高職雙創(chuàng)教學(xué)體系中《機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)》的課程改革與教學(xué)實(shí)踐

賴春明 孟少明 李培 肖芝

摘要：《機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)》是高職機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)體系的重要組成環(huán)節(jié)。在教學(xué)中，采用“崗課賽證研”綜合育人模式，促進(jìn)課程、教師、學(xué)生的共同發(fā)展;構(gòu)建“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過(guò)程導(dǎo)向”一體化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，適應(yīng)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生主觀能動(dòng)性的要求;以“慶祝建黨百年、領(lǐng)略工匠文化、弘揚(yáng)創(chuàng)新精神、鑄就強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)”為課堂思政主線，達(dá)到課堂思政“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的應(yīng)有之形。教學(xué)實(shí)踐表明，課程改革和教學(xué)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐課程思政

Abstract： "Innovative Design of Mechanical Products" is an important part of the innovative teaching system of Mechanical specialty in higher vocational colleges. In teaching， the comprehensive education mode of "post-course-competition- certificate-research" is adopted to promote the common development of curriculum， teachers and students; Build an integrated teaching mode of "project introduction， task driving， action and work process orientation"， stimulate students' learning interest and motivation， and meet the requirements of product innovation design for students' subjective initiative; Take "celebrating the centennial of the founding of the Communist Party of China， appreciating the craftsman culture， carrying forward the innovative spirit and casting the dream of becoming a powerful country" as the main line of classroom ideological and political work， so as to achieve the due shape of "moistening things silently" in classroom ideological and political work. Teaching practice shows that the curriculum reform and teaching design have achieved the expected results.

Key Words： Innovation and entrepreneurship; Innovative Design of Mechanical Products; Instructional design; Teaching practice; Curriculum ideologicaland political

習(xí)近平總書(shū)記指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，也是中華民族最深沉的民族稟賦。在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，惟創(chuàng)新者進(jìn)，惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟創(chuàng)新者勝”。高素質(zhì)技術(shù)技能人才應(yīng)當(dāng)具備厚實(shí)的理論基礎(chǔ)、多元的知識(shí)體系及創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)意識(shí)[1-2]。同時(shí)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)也是國(guó)家建設(shè)人才資源強(qiáng)國(guó)和創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略舉措的重要組成部分?！稒C(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)的一門(mén)的專業(yè)課，是專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系中的核心環(huán)節(jié)。以往的教學(xué)過(guò)程中，該課程往往重視創(chuàng)新原理與方法的講授，而輕視了具體的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)組織實(shí)施[3-6]。為了適應(yīng)新時(shí)代職業(yè)教育特點(diǎn)與要求，我們打破了原有機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類課程的學(xué)科知識(shí)體系，以具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)為項(xiàng)目載體，根據(jù)崗課賽證綜合育人要求重新選擇和組織教學(xué)內(nèi)容，按照“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過(guò)程導(dǎo)向”的教學(xué)模式實(shí)施教學(xué)，達(dá)到了提升學(xué)生創(chuàng)新能力與素養(yǎng)的效果。

1. 教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1教學(xué)內(nèi)容

以“崗課賽證”綜合育人模式要求為基礎(chǔ)，進(jìn)一步融入教師在技術(shù)研究發(fā)明中的成果作為教學(xué)案例，構(gòu)建了“崗課賽證研”綜合育人模式，并基于這一育人模式對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)。根據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品三維模型設(shè)計(jì)等職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)標(biāo)準(zhǔn)以及CAD機(jī)械設(shè)計(jì)等技能競(jìng)賽項(xiàng)目和全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等賽事方案要求[7]，課程選擇筆筒到機(jī)械手等工業(yè)產(chǎn)品6個(gè)專業(yè)性、綜合性越來(lái)越強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)為載體，同時(shí)吸收增材制造、逆向掃描等機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的新技術(shù)充實(shí)為教學(xué)內(nèi)容，并將機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)原理方法分散融入到各個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)中，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽模擬訓(xùn)練作為期末的課程考核。課程共安排56個(gè)課時(shí)，本文針對(duì)模塊一內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)介紹，包含主題筆筒和個(gè)性手機(jī)支架兩個(gè)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，如圖1所示。

