​一线教师谈3D打印人才培养：职业院校专业建设面临的问题与探索实践

中职学校开设增材制造专业面临的问题

1.学生情况分析

中职学生基础薄弱且对职业的认知程度不高。很多学生不了解自己所学的专业，不知道将来要从事什么样的职业，对于就业处于被动接受的状态，没有主动去了解职业和做好职业规划的想法。有些学生甚至害怕就业，学习期间也因为方向不明确而缺乏学习动力。

2.教师和教学现状分析

（1）教师情况。中职增材制造技术应用专业通常成立时间较晚，很多学校师资力量不足。现有增材制造技术应用专业教师虽然接受过相关培训，对新兴专业有浓厚的热情，但实践经验不丰富，存在边讲边学的情况，教师业务能力有待提高。

（2）教学现状。中职增材制造专业还未形成成熟的、适用于中职学生的课程体系。如机械行业从业人员要求掌握正向建模和逆向出图能力，这需要扎实的专业知识作为基础，要求学生掌握机械制图、互换性与测量技术、机械原理、材料力学等专业知识，较适合大专及以上层次院校学生。中职增材制造技术应用专业的教学重点通常是使学生掌握打印设备或扫描设备的使用和维护，学生毕业后难以达到机械行业对人才的需求。因此，中职阶段应根据学生学情设计课程，调整教学目标。

3.专业建设及发展中存在的问题

作者总结了中职学校在增材制造专业建设及发展中存在的问题，具体包括如下5个方面。

（1）学生就业压力大。有些中职学校的增材制造专业开设了“3D打印技术”“3D打印设备操作与维护”“正向建模”“逆向工程”等课程，学生毕业后只能进行桌面级3D打印设备的操作和维护。但桌面级3D打印设备的操作比较简单，企业为此配备的专业维护人员也较少，学生就业压力大。

（2）学生能力无法满足岗位需求。3D打印设备的操作和维护不仅要求人员具备专业知识，还要求具备跨学科的综合能力。如在正畸牙套的制作过程中，应用了逆向建模和3D打印技术，要求从业人员具备一定的医学知识，这对中职学生来说几乎是“不可能完成的任务”。

（3）课程设置不合理。由于经验不足，许多中职学校的增材制造技术应用专业在课程设置上存在不系统、不合理等问题。

（4）课程难度与学生接受能力不匹配。若仅从增材制造行业的整体应用情况来设计课程，会增加中职学生的学习难度，使学生丧失学习

兴趣。

（5）专业方向不明确。有些中职学校在招生压力下开设了增材制造相关专业，但缺乏明确的就业方向，专业建设和课程设置混乱。

中职学校增材制造专业建设的探索和实践

针对目前中职学校在增材制造专业建设中所面临的问题，很多学校进行了相应的改进和调整，体现在如下两方面。

1.立足现有条件，整合最优资源

按照成型技术原理，增材制造技术可划分为熔融沉积成型技术、选择性激光烧结技术、立体光固化技术、选择性激光熔化技术等。中职学校应根据自身实际情况，选择其中某几种设备或某个方向进行专业建设。

2.满足学生学习要求并提供继续深造的可能

在开设新专业前，应根据当地实际经济情况进行充分的市场调研，既要符合当地经济发展状况，也要符合中职学生的学习能力，使专业建设满足学生要求，为中职学生继续深造奠定基础。

专业建设实践及成效

太原市交通学校针对增材制造专业建设和发展中存在的问题，进行了相应的实践和探索，并取得了一定成效。

1.市场调研及分析

目前，太原市增材制造行业市场规模有限，现有的设备操作和维护岗位不充足，无法满足中职学生就业需要。太原市交通学校在专业技术应用层面进行了开拓式调研，增材制造岗位及其工作任务如下表所示。目前，太原市具备一定规模的广告企业、模型制作企业有上百家。作者调研了其中多家广告公司和模型制作公司，了解了相关企业的人员缺口情况和招聘条件，具体如下。

（1）设备操作人员。要求安全操作相关设备（如木雕机、激光雕刻机、UV平板机等）。

（2）安装调试人员。要求能吃苦耐劳，将产品交付给客户。

（3）模型制作人员。掌握普通模型（广告模型）的制作方法，具有团队协作精神，完成产品制作。

（4）产品工艺编制及设计人员。能够操作行业常用软件，有一定设计能力（能够灵活使用素材库的元素进行产品设计）。

增材制造岗位及其工作任务

作者在调研中发现，广告企业的增材制造相关岗位需求与太原交通学校增材制造专业培养目标一致，若增加该方向的人才培养，不仅能改善目前岗位不足的现状，还能充分发挥太原市交通学校的优势（太原市交通学校的美术设计专业教学经验较丰富）。

