淺談高職院校創(chuàng)客教育背景下的機械設計課程及課程改革

黃克瑤 佟靜

摘 要：創(chuàng)客教育的理念與職業(yè)教育相結合賦予了職業(yè)教育新的活力，機械設計課程在動手創(chuàng)新創(chuàng)造氛圍十分濃厚的“創(chuàng)客校園”中得到了改革，以“創(chuàng)新項目實物”為導向的機械設計課程設計改變了“減速器”設計的傳統(tǒng)，學生在“做中學、玩中學”，將實踐與理論相結合。

關鍵詞：機械設計;創(chuàng)客教育;職業(yè)教育

“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉變?yōu)楝F(xiàn)實的人。當創(chuàng)客文化與教育相遇，“創(chuàng)客教育”便誕生了。創(chuàng)客教育即將創(chuàng)客文化和教育結合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數(shù)字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養(yǎng)跨學科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質教育。創(chuàng)客教育秉承“探究體驗、開放創(chuàng)新”的教育理念，以“基于創(chuàng)造的學習”為主要學習方式，以培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的，學為中心，互動合作，重在分享，對深入實施素質教育和提升學生核心素養(yǎng)具有重要作用。

2015年1月，南京機電職業(yè)技術學院主動適應經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，積極響應國務院“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，率先建設國內首家“創(chuàng)客校園”，大力發(fā)展集創(chuàng)意、設計、制造于一體“藍島創(chuàng)客空間”。空間現(xiàn)有5個創(chuàng)新工場、6個創(chuàng)新工作坊、10間創(chuàng)新工作室;開放設備有：數(shù)控加工中心、3D打印中心、線切割、電火花加工機床、激光切割機、雕刻機等上百臺設備。而3D打印機和激光切割機的普及給予了學生更多發(fā)揮創(chuàng)意制作實物的機會，3D打印和激光切割基本成為了創(chuàng)客必會的數(shù)字化制造工具。在這樣的創(chuàng)客教育及創(chuàng)客校園的背景下，傳統(tǒng)的專業(yè)和課程正在進行著創(chuàng)客式人才培養(yǎng)的改革，也包括機械設計類的相關課程，學生以動手造物為中心的課程學習及實踐方式正在展現(xiàn)出它的無窮魅力。

機械設計是高等院校機械類專業(yè)學生必修的一門設計性為主的基礎課，它的任務是使學生掌握常用機構和通用零件的基本理論和基本知識，初步具有這方面的分析、應用、設計能力，其內容是對材料力學、機械原理、公差與配合、機械 工程材料、機械制圖、高等數(shù)學等課程的綜合應用?！皺C械設計課程設計”是對機械設計課程理論知識的實踐應用，是將理論知識的學習和工程實踐相結合，以“減速器”為代表的機械設計課程設計內容也一直沿用多年?，F(xiàn)行機械設計教材過分強調學科本身的完整性和系統(tǒng)性，注重單個機構或者零件分析內容的介紹，而對機械系統(tǒng)運動方案方面的介紹過少，對生產(chǎn)中已經(jīng)應用的空間機構的基礎知識介紹過少，缺少學科的新內容。而學生學習目的主要是應付考試，面對大量被灌輸?shù)目菰锏恼n本公式與數(shù)據(jù)，不知道應用在哪里也更不知道如何應用，因此學習興趣不高，學習效果不佳目前。而且，高職院校學生的教材基本和本科院校保持一致，而高職學生的學情卻和本科學生的學情差距較大，表現(xiàn)在學生對于機械設計課程中零件或者機構參數(shù)中計算能力差距以及動手能力的差距。顯然本科學生的數(shù)理計算能力要優(yōu)于高職學生，而高職學生的動手實訓實踐機會較多，在動手制作方面能力較強。

一、機械設計課程改革思路

基于對目前機械設計基礎課程授課及學生學習情況的分析，以及高職院校學生的特點，結合南京機電特有“創(chuàng)客校園”的氛圍環(huán)境，為“項目實物”為主導的機械設計課程改革正在進行中。以項目實物為中心的機械設計課程改革反映在教師的“教”與學生的“學”兩個方面，主要體現(xiàn)在：（1）由以前課堂傳授為重點向以學生工程實踐能力培養(yǎng)為中心轉變，以項目為引導，鼓勵學生積極參與，培養(yǎng)通過調研、查資料獲取有用信息的能力，通過完成一個項目，提升學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，以及團隊合作、自我表達和創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。（2）重視項目及過程考核，弱化期末考試，在項目完成后教師組織項目路演活動，讓項目團隊具有展示和交流的機會，并組織評委進行評審，最終評審得分作為該門課程成績的重要組成部分，（3）突破傳統(tǒng)的順序教學模式：傳統(tǒng)教學是先理論后實踐，而以項目為主體的課程模式引導學生進行為邊理論邊實踐的模式，讓學生在實踐中充分發(fā)揮各自的創(chuàng)意，在實踐中學習課程的基本知識，并理論指導實踐。

二、機械設計課程設計實施方法

機械設計課程設計不在一味的設計“減速器”，而是學生根據(jù)自己的創(chuàng)意設計自己想要的機械機構。首先，學生以小組為單位通過對于書本知識的理解以及搜集的相關材料提出創(chuàng)意想法，創(chuàng)意想法要綜合運用空間機構（如：行走機構、爬桿機構等）解決現(xiàn)實生活生產(chǎn)中的問題;而后，學生小組在教師的輔導下進行項目的設計以及圖紙的繪制，在這個過程中需要綜合運用機械設計書本的知識，學生也會反過來去查閱和學習機械設計相關的課本內容，在這個過程中不僅需要畫出手繪圖紙，也要綜合利用CAD、UG等二維三維軟件進行計算機制圖;有了二維三維模型，可以利用激光切割、3D打印等工具對零件模型進行生產(chǎn)制作，并輔以機械標準件、鉗工自制件，最后裝配完成。自此完成了一個想法到一個項目實物的全過程，在這個過程中，學生可能會遇到很多問題，包括傳動機構的選擇、圖紙繪制的標準、實物裝配的公差配合等等，也正是這些問題的出現(xiàn)與解決拓展了學生的知識面，增強了學生的分析問題解決問題的能力，提高了學生的工程意識和工程能力。對于這個過程中出現(xiàn)的優(yōu)秀創(chuàng)意以及項目，教師可以幫助學生申請相關的專利，并推薦參加全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、“挑戰(zhàn)杯” 課外學術與科技作品競賽等。

“創(chuàng)客”就是強調每個人都是一個“制造者”，而創(chuàng)客教育主要就是通過有趣好玩的創(chuàng)客作品激發(fā)學生的興趣，吸引學生的參與，以課程為載體，通過項目式課程的學習與動手制作發(fā)揮他們的想象力與創(chuàng)造力，并通過活動分享他們的作品與快樂，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。在制作創(chuàng)客項目的過程中，設計與制造進行了一體化的驗證，而機械設計課程在這種理念的影響下變得更加注重學生動手設計與制造，在這個過程學習相關理論知識。

基金項目：文章為2017年江蘇省教育信息化研究青年課題，高職機械制造專業(yè)群“創(chuàng)客式課程改革”的實踐與研究的成果，項目編號：20172033。

作者簡介：黃克瑤（1990.09- ），男，本科，助教，研究方向：機械設計及車輛設計。