未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式探索與實踐

［摘 要］ 隨著制造業(yè)的轉型升級和數(shù)字化、智能化發(fā)展，人們期望開發(fā)未來成形制造技術，并加快這些技術在工業(yè)領域中的應用。建立行業(yè)與學校合作模式，實現(xiàn)產學研深度融合，立足科學原理、發(fā)展技術創(chuàng)新，為人才培養(yǎng)提供優(yōu)質的學習平臺和實踐機會。通過引導學生在專業(yè)背景的基礎上積極實踐創(chuàng)新，培養(yǎng)學生在實際生產中主動發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，以適應未來高度智能化和自動化生產的未來成形制造技術需要。注重發(fā)展學生的思維能力和創(chuàng)新精神，通過開展多種形式的課外實踐和競賽活動，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和創(chuàng)新能力。對未來成形制造技術人才的培養(yǎng)模式進行探索與實踐，為行業(yè)未來的發(fā)展提供有力的支撐和動力。

［關鍵詞］ 未來成形制造技術；創(chuàng)新人才；培養(yǎng)

［基金項目］ 2022年度中南大學教育教學改革研究項目“未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（2022jy036）；2023年度中南大學研究生教育教學改革項目“工科博士學位論文質量評價研究”（2023JGB128）

［作者簡介］ 喻海良（1980—），男，湖南長沙人，博士，中南大學輕合金研究院教授，主要從事先進塑性成形技術研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）25-0005-04 ［收稿日期］ 2023-07-16

未來成形制造技術，如深冷成形技術、3D打印技術等，是推動制造業(yè)升級、推進工業(yè)革命的顛覆性技術［1］。如何有效培養(yǎng)一支高素質、高技能的未來成形制造技術人才隊伍，已成為一個亟待探索的課題。當前，高校與行業(yè)界在未來成形制造技術人才培養(yǎng)方面存在諸多不足。高校與企業(yè)需加強合作，將教育與產業(yè)深度融合。由于未來成形制造技術發(fā)展速度較快，很多現(xiàn)有的教育模式已無法滿足產業(yè)實際需求，亟須更加創(chuàng)新和貼近實際的教育模式。因此，未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式應緊密圍繞實踐和創(chuàng)新，在高校和企業(yè)之間建立實習、畢業(yè)實踐等多種形式的合作機制，將學生的理論知識與實踐能力有機結合起來。

一、成形制造技術的發(fā)展與應用

（一）成形制造技術的發(fā)展歷程

傳統(tǒng)的成形制造技術是指通過對材料進行鑄造、軋制、擠壓、鍛壓、鉚接、蠕變成形等過程制造零件和產品的一種技術，其歷史可追溯至古代，隨著工業(yè)革命的到來和工業(yè)化進程的快速推進，成形制造技術得到了極大的發(fā)展和進步。19世紀末，隨著汽車、飛機、航天等制造工業(yè)的發(fā)展，成形制造技術開始走向現(xiàn)代化。在汽車工業(yè)中，壓鑄、擠壓和鍛造等成形制造技術得到了廣泛應用，汽車產業(yè)實現(xiàn)了量產化和標準化生產。在飛機工業(yè)中，先進的鍛造、輕合金材料和噴涂等技術的應用，推動了飛機的工程技術不斷發(fā)展和更新。20世紀50年代至今，軋制成形技術得到了飛速的發(fā)展，現(xiàn)已成為成形制造技術的代表之一，全世界70%的金屬材料產品采用了軋制生產。通過不斷的技術創(chuàng)新和改進，軋制成形技術的成形精度、自動化程度和產品質量得到了極大提高，為現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展做出了巨大貢獻。

