3D打印技术产业应用型人才培养模式探析

高群 郑家霖

摘 要 通过总结国内3D打印技术产业化问题，探究3D打印技术行业所亟需的技术型人才、应用型人才以及商业型人才在产业链中的具体角色与要求，从职业教育视角分析目前3D打印技术行业的应用型人才需求困境。借鉴美国、德国职业教育经验，提出教学平台共建、高校师资培训、科技成果转化、校园科技活动、就业促进工程，构建“五位一体”3D打印技术产业应用型人才培养模式。

关键词 职业教育;3D打印技术产业;应用型人才;培养模式

中图分类号 G710 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2015）29-0020-04

作者简介

高群（1981- ），女，福州大学经济与管理学院副教授（福州，350108）;郑家霖（1990- ），男，福州大学经济与管理学院硕士研究生

基金项目

福建省社科规划基金项目“基于技术路线图思维的福建省3D产业联盟协同创新机制的研究”（2014A036），主持人：高群;国家自然科学基金青年项目“产学研合作成效影响机理及提升策略研究”（71403054），主持人：欧忠辉;福建教育科学“十二五”规划课题“研究生职业培养主动行为研究——基于福建省16所高校的实证观察”（FJJKCGZ14-039），主持人：高群

一、引言

3D打印技术又称增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术[1]，体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是先进制造业的重要组成部分。经过多年发展，这一技术在我国航空航天、汽车、生物医疗、文化创意等领域得到初步应用，涌现出一批具备一定竞争力的骨干企业。但是，3D打印技术产业化仍处于起步阶段，与先进国家相比存在较大差距。目前国内3D产业在核心技术及工艺材料与设备操作上还存在技术瓶颈。国内部分3D打印机的激光器、振头等关键器件以及相关的工艺技术、材料技术均落后于发达国家，这部分的研发需要多学科协同创新推进。此外，对3D设备的操作者也提出了不同于普通加工设备使用的技能要求，要求操作者不但要会使用较为复杂的3D设备，还要掌握三维数据处理软件、工业建模软件等，目前存在巨大的行业人才缺口。

二、3D打印技术产业人才需求分析

（一）技术型人才

这种人才位于产业链上游，主要从事与3D打印技术相关的开发和研究，用于工艺上的提升、打印材料的研究以及打印设备的开发。3D打印技术是机械工程、计算机技术、数控技术、材料科学、生物工程等多学科技术的集成。目前，我国的3D打印技术研究力量主要集中在几所高校，其中，华中科技大学研究重点主要在激光粉末烧结技术，清华大学侧重塑料堆积技术和生物医学领域，北京航空航天大学和西北工业大学主要集中在金属3D打印设备的开发，而西安交通大学的优势在于光固化领域。各高校间多学科协同创新缺乏、交叉学科的科研课题匮乏，这些都限制了3D打印复合型技术人才的培养。

（二）应用型人才

应用型人才作为技术和市场的中介，位于产业链的上游和中游。这种人才具有某一学科坚实的专业基础，又能将这一学科的专业基础与3D打印技术充分融合，主要侧重于机械制造、机械控制、软件算法以及材料配方等与市场客户需求紧密相关的技术应用层面。现有国内的大学、大中专院校还未开设有关3D打印技术的专业课程，学生所掌握的3D打印技术较少，对3D打印的理论体系、机械架构、制作过程缺乏深入的了解，从而造成了应用型人才紧缺的现状。

（三）商业型人才

商业型人才作为技术与市场的汇总者，位于3D打印技术产业链的下游部分。作为3D打印技术产业的商业型这种人才需要对3D打印技术及其产业链运作有着深刻的了解，拥有丰富的市场和商业的知识与实践能力，能从3D打印技术的应用入手，结合自身企业的实际情况和优势，与市场需求有机结合，准确定位自身的发展方式方法，整合创新出适合于本企业发展的商业模式。

技术型、应用型、商业型人才归纳，如表1所示。

三、3D打印技术产业应用型人才培养困境

随着3D打印技术产业的不断发展，3D打印技术在传统教学中的应用已经悄然兴起。例如，工程设计系的学生用来制造原型产品，历史系的学生用来还原文物，车辆工程的学生可以用来打印汽车零部件用于观察，地理系的学生可以通过这一技术绘制真实的地势图和人口分布图，生物系的学生可以打印出细胞、器官等生物标本。然而，3D打印技术在发展过程中，有许多现实困境不容忽视。

