桂林市技工院校3D打印专业发展的瓶颈与展望

唐迎春

摘 要：近年来，3D打印产业不断发展，而3D打印人才缺口巨大。为顺应市场对人才的需求，桂林市技工院校纷纷开设3D打印专业。但桂林市技工院校3D打印专业目前仍然存在培养方案设置不够科学、教师知识结构不够完备、课程体系设置不够合理、评价机制和学生出口仍存在问题、硬件虽够但耗材价格居高不下等发展瓶颈。针对此现状，本文分析提出桂林市技工院校3D打印专业发展的整体规划：优化培养目标，改革培养方案；优化课程体系；创建开放式实训平台；构建技能考核体系；创建多元评价机制；深化校企合作，拓展就业渠道。随着这些规划的实施，桂林市技工院校必将迎来3D打印专业蓬勃发展的美好春天。

关键词：3D打印 专业发展 瓶颈 规划 展望

近年来，随着我国制造技术创新发展，3D打印应用市场不断拓展，市场需求不断释放。与3D打印产业发展相比，3D打印专业人才培养尚处于萌芽状态，整个行业人才缺口巨大，无法提供强有力的人才支撑。为此，国家人力资源社会保障部在《关于做好2016年技工院校招生工作的通知》中提出，将3D打印技术应用列为技工院校新增专业，此举将为3D打印提供人才上的支持，为我国成为创新型大国提供强有力的人才保障。桂林市技工院校在充分了解3D打印技术人才的巨大需求后，纷纷向企业购置3D打印设备，增加3D打印专业，开设3D打印课程。

什么是3D打印呢？3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印又叫立体打印，与普通打印最大的区别是维度和耗材不同，普通打印是利用喷墨技术将平面图形打印在纸张上，而3D打印是三维的，用可黏合的材料，利用设计好的数字模型，通过多层打印，粘合成实体。3D打印又称增材制造，与传统减材和等材加工不同的是，增材制造是一个从无到有的创造。车、铣、刨、磨等减材加工，通过去除材料从而达到我们想要的实体。它们与3D打印相比，一方面需要浪费一部分材料，另一方面，对于一些复杂零件也无法加工出来。而等材加工如铸造、锻造、注塑等，在加工过程中，模具精度、技术积累都需要很长的时间累计。但是有了3D打印，只要你巧用计算机三维软件绘制出你的构想，就可以通过3D打印，将电脑蓝图打印出实形来。毋庸置疑，3D打印将是制造业向信息化、数字化发展的趋势性技术。

一、桂林市技工院校3D打印专业发展现状

桂林市技工院校3D打印专业建设尚处于起步阶段，开设院校只有桂林市高级技工学校和桂林市第二技工学校，且招生也是近两年才开始，人才培养规模偏小，专业设置不完善。

桂林市高级技工学校的培养目标是：本专业培养从事机械加工、数控加工及3D打印技术的一线技术工人。通过本专业学习，具有必备科学文化基础知识，掌握机械加工、数控技术和3D打印技术的基础理论，具有较强的相关设备的操作、维护技能及综合应用能力，在机械制造生产第一线工作的中级技能人才。主干课程有机械制图、计算机制图-AutoCAD、公差、机械基础、金属材料与热处理、机制工艺、电工电子、模具结构、数控加工与编程（数铣）、数控加工工艺学、UG设计、铣刨磨实习、数铣实习、3D打印实习。

笔者学校的培养目标是：面向桂林乃至广西制造企业的机械加工数控（特别是数铣方向）、3D打印服务业，培养德、智、体、美全面发展，掌握模具零件加工，强化数铣加工技能，掌握3D建模与3D打印知识与技能，具备3D打印技术应用能力，能够从事3D产品设计、三维扫描逆向造型、设备操作与维护等工作的数铣（3D打印）高级工应用型人才。主干课程有机械制图、机械基础、机械制造工艺、金属材料与热处理、极限配合与技术测量基础、数控加工、计算机制图-AutoCAD、PROE或UG、数控加工与编程（数铣）、模具结构、3D打印简介、立体造型、3D扫描技术、3D打印设备原理与维护、3D打印实训、数铣高级工考证综合实训。

笔者学校没有将3D打印专门列为一个专业，而是在传统数控专业基础上加入3D打印课程，没有系统性地安排3D打印教学。这样做的好处是可以很好地利用现有的师资和设备，将3D打印课程作为一门兴趣培养课，为将来学生从事3D打印相关工作起到一个抛砖引玉作用。但是这样做，只能让学生对3D打印有一个初步了解，走上工作岗位后，还得继续深入培训才能真正掌握3D打印技术。特别是美学基础、平面设计和立体造型知识的缺位，将导致学生学习先天不足，后劲发展也会受到严重的制约。