1.2學(xué)情分析

對(duì)授課班級(jí)學(xué)生《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等前導(dǎo)課程的期末成績(jī)平均分和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了分析。學(xué)生在CAD/CAM應(yīng)用、公差與配合等方面相對(duì)較弱，可能會(huì)影響教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)品三維模型的建立與裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，需要加強(qiáng)指導(dǎo);七門(mén)先修課程成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差均在7-8.5之間，表明學(xué)生者學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較接近且無(wú)特別差的狀況，在教學(xué)中可以考慮采取統(tǒng)一施策。結(jié)合專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)以及課程標(biāo)準(zhǔn)，本模塊教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生了解創(chuàng)新思維的方式與特點(diǎn)，掌握機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)所涉及的基本步驟以及3D打印技術(shù)的基本原理和設(shè)備操作技能。根據(jù)本模塊內(nèi)容在整門(mén)課程中的作用以及教學(xué)目標(biāo)要求、學(xué)情分析，確定本模塊教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本步驟與評(píng)價(jià)要求，教學(xué)難點(diǎn)為3D打印技術(shù)的基本原理及其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要作用。

1.3教學(xué)策略

首先，基于“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過(guò)程導(dǎo)向”的教學(xué)模式設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。選擇了筆筒和手機(jī)支架兩個(gè)工藝品作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)類工作崗位作業(yè)流程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，并以教學(xué)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)將設(shè)計(jì)項(xiàng)目細(xì)分為更加具體的工作任務(wù)示。學(xué)生每個(gè)環(huán)節(jié)任務(wù)都要有特定的階段性成果，通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)逐步獨(dú)立完成自己的設(shè)計(jì)作品，從而掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本流程與要求。同時(shí)，根據(jù)本模塊設(shè)計(jì)項(xiàng)目對(duì)專業(yè)性要求不高而著重創(chuàng)新思路的特點(diǎn)，將機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中關(guān)于創(chuàng)新思維與技法等原理性知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目教學(xué)，將創(chuàng)新原理性知識(shí)與設(shè)計(jì)實(shí)踐緊密結(jié)合，讓學(xué)生在具體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)原理和技法等。

其次，要根據(jù)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)靈活選擇教學(xué)方法。在產(chǎn)品功能調(diào)研和產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案擬定、草圖繪制環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的設(shè)計(jì)任務(wù)，在課前獨(dú)立完成資料收集和草圖方案的擬定，著力培養(yǎng)學(xué)生的信息搜集整理能力，以及獨(dú)立思考、分析和創(chuàng)新的能力;對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的環(huán)節(jié)，主要采取組內(nèi)討論互評(píng)，推選最佳方案參與組間展示以及互評(píng)的方式來(lái)完成，這既有利于培養(yǎng)個(gè)人獨(dú)立創(chuàng)新的能力，又有利于形成團(tuán)隊(duì)集智創(chuàng)新的意識(shí)素養(yǎng);在三維建模與造型環(huán)節(jié)則主要采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，學(xué)生根據(jù)產(chǎn)品建模的任務(wù)所需開(kāi)展相關(guān)建模技能技巧的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練;在模型3D打印環(huán)節(jié)主要采用工作行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)，結(jié)合視頻資源和教師的實(shí)操演示，學(xué)生通過(guò)“觀察-實(shí)踐-反思-再實(shí)踐”掌握打印機(jī)的操作技能;在作品功能驗(yàn)證與總結(jié)階段，同樣采用組間匯報(bào)與互評(píng)的方式完成，提升學(xué)生總結(jié)反思以及再創(chuàng)新的能力。