（二）成形制造技術在不同領域中的應用

1.汽車工業(yè)。成形制造技術在汽車制造中具有很大的應用前景。汽車零部件大多數(shù)都需要成形制造，例如車身、車門、發(fā)動機罩等，都是通過成形制造工藝生產的。在汽車工業(yè)中，成形制造技術主要包括壓鑄、鍛造、軋制、沖壓、擠壓等多種工藝，可以制造出各種各樣的汽車零部件和組件，例如高壓油管、轉向節(jié)、制動系統(tǒng)零部件等，這些零部件的制造需要精密的成形制造技術支持。例如，軋制技術可以制造汽車用的各種蒙皮材料、發(fā)動機殼體、進氣歧管等零部件；鍛壓工藝可以制造汽車車輪、方向機齒條等；沖壓與擠壓工藝可以制造汽車車門、保險杠、內飾件等。

2.航空航天。在航空航天工業(yè)中，鑄造技術可以生產各種金屬制品，如發(fā)動機、管道、容器、閥門等。鍛壓是將鑄造的金屬材料通過施加壓力使之成形為一定尺寸的零件；軋制成形是將金屬、合金、塑料等加熱軟化后，在壓力的作用下通過軋輥軋制成定型的產品。軋制技術為航空航天行業(yè)制造各種厚度的板材及環(huán)件材料?；鸺玫拇蟪叽绛h(huán)件就采用了鑄造、鍛壓、軋制等多種成形制造技術。蠕變成形制備的零件具有殘余應力低的優(yōu)點，廣泛應用于制備航空航天用的復雜曲面零部件。沖壓與拉伸成形技術主要用于飛機、火箭的各類鈑金件制造。鉚接成形技術用于各類鈑金件的連接。

3.電子工業(yè)。成形制造技術在電子領域中的應用越來越廣，可以用于制造各種電子設備的外殼，如手機、電視、筆記本電腦等。采用成形制造技術可以保證外殼的精度和一致性，同時節(jié)約了制造成本。半導體制造是電子工業(yè)最重要的制造工藝之一，也是應用范圍最廣的領域之一。成形制造技術可以用于半導體晶圓的制造，可以制造出更加精細的微型芯片，提高了半導體器件的性能。印制電路板是電子產品中最常見的組件之一，成形制造技術可以用于制造各種形狀和規(guī)格的印制電路板，同時提供了高光滑度和高保真度的表面。

4.機械制造。機械制造領域常用的成形制造技術包括擠壓成形、鍛造成形、軋制、鑄造、蠕變成形等。鍛造技術適用于制造金屬部件，如輪軸、凸輪等。鑄造技術可以制造各種金屬鑄件及零部件。擠壓成形技術在機械制造領域中被廣泛應用，適用于制造各種復雜截面的金屬及非金屬材料，如汽車零部件、航空零部件、工具、家具、門窗等?？傊尚沃圃旒夹g在機械制造領域應用廣泛，可制造各種材料和形狀的產品，提高了生產效率和產品質量，為機械制造領域帶來了更好的發(fā)展。

5.醫(yī)療器械。成形制造技術在醫(yī)療器械制造中應用廣泛，例如，注射成形技術可以制造吸管、注射器、輸液器等；壓鑄工藝可以制造制動器、骨組織支架等；擠壓工藝可以制造人工關節(jié)、假肢等。成形制造技術還可用于生產螺旋鈦板、鎖定螺絲、內外骨固定釘?shù)绕餍?，這些器械為骨科手術提供了重要的支持，用成形制造技術制造的醫(yī)療器械具有精度高、成本低、質量穩(wěn)定、生產效率高等優(yōu)點，為醫(yī)療器械領域的發(fā)展帶來了巨大的潛力。

