基于岗位需求和创新能力培养的“机械设计基础”课程教学研究

唐 昌 松，任 海 东，娄 天 祥，邵 卫，程 琴

“机械设计基础”课程是徐州工业职业技术学院江苏省重点专业群——机械制造技术专业群的平台课程，同时也是江苏省示范建设专业——机械制造与自动化专业的核心课程，在课程体系中占有十分重要的地位。本课程教学团队从职业岗位需求及学生创新能力培养出发，通过对课程的不断研究与实践，培养了学生的职业素养，锻炼了学生的实践能力，增强了学生的创新能力与工程意识，提高了教育教学的效果。［1］近年来，学校机械制造技术专业群学生积极参加科技与创新实践活动，先后荣获省级以上创新设计大赛、挑战杯大赛等奖励多项，近20项学生专利获国家知识产权局专利授权。

一、课程标准的研究制定

根据高职教育培养要求，课程标准的制定要体现职业岗位需求，基于能力本位，注重创新能力培养，按照工作过程课程观开发课程。为此，教学团队深入企业调研人才需求，通过与企业专家、相关技术、管理与营销等人员研讨，学生毕业后在机械制造行业主要岗位包括产品设计、操作加工、工艺编制、生产管理、质量检测、设备管理与维护、销售及售后服务等。［2］为把学生培养成为机械行业企业所需的高素质技术应用型人才，既要培养学生具备从事今后职业活动所需要的专业能力，也需培养学生具备从事职业活动所需要的方法能力及从事职业活动所需要的行为规范及价值观念等社会能力。树立能力本位的教育观，是素质教育在职业教育里的体现。

创新是社会发展的需要，是素质教育的核心。高职教育在培养职业综合应用能力的基础上，必须重视创新精神与开拓能力的培养，在技术发展复杂化、深度化的现代职业岗位，强调技术型人才的创新素质与开拓能力培养是知识经济与信息时代的要求。［3］在企业，工艺流程的革新、加工方法的改进、新产品的设计等都是技术应用型人才应具备的创新能力。在教学中，除了传授基础知识和基本技能外，还要着力培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，使他们想创新、敢创新、会创新。

原有“机械设计基础”课程由本科教育“理论力学”、“材料力学”、“机械原理”及“机械设计”4门课程精简压缩而成，但学科体系的课程结构导致理论知识与实践应用分割，知识排序的方式与知识习得的方式分割，这与职业教育的培养目标相悖。而工作过程课程开发观注重课程内容选择与课程内容的排序。为此，建立突出职业能力培养的课程标准，有利于规范课程教学的基本要求，提高课程教学质量。针对高职教育的目标及学生特点，本课程打破原来的学科体系，按基于工作过程与认知规律整合为一门课程，并优化教学内容为常用机构的运动分析与设计、工程构件的受力分析与承载能力设计、常用机械传动装置的分析与设计以及典型零部件的分析、设计与选用。

通过从岗位需求出发，选取典型项目，按照工作过程，提炼在岗位中所需完成的工作任务。改变以往知识传授和知识考核为主的课程教学，重在培养学生的职业素养与创新能力。在课程设计上，以培养职业能力和职业素养为主线，采用项目导向任务驱动教学模式。在教学过程中，突出“以能力为本位，以学生为主体，以教师为主导”的教学理念，重视教、学、做合一性，理实结合，学用结合，提高创新实践能力，并从实际工作角度出发，构建学习情境，注重培养学生可持续发展能力。

二、开放课堂教学，营造创新氛围

“学会求知，学会做事，学会共处，学会做人”是新世纪对人才培养的要求。为使培养的学生具有自主、积极、进取和开拓精神及良好的适应能力，在教学中，应转变原有的教育观念，及时给学生创设一个开放的教学环境，营造创新氛围是培养创新能力的关键。

在教学实施过程时，按6－8个学生组成一个项目小组，每个项目小组有明确的项目负责人，负责本项目小组的组织协调，各小组成员为完成共同的目标相互讨论学习，同时也增强了团队意识与合作精神，培养了严谨的工作态度。同时，真诚的尊重学生，鼓励学生大胆质疑。愉悦、和谐、宽松的教学环境，为学生提供自由思想的空间，让学生大胆地想象，如在机构设计时各小组结合生活实际，提出若干不同的设计产品及方案。另外，鼓励学生积极参与评价，采取小组自评、互评与老师点评等形式进行，从而使学生的思维得以发展，潜能得以开发。