一是缺乏教学平台。教学平台建设是学科发展的基础。国内职业院校由于实验设备长期落后，教学经费紧张，而3D打印设备又较为昂贵，许多学校无力引进相关3D打印设备，建立3D打印技术教学平台。3D打印技术属新兴产业，学校对此认识不足，存在教学盲点，无法整合3D打印技术相关教学资源。传统制造业企业对于3D打印也存在误解，缺乏实际应用，更无法提供实践指导。因此，3D打印技术经过多年的发展，仍未有效引入教学实践。

二是师资力量薄弱。国内职业院校的师资队伍多为专职教师，缺少企业实践经验。此外，3D打印技术缺乏普及，且无专门学科专业培养3D打印技术教学人才，而本身产业中又存在着技术人才、应用人才以及商业人才的巨大缺口。因此，建立强大的、高水平的师资力量是打破3D打印技术产业应用型人才培养困境的必由之路。

三是创新成果转化机制不健全。国内职业院校的创新意识薄弱且缺乏有效的创新成果转化机制。3D打印技术的应用需要职业院校提高积极性，激发学生的创新意识与创新思维。

四是人才培养机制匮乏。职业院校与高等院校尚未与企业实际需求对接，没有制定出3D打印技术专业人才培养机制，致使这方面人才匮乏。

四、国外3D打印人才培养经验

经过一个多世纪的发展，美国与德国的职业教育体系已是十分成熟，本文借鉴美国社区学院为主导的职业教育模式，以及德国的二元制职业教育体系，为我国3D行业的职教人才培养提供思路。德国、美国职业教育经验整理归纳，如表2所示。

五、3D打印技术产业人才“五位一体”人才培养模式

基于3D打印技术产业的发展现状，遵循需求导向、产教融合的原则，本文提出“五位一体”的3D打印职教平台模式，实现职业教育与3D产业人才需求的高度契合。3D打印技术产业“五位一体”职教模式，即通过3D打印技术产业联盟及其成员企业，与职业院校共建教学平台，联盟参与高校3D打印技术教育师资培训，共同进行科研活动，促进科技成果高效转化，建立横向协同创新机制，举办校园科技活动，推动3D打印技术相关知识普及，并开展就业促进工程，帮助毕业生就业，建立纵向人才培养机制，以培养3D打印技术产业应用型人才。

（一）“五位一体”培养模式的运行机制

1.教学平台共建

首先，企业以优惠的价格与优质的服务提供3D打印设备，以建立3D打印实验室。在实验室的基础上，向高校提供教科研所需的3D打印软件以及必要的技术支持，解决高校3D打印实验软硬件缺乏的问题，建立3D打印人才培养基地。其次，在职业院校建立教学实习基地，联盟中的企业为职业院校提供实习基地，学生根据自身专业选择相应的3D打印课程，学校据此安排学生在选修课程过程中前往联盟中不同企业进行实习，以实现理论与实践相结合。最后，建立网络教学平台，除了职业院校中面对面现实授课外，联盟企业将搭建国内先进的3D打印网络学习及远程教学平台，整合国内外3D打印教学资源，为校内师生提供支持。

2.高校师资培训

为支持高校3D打印教学师资队伍建设，联盟企业将每年定期举办3D打印技术教师培训班，开设3D打印软件入门学习课程。联合高校不定期举办与3D打印相关的高级研讨班、研究班，邀请高校教师参与，相互交流，讨论教学心得、沟通教学课程、探讨课程设置与人才培养，共同促进3D打印技术学科在高校的发展。

3.科技成果转化

联盟企业与高校开展联合科研，成立联合项目研究小组，为参与高校申请国家重大科研项目、应用项目，并提供资金、技术和人才支持。借助产业联盟的优势，将科研项目成果效益进行扩散，协助研究单位通过深入挖掘市场价值，促进成果转化吸收，着力构建完善以企业为主体，高校为有益补充，产学研协同创新3D打印技术研发创新体系。

4.校园科技活动

联盟企业积极与合作职业院校协调，定期组织高级讲师与资深技术专家前往院校作系列3D打印技术讲座，涉及3D打印行业发展趋势、软件开发、行业动态、3D打印相关专业大学生职业生涯规划等，帮助高校师生更好地了解行业动态。同时，通过建立校3D打印社团，举办3D技能比赛、支持学生参与全国职业院校技能大赛等措施激发学生对3D打印技术的热情。

5.就业促进工程

联盟企业在举办大规模校园招聘的同时，联合各个企业建立大学生实习就业基地，联盟向盟员企业推荐3D打印相关专业毕业生，并对全国职业技能大赛、全国三维数字化创新设计大赛中发现的具有独创性及市场前景的3D打印开发项目提供一定的软件及项目基金支持。

