“3D大賽”在高職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用＊

朱紅波，李凡，王迪，孫立強(qiáng)，高翔

“3D大賽”在高職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用＊

朱紅波，李凡，王迪，孫立強(qiáng)，高翔

（克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)成為包括高職院校在內(nèi)的所有高校的重要使命。以高職機(jī)械類專業(yè)為例，分析了當(dāng)前高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在問題，以全國三維數(shù)字化創(chuàng)新大賽為載體，優(yōu)化專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，采用課堂教學(xué)與興趣小組自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)形式，通過參加競賽促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力提高，為高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有效途徑。

3D大賽；高職；機(jī)械類專業(yè)，創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，對人類科學(xué)的發(fā)展有著巨大的影響。習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出：“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐，要加快建設(shè)創(chuàng)新型國家”。建設(shè)創(chuàng)新型國家，提高國家創(chuàng)新能力關(guān)鍵是有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的人以及對人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新型人才是時代要求，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，高校作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要基地，承擔(dān)著培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型人才的使命[1]。高等職業(yè)教育作為中國高等教育的重要組成部分，以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能人才為主要目標(biāo)，在中國人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級不斷加快，對高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)提出了新的要求。高職機(jī)械類專業(yè)綜合實(shí)踐性強(qiáng)、就業(yè)范圍廣，具有較強(qiáng)的代表性[2]。因此，探索高等職業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑，對提高高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”，更好服務(wù)“中國制造2025”具有重要意義。

1 高職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

隨著中國職業(yè)教育改革不斷深入，校企合作、產(chǎn)教融合，各類“訂單”教育、現(xiàn)代學(xué)徒制以及“1+X”證書試點(diǎn)等，從人才培養(yǎng)目標(biāo)到教學(xué)模式，強(qiáng)化對學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，特別是操作性較強(qiáng)的機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，但往往忽略了對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。近年來，在國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略引領(lǐng)下，對學(xué)生創(chuàng)新教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)逐漸受到高職院校的重視，許多高職院校都在積極探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。例如，部分高職院校在形式上建立了“雙創(chuàng)基地”“眾創(chuàng)空間”“創(chuàng)新工作室”等，但缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和載體；有的高職院校改革專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在課程體系中增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，進(jìn)一步完善基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)創(chuàng)新型師資隊(duì)伍，出臺創(chuàng)新成果獎勵辦法等[4-5]，相關(guān)研究成果不斷涌現(xiàn)，在一定程度上對高職學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了促進(jìn)作用。但高職學(xué)生不同于本科、研究生，學(xué)生學(xué)業(yè)基礎(chǔ)較差，參加科研項(xiàng)目的機(jī)會很少；學(xué)校創(chuàng)新教育體系不夠完善、形式單一、課程設(shè)置銜接不暢；教師創(chuàng)新能力不足、創(chuàng)新教育重理論輕實(shí)踐，缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新教育設(shè)計(jì)和有效的創(chuàng)新能力培養(yǎng)載體仍是當(dāng)前制約高職院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的主要問題。

2 依托“3D大賽”培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，全國各地陸續(xù)舉辦如機(jī)器人大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽（下簡稱“3D大賽”）等各級各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，為高職院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生提供廣闊的創(chuàng)新實(shí)踐平臺。其中，“3D大賽”是在國家大力推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動、實(shí)現(xiàn)從“制造大國”到“創(chuàng)造大國”轉(zhuǎn)變、大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”和數(shù)字經(jīng)濟(jì)新時代開展的一項(xiàng)大型公益賽事，體現(xiàn)了科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級的要求，是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的具體實(shí)踐[6]，自舉辦以來受到各地方、高校和企業(yè)的重視。本文介紹了本校以“3D大賽”為平臺，探索機(jī)械專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體措施和取得的顯著成效。