在课程内容设计上，改变原来的重知识学习为更注重过程的锻炼与能力的培养，根据工作过程及认知规律选取内燃机、牛头刨床、带式输送机、车床、悬臂吊车等典型项目为载体，以工程设计及应用为主线，把具体工作任务与教学内容融合在一起，并采用课内项目与课外项目相结合。通过优化教学过程，激发学生的学习兴趣，激活学生思维，形成创新的课堂氛围。学生在完成项目任务的过程中，不断地增强工程意识，获得成就感，训练了创新能力。

三、探索教学方法，增强创新意识

创新意识就是推崇创新、追求创新的意识或理念，它是创新型人才必备的素质。传统教育中“填鸭式”的教学方法不利于增强学生的创新意识和培养学生的创新精神。因此，在“机械设计基础”课程教学中，应从实际情况出发，根据不同的教学内容，不同的教学目标，灵活地选用教学方法。通过多种教学方法的综合运用，调动学生学习的主动性、自觉性，激发学生积极思维，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的勇气和能力，进而培养学生敢于批判、勇于创新的精神。

探索灵活的教学方法，有利于活跃学生思维及创新意识的养成。在教学中，从企业机械产品设计过程及学生的认知规律出发，不断改进与丰富教学方法，让学生在具体的情境中积极主动地完成学习任务，将教、学、做融为一体。采用项目导向、任务驱动、启发引导、小组讨论、现场教学、多媒体教学、汇报答辩、自主学习等不同教学模式，使学生成为课堂的主体。通过工作过程培养学生强烈的责任心和严谨的工作态度;通过大量工程与生活应用实例，结合视频动画、实物模型及现场教学等多种手段，使教学形象、生动，开阔学生的眼界，激发学生的创新意识。

例如，在平面连杆机构的教学中，首先以实物图片、视频动画等方式展现部分工程与生活实例作为引子，激发学生对机构的兴趣;然后再让学生列举出生活中的其它类似应用实例，并进行结构组成及实现工作原理的初步分析。在学生自主学习与讨论的基础上，再就平面连杆机构的基本形式及应用进行归纳讲解，并通过启发引导将几种机构演化形式进行详细介绍，分析如何根据不同的应用要求采取不同的机构形式;最后由学生提出对现有产品的创新改进或提出新的创意作品。这样，学生的创新意识得以提高，创新思维得以激发。

四、注重创新实践，提高创新能力

创新能力是人的能力中最重要、最宝贵、层次最高的一种综合性能力。人的创新能力与其他能力一样，需要加以训练，更离不开实践活动。知识要转化为能力，必须通过实践，知识要内化为素质也必须通过实践，培养创新精神更离不开实践。因此，引导学生进行实践，特别是主动实践，是创新能力培养的关键。在教学中，应注重让学生多动手实践，通过学生自己动手、动脑，来获得知识，发现问题，提高能力。如在课程带传动、齿轮传动、轮系、轴、轴承、轴毂联接等部分内容学习时，通过典型机械传动装置项目的设计过程来引领教学，学生也同步完成一传动装置的设计，包括系统总体方案的设计、传动比的分配、电动机的选择、带传动的设计、减速器齿轮的设计、输入输出轴的设计、轴承、键与联轴器的选择等，各部分相互联系，培养了学生的系统分析问题的能力。在项目设计过程中，学生查阅设计相关的资料、手册，到市场调研实地感受各种装置及零部件，了解产品结构和市场行情，增强学生的工程观及成本意识，提高了学生工程设计实践能力。

除课堂学习外，学校积极开展课外创新实践训练，如指导学生积极参加大学生机械创新设计大赛、大学生创新实践计划项目训练以及挑战杯课外科技作品竞赛等活动，使学生在产品创意构思、市场调研、方案拟定、整体设计、装配图与零件图的设计、原材料及标准件的采购、零件的加工制作、产品的组装调试等全过程中，将所学知识与工程实践相结合。在实践过程中，遇到并克服了许多未想到的困难与挫折，锻炼了学生良好的心理素质，深化了学生机械设计的知识，培养了学生的创新能力、工程观念和团队合作精神。

［1］谢莉花.职业教育的培养目标和课程开发研究［J］.职业技术教育，2011(34):43－48.

［2］戴士弘.职业教育课程教学改革［M］.北京:清华大学出版社，2008.

［3］齐再前，孙晓鲲，黄先开.强化高职学生创新能力培养，提高职业人才培养质量［J］.中国大学教学，2011(5):29－31.