| 标题 | 基于3D打印的高职技术技能型创新人才培养路径 |
| 范文 | 袁根华 [摘? ? ? ? ? ?要]? 制造业转型升级的企业所有岗位都急需各类创新人才，高职教育肩负着培养一线技术技能型创新人才的重任。通过分析高职技术技能型创新人才的核心内涵，提出了基于3D打印技术培养创新人才的创新意识、开展项目探究式的课程设计以及在技能训练过程中培养创新人才创新能力的具体路径。 [关? ? 键? ?词]? 3D打印技术;创新人才;培养路径 [中图分类号]? G715? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻标志码]? A? ? ? ? ? ? ? [文章编号]? 2096-0603（2020）35-0042-02 当前，我国的国内生产总值（GDP）已经接近百万亿人民币，人均值也达到了1万美元的国际中高收入水平，纵观世界各国发展历程，人均1万美元收入后多年来一直陷入中等收入陷阱而无法上升的国家占多数，而由中高收入成功迈入高收入的国家数量少之又少，背后的根本原因是原有粗放式经济发展的旧模式没有能及时进入以创新驱动经济发展的新模式，因此，我国不陷入中等收入陷阱与我国制造业创新型转型升级的成功存在紧密的联系，而制造业创新型转型升级的每一条路径挖掘内部潜力提高生产效率、产品的升级换代甚至全新的产品结构、从做产品升级到做品牌升级到做标准等，无不都是需要身处制造业的每个人告别原有的只按照流程与标准去执行、达标就可的状态，而必须在原有基础上时时刻刻谋求每个流程、每个环节、每个细节的改进变革。由此可见，制造业转型升级的成功与否与每个岗位上人才的创新素质创新能力的有无紧密关联。 一、高职技术技能型创新人才的内涵 创新人才是高等教育中各种类教育普遍的培养指向，是教育适应经济转型升级需要的具体的人才培养目标。根据现有高等教育的类别，创新人才可分为知识型创新人才、应用型创新人才和技术技能型创新人才三个层次。其中技术技能型创新人才的培养平台是高职类教育，那么高职类的技术技能型创新人才的核心内涵是什么？技术技能型是创新人才培养的一个范围与领域，在这些范围领域中培养出有创新素质、创新能力的人才是高职类教育人才培养的根本目标。因此，技术技能型创新人才是指在高职实施人才的技术技能型培养过程中要以人才的创新素质、创新能力培养为落脚点，将创新人才的培养融合在技术技能型人才的培养过程中，这种创新人才是企业一线具有操作技能的创新者，创新是在技术技能实践场景中得以实现。创新的主要方向是实现对一线技能操作中的工艺流程改进、工艺参数的优化以及操作设施与工具的持续性革新等。 二、基于3D打印技术培养高职技术技能型创新人才的路径 3D打印（叠层增材制造）技术与传统分层剥离制造技术是人类目前发现的两大种类的制造技术，相对于已有长期积累的分层剥离制造技术，3D打印制造技术从概念提出到现在只有短短几十年时间，但因为其独特的技术特点而得以加速发展，其最大的优势是借助数字化设计造型软件与3D打印设备，不需要大量的通用专用机床、辅助工具以及复杂的工艺流程、长期操作累积的制造加工经验等就可以制造出产品（样件），从而实现从“概念”到“实体”的快速转化以及从数字设计模型到实体模型间的反复快速迭代改进完善，直到满意为止，这十分有利于大学低年级培养学生随心所欲式的创意以及偏向理论课程的课程设计时项目探究式学习的改进结果的评估完善，基于实践的机床与其他各类工具的持续改进式的创新能力的训练。培养创新人才需要寻找适合专业创新人才培养的具体培养平台，这关系到能否培养出合格的创新人才，对于工科专业的高职学生，3D打印技术平台无疑是最适合的平台之一，立足于此平台，可以将专业的技术技能人才培养与创新人才培养融合起来。 （一）基于3D打印技术培养学生的创新欲望与创新意识 我国基础教育是一种沿袭了几十年的应试教育，青年人本该有的好奇心完全被这种教育方式抹杀了，通过老师在黑板上灌输、死记硬背、大量的作业等应对考试方式度过了基础教育阶段。再进入大学，又在就业为主的功利性作用下，那份好奇心、创新的欲望意识基本上不存在了。面对我国制造业转型升级的新背景，面对着市场对人才创新素质创新能力的新渴求，无论是大学还是基础教育都将面临巨大变革的考验。创新欲望和创新意识是创新素质、创新能力的动力与根基，它们又都是与人类产生时就存在的好奇心相联系，如何将应试教育中被抹杀又在高职新功利教育被掩盖的好奇心重新激发，进而培养学生的创新素质创新能力是创新人才培养中的一大课题。童年游戏是激发人类好奇心的一种最有效、最原始的方法，做泥人、堆沙子、堆雪人是利用泥沙雪的造型能力随心所欲拼凑心中已有或者虚拟的人与物的世界，在满足好奇心的同时得到创新世界的一份满足感。