二、未來成形制造技術人才的需求與特點

（一）未來成形制造技術發(fā)展趨勢

隨著科技的不斷進步和日新月異的創(chuàng)新，未來成形制造技術將呈現(xiàn)出多種發(fā)展趨勢。要想準確判斷未來的技術趨勢、定位關鍵核心技術領域，超前布局技術發(fā)展戰(zhàn)略就成為當務之急［2］。未來的成形制造技術將與人工智能、物聯(lián)網、云計算等高科技智能化技術相結合，實現(xiàn)無人化和自動化生產。生產線能夠通過智能判斷及時進行現(xiàn)場調整和故障排查，使生產更加高效、安全。未來成形制造技術將會引進仿生學理論，研發(fā)出具有生物特性的材料和產品，實現(xiàn)廢棄物復合利用，減少環(huán)境污染，達到綠色化、環(huán)?；男Ч?。隨著3D打印、深冷成形、電磁成形等未來成形技術的發(fā)展，未來的成形制造技術將具備更高的制造精度，可以滿足更加復雜的產品制造需求，能夠解決傳統(tǒng)成形制造技術某些產品加工困難的問題，為開發(fā)新產品提供新途徑。

（二）未來成形制造技術人才的需求與特點

1.需求。全面掌握未來成形制造技術知識，如3D打印、深冷成形、精密雕刻、電磁成形等技術。對機械電子技術、計算機技術、材料科學等領域有較深入的理解和應用能力，能夠實現(xiàn)復合型跨界技術的應用。探索未來科技創(chuàng)新領軍人才培養(yǎng)新模式，使其擁有高度重視細節(jié)、善于解決技術難題的能力，能夠靈活應對不同生產需求［3］。

2.特點。具備高度的技術創(chuàng)新精神和思維能力，能夠主導和推進未來成形制造技術的研發(fā)、創(chuàng)新和應用。注重實踐能力的培養(yǎng)和提高，能夠將理論知識轉化為符合實際生產需求的技術方案。具備較強的團隊協(xié)作和領導能力，能夠帶領團隊完成成形制造技術的開發(fā)、實施和管理。

三、未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式的探索與實踐

（一）優(yōu)化課程設置

在基礎課程設置上，應該注重培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和基本技能，包括“工程力學”“材料力學”“機械設計”“數(shù)值仿真”等課程，使學生能夠掌握基本的理論知識和技能。此外，還應加強對未來成形制造技術的介紹，如3D打印、仿真技術、深冷成形、電磁成形等。優(yōu)秀的基礎課程能夠打牢學生的學科基礎，為后期進階課程的學習打下堅實的基礎。加強實踐環(huán)節(jié)，實踐操作的訓練十分關鍵，應該加強實驗課程設計，增加科技創(chuàng)新實驗等環(huán)節(jié)，提高學生實踐操作技能水平。同時，在多領域合作中增強實踐操作技能的學習，加強理論知識轉化為實踐技能的能力。另一個重要環(huán)節(jié)是開展演講，實踐與演講結合的教學方式，對于未來成形制造技術人才的培養(yǎng)十分必要。通過演講提高學生的語言表達能力、思維能力、創(chuàng)新意識，從而達到全面提高學科技能的目的。針對未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化課程設置策略，應注重基礎課程的培養(yǎng)，加強實踐環(huán)節(jié)，以及通過演講提高學生的綜合能力。這樣才能培養(yǎng)出具有學科素養(yǎng)、實踐經驗和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀成形制造技術人才，為我國的制造業(yè)發(fā)展貢獻自己的力量。

（二）創(chuàng)新實踐教學模式

未來成形制造技術人才將是制造業(yè)中重要的前沿領導的技術人才，他們不僅具有傳統(tǒng)成形制造過程中的專業(yè)技能，還具有未來成形制造技術需要的創(chuàng)新能力，做到立足科學原理、發(fā)展技術創(chuàng)新、服務未來產業(yè)。為了培養(yǎng)出高質量的未來成形制造技術人才，需創(chuàng)新實踐教學模式。未來成形制造技術涵蓋了很多復雜的制造技術，在培養(yǎng)學生高端技能的同時，應注重基礎課程的培養(yǎng)，例如數(shù)學、物理、力學等。只有建立起健全的基礎理論體系，學生才能真正領會未來成形制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)和基本物理原理。未來成形制造技術需要在實踐中得到錘煉，而不是單純依靠理論知識。因此，應為學生創(chuàng)造更多實踐機會，如課程設計、實驗室實習等，幫助學生在實踐中理解制造過程中的細節(jié)和技巧［4］。演講是一種很好的綜合能力訓練方式，未來成形制造技術人才不僅需要具備傳統(tǒng)的技術能力，還需要擁有良好的團隊協(xié)作和溝通能力。通過演講，學生能夠提高自己的口頭表達能力和思維邏輯能力，還可以積累公眾演講經驗，提高自己的綜合素質。創(chuàng)新的教學模式可以更好地培養(yǎng)未來成形制造技術人才。注重基礎課程培養(yǎng)，加強實踐環(huán)節(jié)，通過豐富多彩的教育方式提高學生的綜合能力，培養(yǎng)優(yōu)秀的成形制造技術人才，為我國的制造業(yè)發(fā)展做出重要的貢獻。

