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  • 中高職3D打印實訓室整體解決方案

    來源:     時間:2019-01-08 10:20:16


    3D打印實訓室建設方案
     
    目錄
    一、專業建設背景 4
    (一)產業發展背景 4
    (二)人才需求背景 5
    (三)人才培養情況 6
    二、專業建設創新理念 7
    (一)助力中國制造智能轉型,培養生力軍 8
    (二)助推職業教育發展升級,尋求新發展 8
    (三)改變職業教育人培定位,轉型人才觀 8
    (四)推進職業教育雙軌化,提高就業率 8
    三、人才培養目標 9
    (一)知識目標 9
    (二)技能目標 9
    (三)素質目標 10
    四、課程體系建設 10
    (一)專業核心能力 10
    (二)專業課程設置 10
    (三)專業教學計劃 11
    五、教學理念方法 12
    (一)教學理念 12
    (二)教學方法 14
    六、教學配套資源 15
    (一)創新思路 15
    (二)開發內容 15
    七、實訓體系建設 16
    (一)實訓室設計理念 16
    (二)實訓室建設內容 17
    八、師資隊伍建設 18
    (一)建設理念與目標 18
    (二)提升方法與途徑 18
    九、創新增值服務體系 19
    十、主要設備配置(以每班48人為例) 20
    十一、主要設備介紹及技術參數 25
    十二、實訓室布局圖 34
    十三、項目團隊簡介 34
     
     
     

    一、專業建設背景

    在市場和政策的強力推動下,制造業面臨產業轉型升級,“中國智造”時代加速到來。隨著新技術的應用與發展及生產方式的變革,新的人才需求迅速產生。3D打印作為助推智能制造的關鍵技術,在“中國制造2025”的背景下火速升溫,3D打印行業人才需求不斷擴大。越來越多的學校開始將3D打印技術應用于教學,有些學校已經將3D打印納入課程設計,但這些遠不能充補3D打印行業的人才缺口。中國教育報發文稱:他們(職校生)是技能人才,是“中國制造”到“中國智造”的生力軍,是實現《中國制造2025》的人才基石,因此,職業學校開設3D打印專業課程將是必然。

    2015年8月21日國務院總理李克強主持國務院專題講座,討論加快發展先進制造與3D打印等問題

    (一)產業發展背景

    前瞻產業研究院提供的《 2015-2020年中國3D打印產業市場需求與投資潛力分析報告》顯示,目前全球共有200余家3D打印公司,中國占據100多家。2014年3D產業規模突破了300億元,中國約占其中1/10,預計到2020年,全球3D產業規模有望突破2000億元。
    2012年4月,3D打印行業被納入“國家高技術研究發展計劃(863計劃)和國家科技支撐計劃制造領域2014年度備選項目征集指南”,成為國家重點支持科技領域。2014年《國家增材制造發展推進計劃(2014-2020年)》的出臺,進一步明確了產業的發展方向,引爆中國的3D打印市場。2015年2月11日,工信部、發改委、財政部三部門聯發《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)》,并明確指出:組織實施學校增材制造(即3D打?。┘夹g普及工程。而此時正值《中國制造2025》穩步推進之際,智能制造概念席卷了中國工業領域,作為自動化生產方式的一種,3D打印的發展恰好趕上國家政策利好。隨著中國制造業升級,3D打印有望成為中國高端制造業的重點環節,促進中國制造業升級。
    按照中國3D打印技術產業聯盟的預測,2016年中國的3D打印產值有望達到100億元人民幣,達到2012年(10億元人民幣)的10倍,從而使中國超越美國成為全球最大的3D打印市場。
     

    (二)人才需求背景

    2016年,人力資源咨詢機構WANTED Analytics發布了一份全球3D打印行業人員招聘與雇傭趨勢報告。報告稱,4年來市場上對于具備3D打印與增材制造相關技能的人員需求量明顯持續上升。4年內發布關于3D打印行業的招聘廣告數量增長了18倍,據顯示3D打印和增材制造業對工業工程師、機械工程師、軟件開發人員、商業和工業設計師、營銷經理等五個崗位需求最大。隨著需求的增長,企業的招聘難度也在上升。2013年7月,3D打印和增材制造相關崗位的人員招聘難度系數為44,之后難度系數繼續增加最高達到60。
    當前,3D打印人才市場需求調查顯示人才缺口巨大,尤其是創作兼技術設計和實際應用的復合型技術應用人才更加捉襟見肘。3D打印產業涉及的行業特別多,涵蓋面又非常廣,對人才的需求層次非常豐富,從高層次的技術人才、市場人才、管理人才到中初級的專業技術人才,都有很大缺口。據調查,未來幾年我國現有企業對3D打印人才需求量高達800萬,而我國所有院校從本科、高職、中職等學校專業建設情況來看,開設3D打印課程的學校目前屈指可數。
    有調研數據表明,企業現有3D打印方面人才,依靠企業自身力量培養提高的約占38%,而直接從學校招收的學生占36.5%,從社會招聘占25.5%。作為一個新興的教育領域,3D打印還遠遠未能在教育中普及,企業主要從機械、電子工程、工業設計、自動化等專業招收人才,然后向3D打印方向進行培養,而這是滿足不了企業的要求的。作為一項制造技術,面對巨大的人才缺口,3D打印倚賴于職業教育為其培養大批的技術技能型人才。