作者在调研中还发现，传统的模型制作过程受到比例、材料及工艺的限制，存在手工制作难度高、成本高、精度低的问题。如果引入3D打印技术，则会降低模型在制作过程中的成本，同时大幅提高制作精度，也降低了对技术工人的要求。例如，传统的发光字、发光图案边缘的细小部分要靠有经验的技师手工修整，不仅难以达到理想的效果，而且难以制作出理想的发光效果。

应用3D打印技术，不仅能使字体和图案边缘整齐，而且可以添加各种不同效果。传统的地形制作通常由人工用纸片粘接完成，地形的准确性较低，人工成本较高。通过3D打印技术，不仅能节约人工成本，还能大幅提高地形的准确性，减轻产品质量，便于运输和安装。针对以上行业需求，太原市交通学校调整专业人才培养目标为模型制作、广告行业输出人才与技术。同时也能为深度的校企合作打下良好的基础。

2.实训设备及场地建设

太原市交通学校根据市场需求，建设了有针对性的3D打印实训室。实训室内目前有大量用于开展教学的桌面级3D打印机、用于学生进行打印上色练习的模型素坯；还配合图形工作站购入了高精度桌面级3D打印机，用于高精度模型建模及制作的教学；还配备了发光字围边打印机，用于发光字、发光图制作教学；某型号快速成型机，用于木模制作和各类仿铜、仿石效果教学。此外，还有树脂机、食品打印机等。众多专业设备不仅方便了教学，还开阔了学生视野。

为使学生更快适应行业，太原市交通学校还购入了木雕机、激光雕刻机、UV平板机等广告行业的通用设备，为学生进入社会提供了更全面的帮助。

3.师资建设及专业设置

在师资建设方面，太原市交通学校组织教师到北京某公司进行3D打印机的操作培训，受训教师不仅学习设备操作，还学习和了解了快速成型设备在市场中的应用。在太原奥蓝公司的企业实践活动中，教师不仅学到了相关技术，也了解了企业的人员需求，为毕业生就业进行了摸底。

此外，太原市交通学校增材制造专业还根据市场需求进行了多种尝试，如与机械类专业、美术类专业进行跨界合作，与开设增材制造相关专业的学校进行交流学习，与山西省高职院校进行合作办学等。

机械类专业注重培养学生建模、逆向工程和设备的操作与维护能力；美术类专业注重培养学生地形及模型的手工制作、上色及相关设计能力。在与这两个专业的跨界合作中，打破了专业课程体系建设的常规，借鉴IHK（德国工商会）培训模式，在学生一年级时，开设“模型制作”“模型上色”“3D打印基础”“正向建模”等课程，并组建课外兴趣小组，同时安排学生到企业进行参观学习。使学生在入学初期就有充足的实践机会，不仅激发了学生的学习热情，而且使学生对专业形成了较为明确的认知。在学生二年级时，开设“逆向建模”“3D打印机维护”“逆向扫描”“CAD及制图”“电工电子”“设计原理”“机械基础”等课程。从二年级第2学期开始，学生可以选择方向，如学生有意选择继续深造，其学习内容将偏向机电类课程，为将来进入更高阶段学习打牢基础；如学生有意选择就业，则进行强化技能类的教学。在三年级第1学期开设“毕业设计”“艺术设计”两门课程，并帮助学生在毕业前完成一个完整的作品。经过以上调整，毕业生不仅可以很好地服务于当地的模型制造、广告企业，也可以利用所学技能自主创业。

目前，太原市交通学校已有学生进入广告公司实习，学生反映在学校期间的学习为工作积累了一定的基础，所学技能能够满足实习需要，还有个别学生希望将来能够自主创业。

结语

在中职学校中，专业的发展是否能紧跟时代步伐关系着每名学生的成长和成才。多专业的教学融合是专业发展的创新改革和尝试。课程融合有效消除了传统教学的弊端，激发了学生学习的积极性。通过教育实践，作者认为专业融合还有进一步提升的空间，在对接行业、企业发展方面，还有更多有益实践值得尝试。

在3D打印技术参考看来，太原市交通学校在增材制造专业建设方面无疑具有引领性的作用，对于众多职业院校开展本技术的人才培养具有指导意义，学校不仅要育人，更要为学生学有所用负责。