2023年12月11日发(作者：嬴秋月)
164网络教育2021年3月中职三维数字化实训室创新建设的研究赵煜，高嵩(辽阳技师学院，辽宁辽阳111000)【摘
要】为了解决智能制造技能人才短缺的现状，依据2020年10月中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体
方案》和2019年1月印发的《国家职业教育改革实施方案》中提出的要提高中等职业教育发展水平和打造一批高水平实训基
地的工作目标，本文对建设三维数字化实训室进行研究，提出中等职业院校未来的发展方向是依托校企协作、产教融合等办学
模式，以校企双主体人才培养模式培养出适应企业岗位需求的应用型技能技术人才遥实训基地建设一定要注重产教融合，能够
畅通技术技能人才的职业发展通道，本文结合智能制造产业生态，探讨三维数字化技术实训室建设的意义，明确实训室建设培
养目标与功能定位，制定三维(3D)数字化实训室建设方案，以期为相关人员提供参考遥【关键词】建设方案；三维数字化应用技术；实训室；人才培养;创新【中图分类号】G434
【文献标识码】A
【文章编号】1006-4222(
2021
)03-0164-021三维数字化技术发展应用探索当前，三维数字化技术将与互联网、物联网、5G技术融合
发展，成为制造业转型升级的重要依托，服务于智能制造和人
工智能。我们在消费电子业、航天航空业、汽车制造业、医药医
疗、食品以及个性化消费品等领域加载三维数字化技术，这一
1.2中职院校三维数字化应用技术实训室建设的意义建设三维数字化应用技术实训室对于机电、数控加工、数
字艺术、工业产品设计、
模具设计与制造等专业具有重要意
义:
①中职院校建设三维数字化实训室可以促进相关专业课
程体系建设,充实和丰富教学内容，完善机械制造类专业教学
实训课程体系，创新工业产品设计、制造理念，促进学生综合
实训能力的提升,拓宽就业渠道，培养创业思维；②三维数字
化实训室的建设，对开展3D项目(3D打印、3D扫描)的技能
竞赛、科技服务与创新、校企技术合作等活动提供了高端技术
平台。技术是提高生产效率、产品精度及质量的有效手段，它可以节
能节材，快速获取信息并自动处理，为工业生产的信息集成提
供可能和方便。同时,相关专业技术产业起步较晚，应用型人
才短缺明显，三维数字化技术也正因此被越来越多的中职院
校重视，相关配套实训室建设也正在逐步完善。科学、先进、实
用的实训室建设，开展有针对性的教学与培训，培养满足社会
对高技能人才的需求，为促进产业经济转型提供新型人才的
储备。2中职三维数字化实训室建设内容2.1中职三维数字化实训室人才培养目标与定位2.1.1培养目标1.1人才需求与培养三维数字化技术具备特有的直观性和先进性，
在社会各
个领域得到广泛的应用。
掌握三维数字化技术的相关知识和
在原有数控专业或相关制造类专业的基础上，以3D扫描
仪和3D打印机技术应用为主体,开发和创新适应企业实际生
技能，有利于优化我国高端制造业人才的知识结构，促进三维
数字化与传统工艺技术有机结合，进而提高我国现代化工业
体系的国际竞争力。随着信息数字化时代的到来，数字化的装备和应用技术
快速普及，引导传统行业的生产制造模式和商业服务模式发
生巨大变化，科学、智能化高新技术的应用促进了现代企业的
产环节中的先进技术项目，积极开展数字化快速成型及检测
相关的培训工作，采集和处理三维数据，将逆向工程技术与快
速原型制造理念运用的到装备制造领域中，通过这些3D技术
的学习和应用，培养学生学技能的兴趣，丰富学生专业知识结
构，可完成简单的工业产品设计并有所创新，适应企业在高速
发展时对新型技术人才的需求。2.1.2三维数字化实训室功能设置快速发展，它不仅影响了低端、密集的劳动力市场，同时高端
劳动力人群有了更高的要求。在企业技术升级转型的关键时
期，三维数字化人才培养响应社会的需求，使人才的知识结构
更贴近岗位实际，在提升学生就业和企业适应能力的同时，也
提升了学生创新、创业的能力。三维数字化实训室可完成3D扫描、3D建模、3D打印、智
能化检测等理论与实训教学项目，
