賴春明 孟少明 李培 肖芝

摘要：《機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計》是高職機械類專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)體系的重要組成環(huán)節(jié)。在教學(xué)中，采用“崗課賽證研”綜合育人模式，促進課程、教師、學(xué)生的共同發(fā)展;構(gòu)建“項目引入、任務(wù)驅(qū)動、行動和工作過程導(dǎo)向”一體化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力，適應(yīng)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計對學(xué)生主觀能動性的要求;以“慶祝建黨百年、領(lǐng)略工匠文化、弘揚創(chuàng)新精神、鑄就強國之夢”為課堂思政主線，達到課堂思政“潤物細無聲”的應(yīng)有之形。教學(xué)實踐表明，課程改革和教學(xué)設(shè)計達到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)設(shè)計教學(xué)實踐課程思政

Abstract： "Innovative Design of Mechanical Products" is an important part of the innovative teaching system of Mechanical specialty in higher vocational colleges. In teaching， the comprehensive education mode of "post-course-competition- certificate-research" is adopted to promote the common development of curriculum， teachers and students; Build an integrated teaching mode of "project introduction， task driving， action and work process orientation"， stimulate students' learning interest and motivation， and meet the requirements of product innovation design for students' subjective initiative; Take "celebrating the centennial of the founding of the Communist Party of China， appreciating the craftsman culture， carrying forward the innovative spirit and casting the dream of becoming a powerful country" as the main line of classroom ideological and political work， so as to achieve the due shape of "moistening things silently" in classroom ideological and political work. Teaching practice shows that the curriculum reform and teaching design have achieved the expected results.

Key Words： Innovation and entrepreneurship; Innovative Design of Mechanical Products; Instructional design; Teaching practice; Curriculum ideologicaland political

習(xí)近平總書記指出：“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力，也是中華民族最深沉的民族稟賦。在激烈的國際競爭中，惟創(chuàng)新者進，惟創(chuàng)新者強，惟創(chuàng)新者勝”。高素質(zhì)技術(shù)技能人才應(yīng)當具備厚實的理論基礎(chǔ)、多元的知識體系及創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)意識[1-2]。同時，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)也是國家建設(shè)人才資源強國和創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略舉措的重要組成部分?！稒C械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計》課程作為機械設(shè)計制造類專業(yè)的一門的專業(yè)課，是專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系中的核心環(huán)節(jié)。以往的教學(xué)過程中，該課程往往重視創(chuàng)新原理與方法的講授，而輕視了具體的創(chuàng)新實踐活動組織實施[3-6]。為了適應(yīng)新時代職業(yè)教育特點與要求，我們打破了原有機械創(chuàng)新設(shè)計類課程的學(xué)科知識體系，以具體產(chǎn)品設(shè)計為項目載體，根據(jù)崗課賽證綜合育人要求重新選擇和組織教學(xué)內(nèi)容，按照“項目引入、任務(wù)驅(qū)動、行動和工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)模式實施教學(xué)，達到了提升學(xué)生創(chuàng)新能力與素養(yǎng)的效果。

1. 教學(xué)設(shè)計

1.1教學(xué)內(nèi)容

以“崗課賽證”綜合育人模式要求為基礎(chǔ)，進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教學(xué)內(nèi)容進行了重構(gòu)。根據(jù)專業(yè)教學(xué)標準和課程標準，結(jié)合機械產(chǎn)品三維模型設(shè)計等職業(yè)技能等級證書標準以及CAD機械設(shè)計等技能競賽項目和全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等賽事方案要求[7]，課程選擇筆筒到機械手等工業(yè)產(chǎn)品6個專業(yè)性、綜合性越來越強的產(chǎn)品設(shè)計為載體，同時吸收增材制造、逆向掃描等機械設(shè)計加工中的新技術(shù)充實為教學(xué)內(nèi)容，并將機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的相關(guān)原理方法分散融入到各個設(shè)計任務(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。課程共安排56個課時，本文針對模塊一內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計介紹，包含主題筆筒和個性手機支架兩個產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計項目，如圖1所示。