    (三)人才培養情況

    我國3D打印職業教育正式開始萌芽發展是在2013年,不少職業院校在這一年開設了3D打印或相關專業。2013年3月,湖南信息職業技術學院與湖南華曙高科技有限責任公司合作成立“增量制造技術應用服務中心”,于2012年11月向省教育廳申報“激光加工技術”專業,自 2013年6月開始招收全日制大專學生。武漢職業技術學院機電工程學院3D打印技術中心正式成立于2013年,全國統招80名3D打印技術專業方向學生,并于2014年4月掛牌成立3D打印實訓中心。而該專業剛一招生,學生就被武漢6家高新技術企業預訂一空??梢?D打印的行業前景早被看好,而現在正值中國制造業轉型升級的關鍵時期,3D打印作為“中國制造2025“重點發展的關鍵技術,行業迅速升溫,人才需求缺口急劇擴大,培養大量的3D打印技術人才刻不容緩。
    以下是四所已開設3D打印或相關專業的高職院校信息對比:
    學校 湖南信息職業技術學院 廣州市白云工商技師學院
    專業 激光加工技術專業 3D設計及打印技術
    課程 激光原理與技術、激光加工工藝與設備、機械加工技術、工業控制技術、逆向工程與快速成型技術應用、選擇性激光燒結(SLS)原理與操作、選擇性激光燒結設備(SLS)維護技術、選區激光燒結技術綜合應用等。 美術基礎、平面設計、立體造型設計、色彩構成、機械制圖、CAD輔助設計、Geomagic Studio、3dmax、UG、產品設計表現技法、人機工程學、3D掃描技術及應用、3D打印設備的原理與維護、3D打印材料的功能使用、電子商務應用、3D打印設計綜合實訓。
    培養目標 面向先進制造、激光成型領域的產品設計、開發、制造和管理,主要從事激光設備(SLS)操作、加工、維護以及激光加工產品銷售等工作。既可服務激光設備操作與加工崗位,也可成長為制造工藝師、圖形設計師及手板制造工程師等。 面向及珠三角地區產品制造企業、3D打印服務業,培養德、智、體等方面全面發展的3D打印技術應用型人才,掌握3D建模與3D打印的知識與技能,具備3D打印技術應用能力,能從事三維掃描儀逆向造型、3D打印設備操作、3D打印設備維護工作,具有良好的職業素質,有職業生涯發展基礎的中等應用型技能人才。
    學校 北京工業職業技術學院 武漢船舶職業技術學院
    專業 三維數字化設計與3D打印 模具設計與制造(3D打印方向)
    課程 三維數字化建模、三維數字化設計、3D打印、快速成型技術、高速加工、精密儀器的加工多軸加工、逆向成型技術、自動編程、機械制圖與識圖、車銑復合加工技術實訓、逆向成型技術實訓、自動編程實訓、五軸加工實訓、現代造型設計實訓、三維掃描設計實訓、3D打印實訓、快速成型與高速加工實訓。 塑料成型工藝及模具設計、沖壓工藝及模具設計、模具制造工藝制訂、數控工藝與程序編制、UG軟件應用、Pro/E軟件應用、模具CAE軟件應用、先進制造技術、3D測量、3D制造。
    培養目標 數控技術專業劃分為三維數字化設計、3D打印與快速成型和精密智能加工技術等三個專業方向,主要面向北京高端制造業,培養掌握三維掃描、三維建模、3D打印、逆向設計和精密智能加工技術等方面的專業技能,具備較強三維數字化設計與加工的高素質技術人才。 面向裝備制造業、電子信息行業、汽車制造業、輕工行業、家電行業等企業,如鴻準精密模具(深圳)有限公司、可勝科技(蘇州)有限公司、天津三星視界有限公司、意法半導體制造(深圳)有限公司、樂金顯示(廣州)有限公司等,主要從事模具設計與制造、產品設計、產品檢驗、3D建模、3D測量、3D打印制造、生產管理等工作。
     
    雖然已經有部分高職院校開設了3D打印或相關專業,但完全無法滿足會3D打印行業和產業發展的需要,原因如下;
    一、3D打印行業升溫速度極快,人才需求巨大。而3D打印作為一個缺少教學經驗模式可參考的新教育領域,學校本身也并不具備3D打印方面的技術與設備、知識與師資,所以對于多數高職院校而言,建設和發展3D打印專業并非易事,我國開設3D打印或相關專業的高職院校依然較少。
    二、3D打印應用領域及其廣闊,但很多院校只能量力而行地培養3D打印某一應用方向的人才,根據統計,現在學校主要在以下專業下開展3D打印方向的教育:計算機制造與輔助技術、電氣自動化技術、數控技術、模具設計與制造、激光加工技術等。而3D打印在生物醫療、文化考古、藝術創意等領域的應用發展面臨專業人才的完全空缺。
    三、3D打印技術的發展與更新速度加快,這意味著行業人才及崗位需求也會跟著變化,這就要求教育能跟上行業技術的發展。但在缺乏校企信息互通的情況下,學校往往難以把握科技技術和行業發展情況。

    二、專業建設創新理念

    和應用型本科不同,職業院校教育具有高等教育和職業教育的雙重屬性,以培養生產、建設、服務、管理第一線的高端技能型專門人才為主要任務。重點培養產業轉型升級和企業技術創新需要的發展型、復合型和創新型的技術技能人才。

    (一) 助力中國制造智能轉型,培養生力軍

    中國教育報發文稱:他們(職校生)是技能人才,是“中國制造”到“中國智造”的生力軍,是實現《中國制造2025》的人才基石,3D打印是實施智能制造的關鍵技術,它將與互聯網、大數據、云計算等相結合,推動傳統制造業向智能制造轉型。職業學校有必要建設3D打印專業,培養大批3D打印技術技能型人才,以承擔飛速發展下的3D打印產業與日俱增的生產任務。

