高职模具专业3D 打印方向人才培养探索与实践

仝蓓蓓，宋 新

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

0 引言

模具是“百业之母”，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机电器、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件依靠模具成型，模具质量的高低决定着产品质量的好坏［1］。3D 打印（3-Dimension Printing）是快速成型技术的一种，它是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三维实体的技术［2］。3D 打印技术的应用范围很广，在教育、医疗、服饰、广告、建筑、手办、工业产品制造、原型开发、模具、文物修复等众多领域都有应用。 根据国内外人才培养模式实施经验和发展趋势， 结合我国3D 打印技术发展现状和要求，黄河水利职业技术学院（以下简称“黄河水院”）模具专业（3D 打印方向）采用校企合作、工学结合的办学模式，以学生为中心，以能力培养为本位，理论教学与实践教学一体化，着力培养懂得冲塑模具设计、 会进行冲塑模具设计制造、掌握最前沿3D 打印技术的“一懂两会”技术技能专业人才。

1 模具专业（3D 打印方向）人才培养定位

1.1 模具专业人才培养现状分析

黄河水院模具专业创办于2003 年， 至今已有17 年的办学历史， 累计为社会培养合格毕业生3 000余人， 期间共进行了4 次较大规模的专业教学改革，人才培养方案得以不断完善。 尽管在专业建设过程中也不断开展调研活动，但调研对象却仅仅局限于模具制造相关企业，缺少对其他相关企业发展动态的研究分析，导致模具专业建设缺乏亮点和前瞻性，专业建设特色不鲜明，未能制订出适合市场经济和产业发展需求的科学合理的人才培养方案。在教学内容方面，以冲压模具和塑料模具等基础知识为专业核心教学内容，与其他院校相比，人才培养同质化现象严重，削弱了本校毕业生的就业竞争力。

1.2 3D 打印技术岗位需求调研及分析

2017 年以来，在黄河水院模具专业建设指导委员会的指导下， 教研室全体教师赴清华大学天津高端装备研究院洛阳先进制造产业研发基地、 珠海赛纳三维科技有限公司等企业调研， 对3D 打印技术岗位的人才需求现状、 常用打印机设备类型、3D 打印技术工作岗位的任务及能力要求等方面进行了深入了解， 与企业3D 打印技术方向的主管领导进行了沟通交流，并开展了问卷调查。 通过调研获悉，3D打印行业的人才需求情况主要分为3 种： 一是产业上游的技术和材料研发企业所需的3D 打印技术研究人才和材料开发人才； 二是产业中游的设备生产商所需的3D 打印机生产研发人才； 三是产业下游的服务商所需的3D 打印机营销、售后服务以及3D打印服务等方面的人才。 具体情况如图1 所示。

图1 3D 打印技术行业人才需求情况Fig.1 Talent demand in 3D printing industry

表1 高职层次模具专业（3D 打印方向）岗位需求一览表Tab.1 Job demands of Mold specialty （3D Printing） in higher vocational education

通过实地调研考察， 明确当前相关岗位的人才需求和岗位要求，通过进一步努力，编制出高职模具专业（3D 打印方向）毕业生就业岗位定位一览表（如表1 所示）。

1.3 确定模具专业（3D 打印方向）人才培养目标

根据表1 中对3D 打印技术人才的需求分析，黄河水院模具专业（3D 打印方向）专业建设指导委员会围绕人才培养目标提出了许多宝贵的意见和建议，同时结合相对应的学习领域要求，明确了黄河水院模具专业（3D 打印方向）的人才培养目标。 人才培养的目标定位为：面向河南省、长江三角洲、珠江三角洲及沿海地区的装备制造业、3D 打印技术相关行业，培养思想政治坚定、德技兼修、全面发展的高素质技术技能人才。 毕业生应掌握3D 建模以及3D 打印设备操作的相关知识和技能，具备3D 打印技术应用能力。就业初期能够胜任3D 打印机操作及维护员、3D 打印产品质量检验员等岗位， 职业发展面向3D 打印工程师、3D 打印逆向建模工程师等相关岗位。

2 模具专业（3D 打印方向）“一体系、 两课堂、三联动”人才培养模式的建构

2.1 “第一课堂”和“第二课堂”双管齐下

模具专业（3D 打印方向）人才培养模式如图2所示。专业教学“第一课堂”中，除公共基础课程、专业基本技能课程外，专业核心技能课程都以3D 打印技术技能为主线，以模块化、项目化方式实施教学。 但3D 打印技术技能人才的培养仅仅依靠专业教学“第一课堂”是远远不够的，必须配合“第二课堂” 的实践教学活动才能更好地实现人才培养目标。 “第二课堂”可依托课外兴趣小组、创新创业小组、技能竞赛小组等，通过师生合作解决企业实际问题、参加“互联网＋”创新创业大赛和行业省赛国赛等，以培养3D 打印技术技能人才的职业核心素养为主要目标，构建人才培养模式，并制订良好的训练养成方案，强化对学生专业核心技能的实践训练。

