徐 豐，楊青勝，于 俊，胡惠敏

(湖北師范大學(xué) 機(jī)電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002)

0 引言

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的形勢下，不少新興行業(yè)接踵而生，對于大學(xué)生來說，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，新形勢對大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力要求越來越高，市場強(qiáng)化了本科院校對于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。近年來針對我校師范院校的轉(zhuǎn)型發(fā)展和本科教學(xué)審核評估工作的要求，對教師科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源有了新的考核標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)校鼓勵(lì)教師將科研項(xiàng)目或成果轉(zhuǎn)化為學(xué)生的教學(xué)資源，尋求多種轉(zhuǎn)化方式提高學(xué)生創(chuàng)新能力。將教師科研項(xiàng)目或成果轉(zhuǎn)化為本科生教學(xué)資源，這對提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力有重要作用。本文結(jié)合對我校機(jī)電與控制工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生教學(xué)指導(dǎo)，探討科研成果轉(zhuǎn)化為本科生教學(xué)資源的途徑和應(yīng)用。

1 科研驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)

1.1 將科研成果引入教學(xué)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

以往課堂上教授的知識通常理論性強(qiáng)、實(shí)操難度大，導(dǎo)致有些學(xué)生積極性不高，不愿意去思考，很難通過參與度不高的學(xué)習(xí)模式去培養(yǎng)創(chuàng)新能力。如果將老師的科研項(xiàng)目或成果融入到教學(xué)，在課堂上給學(xué)生講解前沿知識和所做的工作，通過新的知識激發(fā)學(xué)生興趣，鼓勵(lì)學(xué)生參與進(jìn)來，通過對教師成果案例的學(xué)習(xí)，主動去收集查閱相關(guān)資料，尋找研究方向并確定方向，直至設(shè)計(jì)方案，最終完成整個(gè)課題，在反復(fù)思考和分析改進(jìn)中不斷探索創(chuàng)新。

1.2 科研和教學(xué)的互相協(xié)調(diào)

大學(xué)教師日常教學(xué)工作繁多，此外還要承擔(dān)大量的科研任務(wù)，通過多年的教學(xué)研究工作，積累了不少研究經(jīng)驗(yàn)和成果。教師在教學(xué)中把最前沿的信息和科技帶到課堂上，學(xué)生接收的不再是書本上傳統(tǒng)老舊的知識，新知識激發(fā)了強(qiáng)烈的求知欲和好奇心。教師的科研課題轉(zhuǎn)化成了教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生參與老師課題，在教師的鼓勵(lì)和引導(dǎo)下不斷探索增強(qiáng)創(chuàng)新意識。近年來，機(jī)電學(xué)院以實(shí)踐教學(xué)改革為切入點(diǎn)完善人才培養(yǎng)方案，積極尋找提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的思路，結(jié)合學(xué)院工科特性，依據(jù)教師的科研項(xiàng)目、產(chǎn)學(xué)研工作及科研平臺，對專業(yè)課程體系進(jìn)行了改革。采取了一些有效措施激勵(lì)教師將科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)資源，激發(fā)教師轉(zhuǎn)化的積極性和主動性，在科研與教學(xué)之間建立了紐帶。經(jīng)過幾年的摸索和實(shí)施，取得了一些明顯的效果，現(xiàn)以工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)為例，根據(jù)該專業(yè)的特性，主要進(jìn)行應(yīng)用研究，通過設(shè)計(jì)作品解決實(shí)際問題，申請專利對成果進(jìn)行保護(hù)。表1為本專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究取得的部分成果。

表1 教師指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表專利一覽表

2 科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)的方式

機(jī)電學(xué)院2017版工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案對學(xué)生的創(chuàng)新能力提出了更高的要求，對學(xué)生創(chuàng)新能力的考核也發(fā)生了變化，通過課程體系調(diào)整、改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，加大校企合作和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。學(xué)院不斷完善實(shí)踐課程體系，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的占比和選擇的靈活性，積極倡導(dǎo)教師將科研項(xiàng)目或成果轉(zhuǎn)化成學(xué)生的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)了選擇的多重性，學(xué)生通過課堂及自主參入項(xiàng)目的形式來促進(jìn)教學(xué)相長。

