結合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)進行機械設計課程改革的探索與實踐

摘要把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)課程融合，以培養(yǎng)滿足社會發(fā)展需要的卓越人才，這是時代發(fā)展的需要。本文從教學手段、教學方法、教學環(huán)節(jié)、教學內容、考查手段等多方面如何與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)進行深度融合進行了有效的探索，并提供了研究方向。

關鍵詞 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；專創(chuàng)融合；機械設計；教學過程

中圖分類號：G712文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.02.017

隨著我國經濟的高速發(fā)展，特別是近幾年我國大力推進“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”的政策的推進，很多用人單位對具備創(chuàng)新思維，懷有創(chuàng)業(yè)精神的專業(yè)性人才越來越重視。擁有這些能力的學生具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，對本專業(yè)的相關知識理解全面，能夠根據工作需求快速學習相關的技能，還能在此基礎上快速成長，可塑造性強，創(chuàng)新能力高，是非常符合社會生產發(fā)展需求的工匠型人才。

本文以“機械設計”這門課程為例，介紹了在課程中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的探索與實踐?！皺C械設計”是機械類專業(yè)中占核心位置的一門專業(yè)課程，在整個課程體系中起著非常重要的承上啟下作用。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就是運用所學知識創(chuàng)新設計產品并使之服務社會產生效益，這與“機械設計”的教學理念有異曲同工之處，因此探討該項改革具有實際意義。

1現狀分析

“機械設計”通過介紹通用機械零件的基本原理、設計手段、機構特色，通用機械系統(tǒng)的設計邏輯及設計原則，可以鍛煉學生的機械設計創(chuàng)新思維以及機械裝備的系統(tǒng)化設計能力。課程內容主要包括總體設計、螺紋與連接、輸送及傳動、動力及軸系、結構及非標件等部分內容。在實際的教學過程中主要遇到以下問題：

教學手段及方法枯燥，無法提起學生的積極性并吸引其主動學習。傳統(tǒng)課程采用投影PPT和黑板板書教學相結合的教學方式，教學內容按部就班，按照書本大綱照本宣科，教授知識基本全由校內專業(yè)教師完成。學校內的專業(yè)老師理論知識基礎深厚，但沒有實際的生產工作經驗，在教學內容的引導上著重對學生理論知識灌輸，很少涉及實際生產應用中的應用講解，導致學生無法從生活中體會機械設計的內容，教學與生活脫節(jié)，使教學效果大打折扣。

教學環(huán)節(jié)設置不合理，導致學生學習無所適從，對專業(yè)知識理解不透徹。傳統(tǒng)的教學一般先從理論入手，先給學生講解連桿、螺紋、軸系等專業(yè)知識，然后再綜合各個知識點引導學生進行一些簡易的結構設計。設計題目大多為減速器設計，學生參考設計指導書，給定參數，進行一步步計算，沒有創(chuàng)新空間。

教學內容及知識落后，無法適應與新技術發(fā)展，跟社會技術發(fā)展脫節(jié)?，F在是一個知識爆炸的社會，科學技術更新快，技術日新月異，新技術層出不窮，很多新穎的機械技術不斷涌現。傳統(tǒng)課堂上的教材還一直沿用一些老舊教學案例，無法提供當前最新的技術或案例給學生學習理解，導致學生畢業(yè)參加工作后還要重新更新知識內容，嚴重影響他們的個人發(fā)展空間。

考查手段及方法陳舊，無法真實反映學生對所學內容的掌握程度。傳統(tǒng)的機械設計課程在考核上選用卷面考試方法，考試內容范圍狹窄，大多為課本中的理論知識，只考察了學生記憶知識的能力，缺乏對學生綜合運用專業(yè)知識以及對設計內容的創(chuàng)新等高階能力的考察。