培养掌握先进制造技术和
具有较强创新能力的高技能人才。要求该实训室除了要满足制
造类专业的理实一体化教学基本功能外,还应满足以下功能：(1)社会服务功能。实训室除满足本校各相关专业使用 2021
年
3
月外，还要有辐射引领的社会服务功能，如面向社会培训机构、
各中小学开放，组织专业教师进行有针对性的培训与讲解，普
及高端制造知识，解读科技新理念，让技能走近需要的人，从
而促进全民学技能工作的开展。(2)
技能竞赛功能。实训室建设时，要充分考虑好功能分
区和工位设计，内饰布置要可以任意组合，适应教学、大赛工
作的变化。实训设备尽可能选择主流、业内口碑好、后期服务
及时到位、有大赛经验的品牌，充分满足省市级3D数字化制
造相关项目技能竞赛的需要。(3)
产学研功能。校企共同培养专业教师，引入企业的真
实产品并转化成有效的教学课题，校企共同开发科学性、适用
性强的精品课程；建立大师服务站，开展送技能到企业活动，
联合研发新产品，完善创新工艺流程，打造高端制造技术服务
平台。2.1.3中职3D数字化实训室硬件建设(见表1)表1
3D数字化实训室设备基本配置主实要训功室I.核心设备
主要教学内容
功能与作用3D扫描仪
培养学生熟练运用3D扫描仪对
结构光3D
技术应用
产品进行三维数据采集,能对采
扫描仪配套
产品的3D数据
集的三维数据进行后处理并设
工作站采集及后处理
计出符合相关技术要求的产品
产品通过逆向
模型。基于扫描仪和场地配置，
工业产品 工程的创新设计可承办职业院校职业技能竞赛设计针对产品技术需求，对产品进行
工业级手持式3D数据采集、后处理，生成数字
3D激光扫描新产品研制阶段的模型，与产品造型进行比照，系统(含电脑3D测量及逆向建模
计算误差，实现测量功能。图形工作站)通过
3D
逆向
软件建模设计，
生成可数控加工的制造模型工业级光固化3D打印概论,3D
3D
打印机打印机技术应用
与维护
培养学生掌握快速3D打印的
双色
3D
打印机的
制造原理、常见不同3D打印
3D打印
双色3D工作原理，
模型
设备的操作与维护，以及3D
制造打印机快速成型制造的
产品的后期处理等职业技能。方法和技巧通过
3D
打印设备的操作及
3D
打印机结构与产品的不同打印要求，能够
桌面级
工作原理，快速合理地选用3D打印设备打印机
成型制造技术工艺的差异及应用场合2.2三维数字化应用技术项目主要实训课程建设2.2.1逆向设计实训课程基于逆向工程实训项目的课程通常包括以下几个方面：(1)
采用理论与实操相结合的一体化课堂教学方式，掌握
一种正向和一种逆向设计软件，熟练应用结构光扫描仪和手
持扫描仪进行数据采集训练，熟练操作包括3D打印机及多轴
数控加工设备在内的生产加工设备。(2)
开展工业产品设计实践教学项目。选定设计对象，制
定设计方案，开展产品快速数字化创新设计与打印的训练。培
养学生的创新意识，掌握产品从设计、制造、检测的全过程，形
成系统的制造概念和感性认识。结合逆向创新设计思维，训练
个性化产品的创新设计。(3)
推进产教融合，将企业具体工作任务导入实训，体验
真实产品的生产流程，整个过程让指导教师和学生共同完成，
提高学生的实践应用能力。(4)
推进“以赛促教，以赛促学”活动，阶梯选拔优秀学生，
在软件应用和设备操作等方面进行专项训练，
培养适应能力
强、技能高超的技能大赛选手，宣传工匠精神，鼓励学生通过
网络教育
165大赛展现人生价值。(5)与企业进行合作完成实训课程设计，例如汽车制造企
业,选取一个设计子课题，设计中大量采用逆向设计技术，为
装备设计制造提供方便、详细、准确的原始依据。2.2.2三维检测实训课程三维扫描仪是一种非接触式的测量设备，它在测量过程
中将多条状激光束投射至被测物体表面，并使用相机接受其
反射光束，然后根据三角测量原理获得三维坐标数据。最突出
的特点是测量设备不与被测物体发生接触，测量速度快，单次
测量的数据点多，测量精度最高可达0.01
mm,具备大规模采
集表面数据的能力，随着工业机器人的加入，检测过程可实现
自动化、智能化，在汽车制造、大型结构件、复杂曲面模具等领
