)展。目前，基于增材制造（3D打?。┑臋C(jī)械制造及其自動(dòng)化經(jīng)過(guò)發(fā)展已經(jīng)邁上了新臺(tái)階。信息技術(shù)的升級(jí)充實(shí)了機(jī)械制造學(xué)科的體系和理念?？萍己蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展帶動(dòng)了企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平的進(jìn)步，而人才的數(shù)量越來(lái)越無(wú)法滿足市場(chǎng)的要求。當(dāng)前，從高職院校走出來(lái)的人才無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要，尤其是基于增材制造（3D打?。┑母呗氃盒C(jī)械制造業(yè)的人才培養(yǎng)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1 人才需求分析

1.1 需求量方面：市場(chǎng)亟需高技能人才

根據(jù)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)技術(shù)和技能人才的需求分析，3D打印設(shè)備是十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)我國(guó)從裝備制造大國(guó)轉(zhuǎn)變成裝備制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)的核心要素。依據(jù)工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財(cái)政部研究制定的《國(guó)家增材制造業(yè)發(fā)展促進(jìn)計(jì)劃（2015-2016）》，為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)增材制造（又稱3D打?。┤瞬诺钠惹行枨螅呗氃盒Ｆ惹行枰囵B(yǎng)和掌握增材制造技術(shù)，具備較強(qiáng)的三維設(shè)計(jì)和制造能力，適應(yīng)創(chuàng)新生產(chǎn)、建設(shè)和服務(wù)第一線經(jīng)營(yíng)管理需要的高素質(zhì)技術(shù)人才。

目前，高職院校機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)生人數(shù)不能滿足機(jī)械行業(yè)的規(guī)模，專業(yè)技術(shù)人才稀缺。可見(jiàn)，基于增材制造（3D打印）的機(jī)械制造人才未來(lái)仍有較大需求[1]。因此，培養(yǎng)高素質(zhì)的機(jī)械制造應(yīng)用型人才迫在眉睫?；谠霾闹圃欤?D打印）的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需要對(duì)口的人才，而復(fù)合型人才是現(xiàn)代企業(yè)亟需的，這就要求人員必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、深厚的工程經(jīng)驗(yàn)、熟練的專業(yè)技能。

高職院校機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)以增材制造（3D打?。榛A(chǔ)的學(xué)生，不僅要掌握讀圖、繪圖、計(jì)算機(jī)畫(huà)圖等技能，還要熟悉相關(guān)軟件的實(shí)際操作，掌握常用機(jī)械設(shè)備的操作能力、檢測(cè)和分析能力[2]。

1.2 需求結(jié)構(gòu)方面：結(jié)構(gòu)性矛盾突出

我國(guó)企業(yè)雖然擁有豐富的勞動(dòng)力資源，但生產(chǎn)線工人的技術(shù)素質(zhì)不高，中高級(jí)技術(shù)人員的比例與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距?？梢钥闯?，高職機(jī)械制造專業(yè)，特別是基于增材制造（3D打?。┑膶I(yè)，將越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注和認(rèn)可。

2 人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與問(wèn)題

目前，以基于增材制造（3D打?。榛A(chǔ)的機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)人才匱乏。因此人才培養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)從以下5個(gè)方面著手改進(jìn)。

第一，學(xué)校學(xué)習(xí)與工作實(shí)際不能很好銜接。高職院校的人才培養(yǎng)方向偏離了企業(yè)的崗位需求，學(xué)生在學(xué)校得到的知識(shí)和技能無(wú)法快速勝任實(shí)際工作崗位。3D打印等技術(shù)不斷升級(jí)革新，但教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重落后于實(shí)際崗位技能標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生不能掌握尖端技術(shù)的應(yīng)用以至于滿足不了現(xiàn)代企業(yè)的需求。

第二，學(xué)生的非智力因素的影響被忽視，只專注對(duì)學(xué)生技能的培養(yǎng)。專業(yè)培養(yǎng)是為了讓學(xué)生德、智、體全面發(fā)展的同時(shí)，還具有豐富的專業(yè)知識(shí)、扎實(shí)的技能基礎(chǔ)。由于缺乏素質(zhì)教育，部分學(xué)生往往缺乏耐性，缺乏長(zhǎng)期實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。

第三，生源雖然在不斷增加，但培養(yǎng)的目標(biāo)不清晰。近年來(lái)，高等職業(yè)教育招生越來(lái)越多，但定位和培養(yǎng)目標(biāo)不夠準(zhǔn)確、清晰，與工作實(shí)際和崗位要求不匹配。企業(yè)和行業(yè)沒(méi)有充分參與院校制定培養(yǎng)目標(biāo)的過(guò)程，主導(dǎo)作用發(fā)揮不出來(lái)，因此很大程度上影響了畢業(yè)生的培養(yǎng)和就業(yè)質(zhì)量。