而笔者学校在教学计划设计上，不将3D打印单独作为中级工的一个专业或是数控技术应用中级工班的一门体验课程，而是设立数铣3D打印高级工班。数控技术和机电一体化等机械专业中级工班毕业生有意报读高级工，如果对3D打印有兴趣，可以报读数铣3D打印高级工班。数铣3D打印高级工班的学生由于在中级工班已学习了机械方面的知识，高级工班主要培养学生的美学素质和立体造型设计能力，特别强化训练学生数铣模具零件加工、3D建模和3D综合实训，同时介绍3D扫描和3D设备维护等相关知识。高级工考证主要考取数控铣工和3D建模软件高级工认证，使学生走上工作岗位后，不光能够用数控铣床熟练加工模具零件，还能从事3D打印应用相关的工作。而且由于学生既懂机械，又有立体造型方面的素养，学生将来不光可以从事数铣加工和3D打印相关专业，也可以往工业设计方向发展。但是教学计划如此安排，对我们的师资将是一个严峻的考验。

二、桂林市技工院校3D打印专业教育发展的瓶颈

1.培养方案问题

桂林市技工院校3D打印专业的开设，目前有两种主要的观点。一种认为目前由于桂林3D打印企业不多，如果单纯地设置3D打印专业，学生如果不去珠三角等沿海地区就业，在桂林很难找到合适的对口单位，因而只是将3D打印作為一门课程安排在数控技术专业，对3D打印做一些简单的介绍，告诉学生3D建模流程、简单的3D打印机操作与维护等知识，万一学生将来从事该行业，学生知道怎样去钻研。另一种观点认为，虽然现在桂林3D打印企业不多，但随着华为、中兴、浪潮等一批企业在桂林筹建科技园，3D打印发展只是一个时间问题，对3D打印专业人才的需求也会与日俱增。因而可以在技工院校机械类中级工班的基础上，增设数铣3D打印专业高级工班。在课程设置上，由于学生在中级工班已经学习了机械基础知识，高级工班主要强化数控铣工模具零件加工、美术功底、立体造型、3D建模、3D打印综合实训等。这两种观点各有道理又各有瓶颈。第一种观点比较接地气，现有的师资和设备基本上能够满足教学。第二种观点比较超前，但学院现有的师资大多从传统机械加工行业转型，能建模，但是没有美学功底，设计创新方面先天不足。或者就是平面设计老师出身，虽有良好的美学功底，但机械理论知识欠缺，工业设计仍欠火候，设计出来的东西功能未必合理。endprint

2.师资问题

桂林市与珠三角等沿海地区相比，制造业不够发达，技工学校老师接触3D打印的机会较少。现在桂林市技工院校3D打印任课教师，都是传统机械行业出身，到3D打印机生产厂家进行为期一两周的短期培训，回来就着手进行3D打印授课。由于没有经过系统的学习，授课教师普遍缺乏美学基础、立体造型等方面素养。平时讲课，只能对3D打印进行简单的介绍，对于3D建模，也只能构建些一些简单的模型，对于复杂的作品却束手无策，只能从3D打印等网站下载让学生体验，离高水平的3D创作还有很长的一段距离还走。

3.硬件设施问题

桂林市几所技工院校，近年来先后获批省级或国家级高技能人才基地建设项目，拥有数控车工、数控铣/加工中心、车工、电切削加工、模具制造、钳工、3D打印、CAD/CAM、数控编程仿真模拟等多个实训室，基本上能够满足3D打印综合实训条件。但是有了3D打印机后就完了吗？没有。就跟你普通打印机需要墨盒一样，3D打印机要也需要材料，这个材料才是真正让学校负担不起的东西。而且3D打印精密度越高对材料的要求也就越高，价格也就越贵。3D打印综合实训，如何解决学生实训耗材问题，也是摆在桂林市各所技工院校面前急需解决的问题。

4.课程体系问题

目前桂林市技工院校3D打印课程，只是将计算机课程与机械课程进行叠加，或是在数控技术课程上增加一个3D打印综合实训而已。课程的开设没有结合相应企业的需求，以及遵循学生的认知规律。学校没能根据自己学校3D打印专业特点开发相应的校本教材。桂林市几所技工院校基本是各自为战，没有构建好相应的3D打印课程资料体系。

5.评价机制问题

3D打印由于还是新兴的专业，人社部门还没有进行相应的职业资格鉴定，学生技能考核评价体系还没有建立，现在的评价也只能是学校单方面评价和单纯的分数评价。评价标准比较单一，评价不能充分考虑学生的个体差异，从而使评价不尽合理。

6.学生出口问题

由于桂林乃至广西，目前3D打印企业发展还不够理想，3D打印专业毕业生就业如果只是紧盯桂林市本地企业，要做到完全专业对口还非常困难。如果中职学生对口升高职或本科院校，但目前广西还没有相应的高校对口招生该专业毕业生。毕业生出口问题如果不能得到很好的解决，势必影响3D打印专业的持续招生。

三、桂林市技工院校3D打印专业规划

桂林市技工院校3D打印专业虽然还处于起步阶段。但是只要共同做好3D打印专业整体规划，努力探索良好的人才培养模式，桂林市技工院校必然迎来3D打印专业的美好明天。桂林市技工院校3D打印专业规划如下。