图2 模具专业（3D 打印方向）人才培养模式Fig.2 Construction of talent cultivation mode of Mold specialty （3D Printing）

2.2 开展“1+X”书证融通工作

基于当前我国数字经济进入快速发展期的现状， 面向从新型数字行业到传统行业数字领域拓展的企业发展需求，为进一步深化职业教育改革、提高人才培养质量、拓展毕业生就业本领，黄河水院模具专业（3D 打印方向）根据教育部等四部门印发的《关于在院校实施“学历证书＋若干职业技能等级证书”制度试点方案》［3］，积极申报并实施数字创意建模证书考核试点工作。

试点工作主要围绕工业设计方向，涵盖初级、中级、高级三个级别。在使用原有建模软件进行工业产品设计的基础上强调设计与创意， 将原有计算机辅助设计实训机房功能迅速升级， 申报证书职业技能考核站点， 承担校内外相关专业学生的数字创意建模证书的培训、 考核和认证工作， 真正做到育训结合、书证融通。 结合相关专业课程，如计算机辅助设计等，引入职业技能鉴定标准，开展专业课考核内容及制度的改革。 教研室教师积极参与数字创意建模证书省级培训，强化“新双师型”教师培养。学生须通过数字创意建模证书的考核认证， 并将此作为职业技能水平的凭证， 考核认证结果反映相关人员职业活动和个人职业生涯发展所需要的综合能力。

2.3 构建校、企、第三方联合评价机制

专业带头人及教学团队等深入行业企业， 不断推进和完善学生顶岗实习各项制度， 明确相关管理职责，制订管理工作规范，不断健全学生顶岗实习管理机制及相关的实习组织管理制度、运行管理制度、考核鉴定制度。与行业企业共同修订专业设置方案、人才培养方案和专业教学标准、 各类教学管理文件等，根据企业行业职业岗位（群）的具体素质和能力要求，参照相关的职业资格标准，规范课程教学的基本要求，制定一套强有力的质量保障支撑体系，逐步推进教学质量评价主体多元化。

改革学生学习成绩考核模式和考核管理制度，将理论知识考核与生产实践技能考核结合起来，将校内成绩考核与企业实践考核有机结合起来， 同时将学生职业核心技能的考核评价内容合理融入专业课程两课堂的考核和评价中， 将第二课堂的学习结果评价作为第一课堂考核评价的补充和延伸。

同时， 以数字创意建模证书培训考核站点工作作为深化职业教育改革、提高人才培养质量、拓展就业本领的重要抓手， 通过与认可该证书的用人企业精准对接， 积极稳妥推进1+X 证书制度试点工作。将证书考核内容客观高效地反馈至教学环节， 推进教学过程诊断与改进，紧抓学生的证书考核通过率，形成校、企、第三方联合评价机制，进而修订人才培养方案，提高人才培养质量，从而形成“一体系、两课堂、三联动”的动态闭环体系和架构。

3 模具专业（3D 打印方向）人才培养保障措施

3.1 学分制人才培养方案修订

2014 年，国务院印发的《关于加快发展现代职业教育的决定》指出［4］，要“建立学分积累与转换制度，推进学习成果互认衔接”。 教育部等六部门印发的《现代职业教育体系建设规划（2014-2020 年）》提出［5］，“通过改革学制、学籍和学分管理制度，实现全日制职业教育和非全日制职业教育的统筹管理”。学分制是以学生自主选择学习课程（或学习内容）为核心， 以学分绩点考核学习数量和学习质量的一种弹性教学管理制度［6］。 高职院校实施学分制人才培养方案是贯彻落实党和国家相关政策的重要举措，是高职院校技术技能人才培养工作的总体要求， 是落实专业人才培养目标的基本文件，是人才培养目标、基本规格以及培养过程和方式的总体设计， 是学校教学组织、教学建设、教学运行、教学管理、教学研究、教学质量监控与评价的基本依据，也是师生开展教学活动、安排教学任务的规范性文件［7］。

黄河水院模具专业2019 年开设了3D 打印培养方向。依据前期实地调研考察结果，经过模具教研室全体教师和模具专业建设指导委员会的研讨，学校对模具专业人才培养方案中的人才培养目标定位进行了修订和完善， 在2019 级学生的学分制计划中，增设了逆向设计与3D 打印等相关课程。 修订后的模具专业人才培养方案是3D 打印技术应用方向实施教学和人才培养的指导性文件。