2探索與實踐

本項目在“機械設計”這門課程開展了多方面的實踐與探索，對現存的問題進行針對性的設計，在課程改革中用不同的方案進行嘗試，結合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引導學生進行自足學習，針對性的引導學生以社會需求為導向，以真實的產品設計為主線，在“機械設計”的課程內容中添加創(chuàng)新元素，然后綜合課程的專業(yè)知識，指導學生設計出可解決實際社會生產需求的機械結構或裝備，最后用學生的專利成果或科研項目成果作為主要的考核目標。這個教學模式既提高了學生學習的主動性，還優(yōu)化了教學內容，創(chuàng)新了教學手段及方案，取得了不錯的成效。

通過引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，提高學生學習的積極性，引導學生在教學大綱內自主學習。“機械設計”課程屬理論課范疇，因為這類課程的專業(yè)性強，在日常生活中比較少見，很多學生對其沒有感性的認識，往往會覺得其知識點內容深奧，原理難懂；而且該課程的很多知識點都是成體系的，如螺紋與緊固，鏈條與傳動，軸系與動力等模塊都是環(huán)環(huán)相扣的，一旦前面的知識點沒理解透，后面的內容就很難理解，這樣會導致很多學習進度比較慢的同學跟不上節(jié)奏，想學也無從下手，從而進一步導致學生產生厭學的情緒，影響學習效果。

本項目從學生的學情出發(fā)，根據他們的實際情況設計一套學習情景，讓學生跟著設計步驟自主收集資料去學習，學生的積極性提高了，學習的效果也可以相應提高。首先在第一節(jié)課就布置任務讓學生從創(chuàng)業(yè)的角度分析時事熱點、行業(yè)痛點或國家政策，引導學生從中發(fā)掘可以用機械技術手段解決的焦點問題。在實際問題中引導學生對自己感興趣的項目進行研究，可極大的激發(fā)他們的積極性。然后通過分組討論分析確定每個小組的具體研究方向，根據每個項目的特點適應匹配教學大綱的內容，讓學生在推進項目的同時不知不覺的把課程知識掌握了。研究的過程就是學習的過程，還能收獲各種成果，這樣學生的學習積極性就會徹底被激活。

如17級學生的支點工作室科研團隊在調研后，從“爬墻機器人”這個創(chuàng)意開始進行科學研究，先后獲實用新型專利及發(fā)明專利各一項；然后繼續(xù)進行項目打磨，把項目內容優(yōu)化組合成高樓外墻智能清潔機器人，并據此獲團省委的攀登計劃科研項目立項、“挑戰(zhàn)杯”省級競賽二等獎、“互聯網+”省級銀獎。然后繼續(xù)深化研究項目，這個團隊還注冊了“廣州支點創(chuàng)新科技有限責任公司”進行創(chuàng)業(yè)嘗試，目前項目已經落成經營并獲得了營業(yè)額300多萬。

在該環(huán)節(jié)中，老師的引導作用也很重要，這對老師自身的能力要求也很高。我們還經常組織老師到一線企業(yè)學習了解知識與生產是如何結合的，舉辦各種學習交流會議，邀請各個領域的專家學者對老師進行培訓，然后由他們引導學生結合書本上的知識進行項目研究，這樣才能保證項目的順利進行。

改變教學環(huán)節(jié)設置，以創(chuàng)新設計的問題為導向，通過引導學生解決設計過程中的難題來學習對應的專業(yè)知識。傳統(tǒng)的教學模式中對專業(yè)知識著重理論講解，因為學生沒有機械設計的基礎及相關經驗，往往在第一步的連桿、螺紋、軸系等專業(yè)知識的理解上就存在很多問題，到最后的綜合設計計算就會脫節(jié)，無法順利完成教學設計所要求達到的效果，有些就算勉強完成了也是一知半解，不知道學完后這些知識有什么用。

本項目的教學環(huán)節(jié)反過來從面到點，先指導學生確定研究內容，然后引導學生去學習各個基礎的知識點，學生就能知道學習的目的與方向，他們的主觀能動性就能充分的被調動起來，學習的效果也會事半功倍。

