應(yīng)用型本科機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建

楊 敏

（無(wú)錫太湖學(xué)院智能裝備工程學(xué)院 江蘇 無(wú)錫 213064）

中共十八屆五中全會(huì)確立了 “創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享” 五大發(fā)展理念，其中創(chuàng)新被放在發(fā)展理念的首位[1]。2015年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》，深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效升級(jí)的迫切需要，是推進(jìn)高等教育綜合改革、促進(jìn)高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措[2]。培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，提升大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和實(shí)踐能力，是當(dāng)前應(yīng)用型高校研究的重要課題，深化創(chuàng)新教育改革、激勵(lì)創(chuàng)新動(dòng)力、夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)是高校教師在課程教學(xué)中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注和努力的方向。

無(wú)錫太湖學(xué)院作為江蘇省最早完成獨(dú)立轉(zhuǎn)設(shè)的民辦高校，一貫堅(jiān)持需求向?qū)А?chuàng)新引領(lǐng)，實(shí)施轉(zhuǎn)型發(fā)展、內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展三大戰(zhàn)略，智能裝備工程學(xué)院秉承學(xué)校應(yīng)用型人才 “一專(zhuān)多能” 的培養(yǎng)要求，提出了學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求與社會(huì)需求相融合，人才特質(zhì)興趣類(lèi)型與社會(huì)崗位類(lèi)型相匹配的分類(lèi)培養(yǎng)模式[3]。本文以智能裝備工程學(xué)院分類(lèi)培養(yǎng)模式中創(chuàng)新類(lèi)人才為試點(diǎn)，以夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)、激發(fā)學(xué)生的求新求異興趣、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。

1 現(xiàn)有課程體系在學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在的問(wèn)題

機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)是各工科院校普遍開(kāi)設(shè)的傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)，其中應(yīng)用型院校以培養(yǎng)從事專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理、技術(shù)服務(wù)等工作、具有一定創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是其培養(yǎng)體系中的一個(gè)重要方面。

現(xiàn)有課程體系在學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在以下問(wèn)題：①人才培養(yǎng)方案在該方面涉及學(xué)分比重較低；②理論教學(xué)體系健全，但與實(shí)踐教學(xué)體系脫節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)相輔相成、相互促進(jìn)；③創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)和途徑缺乏，學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)不足[4]；④只強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，忽略了機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)常用繪圖工具的訓(xùn)練；⑤學(xué)生從事創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的自信心不足。

2 應(yīng)用型本科機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建

針對(duì)上述問(wèn)題，構(gòu)建設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，應(yīng)貫穿四年教學(xué)全過(guò)程。通過(guò)優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，充分利用課堂內(nèi)外教學(xué)資源與平臺(tái)，設(shè)計(jì)各階段的教學(xué)模式、實(shí)施方案和階段性目標(biāo)，構(gòu)建全方位的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，如圖1所示。

圖1 應(yīng)用型本科機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

2.1 第一課堂與第二課堂相融合

不再一味強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，形成以課堂教學(xué)為主、課外培養(yǎng)為輔，第一、第二課堂相結(jié)合的新教學(xué)方式。

2.1.1 重構(gòu)第一課堂教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法

第一課堂完善以實(shí)用為本的理論體系，通過(guò)優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，理順創(chuàng)新設(shè)計(jì)所需具備的理論知識(shí)和能力要素；通過(guò)重構(gòu)課程內(nèi)容，對(duì)標(biāo)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，引入先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和前沿技術(shù)，突出設(shè)計(jì)創(chuàng)新要素，結(jié)合項(xiàng)目案例教學(xué)，緊密貼合行業(yè)實(shí)際，將工程項(xiàng)目引入教學(xué)內(nèi)容，豐富課堂教學(xué)的組織形式。