6.打造一个高端联盟

一个高端联盟为3D打印技术产业联盟，3D打印技术产业联盟定期举办“高等院校及企业3D打印论坛”，邀请政府领导、知名学者、高校学科带头人、一线教师、企业代表、学生代表共同探讨3D打印教育发展，并评选出当届的“高校十大3D打印学科带头人”“高校3D打印新秀”“优秀3D打印实验室”等权威奖项。通过联盟的号召力与影响力，推动校企深度合作办学，使盟员企业贯穿于教学平台共建、高校师资培训、科技成果转化、校园科技活动、就业促进工程五位之中。“五位一体”3D打印技术产业应用型人才培养模式，如图1所示。

（二）“五位一体”人才培养合作模式分析

1.校企多层次深度合作

表层校企合作。以建立教学平台为目的，3D打印技术产业联盟及其盟员企业以优惠的价格提供3D打印设备，筹建3D打印实验室，以实验室为基础进行教学平台的建设，建设过程中提供软件与技术的支持。通过软件和硬件的支持，实现校企共建教学平台。

中层校企合作。主要在于充分利用校企教学平台为企业提供优秀的3D打印技术应用型人才，发挥教学平台的作用。一方面，进行师资队伍的打造与持续培训交流，对于3D打印教育中课程设置方面进行交流;另一方面，在培养模式中为学生提供实习与实训基地，优先进行项目外包，以项目的形式为学生提供实践的机会，并为优秀毕业生提供工作岗位。

深层校企合作。以基础的校园科技活动为出发点，举办3D打印科普讲座以及3D打印相关技能竞赛，普及与促进3D打印技术与专业的融合与扩散。同时，以科技成果的转化为落脚点，企业为学校与3D打印技术相关课题立项提供资金、技术与人才支持，为竞赛中有潜在市场价值的项目提供支持。

2.企业需求与人才培养模式相结合

企业需求与师资队伍建设相结合。3D打印技术产业联盟及盟员企业配合学校进行师资队伍的建设，聘请从事3D打印行业一线工作的专家以及技术人员对学校相关教师进行定期培训。

企业需求与协同创新机制相结合。以企业为主体、学校为补充，3D打印技术产业联盟盟员企业根据自身需求与学校相关专业进行对接，为特定科研项目、竞赛成果提供资金、技术、人才支持。

企业需求与人才培养机制相结合。邀请教师、专家举办研修班，定期交流教学心得、课程设置。在校园活动组织方面，建立教师与企业、学生与企业的长效联系，帮助院校师生及时了解行业动态。同时，在就业促进工程中，以项目的形式为学生提供实践的机会，盟员企业为符合自身所需毕业生提供岗位。由此，从课程、活动、就业实现3D打印企业需求与职业院校3D打印技术教育的无缝对接。

参 考 文 献

[1]罗军. 中国3D打印的未来 [M].北京：东方出版社，2014：2

[2]刘伟彦，刘斌.产学研合作教育培养高素质应用型人才—以江苏城市职业学院为例[J].石家庄职业技术学院学报，2014（1）：32-35.

[3]蔡伟.德国“双元制”职业教育考察之思考[J].统计与管理，2013（1）：89-90.

[4]高明.德国职业教育对我国技能型人才培养的启示[J].高等农业教育，2014（1）：124-127.

[5]徐国庆.多关注美国职业教育[J].职教论坛，2014（15）：1.

[6]吴昊.多维交叉的美国职业教育[J].职教论坛，2001（11）：59-60.

[7]吴金顺.美国职业教育的合作教育模式对我国高职院校的启示[J].当代继续教育，2015（1）：84-86.

[8]李立新.美国职业教育发展特点及启示[J].中国成人教育，2014（5）：100-102.

On the Cultivation Mode of Application-oriented Talents for 3D Printing Technology Industry

Gao Qun， Zheng Jialin

Abstract  The article clarifies the relationship between industrialization problems through summarizing the domestic 3D printing technology industry industrialization problems，explores the specific role and requirement of the technical talents， applied talents and the commercial talents in the industry chain of 3D printing technology. And in terms of the vocational education article analyses the dilemma of application talent demand in the current 3D printing technology industry. Drawing on the experience of American and German vocational education experience， it promotes the“five-in-one”3D printing technology industry application-oriented talents cultivation mode which contains teaching platform construction， university teachers training， commercialization of research findings， campus science and technology activities， employment promotion projects and the 3D printing industrial technology alliance.

Key words  vocational education; 3D printing technology industry; application-oriented talents; cultivation mode

Author  Gao Qun， associate professor of School of Economics and Administration of Fuzhou University（Fuzhou 350108）; Zheng Jialin，master of School of Economics and Administration of Fuzhou University