第四，高職院校需要進(jìn)一步強(qiáng)化教師的實(shí)踐技能。目前高職院校具有出色實(shí)踐技能的教師并不多。師生之間的不平衡比例不利于高技能人才的培養(yǎng)發(fā)展。

第五，校企聯(lián)動(dòng)機(jī)制不健全。學(xué)校與企業(yè)之間的緊密合作可以有效地促進(jìn)職業(yè)教育的持續(xù)健康發(fā)展。當(dāng)前，院校與公司之間的合作非常頻繁。但尚未建立牢固的、系統(tǒng)的長(zhǎng)期校企合作關(guān)系。在實(shí)習(xí)期間，大多數(shù)學(xué)生會(huì)執(zhí)行簡(jiǎn)單的重復(fù)性任務(wù)，缺少能動(dòng)性，不能很好地適應(yīng)實(shí)際工作。

3 方案和措施

要解決專業(yè)培養(yǎng)中的問(wèn)題，以適應(yīng)增材制造（3D打?。┍尘跋缕髽I(yè)對(duì)機(jī)械制造業(yè)高技能人才的需求，就要從以下幾方面入手。

3.1 結(jié)合行業(yè)需求，制定培訓(xùn)方案和模式

隨著3D打印制造業(yè)的發(fā)展和對(duì)人力資源職位要求的不斷改變，不僅是高職院校，還有企業(yè)技術(shù)教師都需要進(jìn)行人才需求調(diào)查，并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析。專業(yè)人才培養(yǎng)模式既要滿足崗位結(jié)構(gòu)的需求，又要滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求，因此，在培訓(xùn)計(jì)劃中要落實(shí)提高人才適應(yīng)性的理念。

同時(shí)，組織職業(yè)學(xué)校和企業(yè)技術(shù)教師來(lái)進(jìn)行人力資源需求調(diào)查，并根據(jù)需要建立專門(mén)的人力資源培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。

3.2 完善課程體系和調(diào)整課程設(shè)置

第一，把培養(yǎng)專業(yè)崗位技能作為加強(qiáng)專業(yè)課程體系建設(shè)的核心，明確本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)是高層次技能型人才。要堅(jiān)持實(shí)事求是精神，重塑課程教學(xué)內(nèi)容體系，充實(shí)理論知識(shí)，并根據(jù)技術(shù)發(fā)展調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

第二，打造課程體系要以專業(yè)能力為基石的，完善智能技術(shù)、數(shù)字技術(shù)還有信息技術(shù)的教育。要持續(xù)加快推進(jìn)職業(yè)技能課程的改革，適應(yīng)工業(yè)企業(yè)的人才需求，課程模塊的設(shè)置契合崗位的能力要求。依據(jù)國(guó)家對(duì)高等職業(yè)教育發(fā)展規(guī)劃的要求，可設(shè)立不同的專業(yè)課程體系。制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)就會(huì)產(chǎn)生智慧工廠，而智慧工廠需要的是復(fù)合型人才，他們不僅要熟悉產(chǎn)品設(shè)計(jì)，還要了解數(shù)控技術(shù)、編程軟件的操作以及生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化管理。中國(guó)要從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，首先要不斷創(chuàng)新，只有把“創(chuàng)新”擺在制造業(yè)發(fā)展的首要位置，才能打造出一支具有創(chuàng)新能力的高技術(shù)技能的復(fù)合型人才隊(duì)伍。大多數(shù)學(xué)生喜歡練習(xí)而不是動(dòng)腦，因此要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)因材施教[3]。通過(guò)搭建機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽的平臺(tái)來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)參加，進(jìn)而提高他們的創(chuàng)新意識(shí)、思維和能力。

第三，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)，積極發(fā)展現(xiàn)代學(xué)徒制教育模式。注重工學(xué)結(jié)合，使專業(yè)課和基礎(chǔ)課交叉重疊，增加實(shí)踐課學(xué)時(shí)[4]。把實(shí)踐技能培訓(xùn)為主要內(nèi)容來(lái)適應(yīng)企業(yè)的崗位需求和專業(yè)性質(zhì)。堅(jiān)持以專業(yè)發(fā)展要求和學(xué)生自身的能力標(biāo)準(zhǔn)為牽引，實(shí)現(xiàn)實(shí)用型人才的培養(yǎng)。

3.3 加強(qiáng)專業(yè)教師培訓(xùn)

要采用培訓(xùn)和引進(jìn)的組合方式，確立專業(yè)教師培訓(xùn)方案，鼓勵(lì)和支持專業(yè)教師進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)，積累工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而提高自身能力;加強(qiáng)教職工的道德培訓(xùn)，讓教職工參與相關(guān)課程的制定，提高他們的教學(xué)能力。