此外，要根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容特點(diǎn)合理布置課堂思政著力點(diǎn)。根據(jù)本學(xué)期期間的社會(huì)熱點(diǎn)、教育政策等，本課程的課堂思政基本思路為“慶祝建黨百年、領(lǐng)略工匠文化、弘揚(yáng)創(chuàng)新精神、鑄就強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)”。在工藝品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，通過(guò)設(shè)計(jì)主題的合理設(shè)定，圍繞“慶祝建黨百年、弘揚(yáng)工匠精神”的主線，著重開(kāi)展黨史教育和愛(ài)國(guó)主義教育。在筆筒項(xiàng)目中，以學(xué)校鄉(xiāng)村振興幫扶工作隊(duì)引導(dǎo)村民開(kāi)展黨史教育為設(shè)計(jì)背景，既能讓學(xué)生在確定黨史小知識(shí)過(guò)程中自己學(xué)習(xí)黨史，也能讓學(xué)生更好的了解國(guó)家的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略部署;在個(gè)性手機(jī)支架項(xiàng)目中，要求作品結(jié)合家用或車(chē)載用的特定場(chǎng)合要求，并具備愛(ài)國(guó)宣傳主題元素，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并自然而然接收愛(ài)國(guó)教育。

2. 教學(xué)實(shí)施與成效

2.1教學(xué)實(shí)施

按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作流程安排教學(xué)任務(wù)。本教學(xué)模塊包含主題筆筒和主題手機(jī)支架兩個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目每個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目均包含6個(gè)任務(wù)，其中功能調(diào)研與設(shè)計(jì)方案初擬環(huán)節(jié)整合為一個(gè)工作任務(wù)，并安排在課前完成;分別在項(xiàng)目1和項(xiàng)目2中增加了“開(kāi)拓創(chuàng)新思維”和“提升創(chuàng)新技法”兩個(gè)任務(wù)，對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)原理、方法進(jìn)行講解。

學(xué)生主體、教師主導(dǎo)逐步完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，按照“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過(guò)程導(dǎo)向”的教學(xué)模式，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)個(gè)體能動(dòng)性的特殊要求，突出學(xué)生的主體作用，教師根據(jù)學(xué)生的進(jìn)展情況進(jìn)行引導(dǎo)和評(píng)價(jià)。以項(xiàng)目1的任務(wù)一為例，課前教師根據(jù)教學(xué)項(xiàng)目向?qū)W生發(fā)布設(shè)計(jì)任務(wù)要求以及課程學(xué)習(xí)資源，學(xué)生完成課程資源學(xué)習(xí)、產(chǎn)品功能調(diào)研以及設(shè)計(jì)方案的初步擬定;在課中，教師先講解創(chuàng)新思維的主要類型、特點(diǎn)及其應(yīng)用案例，然后組織學(xué)生進(jìn)行方案展示以及方案優(yōu)化;在建模環(huán)節(jié)則主要針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題和特殊模型的建模技巧等進(jìn)行指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù);課后教師在線答疑，并結(jié)合學(xué)生教學(xué)反饋進(jìn)行教學(xué)反思，學(xué)生則進(jìn)一步完善自己的產(chǎn)品模型。具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程如圖2所示。

2.2教學(xué)評(píng)價(jià)

采用結(jié)果與過(guò)程結(jié)合、課程與賽項(xiàng)融合實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)價(jià)采用采用過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，基于智慧職教加強(qiáng)課前、課中和課后學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集。具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)與比重如圖3所示。在設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系制定過(guò)程中，參考技能競(jìng)賽、機(jī)械設(shè)計(jì)大賽等賽項(xiàng)的評(píng)分細(xì)則等。

2.3教學(xué)成效

一是學(xué)習(xí)目標(biāo)有效達(dá)成。根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)方案對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)評(píng)，該模塊的知識(shí)技能目標(biāo)基本全部達(dá)成，筆筒產(chǎn)品得到了村民的好評(píng)。二是創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)明顯改善。通過(guò)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極引導(dǎo)和訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新能力和參與各級(jí)各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的熱情提高，表現(xiàn)在班級(jí)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽的參與度得到提高，實(shí)現(xiàn)100%參與，且提交的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)作品質(zhì)量以及專業(yè)相關(guān)性明顯改善。18級(jí)學(xué)生獲得銀獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)共2項(xiàng)，優(yōu)秀作品申請(qǐng)專利共5項(xiàng)，19級(jí)學(xué)生目前已申報(bào)專利7項(xiàng)。同時(shí)，學(xué)生參與CAD機(jī)械設(shè)計(jì)等技能競(jìng)賽集訓(xùn)熱情也提高，18級(jí)該專業(yè)學(xué)生取得省賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。此外，學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和熱情得到提升，班級(jí)在學(xué)校組織的各項(xiàng)黨史學(xué)習(xí)教育測(cè)評(píng)中成績(jī)名列前茅。

