智能制造背景下基于增材制造技术的高职机电类专业创新教育研究

刘卫东 林翠青

摘 要：增材制造技术是一种以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴技术。与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有产品制造成本低，制造周期短，个性化设计适应强，创新创造能力提升空间大等特点。基于增材制造技术的高职机电类专业创新教育，可以突破学校、企业和产业边界，实现跨界融合，助推企业智能制造竞争力的提升和学校人才培养质量的提高;对高职院校机电类专业课程体系的构建、课程实践教学内容改革、创新创业能力培养具有重要指导意义。

关键词：创新教育;增材制造技术;创新教育平台

创新是我们这个时代国家的核心竞争力，创新的实质是新知识的获取和创造。高等教育是知识创新、传播和应用的主要途径，更是培养创新精神和创新人才的摇篮，因此，加强创新教育，培养大学生的创新能力是建设创新型国家对高等教育提出的新要求。

一、创新教育的重要意义

创新能力是创新活动得以实现的重要因素，是指人们在学习和继承前人知识经验的基础上，提出新概念、新思想、新技术、新方法、新设计等独特的见解和完成創造发明的能力。从目前高职院校教育本身看，存在专业定位与培养目标不清晰、人才培养模式单一、课程设置缺乏专业性与职业性、理论与实践脱节、育人内容与方式简单化、校企合作不深入、基本条件不足、科技人文素质重视不够，以及创新创业教育理念滞后、与专业教育结合不紧、与实践脱节、教师开展创新创业教育的意识和能力欠缺等问题。

我们高职院校在对学生实施素质教育时，应充分意识到创新创业教育首先是一种理念和精神教育，是要融合“大众创业、万众创新”“绿色创业”“职业担当”等创新创业的时代精神;是以创新精神、创业意识的品质要求赋予技术技能人才培养目标新的内涵;要在全面培养学生创新创业思维、精神与意识的基础上，激发高职学生的创新创业潜质。这样才能使高职院校的专业定位与培养目标一致，培养符合时代发展要求的高素质技术技能人才。

二、增材制造技术的内涵

增材制造（又称3D打印）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。与传统的车、铣、刨、磨等减材制造技术相比，增材制造技术具有产品制造成本低，制造周期短，个性化设计适应强，创新创造能力提升空间大等特点。增材制造技术将对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，因此增材制造技术是制造业有代表性的颠覆性技术。

工业和信息化部联合发展改革委、教育部等11个部门印发了《增材制造产业发展行动计划（2017-2020年）》文件，文件指出：要组织实施学校增材制造技术普及工程，推动增材制造在创新教育等领域规模化应用，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践;支持建设公共服务平台，发展增材制造创新设计应用中心。

三、增材制造技术在高职机电类专业教育中的应用

国家要组织实施学校增材制造技术普及工程，作为承担技术教育和应用的高职院校应该抓住这一契机，积极探究在智能制造背景下充分利用“互联网+”3D打印增材制造技术思维，建设技术平台，把增材制造技术有机融入到创新教育中，培养应用型、创新型增材制造技术综合性人才，力推高职院校学生毕业后与社会无缝对接。利用“互联网+”3D打印增材制造技术进行高职院校机电类专业学生创新教育的意义主要有以下几点：

产业技术水平的提升，要求高等职业教育的培养目标和职教内容提出相应调整和提升。数字技术、信息技术既是调整提升的难点和门槛，也是引领创新的关键和核心。要认识“互联网+”3D打印增材制造技术在高职教育中的应用是一种物化创新思维和培养学生个性化想象能力的创新工具。要在学好传统专业课程和应用数字技术的基础上，学会使用3D打印这个创新制造工具。

对于学生创新思维的培养，要重点突出技术应用，首先要进行教学模式的创新，采用“体系-方向-兴趣”的“先知其然，后知其所以然”的培训模式。在培训手段上，建立动手制作、模仿学习与开发相结合的方法，让学生在明确学习目标和结果的情况下，通过实践和应用引导其对理论知识具有自主学习。

四、实现增材制造技术在高职机电类专业创新教育的有效途径

（一）实现增材制造技术在高职机电类专业创新教育应用应解决的主要问题

增材制造技术在高职机电类专业创新教育的应用效果主要取决于校内师资、人才培养方案、平台建设以及社会力量。关键应解决好以下问题：

第一，促进学校、企业和社会三种不同师资类型互相协作，形成以学校师资为主，以企业培训师和社会外聘师资为辅的创新教育师资体系。

第二，把创新教育以课程的形式融入到高职教学中，实现“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台与人才培养方案的有机融合。

（二）实现增材制造技术在高职机电类专业创新教育应用的有效途径

第一，改变机电类专业人才培养模式，促进多方支持“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台的建设利用已经开设专业的共性，在机电类专业中建设“互联网+”3D打印增材制造技术教学平台，只有这样，企业、行业、学校三方才能加强合作，机电类专业人才培养模式才能不断加强，各方人员相互交流学习，而且也能鼓励相关企业参与到“互联网+”3D打印增材制造技术教学平台的建设，提升教学能力和实践能力，弥补教师队伍对产业、行业、市场的认识不足，加强校企深入合作。

第二，改革机电类专业培养方案，优化课程体系。根据行业企业对3D打印人才的技术技能要求，结合自身实际情况，完善3D打印人才培养方案。改革、创新课程设置的结构形式，保证课程体系结构的完整性和各类课程比例的合理性，着力保障实践类课程的学时，并促进相关课程之间的相互融通。

第三，3D打印实训实习基地和“互联网+”3D打印增材制造技术平台的建设。通过调研，结合实际，对3D打印设备的投入做出合理预算方案，以满足各专业学生的3D打印实践环节条件。并有序安排机电类专业各专业的实践教学。通过“互联网+”3D打印增材制造技术平台的建设，机电类专业学生可利用3D打印、大数据及互联网等先进信息技术，将具有创造性价值的个性化想法变为实际。

第四，加强专业教师培训。引进擅长3D打印研发、生产、服务的高水平的专业人才;强化校企共建师资队伍;以学校师资为主，以企业培训师和社会外聘师资为辅，打造专兼结合的师资体系。

（三）有效实施增材制造技术在高职机电类专业创新教育的效果

第一，通过“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台的建设，培养一支精于、善于开展产学研的教师队伍，把建立高质量的教师研究性教育群体作为培养高素质创新人才的重要保证。

第二，通过优化机电类专业人才培养目标和课程体系，制定更加明确的人才培养方案。保证课程体系结构的完整性和各类课程比例的合理性，着力保障创新实践类课程的学时，并促进相关课程之间的相互融通。

第三，通过“互联网+”3D打印增材制造技术创新教育平台的建设，增加学生的就业通道，提高学生的就业能力。

五、结语

基于增材制造技术的高职机电类专业创新教育，可以应用在机电类专业课程的创新教育实践中，突破学校、企业和产业边界，实现跨界融合，助推企业智能制造竞争力的提升和学校人才培养质量的提高。对高职院校机电类专业课程体系的构建、课程实践教学内容改革、创新创业能力培养具有重要指导意义，对高职教育改革有重要参考价值。

参考文献

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[2] 原红玲.快速制造技术及应用[M].北京：航空工业出版社.2017.

[3] 卢秉恒，李涤尘.增材制造（3D打印）技术发展[J].机械制造与自动化，2013，42（4）：1-4.