    (二)助推職業教育發展升級,尋求新發展

    2015年5月,李克強總理在首屆“職業教育活動周”啟動儀式上作出重要批示:加快發展現代職業教育,要形成“崇尚一技之長、不唯學歷憑能力”的良好氛圍。技能人才尤其是高技能人才將成為“中國制造2025”的核心力量:一方面是技術研發的重要骨干力量,另一方面又是熟練運用技術的具體操作者。當然,所有高等院校都可以為“中國制造2025”輸送人才,但是,就其轉型的速度與效率來講,職業院校顯然是站在更靠前的“起跑線”,只要先發力,肯定會成為“領跑者”。長期面臨“經費難、管理難、教學難、招生難”四大難題的職業教育迎來發展春天。3D打印在智能制造中扮演著非常重要的角色,是國家重點發展支持的產業,職業院校開設3D打印專業順應了國家的政策導向和市場的發展需求,對于自身發展和強大亦意義重大。

    (三)改變職業教育人培定位,轉型人才觀

    一直以來,職業院校的定位往往是為企業培養專業技術工人,然而這不能滿足社會的需求,社會對職業教育的認知普遍是“低端、底層”的固化印象,這也讓職業教育難以走出其自身的發展局限。3D打印作為一項高新科技技術,發展非??焖?,產業對人才的要求不僅僅是懂得技能,還要求具有創新能力和與時俱進的能力。這是職業教育改造自我、發展創新的良好契機,3D打印是一個新興的教育領域,學??赏ㄟ^建設3D打印專業創新人才培養模式與理念,提升技術高度與素質高度,實現從培養“工人”到培養“工程師”的升級轉變,職業教育要立足于為企業培養高素質的工程師和技術創新型人才。

    (四)推進職業教育雙軌化,提高就業率

    考慮到中國發展和產業升級的需要,以及當下大學畢業生就業難,還有人口基數對創造就業的緊迫需求,我們應該繼續重視有勞動力密集特點的制造業,重視和優化職業技術教育,為中國制造業的升級和中國經濟的升級轉型做好基礎工作。職業教育雙軌化,是指學生進入實習階段后即有“雙重身份”,他們既是學校學生,同時又是企業員工。從而理論與實踐相結合,理論學習有助于提升學生的操作技能,實際操作又加深了對理論的理解。讓學生在畢業之前即懂得如何做員工,夯實知識與技能,具備就業的核心競爭力。

    三、人才培養目標

    本專業主要面向當地產品制造企業、3D打印服務企業,培養具備與3D打印專業技術領域文化素養和職業道德,掌握3D建模與3D打印的知識與技能,具備3D打印技術應用能力,能從事3D產品設計、三維掃描儀逆向造型、3D打印設備操作、設備維護、咨詢服務和管理崗位等工作,有一定的自我學習、自我發展能力、創新、創業能力和良好的職業素養的高素質技術技能人才。
    本專業所培養的人才應具有以下知識、技能與職業素養:

    (一)知識目標

    1、掌握一定的文化基礎知識、人文社會科學知識、英語、計算機應用及體育與健康等基礎知識;
    2、掌握機械工程圖的識讀與測繪、工程材料、電工電子技術、人機工程學等專業基礎知識;
    3、掌握3D打印機基本結構與原理、三維掃描儀的基本結構與原理、三坐標測量儀的結構與原理、產品質量控制等專業技術知識;
    4、掌握相關CAD/CAM/CAE軟件的基本操作、產品造型設計、產品外觀設計等軟件應用方面的專業技術知識;
    5、掌握3D打印機、三維掃描儀的組成、機械結構、電氣控制組成、數據處理、機床維護與保養等方面專業技術知識;
    6、了解數控加工技術、模具設計與制造技術、現代工業生產管理等相關領域的拓展知識。

    (二)技能目標

    1、能對常見3D打印、三維掃描、三維測量設備,進行分析、應用、操作、日常維護與維修;
    2、能分析典型零件的結構,使用UG、Pro/E等三維造型軟件進行三維造型,使用分析軟件對產品進行分層等參數設置,合理選擇加工方法及設備,能進行單件產品的調試及小批量生產方案制定,并能進行產品質量分析、零件加工成本的核算;
    3、能應用常見三維掃描儀,對典型零件進行工藝性分析,制定合理的掃描方案,使用專用的數據處理軟件(Geomagic、UG等軟件)進行點云數據的處理,生成曲面;
    4、能用拋光機、打磨機等后期處理工具3D打印產品進行后期加工,進行產品上色和后期設計;
    5、能有一定的英語表達能力及英語技術資料的閱讀能力;
    6、能依據所從事職業活動具備良好的職業道德,并具備寫作、表達能力、人際溝通能力;
    7、能查閱和處理專業手冊、文獻資料。

    (三)素質目標

    1、具有良好的思想品德、行為規范和職業道德;
    2、具有愛崗敬業、勇于創新、艱苦創業的精神;
    3、具有健康的體魄,較強的心理調節能力和良好的心理品質;
    4、具有終身學習的意識和能力,具有分析和解決問題、語言文字表達、團結協作和社會活動等素養。

    四、課程體系建設

    目前,我國職業教育未能根據自身特點進行準確定位,側重于專業知識的講授,弱化了對學生綜合素養的提升及實務、實踐能力的培養,導致學生所學知識不能滿足社會需求,出現就業困難與企業用人荒的尷尬局面。改變這種局面,首先要從最關鍵的課程體系及教學計劃入手,扭轉這種尷尬局面產生的根源。
    深入行業、企業調研,了解專業對口企業崗位需求現狀及未來動態,嚴密分析3D打印主要工作崗位的典型工作任務及職業能力要求,以此為基本依據,進而推導出相應的專業具體課程,從而建構契合行業發展趨勢和專業人才培養目標的課程體系及教學計劃。