3. 教學(xué)總結(jié)與反思

3.1教學(xué)特色

首先，“崗課賽證研”綜合育人模式促進(jìn)課程、教師、學(xué)生的共同發(fā)展。在“崗課賽證”綜合育人的基礎(chǔ)上，我們一方面擴(kuò)展了“賽”的范圍，根據(jù)課程特點(diǎn)，引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和全國(guó)大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)大賽的相關(guān)要求和案例作為教學(xué)內(nèi)容，有利于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提高;另一方面，加入“研”的融合，可以促進(jìn)教師技術(shù)研發(fā)成果向教學(xué)案例的轉(zhuǎn)化，激發(fā)教學(xué)型教師參與技術(shù)研發(fā)的動(dòng)力，也有助于學(xué)生科學(xué)探索能力的培養(yǎng)。

其次，“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過(guò)程導(dǎo)向”一體化教學(xué)模式符合產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生主觀能動(dòng)性的要求。結(jié)合技能競(jìng)賽賽題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和機(jī)械設(shè)計(jì)大賽作品等，構(gòu)建了6個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)，按照設(shè)計(jì)崗位工作流程合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，以具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生開(kāi)展訓(xùn)練，使得機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)所涉及到的生澀難懂的原理有了具體的載體而變得更加容易理解吸收，同時(shí)也有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，從而更好達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

此外，“慶祝建黨百年、領(lǐng)略工匠文化、弘揚(yáng)創(chuàng)新精神、鑄就強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)”的課堂思政主線契合課程內(nèi)容。根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的特點(diǎn)，合理融入課堂思政元素，在工藝品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，通過(guò)設(shè)計(jì)主題的合理設(shè)定，著重開(kāi)展黨史教育和愛(ài)國(guó)主義教育;在秦弓弩等機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，注重開(kāi)展工匠文化的宣傳，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、和大國(guó)自信;在機(jī)械手等工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模塊，則著重培養(yǎng)專業(yè)性和科學(xué)性。通過(guò)將課程思政元素由點(diǎn)及面、由表及里融入課程教學(xué)的全過(guò)程，達(dá)到課堂思政“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的應(yīng)有之形。

3.2問(wèn)題與改進(jìn)

一是要進(jìn)一步提升學(xué)生設(shè)計(jì)產(chǎn)品可實(shí)施性。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)不是藝術(shù)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)可實(shí)施性。草圖方案設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)結(jié)果以及學(xué)生具體的作品來(lái)看，學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可實(shí)施性相對(duì)差一些，在追求主題表達(dá)和美觀等的同時(shí)，往往對(duì)可實(shí)施性關(guān)注不夠，后續(xù)教學(xué)中要加強(qiáng)這方面的引導(dǎo)和指導(dǎo)。二是要進(jìn)一步提高團(tuán)隊(duì)教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的指導(dǎo)水平。要通過(guò)參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，充實(shí)團(tuán)隊(duì)教師在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的理論功底，以更好地促進(jìn)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合。三是要堅(jiān)持持續(xù)吸收“三賽”賽題或作品和教師技術(shù)研發(fā)成果作為教學(xué)案例。要持續(xù)結(jié)合學(xué)生技能競(jìng)賽、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽以及機(jī)械設(shè)計(jì)大賽的賽題或優(yōu)秀作品對(duì)教學(xué)項(xiàng)目案例進(jìn)行完善和更新，并積累學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的優(yōu)秀案例。

參考文獻(xiàn)

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