创新创业教育在机械设计课程设计环节中的探索实践

李天箭, 丁晓红

(上海理工大学 机电工程学院, 上海　200093)



创新创业教育在机械设计课程设计环节中的探索实践

李天箭, 丁晓红

(上海理工大学 机电工程学院, 上海200093)

培养创新创业型工程人才是当前高校教育改革的重要议题。该文探讨了实验环节创新创业教育的教学目标和教学方式,并以上海理工大学机械学院机械设计课程设计改革为例,介绍了通过课程设计实践环节培养学生的分析问题、团队组建与协作、交流沟通、主动学习、设计、判断力、机会评估与发展等创新创业能力的实践。通过机械设计课程设计环节教学实践,学生获得了创新创业所需的部分核心知识和能力。

创新创业教育； 课程设计； 主动学习； 创新能力

从2012年8月1日,教育部办公厅下达关于印发《普通本科学校创业教育教学基本要求(试行)》的通知,到2015年5月14日国务院办公厅印发《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》,建立健全课堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的高校创新创业教育体系,提升人才培养质量一直是高等教育的热点问题[1-2]。创新创业教育已经成为高等教育改革的世界性趋势[3]。

教育不是像造机器和盖房子那样立竿见影,而是通过开发受教育者的潜能使其具备未来生存和发展所需的知识、技能和创造力[4]。同样,创新创业教育涉及的不仅是如何创办企业,更重要的是培养核心知识和能力,主要包括:辨别生活中机遇的能力,通过产生新想法和组合必需资源来寻找机遇的能力,创业和管理新企业的能力,富有远见和具备批判思维的能力。从这个意义上讲,高校创新创业教育应该是大学生接受创新创业教育所获得的以创新能力为核心的综合素质提升和职业精神的培育[5]。

创新创业教育的内在属性决定了它对高等教育中的实验技术和管理的新标准和高要求。大学实验课程必然从促进知识的掌握和转化功能晋升为发展学生综合能力的平台[6]。如何通过实践环节培养学生的创造性思维、系统性产品设计分析和解决问题的能力,继而培养学生辨别机遇和选择机遇的能力,通过产生新想法和组合必需资源来寻找机遇的能力,组合团队和管理团队的能力,富有远见和具备批判思维的能力,从而使得学生在实践中具有创新创业的核心知识和能力,潜移默化地进行创新创业教育是课程设计实践改革中值得探索的一个问题[7-9]。

对此,上海理工大学在机械工程学科机械设计课程设计环节中做了一些探索和尝试。

1　机械设计课程设计环节进行创新创业教育的可行性

创新创业教育具体到工程类学科如机械专业的学生时,必不可少地要通过实验技术大力培养学生工程实践能力及创新设计能力[10-11]。在目前的工科院校机械类专业学生专业设置中,首次进行的较为全面的综合性实践环节是机械原理与机械设计课程设计[12]。机械设计课程设计环节是以机械产品的设计为载体,经过机械产品需求分析、设计选题、机械系统运动方案设计、机械系统结构方案设计、方案评价与决策、计算机辅助机械系统设计与分析、计算机辅助建模与仿真、设计技术文件的编写等实践环节,进行机械产品设计全过程的训练[13]。

将创新创业教育融入到这一环节中,在工程实践中培养学生综合设计能力、计算机应用能力的基础上,进行学生创新设计能力、再学习能力以及团队合作精神的培养,可以达到使学生具有创业创新时代的高校大学生的基本素质的教学目标和要求。

为了达到创新创业教育的目标,首先教师和学生在实践类课程中的职能亟需重新划分和设计。

2　基于创新创业教育理念的教师和学生在实践类课程中承担职能规划

在创新创业教育中,教师“教”的作用完全在于激发学生的学习动力与内在激情,以形成团队意识与内心体验,目的在于促进学习者自身行为适应客观情况的改变,促进学习者完成自我学习、自我提高的自然过程,以让学生主动完成由“学会”向“会学”的转变。

2.1教师的工作

教师在实验教学过程中要完成一些工作:

(1) “少而精”的解说。要画龙点睛,具有强烈的导引性。

(2) 担任裁判角色。制订规则,要求学生按规则自主形成小组,但尽量不干预活动项目的进行。

(3) 辅导咨询。对学生提出的问题与建议,进行方向性的指引和疏导。

(4) 组织讨论。引导学生进行讨论,分析、总结整个课程设计工作进程。进行评估并加以改进,对参与者提出逐步提高的新要求。

2.2学生的收获

学生是创新创业教育和实验教学过程中的主角。创新创业教育的目的不是单纯地获得新思维和新方法,而是培养学生运用新思维、新方法将学到的知识付诸于实践的勇气和能力。预期学生通过课程设计实践应该能够完成以下具体思维和能力培养，预期达到如下收获。

(1) 定性分析。能够应用已有的工程知识定性分析、解决问题,包括不确定情况下的估算,定性预测和形象思维等。

(2) 定量分析。能够应用工程和其他学科的知识定量分析、解决问题,包括选择工具,建立定量模型、计算、实验等。

(3) 团队工作。组织和选择团队,能够在团队中有效地贡献力量。

(4) 交流沟通。能够用书面、口头、工程图表化等多种交流方式同不同的对象进行信息与思想的有效沟通。

(5) 主动学习。能够在一个项目进展过程中准确定位自身的教育需求，包括了解自身应用信息资源、规划和自主学习的技能。

(6) 设计。能够有成效、有创造力地开展设计并解决实际问题，包括构思、提练、熟练应用技艺等。

(7) 判断力。能够在项目进展和团队活动中确认并解决问题,能够辨认并确定问题,形成假设,提出解决问题的方案。

(8) 机会评估及发展。能够确认机会,预测风险和成本,能够有效地集聚把握机会所需要的资源。

在教师和学生重新定位了自身的角色和责任后,具体进行如下实践。

3　创新创业教育的实践

3.1目标设置及选题

课程设计体现以人为本、以学生为主的理念,由原来指导教师统一布置设计课题的做法改革为教师指明课程设计基本目标和合格标准,具体设计课题由学生自主拟定。课题内容可以是学习生活中所遇到的问题,或是从工程实际中广泛搜集合适的课题。指导教师在课题的可行性方面予以把关。学生选择的课题内容相当丰富,部分学生提交的选题和创新性的构思如表1所示。