域得到广泛应用。通过理论与实践，让学生掌握使用三维扫描
仪进行物体表面尺寸测量并获得3D数据，把扫描数据与设计
模型进行对比，计算各部位误差，利用相关软件生成检测报
告，为产品质量提供依据。2.2.3
3D打印实训课程3D打印制造技术的应用，缩短了产品市场化所需的时
间，不需建设大规模的生产线，设备占用空间少；打印设备结
构简单紧凑,无须储备大量零部件，节省库房空间；不需要大
量的生产工人，一个人可操作多台打印设备。用户们只需要简
单地下载设计模型，使用U盘等存储设备将模型倒入3D打
印机，便可在较短的时间内将产品打印出来。3D打印技术的普及为中职院校的创新教育提供了新的
视角和技术支持。通过开设3D打印相关课程，促进学生获取
更多高端学科知识，
加强学生多领域融合，
拓展学生创想空
间，提升学生综合能力，增强学生工作严谨性，增加学生就业
机会，推动中职院校产学研协同发展，提高企业自主研发能力。
3结语总之，本文通过对三维实训室建设方向和功能的阐述，确
定设备配套方案，细化实训课程,将实训室的应用落实到教学
实训、校企联合育人、技能竞赛以及社会服务等方面。
实训室
的建设应该是递进式、分阶段建设的，在考虑设备的配置上，
不能盲目因为建实训室而建，要结合企业和社会需求进行调
整。要注重现代3D技术的发展趋势，不能只局限于眼下需求，
要具有一定的前瞻性，否则将会导致后续实训室建设陷入设
备无法优化配置的尴尬处境，从而造成资源浪费。参考文献[1]
秦翠兰，王磊元•机械专业实训室建设与整合[J]•知识窗：教师版，
2019(4)
：
89.[2]
卢秉恒.增材制造技术：现状与未来[J].中国机械工程，2020,31(1):19—23.收稿日期：2021-02-19作者简介:赵煜(1975—),女，汉族，四川射洪人，本科，高级
讲师，研究方向为机械设计与制造。高嵩(1974—),男，汉族，辽宁海城人，本科，教授级高级
讲师,研究方向为机械设计与制造(数控方向)。
2023年12月11日发(作者：嬴秋月)
164网络教育2021年3月中职三维数字化实训室创新建设的研究赵煜，高嵩(辽阳技师学院，辽宁辽阳111000)【摘
要】为了解决智能制造技能人才短缺的现状，依据2020年10月中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体
方案》和2019年1月印发的《国家职业教育改革实施方案》中提出的要提高中等职业教育发展水平和打造一批高水平实训基
地的工作目标，本文对建设三维数字化实训室进行研究，提出中等职业院校未来的发展方向是依托校企协作、产教融合等办学
模式，以校企双主体人才培养模式培养出适应企业岗位需求的应用型技能技术人才遥实训基地建设一定要注重产教融合，能够
畅通技术技能人才的职业发展通道，本文结合智能制造产业生态，探讨三维数字化技术实训室建设的意义，明确实训室建设培
养目标与功能定位，制定三维(3D)数字化实训室建设方案，以期为相关人员提供参考遥【关键词】建设方案；三维数字化应用技术；实训室；人才培养;创新【中图分类号】G434
【文献标识码】A
【文章编号】1006-4222(
2021
)03-0164-021三维数字化技术发展应用探索当前，三维数字化技术将与互联网、物联网、5G技术融合
发展，成为制造业转型升级的重要依托，服务于智能制造和人
工智能。我们在消费电子业、航天航空业、汽车制造业、医药医
疗、食品以及个性化消费品等领域加载三维数字化技术，这一
1.2中职院校三维数字化应用技术实训室建设的意义建设三维数字化应用技术实训室对于机电、数控加工、数
字艺术、工业产品设计、
模具设计与制造等专业具有重要意
义:
①中职院校建设三维数字化实训室可以促进相关专业课
程体系建设,充实和丰富教学内容，完善机械制造类专业教学
实训课程体系，创新工业产品设计、制造理念，促进学生综合
实训能力的提升,拓宽就业渠道，培养创业思维；②三维数字
化实训室的建设，对开展3D项目(3D打印、3D扫描)的技能
竞赛、科技服务与创新、校企技术合作等活动提供了高端技术