    (一)專業核心能力

    專業核心能力 專業核心能力描述
    3D打印設備操作與維護 能熟練操作常見類型的各種3D打印機,依據客戶的要求進行產品造型,并進行文件格式的轉換(轉換為STL格式文件),并能進行設備的安裝調試、操作、加工參數調整等,能進行3D打印機基本的維護。
    三維掃描 使用常見類型的三維掃描儀,并且對其進行系統標定,評價檢驗精度,能夠對典型零件進行合理的工藝分析,制定掃描方案,選擇合適掃描參數完成掃描,并且對生產的點云運用專用的點云處理軟件進行編輯、簡化、處理,生成所需要的曲面結構。
    產品造型 使用目前國內外流行的CAD/CAM軟件(AutoCAD、UG等軟件)進行零件外觀、結構設計,利用其CAE功能進行工藝分析等操作。
    后期工藝 對3D打印產品進行后期打磨、拋光、上色等加工處理,懂得3D打印產品的后期加工原理、方法和處理技巧。
     
     

    (二)專業課程設置

    現代社會需要綜合素養高的全面復合型人才,在保證專業素養提升之外,要注重對學生綜合素養的提升。社會需要的是滿足專業技能崗位的“職業人”,而不是僅僅掌握書本知識的“學生兵”。“職業人”需要具備專業技能,同時兼具崗位所需職業素養,這樣的綜合素質人才才能為企業所接受。因此,根據3D打印專業特點將以下幾類課程加入3D打印專業課程體系,并進行了適度合理的配置。
    1、通識課程:其中包含人文素養課、職業素養課、公共基礎課。致力于全面提升學生在專業素質之外的綜合素質,提升學生溝通、管理、創業等職業素養與實用型基本知識,將與崗位有關的職業素養課程植入課程體系,培養學生具備對特定行業和崗位的適應能力以及崗位所要求的各項素質。
    2、實務操作與實習實踐課程:高職院校要培養一線高技術人才,須加強實務操作能力,增加實習實踐類課程。因此需在一年級開始就加強實際動手操作、鍛煉夯實基本功;到一線體驗真實工作環境與工作內容,這樣才能在后續更高階段發現問題、改進工藝流程、創新優化設計。
    3、知識技能拓展課程:與專業相關的知識面拓展,旨在促進學生專業知識、專業技能、職業視野、就業廣度拓展。
    3D打印專業課程體系:
    課程分類 具體課程舉例
    通識課程 公共基礎課:語文、應用數學、實用英語、IT實用技能、體育與健康、思想政治、電子商務、創業基礎
    人文素養課:設計心理學、美學與藝術鑒賞、應用心理學
    職業素養課:職場溝通與禮儀、職業道德、職業發展與生涯規劃、應用寫作
    專業課程 專業基礎課:工業設計基礎、電子電工技術、產品設計材料與工藝、機械工程基礎、平面設計、立體造型設計、人機工程學、產品設計表現技法、工業設計方法學
    專業核心課: 3D打印技術、UG軟件應用、三維掃描技術、3D打印設備使用與維護
    專業拓展課:3D打印與中國智造、3D打印云平臺戰略、3D打印創客學堂
    實訓操作課程 AutoCAD軟件應用、3D max軟件應用、3D打印設備的安裝與調試、3D打印設備的操作應用與維護、逆向成型技術實訓、現代造型設計實訓、三維掃描設計實訓、快速成型與高速加工實訓、產品后期工藝實訓、3D打印綜合實訓
    實習實踐課程 企業觀摩、認知實習、頂崗實習、創業模擬
     

    (三)專業教學計劃

    中國教育普遍存在“重理論,輕實踐”的情況,以這種教學理念為指導培養出來的學生大多“眼高手低”、“高分低能”,與高職院校以培養技術人才的目標相違背。高度重視學生實踐能力的培養,在教學計劃上重視實踐意識的培養。學生具備一定實踐能力之后,再加深理論知識學習,以理論更好地指導實踐,實現理論與實踐的結合。3D打印專業作為一個新興的教育領域,我們將過去各類專業課程及教學思路去粗取精后進行創新,確定如下教學計劃:
    第一學年:通識課程、專業基礎課程和企業觀摩認知。讓學生在掌握文化基礎課程的基礎上對學科、職業、行業、企業有所認知。主要學習地點在學校,企業認知和觀摩在企業,同時要注重培養學生的綜合素質,鼓勵和引導學生形成主動學習、勇于探索、追求創新、廣泛關注行業發展等良好學習特質。
    第二學年:專業課程學習和技能實訓課程。專業課程包括專業基礎課程、專業核心課程和專業拓展課程以及技能實訓課程,旨在讓學生掌握3D打印主要職業技能,培養熟練的技術技能型應用人才。第三學期在學校實訓室學習職業技能課程,第四學期到企業進行崗位技能實習。
    第三學年:以頂崗實習為主,同時采用企業課堂、遠程教學、返校學習等方式進行崗位教學和職業教育,旨在促進學生滿意就業、終身發展。這一學年的課程圍繞四個重點開展:一以學生社會適應能力、溝通交往能力訓練為重點,德育教師開展心理輔導、職業指導教師開展職業發展常識教育為主;二以在學生初接觸崗位時培養其對行業和崗位熱情為重點,對學生的實習過程展開全面指導;三以激發學生實踐學習積極性、推進畢業生由“學生兵-合格職業人”轉變為重點,以專業技能提升、頂崗實習考核、心理輔導為主;四以滿足學生職業規劃、求職準備、完成學業、自我創業等需求為重點,以畢業設計制作、簡歷編寫、面試技巧訓練、創業基礎課為主。