表1　学生自主选题实例

学生根据选定的课题自主决定是单独完成或者是组合为若干人的团队完成。学生的组队模式也多种多样,有的学生是强强联合,希望能够做到完美；有的学生考虑到一个团队中不能所有人拿到最高分,选择了与对成绩不在意的同学组队,协商以更多的工作量换取团队中的最高分；有的学生独立性较高,选择一个相对容易的课题,希望自己熟悉全部设计流程。从这些各具特色的团队能够预见他们将来在创新创业中将呈现百花齐放的个性思维和做事方法。

选题这一环节就可以初步锻炼学生8类创新创业能力中的定性分析、团队工作、交流沟通、判断力、机会评估和发展等5类能力。

3.2定量分析和设计

选题后形成团队初步构想，要求团队成员提出3种以上的基本工艺动作方案,对设计方案进行评价和比较选优,选择执行机构,绘制机构传动示意图,进行机构的尺寸综合(运动学)设计。

学生的思维在没有受到限制和必须提出方案的压力下,能够提出非常多具有创新性的产品设计方案,如图1所示的是为完成一种功能(搅拌)的3种不同的运动机构组成的方案。

图1　运动机构方案创新设计实例

在产品设计的实现上,学生要评估自身现有的设计能力,包括已经能够熟练运用的现代机械工程分析软件、计算工具,这些软件和工具是否能够满足他们的设计需求,是否还需要进一步学习新的软件,由团队中的那位同学去尝试新的软件和设计等。这一阶段学生8种创新创业能力都都能得到全方位的锻炼。

4　结语

在机械设计课程设计综合实践环节中对学生进行创新创业教育,帮助他们培养创新思维,掌握必要的方法,在他们心中播撒下如何去发现和创造、如何为人类创造更好的环境和更多财富的种子。一旦他们在将来遇到合适的机会,就能够充分发挥创新创业技能,用自己的学识去创造更多的生产力,为社会做出更多的贡献。

References)

[1] 曲霞,杨晓彤. 中国高等教育质量研究十五年的话题演进与前沿趋势:基于CSSCI数据库2000—2014年论文关键词共现知识图谱分析[J]. 中国高教研究,2015(9):37-43.

[2] 吴爱华,刘晓宇. 深入推进理工科人才培养机制创新[J]. 高等工程教育研究,2014(2):1-6，17

[3] 刘宝存. 确立创新创业教育理念培养创新精神和实践能力[J]. 中国高等教育, 2010(12):12-15.

[4] 李家华,卢旭东. 把创新创业教育融入高校人才培养体系[J]. 中国高等教育, 2010(12):9-11.

[5] 卢宝臣. 创新创业教育视阈下的人才培养体系的构建[J]. 黑龙江高教研究,2011(7):140-141.

[6] 时立荣,刘卓然. 研究型自主学习模式的教学指标体系设计:以社工行政课程的教学实践为基础[J]. 现代大学教育,2015(3):104-111.

[7] 黄兆信. 论高校创业教育转型发展过程中的几个核心问题[J]. 兰州大学学报:社会科学版,2014(6):147-15

[8] 李伟铭,黎春燕,杜晓华. 我国高校创业教育十年:演进、问题与体系建设[J]. 教育研究,2013(6):42-51.

[9] 黄兆信,王志强. 论高校创业教育与专业教育的融合[J]. 教育研究,2013(12):59-67.

[10] 黄民,李启光,孙江宏,等. 建设机械工程实验教学示范中心 突出应用型人才工程实践和创新能力培养[J]. 实验技术与管理,2013,30(4):16-19.

[11] 房海蓉,方跃法. 谈机械原理实践教学改革对学生创新素质的培养[J]. 北方交通大学学报:社会科学版,2003(3):63-66.

[12] 于晓红,王小群,邱丽芳. 机械原理与机械设计课程体系的优化整合[J]. 中国大学教学,2008(7):34-36.

[13] 李延斌,高有华,田方,等. 面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J]. 实验技术与管理,2012,29(4):231-233.

Exploratory practice of innovation and entrepreneurship education in mechanical design course exercise

Li Tianjian, Ding Xiaohong

(School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200090,China)

The innovation and entrepreneurship education is an important issue of Chinese college education reform. An exploratory practice linking innovation entrepreneurship education teaching goal and methods is discussed, taking the mechanical design course exercise from Shanghai University of Science and Technology as an example. The practice is effective on cultivating the abilities of analytical, team building and cooperating, communication, active learning, designing, chance of evaluating and judging for students. All these have great significance for the innovation and entrepreneurship education. The students can obtain some of the core knowledge and abilities for their innovation and entrepreneurship through the course design of exercise practice.

innovation entrepreneurship education; course exercise; active learning; innovation ability

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.007

2015- 10- 14修改日期:2015- 11- 27

上海市高校教师培养资助计划项目(ZZslg15037);上海高校本科重点教学改革项目(201516);上海理工大学教师教学发展研究项目

李天箭(1975—),女,黑龙江铁力,博士,讲师,主要研究方向为机械设计理论与方法.

E-mail:litianjian99@163.com

G642.0

A

1002-4956(2016)4- 0022- 03