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3D打印在职教领域的应用

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发布日期:2019-03-14 11:25

摘要:本文主要分析了3D打印人才需求以及职业院校在3D打印专业建设现状,针对3D打印专业在未来职教领域发展应用进行探究,为后续职业院校3D打印专业建设提供借鉴。

关键词:3D打印职业教育专业建设

3D打印技术由于其在产品设计、生产、应用等领域的广泛性快速得到发展并逐步向工业生产领域过渡,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”[1]。3D打印在教育领域引用,给职业教育在教学手段和思维方面带来了重大变革。但3D打印技术迅速发展与职业教育模式转变处在一个过渡时期,职业院校针对此类职业人才培养还未形成较为成熟稳健模式,均处于尝试和探索阶段[2]。因此,如何切实提升3D打印高职技术人才培养水平值得每一个职业教育者探索。

13D打印与人才需求分析

(1)3D打印技术分析3D打印技术目前初步应用于工业生产领域,并在建筑、生物、航空航天等领域得到了验证性应用[3]。现价段3D打印主要有三种方式:光固化(SLA)打印技术具有成型精度高、节约材料等优点,其缺点是打印材料单一、成品光照易分解;选择性激光烧结(SLS)打印技术可打印材料广泛、机械强度高,但其高昂的成本决定该技术目前无法大面积在生产领域使用;熔融沉积(FDM)成本低、技术难度小,但其打印材料单一、成型精度差、强度差、对温度敏感性高,一般仅限用于手工艺品,很难应用于生产领域。因此,3D打印技术短时间内无法全面取代传统加工制造技术,但是在单件小批量、个性化定制等生产方面具有无法比拟的优势。随着学科技术不断完善,3D打印将会被推向更高层面,其行业整体将会呈现精密化、智能化、通用化发展趋势。3D打印在未来的发展很大程度上受限于产业链完整性,包括打印设备制造、打印材料研发与更新、软件与智能控制技术。(2)3D打印人才需求分析。目前3D打印产业主要聚集在珠三角地区,占据整个行业80%市场份额,分布在各种行业中,人才需求非常大。但3D打印技术集CAD技术、计算机技术、数控、精密机械、电气控制等多学科技术,技术复杂程度高,对于需求人才跨学科的综合专业素养要求较高。针对3D打印技术及设备的研发、应用以及延伸所需的专业人才不尽相同。3D打印技术人才需求主要分为技术型人才、应用型人才和商业型人才:技术型人才主要聚集在产业链上游从事设备产品相关研发工作,此类人才专业综合知识要求高;应用型人才聚集在产业链中部,衔接下游的商业型人才,主要解决3D打印机技术市场应用和行业问题,此类人才必须具备某一学科的专业知识,能够融合3D打印相关学科内容。结合职业教育特点、人才层次水平及3D打印产业应用现状,高职院校应把培养应用型3D打印应用型人才作为首要目标。

23D打印职教领域应用现状分析

(1)专业定位不准确。根据3D打印产业的发展,结合目前产业市场的人才需求,高职院校着重培养3D打印应用型人才,而非专业的技术研发人才。目前,部分院校针对3D打印专业的人才培养定位错误,也未建立健全3D打印专业人才培养模式和机制,盲目的进行专业实施,造成专业教育与市场需求脱节,阻碍院校专业建设发展。(2)专业基础薄弱。目前,高职专业教师多数缺乏跨学科领域专业知识综合应用能力,还不能完全熟练掌握3D打印相关技术。尤其在我国的中西部地区,相关师资未经过系统学习和培训,从事该领域师资严重不足。3D打印诞生于国外,国内目前还未有专业从事相关技术研究的学术机构,也未有相应专业人才培养先例。众多职业院校盲目增开3D打印专业,未经过合理有效论证,缺少适合职业教育的3D打印专业课程与教材。高职院校人才培养未能与地方经济相融合,无法为区域经济发展提供所需人才。

3高职教育应用探究

在《中国制造2025》规划中指出,3D打印将成为实现智能制造的重要技术手段,由此职业教育必须深化改革,以培养面向智能型、创新型人才为目标,作为未来先进技术产业,其人才培养和专业建设更应如此。针对3D打印技术在高职教育领域应用提出以下建议:(1)专业依托建设目前我国高职院校并未开设3D打印专业课程,而系统专业建设不可能凭空架构,应以现有相近强势专业为基础,不断丰富、完善。以安庆职业技术学院为例,该院机电专业经过较长时间发展建设,在实践教学、核心课程体系设置等方面积累了丰富经验。3D打印综合了机械、电子、编程等多学科,其专业基础与机电基本一致。由此该院3D打印专业建设应依托机电专业合理设置优化课程、配置资源,同时根据区域经济发展需求,3D打印专业在核心专业课程设置方面应与传统机电专业区别对待,在传统机电专业基础上融入3D打印专业核心课程。(2)教学模式革新。3D打印易于将虚拟设计快速物化,极为方便快捷对教学、设计进行分析论证,方便学生直观学习,因此此类专业学习应结合具体项目式实施。3D打印教学可根据杜威“做种学”思想,学生在老师引导下逐步完成项目,即采用项目式教学。3D打印项目式教学,包含准备、实施、反馈三阶段。教学准备在项目式教学中最为关键,教师对教学项目构思、细化、项目实施的可行性等都要做好充分准备,并全面评估学生对硬、软件掌握情况,合理设置细化教学项目。教学实施是最为核心环节,设置项目布置任务,引导学生独立完成,这就要求学生能独立使用相应的软、硬件设备,需要教师要密切观察学生学习状况,适时引导帮助学生完成教学项目。职业教育注重技术性应用,锻炼学生职业行为能力,需要学生在学习中不断改进,教师可以组织学生互评、寻找差距,真正做到教学互相促进。

4结语

随着3D打印不断发展和商业推广,批量的个性化定制将会成为未来工业生产主流模式,技术人才需求也会急剧增长,院校专业建设亟待探索完善。本文主要分析了目前职业院校3D打印专业建设现状,为后续职业院校3D打印专业建设、完善提供借鉴。

参考文献:

[1]李升,颜志勇,等.基于3D打印技术高职教育创新创业研究[J].技术与市场,2016.23(6):431.

[2]王娟,吴永和.3D技术教育应用创新透视[J].学术时空,2015.08(01):62-71.

[3]杨南粤.职业教育3D打印技术应用型人才培养探析[J].机械职业教育,2017.3(3):27-29.

[4]李细荣,张智林.职业教育中3D打印技术教学模式探讨[J].科教导刊,2017.5(2):124-126.

[5]朱姝,王川.珠三角地区职业教育中正确应用3D打印技术的思路和意义[J].中国现代教育装备,2016.28(13):36-39.

作者:单家正 毕忠 梁杨坤 单位:安庆职业技术学院

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出版地:浙江

发行周期: 月刊

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