1.2學(xué)情分析

對授課班級學(xué)生《機械設(shè)計基礎(chǔ)》等前導(dǎo)課程的期末成績平均分和標準差進行了分析。學(xué)生在CAD/CAM應(yīng)用、公差與配合等方面相對較弱，可能會影響教學(xué)過程中產(chǎn)品三維模型的建立與裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面，需要加強指導(dǎo);七門先修課程成績標準差均在7-8.5之間，表明學(xué)生者學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較接近且無特別差的狀況，在教學(xué)中可以考慮采取統(tǒng)一施策。結(jié)合專業(yè)教學(xué)標準以及課程標準，本模塊教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生了解創(chuàng)新思維的方式與特點，掌握機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計所涉及的基本步驟以及3D打印技術(shù)的基本原理和設(shè)備操作技能。根據(jù)本模塊內(nèi)容在整門課程中的作用以及教學(xué)目標要求、學(xué)情分析，確定本模塊教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)重點為產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的基本步驟與評價要求，教學(xué)難點為3D打印技術(shù)的基本原理及其在產(chǎn)品設(shè)計中的重要作用。

1.3教學(xué)策略

首先，基于“項目引入、任務(wù)驅(qū)動、行動和工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)模式設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)。選擇了筆筒和手機支架兩個工藝品作為創(chuàng)新設(shè)計項目，根據(jù)機械產(chǎn)品設(shè)計類工作崗位作業(yè)流程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，并以教學(xué)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)將設(shè)計項目細分為更加具體的工作任務(wù)示。學(xué)生每個環(huán)節(jié)任務(wù)都要有特定的階段性成果，通過項目學(xué)習(xí)逐步獨立完成自己的設(shè)計作品，從而掌握產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的基本流程與要求。同時，根據(jù)本模塊設(shè)計項目對專業(yè)性要求不高而著重創(chuàng)新思路的特點，將機械創(chuàng)新設(shè)計中關(guān)于創(chuàng)新思維與技法等原理性知識點融入項目教學(xué)，將創(chuàng)新原理性知識與設(shè)計實踐緊密結(jié)合，讓學(xué)生在具體產(chǎn)品的設(shè)計過程中掌握創(chuàng)新設(shè)計的相關(guān)原理和技法等。

其次，要根據(jù)各個教學(xué)環(huán)節(jié)的特點靈活選擇教學(xué)方法。在產(chǎn)品功能調(diào)研和產(chǎn)品設(shè)計方案擬定、草圖繪制環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的設(shè)計任務(wù)，在課前獨立完成資料收集和草圖方案的擬定，著力培養(yǎng)學(xué)生的信息搜集整理能力，以及獨立思考、分析和創(chuàng)新的能力;對于產(chǎn)品設(shè)計方案優(yōu)化的環(huán)節(jié)，主要采取組內(nèi)討論互評，推選最佳方案參與組間展示以及互評的方式來完成，這既有利于培養(yǎng)個人獨立創(chuàng)新的能力，又有利于形成團隊集智創(chuàng)新的意識素養(yǎng);在三維建模與造型環(huán)節(jié)則主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，學(xué)生根據(jù)產(chǎn)品建模的任務(wù)所需開展相關(guān)建模技能技巧的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練;在模型3D打印環(huán)節(jié)主要采用工作行動導(dǎo)向教學(xué)，結(jié)合視頻資源和教師的實操演示，學(xué)生通過“觀察-實踐-反思-再實踐”掌握打印機的操作技能;在作品功能驗證與總結(jié)階段，同樣采用組間匯報與互評的方式完成，提升學(xué)生總結(jié)反思以及再創(chuàng)新的能力。