“工程制圖” 課程中，在傳統(tǒng)機(jī)械制圖基本知識(shí)教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，融入AutoCAD軟件操作教學(xué)，要求手工繪圖與軟件繪圖齊頭并進(jìn)；同時(shí)教師通過(guò)介紹三維常用軟件、使用三維模型展示等方式，幫助學(xué)生樹(shù)立初步的三維意識(shí)；減少畫(huà)法幾何類(lèi)題目的練習(xí)，提高項(xiàng)目案例類(lèi)零部件的訓(xùn)練比例；實(shí)施普通班與提高班的分層教學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生特質(zhì)，選擇適合的教學(xué)難度，培養(yǎng)學(xué)生基本繪圖能力的同時(shí)，選拔優(yōu)秀學(xué)生，盡早培養(yǎng)，為后續(xù)參加學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、從事科研或企業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐打好基礎(chǔ)。

第一課堂也應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)推進(jìn)課堂教學(xué)改革，采取翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等多種教學(xué)形式，實(shí)施以學(xué)生為中心的啟發(fā)式、合作式、參與式教學(xué)。課前課后，利用網(wǎng)絡(luò)課程引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，課堂中，教師側(cè)重于問(wèn)題引導(dǎo)、疑難講解和案例研討。充分利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)使理論知識(shí)動(dòng)起來(lái)、實(shí)驗(yàn)步驟清晰起來(lái)；利用學(xué)習(xí)通APP、智慧課堂、QQ課程群等形式推進(jìn)師生間、生生間的互動(dòng)交流，使教學(xué)活起來(lái)，學(xué)生忙起來(lái)。同時(shí)建立與教學(xué)過(guò)程相匹配的全過(guò)程、多元化的考核評(píng)價(jià)體系，期末考核與過(guò)程考核相結(jié)合，全面合理評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成情況。

2.1.2 第二課堂活動(dòng)多元化

第二課堂作為大學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要組成部分，具有趣味性、知識(shí)復(fù)合性、自主性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性等特點(diǎn)，大力開(kāi)展第二課堂建設(shè)，有利于彌補(bǔ)第一課堂課時(shí)不足、實(shí)踐不夠的問(wèn)題，有利于鞏固和深化第一課堂的教學(xué)成效，激發(fā)學(xué)生的求知?jiǎng)恿蛯?duì)第一課堂的學(xué)習(xí)需求。第二課堂的切實(shí)落地應(yīng)結(jié)合學(xué)院和專(zhuān)業(yè)的具體情況，可以從以下幾方面采取相應(yīng)措施來(lái)保障[5]。

①利用課后時(shí)間，開(kāi)設(shè)相對(duì)應(yīng)的小班化課堂，因材施教，在大班授課基礎(chǔ)上分成不同層次的小班輔導(dǎo)，特別針對(duì)低年級(jí)學(xué)生配備專(zhuān)業(yè)輔導(dǎo)老師，提高學(xué)習(xí)效率；

②成立學(xué)生自我管理的科技類(lèi)社團(tuán)，將組織專(zhuān)業(yè)性、創(chuàng)新性的課外活動(dòng)作為社團(tuán)的最大特色，整個(gè)社團(tuán)的日?；顒?dòng)圍繞擴(kuò)展專(zhuān)業(yè)知識(shí)而展開(kāi)，讓專(zhuān)業(yè)技能不再是課堂枯燥的書(shū)本，而變成一群志同道合的朋友相互交流溝通的紐帶，有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)可和興趣。并且隨著社團(tuán)每年新鮮血液的補(bǔ)充，將良好的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)通過(guò)科技社團(tuán)傳承下去；

③組織學(xué)生參加各級(jí)各類(lèi)競(jìng)賽，通過(guò)比賽充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；

④從科技類(lèi)社團(tuán)和參賽團(tuán)員中選拔低年級(jí)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，以分類(lèi)培養(yǎng)創(chuàng)新人才小組為平臺(tái)，由經(jīng)驗(yàn)豐富的導(dǎo)師進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)，參與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、導(dǎo)師科研、企業(yè)橫向課題，將專(zhuān)業(yè)理論學(xué)習(xí)與科研實(shí)踐應(yīng)用并行，按照創(chuàng)新型人才進(jìn)行培養(yǎng)；