    五、教學理念方法

    (一)教學理念

    職業院校學生的培養目標是具備一定的技術應用能力、解決實際技術問題的能力和創新設計能力,是高素質復合應用型人才。但是,至今很多高職院校仍然大量采用傳統“教師講、學生聽”的教學方法,采用灌輸填鴨式教學,墨守以教師、書本、課堂為三中心的傳統教學理念,未能真正激發學生的學習主動性,未能實現學生在教學過程中的主體性地位,從根本上扼殺了教學的活力, 使得教學質量遠遠落后于國外的高校,與時代的需求嚴重錯位,也滿足不了學生的學習與發展需要, 嚴重制約著創新人才的培養。
    為適應社會人才需求及人才發展需要,高職教育應轉變教學理念,將原本的以教師為主體轉變為以學生為主體,發揮學生的自主性、探究性、實踐性,激發學生自主學習的意識和興趣,由“授之以魚”變為真正的“授之以漁”,重視實踐實訓,才能實現職業教育的目標,為社會提供高質量技能人才。
    1、學生主體性教學觀
    職業院校學生不應該被簡單地視為受教育者與知識的被動接受者, 他們是教學的主體、自我教育與發展的主體, 是知識的主動建構者和探索者。在信息技術高度發達、具體知識信息觸手可及的今天, 學生需要的不是來自于教師的知識傳遞而是高屋建瓴的思想啟發。結合高技院校學生培養目標,高職院校是為社會培養技術技能型人才,重在技術的掌握及新技術的應用。因而, 高職教師的任務不再僅僅是傳授知識, 而是激勵學生、啟發學生、幫助學生自主發展, 讓學生掌握自我發展的主動權。只有將學生作為教學主體,激發學生的學習熱情,發揮學生的主動性,才能實現職業教育的目標。
    2、“授之以漁”教學觀
    “授之以魚不如授之以漁”, 這是我國古人對教學過程本質的深刻洞悉。“授之以漁”是一種樸素的建構思想, 一種實踐的教學觀。它表明學習原本不是從老師那里或從書本上獲得現成的知識, 而是一種在實踐過程中自悟自得的過程。17世紀捷克教育家夸美紐斯在“大教學論”的扉頁就開門見山地提出了“少教多學”的教育理想, 認為教學條件下的學生的學習是有著相當多的自主建構的時空的。這里強調的是啟發式教學, 誘導學生自主學習、思考與建構。“授之以漁”教學觀強調的就是是師生之間、生生之間“交流”與“對話”的過程, 不再以傳授知識為目的,而是要引導學生去探索知識,形成自己的學習方法,構建自己的學習路徑,這樣,不管在?;蚴钱厴I,學習都將會成為個體化的行為,也會為終身學習打下基礎。
    3、實踐主義教學觀
    多年來,受應試教育及精英教育的影響,職業教育走上了和大學教育相似的道路,重理論、輕實踐,重分數、輕能力,走入發展誤區,混淆了自身與大學教育培養目標的不同,而且很多職業院校將“脫專升本”作為自己的發展目標,忽視了自身的真正使命。職業教育是不同于大學教育的一種高等教育,是國家為了培養技術人才而設立的,與大學在本質上沒有高下之分,只有使命不同。技術是強國之本,實體經濟是托起一個國家的支柱,實體經濟的發展需要大量的技術人員,而職業院校肩負著這樣的使命。德國能夠在席卷全球的經濟危機中獨樹一幟,巋然不動,很大原因是因為實體經濟的雄厚,而這在很大程度上歸功于德國職業教育的成功,在于德國職業教育為德國培養了千千萬萬的技術人才。中國職業院校的發展在于摒棄對大學教育理念的追隨,回歸職業教育本源,注重對學生實踐能力的培養,實際操作能力的訓練,培養出技術過硬,業務能力強的人才,這才是職業教育的發展方向。
    樹立實踐主義教學觀,這既是高職教育的教學特色所在,也是培養高技能人才的基本保證。高職教學方法的實踐性主要體現為以下幾方面:一是互動性,更加重視學生的參與;二是根據專業實際合理確定理論教學與實踐教學的比例,加強學生的專業技能培養,堅持以實踐為本;三是把學業與就業、創業緊密結合,更加注重職業素質的培養,努力使學生通過實訓教學獲得就業技能和創業本領。將實踐主義教學觀貫穿整個教學過程,以培養學生實際操作能力、技術能力為目標,才是真正實現職業教育的歸位,才能為國家科技強國打下堅實的基礎。

    (二)教學方法

    高職教育創新教學方法是高職教育創新的主要內容,缺少教學方法的創新,就不能保證創新性高職教育目標的實現。高職教育教學方法的創新要把握以下幾點:(1)體現自主性與合作性;(2)強化實踐性與應用性;(3)強調多樣性與綜合性;(4)突出探索性與創造性。高職教育的教學方法并非固定不變的,但萬變不離其宗,遵循高職教育教學方法創新原則,時刻緊跟時代的步伐,不斷創新,不斷變革,才能推動職業教育的發展更上一個臺階,為國家培養出優質人才。
     