2.1 具體實(shí)施方法

工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)從2014年開始招生，是機(jī)電學(xué)院的新專業(yè)，為了鍛煉實(shí)踐操作能力加快專業(yè)發(fā)展，班上同學(xué)自發(fā)成立了“一點(diǎn)創(chuàng)意”工作小組，主要通過課余時(shí)間學(xué)習(xí)手繪和相關(guān)繪圖軟件，學(xué)習(xí)組進(jìn)一步通過做課題去提升專業(yè)素質(zhì)。課題來源有學(xué)科競賽、課程設(shè)計(jì)或網(wǎng)絡(luò)自擬題目等，還有一些課題來自本專業(yè)教師的科研項(xiàng)目，教師依托學(xué)習(xí)組這個(gè)小平臺將科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)資源。把大課題劃分成幾個(gè)適合本科生的小課題，然后由學(xué)生間相互合作完成。按照學(xué)期及學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)展進(jìn)行難易程度劃分，逐漸形成高年級帶低年級的模式，通過這種方式，很多做課題的經(jīng)驗(yàn)和方法都得以傳承。老師給出課題后，由學(xué)生進(jìn)行探索性方案設(shè)計(jì)，其中要經(jīng)歷選題、課題論證、調(diào)研、資料準(zhǔn)備、畫草圖、選材料、建立模型、論證及總結(jié)等環(huán)節(jié)，在整個(gè)過程中，通過團(tuán)隊(duì)合作和主動學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力，當(dāng)然還有競爭與挑戰(zhàn)，學(xué)生的心理素質(zhì)也得以強(qiáng)化。最后可以將相對成熟的課題進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、本科生科研立項(xiàng)項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)甚至是畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。

2.2 科研成果推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)案例

2.2.1 以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié)為例 節(jié)能環(huán)保是一個(gè)熱門話題，學(xué)院老師把相關(guān)的“綠色照明”節(jié)能項(xiàng)目拆分成幾個(gè)課題供學(xué)生學(xué)習(xí)，通過對比把好的方案延伸為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的題材。先是手繪草圖方案，然后采用Rhino三維軟件建模，Keyshot渲染插件進(jìn)行渲染，通過選用環(huán)保節(jié)能材料及工藝設(shè)計(jì)出既能滿足家庭個(gè)性化風(fēng)格需求、整體環(huán)境協(xié)調(diào)又節(jié)能綠色的家用燈具。通過對該課題的學(xué)習(xí)研究，學(xué)生成功獲批2018年省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(基于Rhino三維建模技術(shù)的綠色照明燈具設(shè)計(jì)，項(xiàng)目編號201810513070)，經(jīng)過一年多的努力設(shè)計(jì)多款燈具并申請了外觀專利，該項(xiàng)目在2019年大創(chuàng)結(jié)題答辯中獲批優(yōu)秀項(xiàng)目。

2.2.2 以課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為例 課程設(shè)計(jì)的目的是考察學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用能力，通過做一些具體的小設(shè)計(jì)建立學(xué)生工程設(shè)計(jì)的整體概念，了解整體研究的流程。加深對理論知識的理解，強(qiáng)化動手能力，在此過程中還能培養(yǎng)學(xué)生的分工與合作意識。將教師的科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為課程設(shè)計(jì)課題，將較大的項(xiàng)目分成若干小課題，把這些小課題按照組別分配給學(xué)生，通過多個(gè)小組的合作把整個(gè)項(xiàng)目又串接起來。通過多門課程設(shè)計(jì)的不斷積累，學(xué)生專業(yè)技能和綜合應(yīng)用能力都能大大提高，為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)。

2.2.3 以畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為例 畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)教學(xué)工作最后也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過前面的調(diào)研和實(shí)踐積累，在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí)選取了目前比較受關(guān)注的老年群體、兒童及校園用品為對象。有了之前的課題經(jīng)驗(yàn)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中思路也更清晰，方案設(shè)計(jì)較一般同學(xué)也更有新意。如為老年人設(shè)計(jì)助行用品，為兒童設(shè)計(jì)玩具，為校園設(shè)計(jì)公共座椅及宿舍收納盒，設(shè)計(jì)效果都比較令人滿意。學(xué)生前期的實(shí)踐為課題的研究提供了必要的知識儲備，提升了實(shí)踐創(chuàng)新能力和研究方法，起到了科研成果驅(qū)動教學(xué)的作用。