⑤邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)水平高、科研能力強(qiáng)的校內(nèi)校外教授專(zhuān)家來(lái)校開(kāi)設(shè)學(xué)科前沿講座，開(kāi)闊學(xué)生視野、提升專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)；邀請(qǐng)校企合作企業(yè)工程師、技術(shù)人員舉辦工程實(shí)踐講座，介紹行業(yè)現(xiàn)狀、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用及企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)等，使學(xué)生提早接觸企業(yè)，一方面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有一定的激勵(lì)作用，另一方面有利于學(xué)生提早擺正自身位置，正確定位，設(shè)定切實(shí)可行的目標(biāo)。

2.1.3 激勵(lì)機(jī)制與監(jiān)管制度并行

注重課內(nèi)與課外相結(jié)合，有機(jī)融合第一、第二課堂，需要激勵(lì)機(jī)制與監(jiān)管制度并行。一方面采取一定的獎(jiǎng)勵(lì)措施，如 “以賽代考” 、學(xué)分置換、免修相關(guān)課程或?qū)嵱?xùn)，等等，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；另一方面健全第二課堂保障制度，加強(qiáng)過(guò)程管理。如圖2所示。

圖2 第一課堂與第二課堂相融合

2.2 理論體系與實(shí)踐體系相融合

打破理論體系與實(shí)踐體系之間的壁壘，緊密貼合行業(yè)實(shí)際，將工程項(xiàng)目引入教學(xué)過(guò)程中，分基礎(chǔ)、提高、綜合運(yùn)用三個(gè)階段[6-7]。

①基礎(chǔ)階段：基礎(chǔ)理論融合在多項(xiàng)小任務(wù)中教授，采用 “項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)+課程聯(lián)動(dòng)” 的形式，創(chuàng)新PBL教學(xué)法。以典型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，分解子任務(wù)，融入創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)課程中，每項(xiàng)子任務(wù)按知識(shí)與技能目標(biāo)、任務(wù)描述與分析、相關(guān)理論知識(shí)、任務(wù)實(shí)施與小結(jié)、測(cè)評(píng)交流進(jìn)行。進(jìn)行課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，完成項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，既克服了理論課程空洞的理論說(shuō)教，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又通過(guò)完成各子任務(wù)將各課程抽象的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)串聯(lián)起來(lái)，使相關(guān)知識(shí)在學(xué)生頭腦中形成具體的整體印象。

“機(jī)械設(shè)計(jì)” 課程中，采用項(xiàng)目一貫式的教學(xué)思路，如圖3（p91）。將實(shí)際項(xiàng)目分解成若干子任務(wù)融入課程各章節(jié)中，學(xué)習(xí)各章節(jié)內(nèi)容的同時(shí)，完成子任務(wù)設(shè)計(jì)；學(xué)完本課程，即完成整個(gè)典型裝置的設(shè)計(jì)任務(wù)。

圖3 “機(jī)械設(shè)計(jì)” 課程項(xiàng)目一貫式教學(xué)思路

同時(shí)，將該典型裝置項(xiàng)目案例，融入 “工程制圖” “理論力學(xué)” “材料力學(xué)” “三維數(shù)字化設(shè)計(jì)” 等課程教學(xué)過(guò)程中，子任務(wù)間有關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)間有連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目在多個(gè)課程間的聯(lián)動(dòng)，保證整個(gè)典型項(xiàng)目設(shè)計(jì)前后數(shù)據(jù)統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。一方面，學(xué)生能全面了解實(shí)際項(xiàng)目的完成過(guò)程，另一方面，經(jīng)過(guò)分解的子任務(wù)針對(duì)性強(qiáng)、任務(wù)明確具體，工作量適中，排解了學(xué)生剛接觸項(xiàng)目的畏難情緒，增強(qiáng)其自信心。