    結合3D打印專業課程的特點,我們在專業教學過程中主要采用和推行如下教學方法:
    1、項目教學法
    “項目教學法”最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”,3D打印作為一門實操性很強的專業,不僅要培養學生掌握三維建模、逆向工程、3D打印、后期工藝等各個環節的操作技能,更要讓學生熟練地進行整個3D打印過程,具備執行一個完整項目的能力。采用項目教學法,能夠有效地將分段式、零散的學習內容和技能融會貫通,并起到檢驗學習效果的作用。
    2、任務驅動法
    任務驅動教學法符合探究式教學模式,適用于培養學生的創新能力和獨立分析問題、解決問題的能力。將配合學校實際需求,根據每節課的學習內容,合理地設計教學任務,學生根據任務要求,進行問題分析、問題解決、小組討論等環節,讓學生發現問題,引發認知沖突,以便引入新知。采用歷史一體化教學,在學生的知識不斷深入的過程中,其技能也是相應提升的,因此可以在每節理論課之后設置一個小的實訓任務,得到鞏固知識和技能的雙重效果。
    3、開拓引導法
    3D打印時一個快速發展的高科技行業,新的技術成果和應用案例不時涌現。我們要實時收集一些行業熱點問題帶入教學,以刺激和引發學生的思考與探索欲望,使學生獲得關于自己學習的學科的全面認知,放開眼界,而不僅僅是立足于所學知識和技能本身,提高思維的廣度和高度。
    4、案例教學法
    3D打印應用領域非常廣泛,涉及工業機械、生物醫療、文化考古、藝術創意等很多行業,每個行業有其不同的環境和特點。在專業教學過程中,運用典型案例教學將學生帶入特定應用行業的“現場”,引導學生自主探究性學習,以提高學生分析和解決實際問題能力。
    5、模擬教學法
    以學校實訓室為載體,模擬企業或創業情景,對學生進行崗位工作和創業過程的模擬訓練,從模擬中分析學習與實踐之間的距離與落差,找出教學過程中的難點與薄弱點,從而及時進行集中重點的補充訓練,為學生順利走入企業實踐打下基礎。

    六、教學配套資源

    (一)創新思路

    1、核心理念
    在教材設計上,進行配套教材重新開發,融入全新的教學理念、教學方法,每門課程配套教師手冊、學生手冊及相關輔助工具、資源、實訓平臺等。這充分體現以全面素質教育為基礎、以就業為導向、以職業能力為本位、以學生為主體的理念,同時在形式上結合多介質、多媒體,支持全程教學環節,滿足不同教學所需的立體化教學方案。
    2、開發原則
    教材可實現“1+N”,“1”即基礎教材,不改變教育部教學大綱和要點要求的情況下,進行表現方式,案例及教學互動等綜合創新。“N”則是圍繞基本教材,進行多本老師實訓教材,學生實訓教材,教師學生指導手冊,電子教材等綜合資源的開發和創新。只有具備這些,我們的培養理念才能真正落地。

    (二)開發內容

    在教材設計上,進行配套教材重新開發,融入全新的教學理念、教學方法,設計全新的教材體系,涵蓋核心教材、教師手冊、學生手冊、實訓教程/指導書以及課件講義、電子資料、視頻動畫等配套教學資源。
    1、核心教材
    核心教材是整個教學環節的“劇本”,它引領著教學活動的開展,因此它的開發要打破傳統教材設計理念,考慮學生特點,依據學生興趣,突出實用性,借鑒海外優質教材,并與國內實際相結合,打造符合人才培養目標的實用性教材。
    2、教師手冊
    教師手冊是教師開展教學活動的“劇本”,具有指引性作用。依據人才培養目標,打造完善系統的教師手冊,全方位、全過程指導教師教學。
    3、學生手冊
    以全新的理念設計,創新闡述該門課程在整個專業知識架構中的位置及重要性,以及學習該門課程對自身未來發展的作用,以使學生對課程學習有全面的認識。同時,增加與課程內容相關的知識點,開拓學生的知識面,引導學生自主學習,主動拓展自己的學習途徑,全方面提升自己。如:數學對于學生未來職業的的作用主要體現在培養學生邏輯思維,提升學生發散思維能力。
    4、實訓教程/指導書
    全方位細化實訓教程/指導書,具體分解實訓步驟,將實訓教程/指導書細化為學生可以自主學習的教程,詳細全面指導學生自學,提高學生主動學習、動手實踐的積極性,真正發揮實訓教程的指導作用。
    5、其他配套教學資源
    建設體現教育教學改革最新成果和特色的、開放共享型的配套教學資源庫,主要包含基礎教學資源(如案例、習題、試卷、圖片、表格、flash動畫、電子課件、視頻等)和高級教學資源(有三維立體影像、計算機創作環境、相關的計算機資源等)、線上資源開發、多媒體資源、MOOC學院等。