（三）加強產學研融合

為了更好地培養(yǎng)出高素質的未來成形制造技術人才，加強產學研融合是一個不可忽視的策略。高等院校應與企業(yè)建立緊密聯(lián)系，了解其生產需求和技術需求，制訂專業(yè)的技術培訓方案，為企業(yè)提供優(yōu)秀的技術人才。還可以通過參與企業(yè)項目研究，更好地了解企業(yè)產業(yè)技術水平并在此基礎上開展相關研究，提高產學研融合效果，注重實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)［5］。在校期間，學生要在企業(yè)進行實踐、實習、工作，通過實踐鞏固所學知識并鍛煉實際操作能力，為未來成形制造技術能力的提升打下堅實的基礎。倡導創(chuàng)新教育模式，適應產業(yè)發(fā)展需求。為了更好地培養(yǎng)成形制造技術人才，試點采用工程教育、課程思政等模式，加強關鍵技術培訓，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神，使其能夠在復雜的產業(yè)環(huán)境中快速適應和發(fā)展，為我國制造業(yè)持續(xù)升級提供人才支持。加強產學研融合是未來成形制造技術人才培養(yǎng)的關鍵策略之一。充分發(fā)揮高等院校的優(yōu)勢，通過與企業(yè)深度合作、注重實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)和創(chuàng)新教育模式的推廣，為未來成形制造技術人才培養(yǎng)提供更好的支持。

（四）建立科技創(chuàng)新平臺

未來成形制造技術是實踐性較強的系統(tǒng)性學科，雖然理論知識很重要，但是實踐技能同樣很重要。通過建立科技創(chuàng)新平臺，為學生提供更多的實踐機會，使學生充分掌握3D打印、深冷成形、電磁成形、蠕變成形等一系列未來成形制造技術的實踐技能。建立科技創(chuàng)新平臺可以促進產學研協(xié)同創(chuàng)新。在科技創(chuàng)新平臺上，企業(yè)可以提供先進的技術設備和創(chuàng)新項目，高?？梢蕴峁├碚撝R和科研力量，雙方互相合作，推進科技成果轉化和技術創(chuàng)新。同時，政府可以加入這個平臺，提供必要的政策支持和資金扶持等，協(xié)同推動成形制造產業(yè)的發(fā)展。建立科技創(chuàng)新平臺能夠推廣人才培養(yǎng)創(chuàng)新教育模式。教育是引領未來的重要力量，改革創(chuàng)新教育模式能夠更好地適應時代的需要。建立科技創(chuàng)新平臺可以推廣體驗式教學、問題式教學、案例分析教學等一系列創(chuàng)新教育模式，從而更好地培養(yǎng)未來成形制造技術人才。建立科技創(chuàng)新平臺對實現(xiàn)成形制造技術人才培養(yǎng)模式具有十分重要的意義。這不僅可以為學生提供更多實踐機會、促進產學研協(xié)同創(chuàng)新、推廣創(chuàng)新教育模式，也有助于適應新時代的發(fā)展需要，更好地培養(yǎng)高素質成形制造技術人才。

