基于“增材制造设备操作员”国家职业技能标准的3D打印课程教学改革研究

红豆教育

1.成都航空职业技术学院四川成都 610100；2.成都市中和职业中学四川成都 610000

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【摘要】增材制造技术作为智能制造的核心技术日益受到关注，同时增材制造方向高素质技术技能人才缺口不断增加。避免教学资源的浪费，提升学习效率，以人社部“增材制造（3D打印）设备操作员”职业标准为参照物，对航空材料精密成形专业增材制造技术课程进行优化设计，从增材制造（3D打印）设备操作员基本要求、增材制造技术课程目标优化、增材制造技术教学内容优化、增材制造技术实训内容优化等多个方向对现有增材制造课程进行优化，为加快培养增材制造方向高素质技术技能人提供支撑。

【关键词】职业标准；增材制造；3D打印；课程目标

1引言

根据教育部发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》，目前我国增材制造行业的专业人才缺口超过千万，且需求还在不断攀升。近年来，我国中等职业教育、高等职业教育以及普通高等教育领域，面向不同层次的增材制造人才培养体系正在完善，在中、高等职业教育和本科教育中均已设立了增材制造专业。与此同时，增材制造相关的职业技能等级证书体系也得到了发展。为避免教学资源的浪费，提升学习效率，增材制造课程应将1+X技能等级证书标准、人社部“增材制造（3D打印）设备操作员”职业标准与课程标准相融合，从而确定课程教学目标，以校企合作、产教融合项目为依托来培养学生适应社会需求岗位的可持续发展能力。基于对专业岗位（群）能力需求框架的分析，明确学生所需的增材制造课程核心知识与技能，重新构建增材制造课程教学模式，培养学生的团队合作与沟通、工匠精神、自我管理的能力，并有机融入到课前、课中、课后全过程的教学活动、教学方法和学习评价中，引领“岗课赛证融通”综合育人模式改革的创新实践。

2增材制造（3D打印）设备操作员基本要求

2020年人社部职业能力司发布《关于对拟发布新职业信息进行公示的公告》把“增材制造（3D打印）设备操作员”定为新职业，职业代码为6-20-99-00。增材制造（3D打印）设备操作员职业定义为从事增材制造设备安装、调试、维修和保养，及生产操作和运行管理的人员。职业等级共分五个级别，初级工、中级工、高级工、技师、高级技师，教育程度为高中毕业（或同等学力）。鉴定方式包括理论知识考试、技能操作考核和综合评审三种。

表1为“增材制造设备操作员”国家职业技能要求，由表可知国家职业技能将增材制造技术分为十个模块内容，其中初级工、中级工和高级工要求五个模块，技师及高级技师十个模块。针对大专学历学生，毕业后应具备中级工水平，因此在专业课程设计上应与增材制造设备操作员”中级工相一致。

3增材制造技术课程基本情况

增材制造技术课程为成都航空职业技术学院航空装备制造产业学院航空材料精密成型技术专业（专业代码460610）专业基础课，理论课时28课时，实训2周。航空材料精密成型技术专业就业方向为：1）铸造工；2）锻造工；3）金属热处理工；4）增材制造（3D打印）设备操作员；6）机械热加工工艺员。为了满足增材制造（3D打印）设备操作员中级工要求，需要参考中级工要求对课程进行优化和调整。

4增材制造技术课程目标优化

对照“增材制造设备操作员”中级工要求，对增材制造课程的课程目标进行优化，考虑到目前3D打印方法种类繁多，在有限课时内难以逐个讲解，因此在考虑学校实训条件以及3D打印工艺市场应用的情况下，选择熔融沉积（FDM）、光固化（SLA）、激光选区熔化成形（SLM）三种典型增材制造技术为主要载体进行增材制造方法的讲解。

5增材制造技术教学内容优化

表3为增材制造课程教学内容优化前后对比针。对增材制造设备操作员”中级工要求对课程结构方案（28课时）进行了调整，主要为：1）删除“聚合体材料喷射技术（Polyjet）成形工艺；2）将“3D打印准则”模块内容与“熔融沉积（FDM）成形”模块合并，通过实际案例讲解3D打印准则；3）将“典型应用场景及案例”、“3D 打印比赛典型案例”模块内容分散到三种典型3D打印技术的讲解中；4）增加“3D打印后处理工艺”、“3D打印设备调试与维护”两个模块，实现3D打印全流程的理解。

6增材制造技术实训内容优化

表4为增材制造实训结构优化前后对比，主要优化包括；1）增加熔融沉积（FDM）以及光固化成形（SLA）设备的故障排除；2）增加逆向建模内容；3）增加“激光选区熔化成形（ SLM ）成形设备及日常维护”模块；4）增加“FDM打印零件后处理及装配”和“3D打印设备调试与维护”模块。

7增材制造（3D打印）设备操作员鉴定工作准备

为提高我校航空材料成形专业学生素质并增加就业，应尽快完善并申请开展增材制造（3D打印）设备操作员中级工鉴定工作。增材制造（3D打印）设备操作员中级工鉴定工作有以下要求：1）鉴定工作分为理论知识考试、技能操作考核；2）理论知识考试以闭卷笔试、机考等方式为主，主要考核从业人员从事本职业应掌握的基本要求和相关知识要求；3）技能考核主要采用现场操作、模拟操作等方式；4）理论知识考试、技能考核和综合评审均实行百分制，成绩皆达60分（含）以上者为合格；5）理论知识和技能考核考试的监考人与考生配比不低于1：15，且每个考场不少于2名监考人员，综合评审委员为3人（含）以上单数。

8“岗课赛证融通”综合育人模式

目前增材制造领域1+X证书包括西安增材制造国家研究院有限公司主持的“增材制造操作与维护”和北京赛育达科教有限责任公司主持的“增材制造模型设计”，应尽快对两种1+x的适应性和可行性进行分析，并进行后续的域1+X证书试点工作；随着新职业的快速发展，当前增材制造相关比赛日益增加，其中包括金砖国家职业技能大赛增材制造技术赛项、全国工业设计职业技能大赛、全国职业院校技能大赛（世界职业院校技能大赛）增材制造技术赛项、成都市第七届青年技能竞赛增材制造设备操作员、四川省职业院校技能大赛工业设计技术赛项等等，将竞赛选手选拔、大赛技术要求等融入增材制造课程设计中，将使得增材制造课程更加具有适应性和可操作性。

项目信息：四川高等职业教育研究中心重点研究课题“学分银行理念下的1+X 证书制度国际经验与实施路径研究——以汽车运用于维修专业1+X 证书试点为例”（编号：GZY20A01）；成都航空产业发展与文化建设研究中心一般项目“四川省航空装备制造产业技术协同创新结构和演化研究——基于专利合作共现网络视角”（编号：CAIACDRCXM2021-18）。

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