3D打印在職教領域的應用
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摘要:本文主要分析了3d打印人才需求以及職業(yè)院校在3D打印專業(yè)建設現(xiàn)狀，針對3D打印專業(yè)在未來職教領域發(fā)展應用進行探究，為后續(xù)職業(yè)院校3D打印專業(yè)建設提供借鑒。
關鍵詞:3D打印職業(yè)教育專業(yè)建設
3D打印技術由于其在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、應用等領域的廣泛性快速得到發(fā)展并逐步向工業(yè)生產(chǎn)領域過渡，被譽為“第三次工業(yè)革命最具標志性的生產(chǎn)工具”［1］。3D打印在教育領域引用，給職業(yè)教育在教學手段和思維方面帶來了重大變革。但3D打印技術迅速發(fā)展與職業(yè)教育模式轉變處在一個過渡時期，職業(yè)院校針對此類職業(yè)人才培養(yǎng)還未形成較為成熟穩(wěn)健模式，均處于嘗試和探索階段［2］。因此，如何切實提升3D打印高職技術人才培養(yǎng)水平值得每一個職業(yè)教育者探索。
13D打印與人才需求分析
(1)3D打印技術分析3D打印技術目前初步應用于工業(yè)生產(chǎn)領域，并在建筑、生物、航空航天等領域得到了驗證性應用［3］?，F(xiàn)價段3D打印主要有三種方式:光固化(SLA)打印技術具有成型精度高、節(jié)約材料等優(yōu)點，其缺點是打印材料單一、成品光照易分解;選擇性激光燒結(SLS)打印技術可打印材料廣泛、機械強度高，但其高昂的成本決定該技術目前無法大面積在生產(chǎn)領域使用;熔融沉積(FDM)成本低、技術難度小，但其打印材料單一、成型精度差、強度差、對溫度敏感性高，一般僅限用于手工藝品，很難應用于生產(chǎn)領域。因此，3D打印技術短時間內(nèi)無法全面取代傳統(tǒng)加工制造技術，但是在單件小批量、個性化定制等生產(chǎn)方面具有無法比擬的優(yōu)勢。隨著學科技術不斷完善，3D打印將會被推向更高層面，其行業(yè)整體將會呈現(xiàn)精密化、智能化、通用化發(fā)展趨勢。3D打印在未來的發(fā)展很大程度上受限于產(chǎn)業(yè)鏈完整性，包括打印設備制造、打印材料研發(fā)與更新、軟件與智能控制技術。(2)3D打印人才需求分析。目前3D打印產(chǎn)業(yè)主要聚集在珠三角地區(qū)，占據(jù)整個行業(yè)80%市場份額，分布在各種行業(yè)中，人才需求非常大。但3D打印技術集CAD技術、計算機技術、數(shù)控、精密機械、電氣控制等多學科技術，技術復雜程度高，對于需求人才跨學科的綜合專業(yè)素養(yǎng)要求較高。針對3D打印技術及設備的研發(fā)、應用以及延伸所需的專業(yè)人才不盡相同。3D打印技術人才需求主要分為技術型人才、應用型人才和商業(yè)型人才:技術型人才主要聚集在產(chǎn)業(yè)鏈上游從事設備產(chǎn)品相關研發(fā)工作，此類人才專業(yè)綜合知識要求高;應用型人才聚集在產(chǎn)業(yè)鏈中部，銜接下游的商業(yè)型人才，主要解決3D打印機技術市場應用和行業(yè)問題，此類人才必須具備某一學科的專業(yè)知識，能夠融合3D打印相關學科內(nèi)容。結合職業(yè)教育特點、人才層次水平及3D打印產(chǎn)業(yè)應用現(xiàn)狀，高職院校應把培養(yǎng)應用型3D打印應用型人才作為首要目標。
23D打印職教領域應用現(xiàn)狀分析