2.3 具體成果展示

現(xiàn)以部分學(xué)生成果為例說明，圖1和圖2 為回形旋轉(zhuǎn)衣架外觀專利設(shè)計(jì)圖(專利號ZL 201730084612.8)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在使用普通衣架時(shí)，大件厚衣物晾曬時(shí)不容易曬干，主要是衣服較厚實(shí)，衣服的前胸部分更容易與后背部分貼合到一起，導(dǎo)致衣物內(nèi)部與空氣接觸大大減小，水分不易揮發(fā)。為了改善這個(gè)問題，受到回形針支腳結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，把衣架的支撐部分設(shè)計(jì)成回形針那種開合的形式。把衣物掛到衣架上后，手工把支腳打開，加大支撐力度，這樣衣服就不會貼合到一起。此外，這種支腳的結(jié)構(gòu)很方便晾曬襪子或輕薄小物件，夾緊后不容易被風(fēng)刮落。

圖1 回形旋轉(zhuǎn)衣架打開結(jié)構(gòu)圖

圖2 回形旋轉(zhuǎn)衣架閉合結(jié)構(gòu)圖

圖3和圖4為多層肥皂盒外觀專利使用狀態(tài)示意圖(專利號ZL 201730669333.8)，設(shè)計(jì)靈感源于家庭多個(gè)肥皂盒的使用造成雜亂及多占用空間的現(xiàn)象。市面上售賣的一般是單個(gè)肥皂盒，然而實(shí)際家庭使用時(shí)為避免細(xì)菌間交叉?zhèn)鞑ネǔ玫蕉鄩K肥皂，有大人皂、小孩皂、香皂及洗衣皂等，這時(shí)就會用到多個(gè)肥皂盒，購買成本也較高。為了收納簡單節(jié)省空間，該款肥皂盒設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)樣式，將多個(gè)普通肥皂盒疊加在一起，整體采用透明的草綠色調(diào)，直觀又清雅，使用過程中根據(jù)需要自由旋轉(zhuǎn)選擇肥皂，這種結(jié)構(gòu)可以更合理地節(jié)省空間，美觀實(shí)用，造價(jià)低。

圖3 多層肥皂盒打開結(jié)構(gòu)圖

圖4 多層肥皂盒閉合結(jié)構(gòu)圖

圖5為圓形組合餐盤實(shí)用新型專利使用狀態(tài)示意圖(專利號ZL 201620910956.X)，多人就餐時(shí)因?yàn)椴似份^多很容易出現(xiàn)菜盤堆疊的情況，針對該現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一款圓形組合餐盤。通過對圓面采取一定方式的切割構(gòu)成一套餐盤。可以按照餐桌的實(shí)際規(guī)格大小選擇相應(yīng)尺寸的圓形組合餐盤，中間空出來的位置可以放火鍋、干鍋、果盤等大件菜品，圓形組合餐盤排列美觀，可以更合理的節(jié)省空間。該款設(shè)計(jì)采用的拼接結(jié)構(gòu)，邊緣有一定的銜接要求，對于菜盤的擺放位置有些限制，如果擺放不當(dāng)，整體效果可能不理想。

圖5 圓形組合餐盤使用狀態(tài)示意圖

3 結(jié)語

結(jié)合我校轉(zhuǎn)型發(fā)展和本科教學(xué)審核評估工作的實(shí)際，通過大創(chuàng)項(xiàng)目、本科生科研立項(xiàng)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等多種形式將教師的科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化成本科生的教學(xué)資源，對學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和綜合應(yīng)用技能的提高都有明顯效果。對于教師來說，科研成果的轉(zhuǎn)化反過來也可以促進(jìn)教學(xué)提升，教師在指導(dǎo)學(xué)生做課題的過程中，能更直接了解學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足和短板，方便在今后的教學(xué)中更有效去改善教學(xué)內(nèi)容和方法。科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源不僅能培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力，而且能促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高，有助于工科院校的良性發(fā)展，為下一輪新的審核評估奠定基礎(chǔ)。