3.4 校企共同研究教學(xué)項(xiàng)目

根據(jù)技術(shù)發(fā)展以及生產(chǎn)要求，設(shè)立具有豐富實(shí)踐色彩的機(jī)械制造綜合課程、智能化設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)有助于培養(yǎng)學(xué)生的崗位適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造專業(yè)的發(fā)展具有重要意義。我國(guó)高等職業(yè)教育要深化校企合作，探索切實(shí)有效的校企合作模式，加強(qiáng)與企業(yè)的實(shí)質(zhì)性深入合作。實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目有利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和技能提高，也有利于為企業(yè)提供有力的技術(shù)服務(wù)。邀請(qǐng)優(yōu)秀企業(yè)和高水平技術(shù)人才入校，共同建立人才培養(yǎng)目標(biāo)，合作開(kāi)發(fā)課程，講解先進(jìn)技術(shù)知識(shí)。同時(shí)讓專業(yè)師生走進(jìn)企業(yè)去接觸實(shí)踐生產(chǎn)一線的先進(jìn)技術(shù)，明確自身崗位能力需求，通過(guò)實(shí)習(xí)的方式，真正實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”的有機(jī)結(jié)合。

3.5 聘請(qǐng)企業(yè)工程師作為兼職教師，參與專業(yè)課程的教學(xué)

企業(yè)工程師具有深厚的工作經(jīng)驗(yàn)，因此把他們請(qǐng)來(lái)參與專業(yè)課程的教學(xué)能使學(xué)生所學(xué)知識(shí)與未來(lái)崗位無(wú)縫銜接，通過(guò)大量講解工作實(shí)例，真正做到“工學(xué)結(jié)合”。制定出合理的專業(yè)課程，扎實(shí)培養(yǎng)學(xué)生三個(gè)層次能力，即專業(yè)基本能力（包括基本繪圖能力、機(jī)械零件普通加工能力、機(jī)械零件普通檢測(cè)能力、機(jī)械零件基本分析能力、機(jī)械零件普通檢測(cè)能力）;專業(yè)核心能力（包括機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、三維逆向反求能力、3D打印制造能力、機(jī)械零件精密檢測(cè)能力、機(jī)械零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化能力）;專業(yè)綜合能力（包括增材設(shè)備的使用能力、增材設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)能力）。

3.6 強(qiáng)化課程思政教育

第一，聚焦高校育人的價(jià)值本源，既為社會(huì)培養(yǎng)具備專業(yè)技能的人才，也促進(jìn)學(xué)生的自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)和全面發(fā)展，通過(guò)挖掘課程的價(jià)值意蘊(yùn)，把育人目標(biāo)落實(shí)到課堂教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)本體價(jià)值和工具價(jià)值的統(tǒng)一;回歸教育初心，以課堂為主渠道，將學(xué)科資源、學(xué)術(shù)資源、教師資源、社會(huì)資源等都轉(zhuǎn)化為育人資源，實(shí)現(xiàn)育人和育才的統(tǒng)一，從而促進(jìn)人的自由全面發(fā)展。

第二，通過(guò)組建“思政課教師+專業(yè)教師+輔導(dǎo)員+企業(yè)導(dǎo)師”多學(xué)科背景的教學(xué)團(tuán)隊(duì)等多種措施，建設(shè)一支具有自覺(jué)德育意識(shí)和較強(qiáng)德育能力的教師隊(duì)伍，在課程教學(xué)中主動(dòng)研究，加強(qiáng)思想政治教育。由學(xué)校老師和企業(yè)工程師根據(jù)崗位需求制定專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)，將價(jià)值導(dǎo)向和知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)有機(jī)融合為一體，將思想價(jià)值引領(lǐng)貫穿課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、備課實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)等教育教學(xué)全過(guò)程。

第三，根據(jù)不同專業(yè)課程性質(zhì)與特點(diǎn)，把握好所要挖掘拓展的重點(diǎn)。向?qū)W生宣講裝備企業(yè)的負(fù)責(zé)人或創(chuàng)業(yè)者的成功事跡，突出培育求真務(wù)實(shí)、實(shí)踐創(chuàng)新、精益求精的工匠精神，培養(yǎng)學(xué)生踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心專注、吃苦耐勞、追求卓越等優(yōu)秀品質(zhì)，成長(zhǎng)為心系社會(huì)并有時(shí)代擔(dān)當(dāng)?shù)募夹g(shù)型人才[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，太空打印、生物打印（生物增材制造）是增材制造兩個(gè)具有引領(lǐng)性的重大研究方向，它們既關(guān)系到我們的太空科技及生命科學(xué)前沿，又直接關(guān)系到我們的國(guó)防安全、醫(yī)療健康，而充足的3D打印制造專業(yè)的人力資源是未來(lái)順利實(shí)現(xiàn)太空打印、生物打印目標(biāo)的關(guān)鍵核心[6]，高職院校必須與時(shí)俱進(jìn)，準(zhǔn)確定位基于增材制造（3D打印）的機(jī)械制造及自動(dòng)化人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)具有匠心精神、適應(yīng)企業(yè)需求的高新技術(shù)創(chuàng)新人才。

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