如16級學生的小R智能創(chuàng)新團隊確定研究項目為“基于工業(yè)4.0的口香糖智能裝料配送生產線”，該項目為解決口香糖生產過程中裝料配送的低質、低效瓶頸問題，設計一套能實現遠程監(jiān)控和編程的高精度智能生產線。根據設計需要，老師把項目內容分解為：傳動模塊，連接模塊、軸系模塊、標準件模塊、非標設計模塊等細分方向，引導學生根據需要去學習對應的專業(yè)知識，一個個的攻克知識難點。遇到問題先讓學生自己找資料了解相關知識，解決不了老師再輔以指導。學生帶著問題去學習，并且指導學習的方向及目的，最后學到的知識還能綜合起來解決系統(tǒng)化的問題，這樣學生學習成就感強，可達到事半功倍的學習效果。

通過引入社會生產的實際項目，引導學生了解最新的技術發(fā)展現狀，并把其融入項目設計中，然后此基礎上進行創(chuàng)新探索及創(chuàng)業(yè)啟蒙。在這個過程中學生會自覺調研現有的最新技術，然后評估其是否適合項目的研究內容，接著再吸收其中有用的部分，把其轉化成項目內容。這個過程既能鍛煉學生分析問題解決問題的能力，還拓展了其知識的寬度及深度，促進其學到很多傳統(tǒng)課堂沒有教授的知識。在課程中，老師還引導學生拓展專利申請等相關的知識，用專利申請所必需的新穎性、實用性、創(chuàng)造性去引導學生在設計方案上進行創(chuàng)新，把設計方案積極向專利申請方向發(fā)展，力求在項目中設計出結構新穎、原理獨特的創(chuàng)新內容，并以此作為項目的亮點進行創(chuàng)業(yè)打磨。

如18級的智測科技團隊為了解決基建施工測斜檢測中存在的成本高、效率低、誤差大、數據處理效果差等問題，設計了一款無須人工值守的高精度低成本的全自動云平臺測斜儀。學生在經過充分調研后，把一些最新的技術融入設計中，如：采用高精度絲桿往復系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的連桿往復機構，采用隨動式導向裝置代替了傳統(tǒng)的分布式繞線機構，采用一體化的回轉齒輪模塊代替了傳統(tǒng)的軸承組合模塊，采用這些創(chuàng)新設計后整體架構得到了優(yōu)化，體積縮小了1/3，檢測的速度提高了2倍，檢測精度提高了5倍。研究成果還申請了4項專利，其中一項已授權。

摒棄一試定成績的考核方式，設置形式多樣的考察方式及考核任務，著重檢驗學生對知識的理解情況及綜合應用知識的能力。新的考核方式以過程考核為主，同步著重學習過程的考查，還具體列出每一項考核的指標，目的是了解學生綜合能力的提高情況。這個考核不但囊括了早晚考勤、回答問題、創(chuàng)新成果、競賽成果、科研成果等，同時還對其職業(yè)精神、團隊合作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)、口頭表達、文字表達等進行全面考核。因為學生畢業(yè)到社會工作后最重要的是其自學能力以及職業(yè)素養(yǎng)，故在課程中引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育可綜合提高其綜合能力。課程中通過考核指標引導學生全面發(fā)展（見表1）。

3結論

本項目自2014年開始結合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)進行機械設計課程改革的探索與實踐，引入真實的企業(yè)科研項目到專業(yè)教育中，通過課程系統(tǒng)開展技術培訓、專家講座、學術沙龍、專利申請、科技競賽、項目研發(fā)等實踐活動，深度融合專業(yè)教育與雙創(chuàng)教育，獲授權發(fā)明專利6項、實用新型專利46項；獲了超百項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎項；孵化出5家初創(chuàng)企業(yè)，持續(xù)為社會輸送高水平機械領域工匠人才。經實踐證明，融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育到專業(yè)課程中去，可以充分提高師生教與學的積極性，并有效提升教學質量，是一條值得深入研究的教學新路徑。

基金項目：2018年廣東省高等職業(yè)教育教學改革研究與實踐項目“工作過程導向的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（項目編號：GDJG2019213）；2018年廣東省教育廳高等職業(yè)教育教學質量與教學改革工程精品在線開放課程項目“產品化導向的創(chuàng)新到創(chuàng)業(yè)”；2021年廣東水利電力職業(yè)技術學院技能大師工作室項目“梁健智能制造技能大師工作室”。

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