而3D打印技术配合数字设计软件，可以将心中已有或者还未成型的概念构思先进行设计，将游戏中的那份随心所欲先放在虚拟空间设计出来，然后利用3D打印机能够打印出任意数字模型的特点快速变换成具体的实体模型，并进行评估改进得到创新欲望的满足。比较利用泥、沙、雪造型，3D打印的实体形状可以更加随心所欲、更加复杂，不受时间、空间的限制，每次的设计制造都可以长期保留记录再改进，迭代的痕迹可反复比较追索。 （二）基于3D打印技术开发项目探究式课程设计的学习模式 从小学一直到大学，我国的人才培养依然是属于教师为主，学生被动的知识漫灌式的培养方式，然后来几场死记硬背式的题海战术作为评估方式，学生的内心是否接受、内化了多少、是否构建了各自内在的知识体系一概不知。而高职培养则一味将企业死的工作技能反复练习达到“零距离”程度，一旦环境工作岗位变化，或者企业转型升级需要每个岗位持续变革提高质量效率，则这样培养的人才都会成为一堆“废柴”。教学中以学生为中心是当前的新的教育理念，如何实现呢？基于3D打印技术，由教师布置有挑战性的容纳了本学科甚至多学科融合的项目作为课程设计的实践项目，整合课内、课外的时间，团队分工合作，讨论争辩，完成设计最终制造出实体，反复修改完善。这种围绕项目去反咀知识，为了完成任务项目自主去吸收补充知识，项目成果制造出来后评估得失，再质疑反思知识或者心领神会接受知识。这样在实践项目引领下通过认知、实践、再认知的过程及反复循环，将使人才的知识结构真正内化为活的体系，这就是项目探究式的课程学习模式。在这种模式中，3D打印起着相当关键的作用，项目是需要制造实体来作为成果进行评估的，传统的制造要花费很多时间成本甚至还做不出，但是3D打印只要将学生知识汇集融合完成设计数字模型，就可以快速打印出来，评估后将新的思考和新知识整合改进数字模型，再打印评估。机械制图中的模型设计制造、互换性中的难以理解的形状位置公差的模型等，通过实体打印可帮助准确掌握知识，尤其是机械设计等课程中减速机等的机构课程设计，原来因为制造困难，只能将图形设计完成就算完成了任务，平面图形评估不容易发现问题与分析思考再改进，但是3D打印可以将设计成果快速打印出来，将设计出的减速机通过打印出的实体进行外观功能分析、运动比输出分析、齿轮与蜗轮减速效果分析，甚至运动磨损寿命分析等，分析完成后补充新知识去完善。 （三）基于3D打印技术的创新人才创新能力培养 技术技能型创新人才是在企业生产一线各技术应用岗位上的创新人才，其创新能力得以体现的主要场景在于能够将岗位上的制造流程、制造工艺根据不断地积累经验加以持续改进，或者将生产岗位上的生产工具如机床及其辅助制造工具按照更加有效、更高精度、更低成本、更高安全性等加以改进，这两方面的改进在持续改进型转型升级企业中是最基本的创新内容。3D打印技术对制造系统各硬件设施的改进创新具有很关键的作用，当一个改进思路出来后，往往开始不成熟，必须要把它制造出来接受实际的功能性检测，有时这样的修改检测要进行多次，用传统的制造方法来反复修改检测，过程长、成本高，甚至难以制造，也影响革新者的积极性。而3D打印技术最适合此类的变革创新。高职现有的技能训练中已经使用了大量的与企业实际生产相同相似的机床辅助工具，但目前主要用于培养岗位操作性技能的熟练程度，而恰恰是这些设施在培养学生技能的同时也是可以培养学生对这些机床辅助工具的持续改进型创新能力。教师在指导学生的操作中有目的地让学生寻找这些设施的问题——操作不方便的、精度有待提高、容易磨损老化失效、安全性有待提高等，当找到问题后就需要引导学生在课内外围绕问题学习搜集资料，团队讨论确定初步方案，构思设计，利用3D打印技术打印出实体模型，接受实际检测，反复进行修改评估，直至满意为止，开展专利申报。这些学习创新的过程、在实践中将创新成果接受检测以及反复改进的经历经验都将完美培养学生实际的创新素质和创新能力。 参考文献： [1]李政，徐国庆.现代学徒制：应用型创新人才培养的有效范式[J].江苏高教，2016（4）：137-142. [2]刘大军，许文果.职业院校创客教育：内涵、价值及路径[J].职教论坛，2019（4）：170-176. [3]郭广生.创新人才培养的内涵、特征、类型及因素[J].中国高等教育，2011（5）：12-15. [4]沈理达.基于3D打印创客平台的创新人才培养模式探索[J].工业和信息化教育，2019（1）：7-12. ◎编辑 郑晓燕 |
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