平台。技术是提高生产效率、产品精度及质量的有效手段，它可以节
能节材，快速获取信息并自动处理，为工业生产的信息集成提
供可能和方便。同时,相关专业技术产业起步较晚，应用型人
才短缺明显，三维数字化技术也正因此被越来越多的中职院
校重视，相关配套实训室建设也正在逐步完善。科学、先进、实
用的实训室建设，开展有针对性的教学与培训，培养满足社会
对高技能人才的需求，为促进产业经济转型提供新型人才的
储备。2中职三维数字化实训室建设内容2.1中职三维数字化实训室人才培养目标与定位2.1.1培养目标1.1人才需求与培养三维数字化技术具备特有的直观性和先进性，
在社会各
个领域得到广泛的应用。
掌握三维数字化技术的相关知识和
在原有数控专业或相关制造类专业的基础上，以3D扫描
仪和3D打印机技术应用为主体,开发和创新适应企业实际生
技能，有利于优化我国高端制造业人才的知识结构，促进三维
数字化与传统工艺技术有机结合，进而提高我国现代化工业
体系的国际竞争力。随着信息数字化时代的到来，数字化的装备和应用技术
快速普及，引导传统行业的生产制造模式和商业服务模式发
生巨大变化，科学、智能化高新技术的应用促进了现代企业的
产环节中的先进技术项目，积极开展数字化快速成型及检测
相关的培训工作，采集和处理三维数据，将逆向工程技术与快
速原型制造理念运用的到装备制造领域中，通过这些3D技术
的学习和应用，培养学生学技能的兴趣，丰富学生专业知识结
构，可完成简单的工业产品设计并有所创新，适应企业在高速
发展时对新型技术人才的需求。2.1.2三维数字化实训室功能设置快速发展，它不仅影响了低端、密集的劳动力市场，同时高端
劳动力人群有了更高的要求。在企业技术升级转型的关键时
期，三维数字化人才培养响应社会的需求，使人才的知识结构
更贴近岗位实际，在提升学生就业和企业适应能力的同时，也
提升了学生创新、创业的能力。三维数字化实训室可完成3D扫描、3D建模、3D打印、智
能化检测等理论与实训教学项目，
培养掌握先进制造技术和
具有较强创新能力的高技能人才。要求该实训室除了要满足制
造类专业的理实一体化教学基本功能外,还应满足以下功能：(1)社会服务功能。实训室除满足本校各相关专业使用 2021
年
3
月外，还要有辐射引领的社会服务功能，如面向社会培训机构、
各中小学开放，组织专业教师进行有针对性的培训与讲解，普
及高端制造知识，解读科技新理念，让技能走近需要的人，从
而促进全民学技能工作的开展。(2)
技能竞赛功能。实训室建设时，要充分考虑好功能分
区和工位设计，内饰布置要可以任意组合，适应教学、大赛工
作的变化。实训设备尽可能选择主流、业内口碑好、后期服务
及时到位、有大赛经验的品牌，充分满足省市级3D数字化制
造相关项目技能竞赛的需要。(3)
产学研功能。校企共同培养专业教师，引入企业的真
实产品并转化成有效的教学课题，校企共同开发科学性、适用
性强的精品课程；建立大师服务站，开展送技能到企业活动，
联合研发新产品，完善创新工艺流程，打造高端制造技术服务
平台。2.1.3中职3D数字化实训室硬件建设(见表1)表1
3D数字化实训室设备基本配置主实要训功室I.核心设备
主要教学内容
功能与作用3D扫描仪
培养学生熟练运用3D扫描仪对
结构光3D
技术应用
产品进行三维数据采集,能对采
扫描仪配套
产品的3D数据
集的三维数据进行后处理并设
工作站采集及后处理
计出符合相关技术要求的产品
产品通过逆向
模型。基于扫描仪和场地配置，
工业产品 工程的创新设计可承办职业院校职业技能竞赛设计针对产品技术需求，对产品进行
工业级手持式3D数据采集、后处理，生成数字
3D激光扫描新产品研制阶段的模型，与产品造型进行比照，系统(含电脑3D测量及逆向建模
计算误差，实现测量功能。图形工作站)通过
3D
逆向
软件建模设计，
生成可数控加工的制造模型工业级光固化3D打印概论,3D
3D
打印机打印机技术应用
与维护
培养学生掌握快速3D打印的
双色
3D
打印机的
制造原理、常见不同3D打印
3D打印
双色3D工作原理，
模型
设备的操作与维护，以及3D