此外，要根據(jù)項目內(nèi)容特點合理布置課堂思政著力點。根據(jù)本學(xué)期期間的社會熱點、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、弘揚創(chuàng)新精神、鑄就強國之夢”。在工藝品的創(chuàng)新設(shè)計模塊，通過設(shè)計主題的合理設(shè)定，圍繞“慶祝建黨百年、弘揚工匠精神”的主線，著重開展黨史教育和愛國主義教育。在筆筒項目中，以學(xué)校鄉(xiāng)村振興幫扶工作隊引導(dǎo)村民開展黨史教育為設(shè)計背景，既能讓學(xué)生在確定黨史小知識過程中自己學(xué)習(xí)黨史，也能讓學(xué)生更好的了解國家的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略部署;在個性手機支架項目中，要求作品結(jié)合家用或車載用的特定場合要求，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，并自然而然接收愛國教育。

2. 教學(xué)實施與成效

2.1教學(xué)實施

按照產(chǎn)品設(shè)計工作流程安排教學(xué)任務(wù)。本教學(xué)模塊包含主題筆筒和主題手機支架兩個設(shè)計項目每個設(shè)計項目均包含6個任務(wù)，其中功能調(diào)研與設(shè)計方案初擬環(huán)節(jié)整合為一個工作任務(wù)，并安排在課前完成;分別在項目1和項目2中增加了“開拓創(chuàng)新思維”和“提升創(chuàng)新技法”兩個任務(wù)，對創(chuàng)新設(shè)計的相關(guān)原理、方法進行講解。

學(xué)生主體、教師主導(dǎo)逐步完成設(shè)計任務(wù)。在教學(xué)實施過程中，按照“項目引入、任務(wù)驅(qū)動、行動和工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)模式，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計對個體能動性的特殊要求，突出學(xué)生的主體作用，教師根據(jù)學(xué)生的進展情況進行引導(dǎo)和評價。以項目1的任務(wù)一為例，課前教師根據(jù)教學(xué)項目向?qū)W生發(fā)布設(shè)計任務(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、特點及其應(yīng)用案例，然后組織學(xué)生進行方案展示以及方案優(yōu)化;在建模環(huán)節(jié)則主要針對學(xué)生出現(xiàn)的問題和特殊模型的建模技巧等進行指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成各個環(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)反饋進行教學(xué)反思，學(xué)生則進一步完善自己的產(chǎn)品模型。具體的教學(xué)實施過程如圖2所示。

2.2教學(xué)評價

采用結(jié)果與過程結(jié)合、課程與賽項融合實施教學(xué)評價。教學(xué)評價采用采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的評價方式，基于智慧職教加強課前、課中和課后學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)采集。具體的評價指標與比重如圖3所示。在設(shè)計成果的評價指標體系制定過程中，參考技能競賽、機械設(shè)計大賽等賽項的評分細則等。

2.3教學(xué)成效

一是學(xué)習(xí)目標有效達成。根據(jù)教學(xué)評價方案對學(xué)生進行測評，該模塊的知識技能目標基本全部達成，筆筒產(chǎn)品得到了村民的好評。二是創(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)新能力和參與各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的熱情提高，表現(xiàn)在班級學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的參與度得到提高，實現(xiàn)100%參與，且提交的創(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級學(xué)生獲得銀獎等獎項共2項，優(yōu)秀作品申請專利共5項，19級學(xué)生目前已申報專利7項。同時，學(xué)生參與CAD機械設(shè)計等技能競賽集訓(xùn)熱情也提高，18級該專業(yè)學(xué)生取得省賽二等獎1項、三等獎1項。此外，學(xué)生的愛國情懷和熱情得到提升，班級在學(xué)校組織的各項黨史學(xué)習(xí)教育測評中成績名列前茅。

3. 教學(xué)總結(jié)與反思

3.1教學(xué)特色

首先，“崗課賽證研”綜合育人模式促進課程、教師、學(xué)生的共同發(fā)展。在“崗課賽證”綜合育人的基礎(chǔ)上，我們一方面擴展了“賽”的范圍，根據(jù)課程特點，引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和全國大學(xué)生機械設(shè)計大賽的相關(guān)要求和案例作為教學(xué)內(nèi)容，有利于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提高;另一方面，加入“研”的融合，可以促進教師技術(shù)研發(fā)成果向教學(xué)案例的轉(zhuǎn)化，激發(fā)教學(xué)型教師參與技術(shù)研發(fā)的動力，也有助于學(xué)生科學(xué)探索能力的培養(yǎng)。