1.做好顶层设计，优化培养目标

桂林市相关技工院校在3D打印专业建设过程中，需要做好顶层规划，使人才培养与桂林3D打印产业发展相衔接。共同做好企业调研，了解各岗位技能要求，确定3D打印专业课程和教学内容；了解当前和预测未来桂林企业对该专业的需求，确定办学规模和办学方向。只有做好科学论证，才能明确人才培养目标，避免专业建设的无用化。

2.改革培养方案，优化课程体系

桂林市高级技工学校主要将3D打印作为数控技术专业中级工班的一门课程，而桂林市第二技工学校虽然在高级工班强化了3D打印相关课程的开设，但也只是简单地将数控铣工以及3D打印进行简单的叠加。我们应该创新课程设置结构形式，结合两所学校的优势，在数控和机电等机械类中级工班，将3D打印作为一门兴趣培养课，为3D打印高级工班挑选好苗子。在机械类高级工班，构建完整的课程体系，课程体系既要维持与企业和行业发展同步，又要遵循学生认知规律。学校努力开发符合学校专业发展的“校本教材”，与企业合作，以工作任务为导向设计课程内容，重点建设优质核心课程。构建完整的3D打印资料库，该资料库包含学材、模型库、课件、教案、微课等。这些资料各学校可以互相切磋、资源共享。

3.提升现有师资水平，打造双师型教学团队

要想实现3D打印人才培养目标，师资是关键。只有建立具备高素质、高能力、具有创新意识的教学团队，才能保证教学质量。可以通过“请进来走出去”，请3D打印企业相关工程人员到学校培养师资，或让学校教师到企业顶岗学习3D打印技能。其次，搞活内育机制，让学校机械教师和计算机平面设计教师互相培训，机械教师培训平面设计教师机械相关知识，平面设计教师培训机械教师美学和三维建模等技能。两方面的老师各取所长，补齐现有教师的短板。桂林市几所技工院校也可以定期开展3D打印教学交流，实现资源共享。通过采取多种措施，打造3D打印专业带头人，培养骨干教师，努力构建双师型教学团队。

4.学校、企业、教师、学生四方联动，创建3D打印开放式实训平台

通过一体化与信息化教学，创建与3D打印实际岗位相匹配的实训基地。实训中的耗材问题，可以通过重载3D建模和打印3D打印机设置、脱机SD卡打印来解决，脱机打印就是不用链接电脑、只读取SD卡中的内容就能进行的打印。这样做可以避免每个学生点击电脑打印同一样式作品，浪费材料。在一体化教学中，老师只是将小组中建模最优秀的用SD卡拷贝进行打印，其他的只是拿来点评，指出不足。

5.构建3D打印技能考核体系，创建多元评价机制

桂林几所技工院校共同研讨制定3D打印技能考核細则，内容涵盖3D建模、3D打印设置、3D打印精度、3D打印设备维护等。对学生评价机制进行创新，改分数评价为分数评价与技能评价相结合，改学校评价为学校、企业、社会三方评价。

6.深化校企合作，拓展就业渠道

加强与高校沟通，拓宽升学途径。借鉴德国职业教育模式，将3D打印实训基地最大限度地真实模拟，将3D打印场地变成企业实训基地技能考核场所、双师型教师锻造地以及科技创新平台。培养模式采取校企共育、订单培养的模式。招生前广泛调研，与企业签订定向就业协议，学生毕业合格即可到相应的单位就业。加强与广西各职业院校沟通，拓宽学生升学途径。现有的中职学生对口升本科院校，暂时还没有相应的3D打印专业，那么学院可以积极与广西各职业院校沟通，打通这方面的上升通道。特别是可以加强与桂林市技师学院沟通，高级工班优秀学生即可报读他们的相应的大专班。只有解决了毕业生的出口问题，才能使桂林市技工院校3D打印专业的招生走上良性发展的轨道。

四、桂林市技工院校3D打印专业前景展望

随着桂林市3D打印专业应用体系、双师型师资团队、技能评价体系、3D实训共享平台的建立以及学生良好就业和畅通升学渠道的形成，3D打印将颠覆传统机械教育课堂，打开创作可操作模型的可能性，学生可以打印自己设计的各种机械零件、汽车零部件、模具零件等模型。特别是随着各大高新技术企业纷纷在桂林建设基地，3D打印专业技术人才的需求将不断扩大，桂林市各技工院校不再将3D打印作为一门体验课程安排在数控中级工班，或是在数铣高级工班强化3D打印课程设置，成立专门的3D打印专业也将指日可待。美术基础、色彩基础、平面设计、立体造型、工业设计、3D打印设备维护等课程将安排进3D打印专业。3D打印应用技术、3D打印作品创作、3D打印设备维护等一批批高素质人才将在这里诞生。3D打印专业将显示其神奇魔力，吸引越来越多年轻人报读3D打印专业。桂林市技工院校必将迎来3D打印专业蓬勃发展的美好春天。

参考文献：

[1]王萍.3D打印及其教育应用初探[J].中国远程教育，2013（8）.

[2]王忠宏.中国3D打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横，2013（1）.

[3]高楠.3D打印技术在中职教育发展中的应用[J].新课程（下），2015（9）.

（作者单位：桂林市第二技工学校）endprint