2.1 改革課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于日常教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，按照機(jī)械類專業(yè)人才成長規(guī)律，根據(jù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生適應(yīng)社會需求應(yīng)具備的知識、能力和素質(zhì)要求，將教學(xué)過程分解為理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)三個方面，結(jié)合創(chuàng)新教育知識體系的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和邏輯性系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系。學(xué)生在第一學(xué)期開設(shè)“工程制圖及測繪”“機(jī)械CAD”課程，第二學(xué)期開設(shè)“機(jī)械基礎(chǔ)”“機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)”課程，第三學(xué)期開設(shè)“三維實(shí)體設(shè)計(jì)”“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程，每個學(xué)期都有理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，除了學(xué)習(xí)必要的機(jī)械基礎(chǔ)知識，針對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常用典型機(jī)械設(shè)備開展教學(xué)，從零件識圖、測繪、建模到裝備、仿真，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程從二維到三維、從平面到立體，切實(shí)感受機(jī)械零件、產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型的過程，使各門課程教學(xué)內(nèi)容有機(jī)銜接，既有理論基礎(chǔ)又有真實(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)體驗(yàn)，循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 創(chuàng)建“3D創(chuàng)新興趣小組”

創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識的產(chǎn)生和培養(yǎng)具有較強(qiáng)的個體差異，而高職學(xué)生在校時間短，課堂教學(xué)不能充分激發(fā)、發(fā)揮學(xué)生的主動創(chuàng)新意識。為了充分利用學(xué)生課余時間，引導(dǎo)學(xué)生合理規(guī)劃學(xué)業(yè)，滿足學(xué)生個性化發(fā)展，學(xué)院成立了“3D創(chuàng)新興趣小組”，采用“小組合作學(xué)習(xí)”方式，形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)互助、教師指導(dǎo)的學(xué)習(xí)模式[7]?！?D創(chuàng)新興趣小組”主要針對機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，學(xué)生在第二學(xué)期結(jié)束后便可報名，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生報名情況對學(xué)生進(jìn)行分組，每組中會安排高年級學(xué)生協(xié)助指導(dǎo)教師做好學(xué)生管理和指導(dǎo)。

“3D創(chuàng)新興趣小組”除完成規(guī)定的課程學(xué)習(xí)外，在課余時間以典型機(jī)械產(chǎn)品為載體，開展零件測繪、二維繪圖、三維實(shí)體造型、后期渲染動畫、結(jié)構(gòu)改進(jìn)創(chuàng)新等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，并在學(xué)期末向指導(dǎo)教師提交作品。為保障學(xué)生有充分的學(xué)習(xí)機(jī)會，學(xué)院免費(fèi)為學(xué)生開放專業(yè)機(jī)房，并安裝AutoCAD、Solidworks、3VIA等繪圖、造型軟件和圖片處理、視頻編輯軟件；同時建立“3D打印創(chuàng)新工作室”，選拔優(yōu)秀學(xué)生參與3D打印實(shí)踐體驗(yàn)，搭建創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺。小組成員在完成具體作品過程中逐漸具備了典型零部件的實(shí)體造型、設(shè)備的裝配、運(yùn)動仿真以及后期渲染能力，同時加深對機(jī)械零件從設(shè)計(jì)到成型的理解，逐步形成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維。

2.3 專項(xiàng)指導(dǎo)優(yōu)秀作品參加競賽

隨著學(xué)習(xí)過程的不斷深入，在學(xué)期末指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生三維軟件學(xué)習(xí)使用情況、小組協(xié)作情況、作品完成情況等方面對學(xué)生作品進(jìn)行評比，優(yōu)秀作品不僅可以作為“三維實(shí)體造型”課程成績，還擇優(yōu)作為重點(diǎn)訓(xùn)練項(xiàng)目推選參加自治區(qū)和全國“3D大賽”，列入?yún)①愴?xiàng)目的作品由指導(dǎo)教師結(jié)合參賽要求進(jìn)行專項(xiàng)指導(dǎo)和強(qiáng)化訓(xùn)練。由于“3D大賽”以“三維數(shù)字化”與“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”為特色、以“創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)”為核心[8]。大賽要求將實(shí)用創(chuàng)新活動基于三維數(shù)字化平臺或使用三維數(shù)字化技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)，著重考察設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)文檔、3D數(shù)字模型以及設(shè)計(jì)結(jié)果，基準(zhǔn)評審標(biāo)準(zhǔn)包括設(shè)計(jì)創(chuàng)意性、視覺美觀性、工程實(shí)用性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性以及商業(yè)開發(fā)價值等，指導(dǎo)教師會結(jié)合擬參賽項(xiàng)目的評審方向確定參賽方案，分配任務(wù)。學(xué)生接到任務(wù)后，對參賽作品的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，細(xì)化零部件的具體結(jié)構(gòu)和尺寸，對整個產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