其次，“項目引入、任務(wù)驅(qū)動、行動和工作過程導(dǎo)向”一體化教學(xué)模式符合產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計對學(xué)生主觀能動性的要求。結(jié)合技能競賽賽題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和機械設(shè)計大賽作品等，構(gòu)建了6個從簡單到復(fù)雜的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)，按照設(shè)計崗位工作流程合理設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，以具體的產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)驅(qū)動學(xué)生開展訓(xùn)練，使得機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計所涉及到的生澀難懂的原理有了具體的載體而變得更加容易理解吸收，同時也有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力，從而更好達成教學(xué)目標。

此外，“慶祝建黨百年、領(lǐng)略工匠文化、弘揚創(chuàng)新精神、鑄就強國之夢”的課堂思政主線契合課程內(nèi)容。根據(jù)項目內(nèi)容的特點，合理融入課堂思政元素，在工藝品的創(chuàng)新設(shè)計模塊，通過設(shè)計主題的合理設(shè)定，著重開展黨史教育和愛國主義教育;在秦弓弩等機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計模塊，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;在機械手等工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計模塊，則著重培養(yǎng)專業(yè)性和科學(xué)性。通過將課程思政元素由點及面、由表及里融入課程教學(xué)的全過程，達到課堂思政“潤物細無聲”的應(yīng)有之形。

3.2問題與改進

一是要進一步提升學(xué)生設(shè)計產(chǎn)品可實施性。機械產(chǎn)品設(shè)計不是藝術(shù)設(shè)計，強調(diào)可實施性。草圖方案設(shè)計測評結(jié)果以及學(xué)生具體的作品來看，學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計的可實施性相對差一些，在追求主題表達和美觀等的同時，往往對可實施性關(guān)注不夠，后續(xù)教學(xué)中要加強這方面的引導(dǎo)和指導(dǎo)。二是要進一步提高團隊教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的指導(dǎo)水平。要通過參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，充實團隊教師在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的理論功底，以更好地促進課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合。三是要堅持持續(xù)吸收“三賽”賽題或作品和教師技術(shù)研發(fā)成果作為教學(xué)案例。要持續(xù)結(jié)合學(xué)生技能競賽、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)業(yè)競賽以及機械設(shè)計大賽的賽題或優(yōu)秀作品對教學(xué)項目案例進行完善和更新，并積累學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計中的優(yōu)秀案例。

參考文獻

[1]戴飛銘，舒良榮. 高職機械工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐-以福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J]. 職業(yè)技術(shù)教育， 2020， 41（8）： 49-52.

[2]洪少華. 基于創(chuàng)新教育的高職機械基礎(chǔ)課程教學(xué)研究[J]. 職教論壇， 2014（11）： 77-79.

[3]王彤. 互聯(lián)網(wǎng)+背景下高職學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)現(xiàn)狀分析[J]. 科技資訊， 2021， 19（4）： 120-123.

[4]徐營. 高職機械教學(xué)中對學(xué)生創(chuàng)新能力的提升策略分析[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2021， 18（3）： 216-218.

[5]陳凱. 高職《機械創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)體系研究[J]. 內(nèi)燃機與配件， 2020（18）： ?235- 236.

[6]孫曉楓，趙新軍，鐘瑩. TRIZ在產(chǎn)品體驗設(shè)計課程教學(xué)體系創(chuàng)新中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2021， 18（5）： 202-206， 216.

[7]劉金榮，李紅章. 高職院校常規(guī)教學(xué)與技能競賽相互促進的途徑探索[J]. 機械職業(yè)教育，2021（5）：36-39.