3.2 师资队伍建设

在专业建设中，应首先重视教师团队的师德师风建设、教学能力提升、实践能力锻炼等工作。 建设一支结构合理、业务素质过硬的“双师型”教学团队，是优化教学过程、提高教学质量的根本保证［8］。 目前，黄河水院模具专业教学团队共有专职教师14 名、兼职教师5名，其中博士研究生学历1 人、硕士研究生学历8 人、本科学历8 人，学历结构合理。师资队伍建设充分发挥校内、校外双专业带头人的示范作用，通过组织教学团队成员完成课程体系建设等项目，采用“传、帮、带”等方式使青年教师更多地参与到科研课题、 教研活动以及与3D 打印技术等专业方向相关的“国培”“省培”项目中，让他们更快更好地成长。

3.3 课程体系构建

以3D 打印行业、企业发展需求为导向，以3D打印技术应用基本技能培养为主线， 以3D 打印技术岗位能力要求为教学目标， 涉及3D 打印的技术细节，包括正向3D 工程设计、逆向工程设计、3D 打印工艺设计及材料分析、 制作及后处理、3D 打印相关软件的安装和操作等， 构建以培养职业能力为目标的课程体系，建设优质核心课程。核心课程的建设内容包括职业能力分析、课程项目任务开发、课程标准制订、教材编写和信息化教学资源建设等。 同时，着重从岗位任务导向、 项目案例引领、 课程标准检验、新型教材开发等方面进行课程体系构建，也就是说， 不仅要对现有的课程标准、 教材及资源进行修订， 而且可以将企业新增的岗位任务转化为学生亟须培养的能力，将已有的真实案例转化为教学项目。另外，要注重加强校企合作、大赛引领、双导师考核评价，与企业合作开发课程的活页式校本教材，将大赛题目纳入相关教学项目，切实提高人才培养质量。

3.4 实训室建设

实训室建设是专业建设的重要组成部分， 是推动教学改革的重要手段和必要条件， 是体现办学质量和人才培养水平的重要标志， 影响着专业建设的方方面面。抓好实训室建设是专业建设的重要内容，旨在保障人才培养模式取得更好的效果， 使专业建设与发展充满后劲［9］。

从2018 年开始，黄河水院模具专业在专业建设指导委员会和模具行业协会的指导下， 通过资金备选库项目申请、市场调研、专家研讨论证等环节，建设了逆向建模与3D 打印实训室，配置了光固化成型3D 打印机、熔融沉积成型3D 打印机、手持扫描仪、三坐标测量机等国内先进的数据采集、检测、打印等设备，很好地满足了3D 打印技术应用方向学生的实训需求。 同时，学校还加强与企业的合作，比如，与相关企业达成如下合作意向： 与珠海塞纳科技有限公司合作开办医疗领域3D 打印订单班、 与思锐测量技术有限公司合作开办工业产品逆向设计订单班、 与北京诚远达科技有限公司合作开办文物数字修复订单班等。 下一步， 学校将重点建设一批学生顶岗实习和就业基地， 以较好地促进学生将学习掌握的专业技能与就业需求结合起来， 从而为学生实习实训和就业入职搭建良好的平台。

3.5 多元考核评价机制建设

形成并逐步完善一套行之有效的多元考核评价机制，是保障顺利实施人才培养方案的重要前提，这对于不断提高模具专业（3D 打印方向）的人才培养质量和学生的就业竞争力也非常重要。因此，模具专业（3D 打印方向）通过日常“第一课堂”教学过程实行双导师评价，“第二课堂” 师生企业共同参与解决企业实际问题， 并通过数字创意建模证书考核工作的推进，引入第三方评价等方式，逐步形成校、企、第三方多元评价主体共同参与人才培养质量考核评价的机制， 对模具专业的教学育人过程进行诊断、改进、反馈，不断修订专业人才培养方案，并指导教学实施过程，形成一个动态闭环的人才培养体系。

4 结语

综上所述， 黄河水院模具专业结合行业企业资源优势，通过企业调研，分析3D 打印相关岗位及工作的能力要求，构建出了切实可行、适应企业需求的专业核心课程体系。 随着信息化、智能化的发展，越来越多的毕业生希望从事3D 打印技术应用相关行业岗位的工作， 数字创意建模证书考核试点工作的后续实施，也会为越来越多的毕业生拓展出更多、更广的就业领域和岗位群。 随着3D 打印技术的不断创新和发展， 如何将3D 打印技术更好地融入模具专业建设和课程教学过程中， 还有很大研究探索的空间： 满足3D 打印技术应用岗位能力要求的课程体系亟须进一步研究和完善， 活页式教材开发也需进一步加强，校外实习实训基地需要进一步开拓，多元考核评价机制也有待进一步完善和检验。