基于“崗課賽證研”育人模式的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程重構(gòu)

孟少明，賴春明，李 培，肖 芝

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

1 引言

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(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”。創(chuàng)新是新時(shí)代大學(xué)生重要的能力要求?！稒C(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程作為機(jī)電大類專業(yè)的一門的專業(yè)核心課、專業(yè)技能課，是專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系中的核心環(huán)節(jié)。但機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程在一般的教學(xué)過程中往往只重視創(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，為了適應(yīng)新時(shí)代職業(yè)教育特點(diǎn)與要求，打破原有機(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)“崗課賽證研”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)和工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)模式實(shí)施教學(xué)，以達(dá)到了提升學(xué)生創(chuàng)新能力與素養(yǎng)的效果。

2 課程重構(gòu)的基本思路

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)，如圖1所示。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)、增材制造模型設(shè)計(jì)等職業(yè)技能等級(jí)證書標(biāo)準(zhǔn)以及CAD機(jī)械設(shè)計(jì)、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與增材制造技術(shù)等技能競(jìng)賽項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等賽事方案要求，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、綜合性越來越強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)為載體，同時(shí)吸收增材制造技術(shù)、三維逆向掃描技術(shù)等機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的新技術(shù)、新方法充實(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、方法和技巧等分散融入到各個(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。通過相對(duì)簡(jiǎn)單且常見的產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，學(xué)生可以更好地快速熟悉并掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程與相關(guān)的評(píng)價(jià)要求。

圖1 基于“崗課賽證研”綜合育人模式的課程重構(gòu)

3 課程重構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容與課程思政設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)械制造類企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模、產(chǎn)品優(yōu)化、工藝規(guī)劃、CAM應(yīng)用、樣品制作等崗位的能力要求，本課程選取的主要教學(xué)模塊任務(wù)、學(xué)習(xí)內(nèi)容與教學(xué)要求見下表。

表 課程重構(gòu)的具體教學(xué)內(nèi)容

續(xù)表

按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作流程安排教學(xué)任務(wù)，以模塊一為例說明，其包含主題筆筒和個(gè)性手機(jī)支架兩個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)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。工藝品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與3D打印模塊的教學(xué)任務(wù)安排如圖2所示。

圖2 工藝品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與3D打印模塊的教學(xué)任務(wù)安排

根據(jù)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)國之夢(mèng)”，課程思政基本思路如圖3所示。在工藝品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，通過設(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，著重開展黨史教育和愛國主義教育。在具體的實(shí)施過程中，采取將課堂思政點(diǎn)與設(shè)計(jì)任務(wù)緊密結(jié)合的策略，并盡可能與學(xué)校實(shí)際工作結(jié)合，消除思政點(diǎn)“拔地而起”的突兀感，提高課堂思政育人效果。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)過程中自己學(xué)習(xí)黨史，也能讓學(xué)生更好地了解國家的鄉(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)合家用或車載用的特定場(chǎng)合要求，并具備愛國宣傳主題元素，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、發(fā)現(xiàn)問題，將課程融入生活，從而自然而然地接收愛國教育，讓愛國教育在課堂上生動(dòng)起來。

圖3 課程思政基本思路

4 基于工作過程導(dǎo)向的教學(xué)環(huán)節(jié)與過程設(shè)計(jì)

重構(gòu)后的課程，為每個(gè)項(xiàng)目選擇了兩個(gè)載體作為創(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)，如圖4所示。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)過程中掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)原理和技法等，實(shí)現(xiàn)教學(xué)流程與機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)際工作流程的一致性。

圖4 基于工作過程導(dǎo)向的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)逐步完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在教學(xué)實(shí)施過程中，按照“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過程導(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)。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)施過程如圖5所示。

圖5 教學(xué)實(shí)施過程

5 育人成效

1）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)，該課程的知識(shí)技能目標(biāo)基本全部達(dá)成，部分學(xué)生的測(cè)評(píng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果及設(shè)計(jì)產(chǎn)品打印實(shí)物如圖6、圖7所示。其中，主題筆筒產(chǎn)品得到了村民的好評(píng)。

圖6 學(xué)生的設(shè)計(jì)方案測(cè)評(píng)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖7 部分設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)物

2）創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)明顯改善。通過課程學(xué)習(xí)過程中的積極引導(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，一是表現(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；二是提交的創(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)生的愛國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。

6 結(jié)束語

本課程通過整合與改革，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，通過設(shè)計(jì)主題的合理設(shè)定，著重開展黨史教育和愛國主義教育；在秦弓弩等機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，注重開展工匠文化的宣傳，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、和大國自信；在機(jī)械手等工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模塊，著重培養(yǎng)專業(yè)性和科學(xué)性。通過將課程思政元素由點(diǎn)及面、由表及里融入課程教學(xué)的全過程，達(dá)到課堂思政“潤物細(xì)無聲”的應(yīng)有之形。通過“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；通過“項(xiàng)目引入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、行動(dòng)和工作過程導(dǎo)向”一體化教學(xué)模式提升學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力；通過“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)國之夢(mèng)”的課堂思政主線提升學(xué)生的愛國情懷。