②提高階段：融合各類(lèi)典型機(jī)構(gòu)、零部件等案例進(jìn)行技巧提升。相關(guān)課程不斷充實(shí)與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的案例庫(kù)，逐步引導(dǎo)學(xué)生，從關(guān)注生活中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例開(kāi)始，與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融合，針對(duì)教師提出的引導(dǎo)性問(wèn)題，查閱資料、展開(kāi)討論、撰寫(xiě)分析報(bào)告，將理論運(yùn)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，激發(fā)學(xué)生興趣；并充分發(fā)揮課程團(tuán)隊(duì)教師的 “雙師雙能型” 特長(zhǎng)，逐步引入工程設(shè)計(jì)案例及先進(jìn)裝備領(lǐng)域案例，逐步加大難度，循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

③綜合運(yùn)用階段：通過(guò)第二課堂設(shè)定的科技社團(tuán)活動(dòng)、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽參賽項(xiàng)目、導(dǎo)師科研項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生采用 “七階段教學(xué)法” ，按照項(xiàng)目管理PLM流程，每個(gè)項(xiàng)目按項(xiàng)目描述、方案設(shè)計(jì)、收集信息、制訂計(jì)劃、執(zhí)行計(jì)劃、完善拓展、交流評(píng)價(jià)七個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，營(yíng)造工程氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，同時(shí)在反復(fù)實(shí)踐過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的渴望，提升自主學(xué)習(xí)及理論運(yùn)用于實(shí)際的能力[8]。

2.3 階段性目標(biāo)與學(xué)業(yè)規(guī)劃相融合

根據(jù)學(xué)生特質(zhì)、興趣愛(ài)好及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計(jì)人才崗位需求，指導(dǎo)學(xué)生做好學(xué)業(yè)規(guī)劃、職業(yè)生涯規(guī)劃，并以學(xué)年為單位，以各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽、各類(lèi)研究項(xiàng)目為指標(biāo)，制訂相應(yīng)的階段性目標(biāo)。以競(jìng)賽促學(xué)，以項(xiàng)目促學(xué)，通過(guò)階段性目標(biāo)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、學(xué)以致用，并不斷通過(guò)階段性目標(biāo)的達(dá)成，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值，從而增強(qiáng)自信心，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，不斷激發(fā)創(chuàng)新思維。

階段性目標(biāo)的制訂一方面應(yīng)與第一課堂教學(xué)體系、第二課堂活動(dòng)組織緊密結(jié)合，符合循序漸進(jìn)原則，另一方面應(yīng)以標(biāo)志性榮譽(yù)成果的形式為主，如各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、各類(lèi)項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)等等。

大一大二階段，階段性目標(biāo)以CAD應(yīng)用為主的制圖類(lèi)比賽為主，以提高機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生二維、三維繪圖能力為主要目的；大三階段，設(shè)計(jì)創(chuàng)新為主的綜合設(shè)計(jì)類(lèi)比賽以及大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等科研訓(xùn)練項(xiàng)目形式，以提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力為主要目的；大四階段，以實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用、優(yōu)質(zhì)就業(yè)為主要目標(biāo)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量和就業(yè)質(zhì)量。其中，大二大三階段的目標(biāo)，可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生不同的能力水平做調(diào)整和優(yōu)化，盡量做到與每個(gè)學(xué)生自身的學(xué)業(yè)規(guī)劃、職業(yè)發(fā)展目標(biāo)相一致。

3 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用型本科機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐，通過(guò) “三個(gè)融合” ，將機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中，充分激發(fā)學(xué)生在四年大學(xué)本科學(xué)習(xí)期間課內(nèi)、課外的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。同時(shí)豐富的參賽經(jīng)驗(yàn)、項(xiàng)目經(jīng)歷以及各類(lèi)榮譽(yù)，也增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，提升了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。