以本院夢之彩代表隊(duì)2018年參賽作品“秸稈豆類飼料一體式粉碎攪拌機(jī)”為例，指導(dǎo)教師與小組成員通過認(rèn)真研究，充分掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理后，由小組成員分工協(xié)作，結(jié)合圖紙完成零件繪圖、三維建模、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、虛擬裝配、干涉檢查、運(yùn)動仿真、后期渲染，最后完成競賽答辯材料準(zhǔn)備工作。最終該作品獲得了2018年3D大賽數(shù)字工業(yè)設(shè)計(jì)賽項(xiàng)全國總決賽一等獎。通過完成參賽作品，學(xué)生全面掌握三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用和機(jī)械零件的分析設(shè)計(jì)能力，工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到大大提高。

3 依托“3D大賽”促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)施效果

參加“3D大賽”進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，在參賽過程中學(xué)生團(tuán)隊(duì)組織協(xié)調(diào)能力、溝通能力、應(yīng)變能力等各方面素質(zhì)得到全面提升。自2014年以來，3D創(chuàng)新興趣小組參加“全國3D大賽”50余人次，先后獲得全國總決賽一等獎2項(xiàng)、二等獎3項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)；獲得新疆賽區(qū)特等獎8項(xiàng)、一等獎8項(xiàng)、二等獎7項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)；2019-10，小組成員組建的“3D創(chuàng)新設(shè)計(jì)服務(wù)”團(tuán)隊(duì)作為新疆唯一一支入選國家職教賽道創(chuàng)業(yè)組團(tuán)隊(duì)在第五屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得銀獎，產(chǎn)生了較大的社會影響力。

通過參加大賽，學(xué)生收獲了榮譽(yù)、獲得了獎勵、增強(qiáng)了自信、激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，同時也得到用人單位的青睞。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過校際交流，認(rèn)真總結(jié)、分析問題、查找差距，對作品進(jìn)行反復(fù)修改，提高了實(shí)踐創(chuàng)新能力，同時將參賽案例成果應(yīng)用于教學(xué)，促進(jìn)創(chuàng)新理論知識學(xué)習(xí)和實(shí)踐融合，形成了良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促用、以賽促新”競賽宗旨，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供保障。

4 結(jié)語

科技的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，對高職機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)特別是對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)提出了更高要求。針對當(dāng)前高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，以“全國3D大賽”為載體，改革專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，取得了良好的效果。實(shí)踐證明，以參加“全國3D大賽”等各類技能競賽為導(dǎo)向的創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略研究，對培養(yǎng)高職學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生就業(yè)競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，培養(yǎng)新時代高素質(zhì)技術(shù)技能人才有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

［1］劉宏權(quán)，柴春嶺，陳任強(qiáng).依托學(xué)科創(chuàng)新大賽提升大學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力［J］.河北水利電力學(xué)院學(xué)報，2019（2）：74-77.

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G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.071

2095－6835（2021）08－0172－02

2020年克拉瑪依市科技計(jì)劃項(xiàng)目創(chuàng)新環(huán)境建設(shè)計(jì)劃（軟科學(xué)）項(xiàng)目“基于學(xué)科競賽的高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐”

朱紅波（1982—），男，遼寧撫順人，碩士，克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造質(zhì)量控制、高職教育。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