    七、實訓體系建設

    (一)實訓室設計理念

    一直以來秉承“回歸教育本源”的產品服務設計理念,真正從地方當前及未來的產業布局規劃與發展需求出發,從行業企業對人才及崗位技能的需要出發,倒推院校學科專業設置與人才培養模式創新,重新梳理教學計劃及課程體系、實訓體系,進而設計、建設、改造提升與之相匹配的實訓室體系及后續綜合服務體系,拓展學生的實習就業創業服務體系、職業規劃及終生培訓體系。立足當下,更著眼未來。
    1、以崗位務實知識技能為導向,基于工作過程,實現“教、學、做”有機融合。
    實訓室設計規劃充分考慮實際工作崗位對于專業實務知識與操作技能的要求,讓學生身臨其境體驗職場工作氛圍。以緊密銜接專業課程的現場實訓教學為主題。從根本上改變傳統教學“重理論、輕實踐、缺實戰”的弊端,將實訓教學與專業課程緊密結合,全面提升學生動手能力,將知識融于實踐并在實踐中深入理解、積累實務操作經驗。
    2、內涵豐富、化繁為簡,可視化教學實訓資源有效搭接。
    通過搭建技術支持平臺及多種終端展現形式,利用可視化教學工具(視頻、虛擬仿真、FLASH等)將事物及其發展變化的形式和過程,用仿真化、形象化的方式表現出來。根據課程配套的教學資源(實訓教程、指導手冊、課件、案例等),可將概念、原理、問題和解決方法等知識點、技能點進行可視化處理,使抽象的概念學習、操作技能變得容易理解并能夠快速掌握,讓教學實訓變得高效、簡單。通過專業網站及資源庫建設,進一步提升專業內涵及品牌影響。
    3、貼身高效的運維及培訓認證、專業競賽、研討交流、創業就業等系列增值服務創新拓展。
    實訓室建成后,秉承“建好—用好—持續用好”的原則,將提供貼身式的高效運維服務與師資培訓服務;后續將根據需要協助院校開展各類培訓與資質認證、專業技能大賽、實踐教學研討會等各種形式的增值活動,同時搭建學生創業就業綜合服務平臺,有效提升實訓室的綜合價值。

    (二)實訓室建設內容

    以提高學生實踐技能、強化職校實訓教學水平為己任,憑借多年的增值教育服務根基,針對目前職業院校3D打印專業人才培養與社會需求方面顯現的問題,提出3D打印專業實訓室綜合解決方案,助力職業院校3D打印專業學生全面發展,提高院校教學實訓水平,促進行業健康發展。
    1、實訓室建設:3D打印過程一般包括了掃描數據收集、數字建模處理、打印輸出、后期加工等幾個過程,針對每一個過程我們可相應建立專門的實訓室,保證學生能夠充分地掌握每個過程的相關技能。
    2、實訓教學體系建設:實訓教程/指導書、操作手冊、案例、課件、視頻等完善的課程包資源,測評工具等。
    3、線上線下聯動建設:線上實訓平臺資源,如3D模型庫、電子試題庫、電子教案共享庫等。

    八、師資隊伍建設

    (一)建設理念與目標

    建設一支既能從事理論教學,又具備過硬專業技術能力,既能從事實踐教學,又能夠適應技能型人才培養要求的師資隊伍,是建設國家示范院校系統工程的重要環節。高職教師隊伍建設旨在將職業院校教師隊伍建設成為掌握“理論+技能”的雙師型教師隊伍,滿足技能性和實踐性的教學要求。同時,將師德培訓納入培訓體系,培養真正愛教育,將教育事業當作終身事業的教師。
    一個合理的“雙師型”師資隊伍是由專業基礎課教師、專業理論課教師、專業基礎實驗課教師、專業理論課實驗教師和“雙師型”教師組成的有機整體,是一個團隊。這樣一個師資隊伍既能講授專業基礎課和理論課,又能指導技能訓練。因此在強調教師個體“雙師”素質建設的同時,更要從師資隊伍的整體強調“雙師”素質,這樣使得不同教師間得以互補。 “雙師型”師資隊伍建設的目的是使我們的教師不僅具有較高的理論水平,而且具有較強的實踐能力。因此從“雙師型”教師隊伍建設的目標來看,是要促使教師以較強的實踐能力改革教學,促進學以致用,同時以必要的理論指導具體的實踐活動。因此,個體“雙師”素質的培養是不可替代的。加強“雙師型”或稱“雙師素質”師資隊伍建設,是高職院校教育自身發展和培養技能型人才的內在要求,“雙師型”或“雙師素質”教師在專任教師中的比例,是師資隊伍建設的一個重要結構指標。

    (二)提升方法與途徑

    在師資隊伍建設上,要以形式突破創新,整合社會資源,強化社會培訓力量,完善職業培訓制度,通過綜合能力培訓、教師校外實踐進修、教師境外考察交流、引進兼職師資和顧問、提升教師獎勵機制等形式,全面提升教師的基本素養、職業精神、專業能力。
    1、基本素養提升
    教師基本素養培訓旨在讓職業院校教師掌握基本的信息技能,實訓軟件操作能力,職業核心能力培訓,同時依據國家“大眾創業,萬眾創新”的政策對教師進行創業能力的培訓,全面提升教師綜合素養。
    2、職業精神提升
    教師只有具備了愛教育的精神,以教育為終身事業的信念,才能嚴謹治學、廉潔從教、為人師表、為祖國培養高素質的人才。對教育的熱愛集中表現為愛崗敬業,這既是教師堅持為人民服務的宗旨,也是所有教師實現自我價值,獲得個人滿足,完成人格升華、實現個人價值的有效途徑。因此,將提高職業精神作為加強師德修養的一個重要主題,不斷提高教師素質,才能適應時代需要,實現百年樹人的重任。在教師培訓中,加強愛崗敬業培訓,加強師德教育,加強師生交流,讓教師以身為范,以身作則,樹立榜樣的力量,引領學生成才成人。
    3、專業能力提升
    師資隊伍專業能力提升主要通過加強管理人員培訓,增加師資進修及研習,全面提升管理人員及師資隊伍的專業水平,提升學校軟實力。
    院校管理人員能力的高低是影響院校發展的重要因素,加強管理人員培訓,增強管理人員水平,加強能力拓展訓練,對于更新管理人員觀念,提升執行力、領導力、凝聚力,加強團隊歸屬感、榮譽感具有重要作用。同時有利于提高同事間的溝通和理解,降低內部溝通成本和協作成本,實現“確實認識自己體會和實踐現代職業化員工的基本素質和修養”,提高自己在工作中的核心競爭力,突破自我設限,培養自我控制能力,挑戰自我,重新認識自我。
    制定系統的教師進修與踐習計劃,通過利用專業機構廣泛的社會渠道、豐富的教育資源和專業的技術服務條件,強化教師的能力培養,根據不同教師情況,制定短期培訓計劃、學位研修計劃、踐習計劃、海外交流計劃等,加速提升專業帶頭人、骨干教師、“雙師”型教師、兼職教師等各類人才的培養。