(1)專業(yè)定位不準確。根據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結合目前產(chǎn)業(yè)市場的人才需求，高職院校著重培養(yǎng)3D打印應用型人才，而非專業(yè)的技術研發(fā)人才。目前，部分院校針對3D打印專業(yè)的人才培養(yǎng)定位錯誤，也未建立健全3D打印專業(yè)人才培養(yǎng)模式和機制，盲目的進行專業(yè)實施，造成專業(yè)教育與市場需求脫節(jié)，阻礙院校專業(yè)建設發(fā)展。(2)專業(yè)基礎薄弱。目前，高職專業(yè)教師多數(shù)缺乏跨學科領域?qū)I(yè)知識綜合應用能力，還不能完全熟練掌握3D打印相關技術。尤其在我國的中西部地區(qū)，相關師資未經(jīng)過系統(tǒng)學習和培訓，從事該領域師資嚴重不足。3D打印誕生于國外，國內(nèi)目前還未有專業(yè)從事相關技術研究的學術機構，也未有相應專業(yè)人才培養(yǎng)先例。眾多職業(yè)院校盲目增開3D打印專業(yè)，未經(jīng)過合理有效論證，缺少適合職業(yè)教育的3D打印專業(yè)課程與教材。高職院校人才培養(yǎng)未能與地方經(jīng)濟相融合，無法為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展提供所需人才。
3高職教育應用探究
在《中國制造2025》規(guī)劃中指出，3D打印將成為實現(xiàn)智能制造的重要技術手段，由此職業(yè)教育必須深化改革，以培養(yǎng)面向智能型、創(chuàng)新型人才為目標，作為未來先進技術產(chǎn)業(yè)，其人才培養(yǎng)和專業(yè)建設更應如此。針對3D打印技術在高職教育領域應用提出以下建議:(1)專業(yè)依托建設目前我國高職院校并未開設3D打印專業(yè)課程，而系統(tǒng)專業(yè)建設不可能憑空架構，應以現(xiàn)有相近強勢專業(yè)為基礎，不斷豐富、完善。以安慶職業(yè)技術學院為例，該院機電專業(yè)經(jīng)過較長時間發(fā)展建設，在實踐教學、核心課程體系設置等方面積累了豐富經(jīng)驗。3D打印綜合了機械、電子、編程等多學科，其專業(yè)基礎與機電基本一致。由此該院3D打印專業(yè)建設應依托機電專業(yè)合理設置優(yōu)化課程、配置資源，同時根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求，3D打印專業(yè)在核心專業(yè)課程設置方面應與傳統(tǒng)機電專業(yè)區(qū)別對待，在傳統(tǒng)機電專業(yè)基礎上融入3D打印專業(yè)核心課程。(2)教學模式革新。3D打印易于將虛擬設計快速物化，極為方便快捷對教學、設計進行分析論證，方便學生直觀學習，因此此類專業(yè)學習應結合具體項目式實施。3D打印教學可根據(jù)杜威“做種學”思想，學生在老師引導下逐步完成項目，即采用項目式教學。3D打印項目式教學，包含準備、實施、反饋三階段。教學準備在項目式教學中最為關鍵，教師對教學項目構思、細化、項目實施的可行性等都要做好充分準備，并全面評估學生對硬、軟件掌握情況，合理設置細化教學項目。教學實施是最為核心環(huán)節(jié)，設置項目布置任務，引導學生獨立完成，這就要求學生能獨立使用相應的軟、硬件設備，需要教師要密切觀察學生學習狀況，適時引導幫助學生完成教學項目。職業(yè)教育注重技術性應用，鍛煉學生職業(yè)行為能力，需要學生在學習中不斷改進，教師可以組織學生互評、尋找差距，真正做到教學互相促進。
4結語
隨著3D打印不斷發(fā)展和商業(yè)推廣，批量的個性化定制將會成為未來工業(yè)生產(chǎn)主流模式，技術人才需求也會急劇增長，院校專業(yè)建設亟待探索完善。本文主要分析了目前職業(yè)院校3D打印專業(yè)建設現(xiàn)狀，為后續(xù)職業(yè)院校3D打印專業(yè)建設、完善提供借鑒。
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作者:單家正 畢忠 梁楊坤 單位:安慶職業(yè)技術學院