制造打印机快速成型制造的
产品的后期处理等职业技能。方法和技巧通过
3D
打印设备的操作及
3D
打印机结构与产品的不同打印要求，能够
桌面级
工作原理，快速合理地选用3D打印设备打印机
成型制造技术工艺的差异及应用场合2.2三维数字化应用技术项目主要实训课程建设2.2.1逆向设计实训课程基于逆向工程实训项目的课程通常包括以下几个方面：(1)
采用理论与实操相结合的一体化课堂教学方式，掌握
一种正向和一种逆向设计软件，熟练应用结构光扫描仪和手
持扫描仪进行数据采集训练，熟练操作包括3D打印机及多轴
数控加工设备在内的生产加工设备。(2)
开展工业产品设计实践教学项目。选定设计对象，制
定设计方案，开展产品快速数字化创新设计与打印的训练。培
养学生的创新意识，掌握产品从设计、制造、检测的全过程，形
成系统的制造概念和感性认识。结合逆向创新设计思维，训练
个性化产品的创新设计。(3)
推进产教融合，将企业具体工作任务导入实训，体验
真实产品的生产流程，整个过程让指导教师和学生共同完成，
提高学生的实践应用能力。(4)
推进“以赛促教，以赛促学”活动，阶梯选拔优秀学生，
在软件应用和设备操作等方面进行专项训练，
培养适应能力
强、技能高超的技能大赛选手，宣传工匠精神，鼓励学生通过
网络教育
165大赛展现人生价值。(5)与企业进行合作完成实训课程设计，例如汽车制造企
业,选取一个设计子课题，设计中大量采用逆向设计技术，为
装备设计制造提供方便、详细、准确的原始依据。2.2.2三维检测实训课程三维扫描仪是一种非接触式的测量设备，它在测量过程
中将多条状激光束投射至被测物体表面，并使用相机接受其
反射光束，然后根据三角测量原理获得三维坐标数据。最突出
的特点是测量设备不与被测物体发生接触，测量速度快，单次
测量的数据点多，测量精度最高可达0.01
mm,具备大规模采
集表面数据的能力，随着工业机器人的加入，检测过程可实现
自动化、智能化，在汽车制造、大型结构件、复杂曲面模具等领
域得到广泛应用。通过理论与实践，让学生掌握使用三维扫描
仪进行物体表面尺寸测量并获得3D数据，把扫描数据与设计
模型进行对比，计算各部位误差，利用相关软件生成检测报
告，为产品质量提供依据。2.2.3
3D打印实训课程3D打印制造技术的应用，缩短了产品市场化所需的时
间，不需建设大规模的生产线，设备占用空间少；打印设备结
构简单紧凑,无须储备大量零部件，节省库房空间；不需要大
量的生产工人，一个人可操作多台打印设备。用户们只需要简
单地下载设计模型，使用U盘等存储设备将模型倒入3D打
印机，便可在较短的时间内将产品打印出来。3D打印技术的普及为中职院校的创新教育提供了新的
视角和技术支持。通过开设3D打印相关课程，促进学生获取
更多高端学科知识，
加强学生多领域融合，
拓展学生创想空
间，提升学生综合能力，增强学生工作严谨性，增加学生就业
机会，推动中职院校产学研协同发展，提高企业自主研发能力。
3结语总之，本文通过对三维实训室建设方向和功能的阐述，确
定设备配套方案，细化实训课程,将实训室的应用落实到教学
实训、校企联合育人、技能竞赛以及社会服务等方面。
实训室
的建设应该是递进式、分阶段建设的，在考虑设备的配置上，
不能盲目因为建实训室而建，要结合企业和社会需求进行调
整。要注重现代3D技术的发展趋势，不能只局限于眼下需求，
要具有一定的前瞻性，否则将会导致后续实训室建设陷入设
备无法优化配置的尴尬处境，从而造成资源浪费。参考文献[1]
秦翠兰，王磊元•机械专业实训室建设与整合[J]•知识窗：教师版，
2019(4)
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89.[2]
卢秉恒.增材制造技术：现状与未来[J].中国机械工程，2020,31(1):19—23.收稿日期：2021-02-19作者简介:赵煜(1975—),女，汉族，四川射洪人，本科，高级
讲师，研究方向为机械设计与制造。高嵩(1974—),男，汉族，辽宁海城人，本科，教授级高级
讲师,研究方向为机械设计与制造(数控方向)。