    九、創新增值服務體系

    1、實訓室運營與實訓師資外包服務:
    2、創新創業活動運作:
    3、學生職業規劃與就業服務: 
    4、職業資質認證與培訓: 
    5、創新創業孵化中心:
    6、校企合作創新研究中心: 
    7、創新學生管理體系: 
    8、課程資源定制開發:
    9、通過校企合作;

    十、主要設備配置

    (1)設備配置
    序號 名稱 型號 技術參數 數量 單價/元 總價/元
    1 桌面FDM CR-2020 1、打印尺寸:200*200*200mm
    2、打印速度:≤200mm/s
    3、打印精度:±0.1mm
    4、可用耗材:PLA/ABS/木材/軟膠TPU/含銅/碳纖維等
    5、打印層厚:0.1-0.4mm可選
    6、機器凈重:17KG
    7、機器外包裝尺寸:520*530*620mm
    5 8200 41,000
    2 桌面級SLA 3D打印機 大業激光
    小方
    1.打印尺寸:130*130*180 mm
    2.層分辨率:0.025/0.05/0.1mm
    3.最小壁厚:0.3mm
    4.最小孔徑:0.5mm
    5.XYZ軸分辨率:0.05mm
    產品特點:
    桌面級SLA設備,能打印精度高,表面光滑的工件,速度更快(能達到25mm/hour),使用更方便,支持脫機打印,材料更換簡單,且可用材料廣泛,是對FDM 3D打印設備非常有效的補充。
    5套 44000  
     
     
     220,000
     
     
     
    3 桌面級SLA 3D打印機后處理工具 大業激光
    UV-030A
     
    備注:小方光固化3D打印機的附件,配合3D打印機使用,保證了打印件的質量。
    5套 6000 30,000
    4 DLP打印機 大業D100 1、成型原理:DLP面成型
    2、打印機外觀尺寸:370*370*750mm
    3、成型空間:96*54mm
    4、打印精度:XY方向0.05mm Z方向0.025mm
    5、打印材料:可鑄造光敏樹脂
    6、打印光源:UV LED  20000小時
    7、傳輸方式:USB WiFi
    8、文件格式:STL SLC OBJ DAZZLE
    9、電源:220V
    1套 180,000 180,000
    5 工業FDM CR-750 1、機器尺寸:750*750*750mm
    2、打印精度:0.08-0.5mm
    3、打印速度:20-180mm/s
    4、工作臺載重:12公斤
    5、定位精度:xy軸0.011mm Z軸0.025mm
    6、噴嘴直徑:0.4mm
    7、文件格式:STL OBJ G-GODE
    8、打印耗材:pla  1.75mm
    1套 118,000 118,000
    6 高精度桌面掃描儀 大業DS130 1、產品型號:DS130
    2、掃描原理:非接觸式藍關掃描儀
    3、精度:≤10μm
    4、相機分辨率:2*130萬像素
    5、掃描范圍:100*100*75mm
    6、數據格式:STL
    7、重量:14KG
    8、傳輸方式:USB 3.0
    9、拼接方式:全自動拼接
    10、工作溫度:0℃~30℃
    1 88,000 88,000
    7 PLA 白色 以白色材料為主,其它顏色為輔,顏色的多樣能增加學生學習的興趣,增強學生對顏色的認知,很多趣味的產品也需要能有多種顏色的變化。 20KG 138/kg  
     
    5,520
     
     
    ABS 白色 ABS樹脂抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優良,還具有易加工、制品尺寸穩定、表面光澤性好等特點,容易涂裝、著色,還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工,廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業領域. 20KG
    桌面級SLA光敏樹脂耗材 紅色  
     
     
    滿足桌面級SLA 3D打印機,有紅、黑、白、透明4種顏色。
    15  
    1,200
     
    18,000
    黑色
    白色
    透明
      硬件設備總價 700520
     
     
     
    1
    投影儀 愛普生(EPSON)CB-X31 投影畫面尺寸:40-300英寸
    推薦畫面尺寸:80英寸-100英寸
    國標亮度(ANSI流明):3200流明(依據ISO/IEC 21118)
    標準分辨率:XGA 1024X768
    對比度:10001-20000:1
    投影光源:UHE燈泡
    顯示技術:三片LCD
    是否支持2D轉3D:是
    燈泡壽命:8001-10000小時
    1套 5,500 5,500
     
    2
    功放   SAST/先科 SA-5016 定壓定阻功放機 1 800 800
     3 音箱   獅樂BX101 60W 音箱 2個 1,450 2,900
     
    4
    無線話筒   SAST/先科 ok-01無線話筒(2個),話筒支架1個 2個 380 760
     
    5
    多功能講臺   太極劍 HK890(稍微改裝)(含配套教師椅子1張) 1張 2,300 2,300
    6 24口交換機   TP-Link SG3428全千兆網絡交換機,企業專用鋼殼 3臺 2,100 6,300
    7 展柜   多層玻璃展柜 2 3,000 6,000
    8 儲物柜     1 4,000 4,000
    9 配套產品總價 28560
     
     
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