（五）加強師資隊伍建設

建立嚴格的教育培訓機制，為教師提供充足的培訓和認證機會，使其在專業(yè)知識和教學能力方面得到不斷的提升和改進。同時，設立教師職稱評審機制，激勵教師制訂更完善的教學方案和課程設計。建立專業(yè)領域內的實踐教學體系。設立實驗室和創(chuàng)新中心，給予教師更多的實踐場所，提供跟進實戰(zhàn)模擬培訓，設計真實的行業(yè)挑戰(zhàn)和測試檢驗學生的能力。這些實踐教學可以幫助教師將學生從理論中帶到實踐中，圍繞未來的工作，教學過程如何實現(xiàn)跨界融合、“互聯(lián)網+”等的教學應用變得至關重要。制定科學的學生評價體系，以考試、考核、考評為載體，從不同維度界定教學效果和教學質量，加強與學生、企業(yè)的互動，提高學生在實際工作中應對流程化和標準化工作的能力。通過學術論壇、技術知識培訓等形式，讓企業(yè)專家與高校教師深度溝通，推崇教學的學科與未來成形制造技術的專業(yè)知識相結合，滿足崗位需求，并加強教師的實際業(yè)務應用，提高教師實際工作中的未來成形制造能力。使師資隊伍建設得到更好的加強，促使未來成形制造技術人才培養(yǎng)機制發(fā)揮更大的作用，在建設現(xiàn)代化制造的時代背景下保障其行業(yè)前景和挑戰(zhàn)。

結語

綜合來看，隨著制造業(yè)的不斷升級和新技術的不斷涌現(xiàn)，未來成形制造技術人才的培養(yǎng)將變得更加重要，成為制造業(yè)轉型升級中的重要環(huán)節(jié)。因此，構建一個富有實踐性和創(chuàng)新性的人才培養(yǎng)模式，以科學知識為基礎，發(fā)展未來創(chuàng)新技術，服務制造業(yè)對人才的需求，已成為當務之急。在實踐中，行業(yè)與學校之間的廣泛合作已成為未來成形制造技術人才培養(yǎng)模式的核心，這種合作應該注重學生實踐能力的提高，對實踐環(huán)節(jié)進行規(guī)范化建設，革新教學模式，加強實驗室建設等方面。同時，注重學生的職業(yè)生涯規(guī)劃和發(fā)展指導，為學生提供更多的實習和就業(yè)機會，培養(yǎng)學生成為高素質、高技能、實用型的未來成形制造技術人才。

參考文獻

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［3］張安富，劉超.“中國制造2025”背景下的新工科構建［J］.中國大學教學，2017（9）：21-23+33.

［4］向國華.理實一體化教學模式探索與實踐：基于我校模具制造技術專業(yè)人才培養(yǎng)模式教學方法探究［J］.科學咨詢，2015（11）：9-9+10.

［5］余金永，李玉琴，李元慶.智能制造工程專業(yè)校企融合“雙元”育人機制的探索與研究［J］.時代汽車，2023（1）：82-84.

Exploration and Practice of Training Mode for Future Forming Manufacturing Technical Personnel

YU Hai-liang

（Light Alloy Research Institute， Central South University， Changsha， Hunan 410083， China）

Abstract： With the transformation and upgrading of the manufacturing industry and the development of intelligence， people expect to develop future forming manufacturing technologies and accelerate the application of these technologies in the industrial field， establish a cooperation model between the industry and the school， achieve the deep integration of industry， university and research， based on scientific principles， develop technological innovation， and provide highquality learning platforms and practical opportunities for the training of talents. By guiding students to actively practice and innovate on the basis of their professional background， students are trained to take the initiative to find problems and solve problems in actual production， so as to meet the future needs of highly intelligent and automated production of future forming manufacturing technology. We focus on developing students’ thinking ability and innovative spirit， and cultivate students’ teamwork spirit and innovative ability through various forms of extracurricular practice and competition activities to explore and practice the training mode of future forming manufacturing technical talents， and provide strong support and driving force for the future development of the industry.

Key words： future forming manufacturing technology; innovative talents; culture