基于创新创业教育的快速成型技术系列课程改革研究

陇东学院机械工程学院 杨娜娜 刘浩锐 贺立群 刘 馨

在中国经济转型以及产业结构调整的大背景下，推动“大众创业，万众创新”成为当下经济市场的主旋律。近年来，国家相继颁布了《国家级大学生创新创业训练计划管理办法》《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》等关于大学生创新创业教育的文件，要求各高校把大学生创新创业教育理念贯穿整个人才培养全过程，让广大青年在创新创业中焕发出更加夺目的青春光彩。因此，创新、创意、创业的“三创”精神是社会发展的客观需求，提高大学生的“三创”能力和精神对未来经济社会发展和提高大学生就业创业显得尤为重要。近年来，全国高校依托自身优势开展了创新创业教育取得了显著成效，但是如何通过“专创融通、融合”提高学生创新思维、意识与能力仍然是目前迫切需要解决的问题。

快速成型技术，也称为3D打印技术，与大数据、物联网、智能材料、云计算、机器人等融合发展的颠覆性创新技术是智能化服务平台的重要组成部分，被美国自然科学基金会称为20世纪最重要的制造技术创新。新兴技术的产生对创新能力提出了更高要求，也为创业提供了更多的机会。与传统加工技术相比，3D打印技术这门学科对大学生创新创业有其独特的优势，通过3D打印可以将任意复杂的创意快速制成产品，有利于实现创新创业产品的个性化。3D打印已成为大学生创新创业产品展示的重要工具，是培养学生创新思维能力的重要途径。

一、以创新创业为导向的快速成型技术系列课程教学改革探索

增强创新精神、创业意识、创新创业能力是大学生职场生涯规划和终身学习的保证，更是目前企业用人的标准需求。通过快速成型技术课程群的建设，探索系列课程的无界化融合模式，提升学生科学的思维方法，实现知识的融会贯通，为学生提供更广阔的视野，培养出坚实理论基础和创新能力兼具的综合素质人才。

在激发学生学习兴趣的同时，如何发挥学生的学习主动性、提高教学质量和教学效果也是需要考虑的问题。首先，通过双向互动、开放的教学方式改善传统的教学氛围，快速激发学生对该课程的学习兴趣；其次，项目导向的教学模式将教学内容与具体实践结合，使学生能够自如地运用基础理论知识解决实际工程问题，实现真正意义上的产教融合，同时在教学过程和结果评价中始终以团队为对象，这样不仅有利于学生团队意识的培养和学习思想的交流，也会为学生未来的工作和发展奠定良好的基础；最后，以组建团队、构思产品、设计产品、可行性答辩、制造产品、结果评价等环节组成的实践教学模式，能够使学生加深对所学知识的理解和掌握，培养学生的创新和解决问题的能力。

二、创新创业教育与快速成型技术课程体系融合探索

根据3D打印技术的整个完整产业链，从三维模型创建、机械产品设计到产品制造装配，建立快速成型技术的课程群，探索课程群的有机融合模式，实现知识的综合运用，提升学生思维的深度和广度，培养学生创新思维、发散思维以及挑战精神。推动课程从“灌满一桶水”到“点燃一团火”的转变，建立新的教学评价体系，打破分数至上的考核方式，更加突出学生的创新能力、团队协作能力以及参与度。

逆向工程与快速成型技术的融合，在缩短新产品的开发周期、吸收消化先进技术、降低生产成本等方面发挥了重要作用。随着反求工程与快速成型技术发展及广泛应用，相关技术人员在社会的需求中也越来越多。“逆向工程及快速成型技术”课程的开设，就是为了培养社会企业需要的先进制造技术应用人才，毕业生掌握逆向工程及快速成型技术的基本理论和工作方法，反馈到企业就是加强先进制造设备的操作技能。

（一）创新创业教育与“反求工程与快速成型技术”课程融合探索

逆向工程是在CAD/CAM和计算机测量技术基础上发展起来的新技术，以数据测量和数据处理为关键技术。快速成型技术目前主要指3D打印，是有别于传统制造的一种增材制造技术。因此本课程的内容包含逆向数据测量、数据处理（曲面重构），主流的3D打印技术前处理、打印过程及后处理介绍，3D打印的应用等方面内容。实行项目与内容并行，基于案例式、问题式及路演法等教学法，组建小组团队，布置项目，模拟真实的创业环节，从产品调研、设计、制造到营销，全面提高学生的创业能力，培养学生的创新思维和团队精神。在课堂中模拟真实路演，培养学生的“微创新”能力。

（二）创新创业实践项目与课程理论体系的融合探索

立足学科优势资源，开展学科竞赛和科研与课程理论体系融合培养模式下的创新实践能力培养和提升研究与探索，搭建三位一体的“科研+竞赛+课堂”创新服务和“双创基地+项目基地”创业服务的双平台，进行课内与课外、理论与实践的融合模式的探索。将课程与机械创新大赛、先进成图大赛、工程训练大赛、挑战杯等学科竞赛结合，利用课程理论指导实践，以赛促学、以赛促教、以赛促创，探索学科竞赛等实践项目与课程的良性反馈机制。

三、创新创业教学改革意义的探索

（一）学生的创新能力和综合素质全面提升

快速成型课程群的建设，涉及大一到大四的专业课程，全院的学生受益，受众面广，改善学院之前的创新创业能力的提升仅局限在参加科技协会以及学科竞赛的学生现状。将专业课程有效衔接起来，培养学生思维的深度和广度，提升学生知识融会贯通的能力，能够极大提升学生的专业认同感，激发学习兴趣，促进学生参加学科竞赛的积极性，形成教师的教与学生的学的良性互动与反馈，实现师生共进步。思政的融入将学生创新创业能力的培养与价值引领结合起来，实现学生综合素质的全面提升。

（二）师资队伍教学能力明显提升

尽管高校开始重视创新创业教师队伍的建设，但受众群体小，而专业课程教师由于没有创新创业的实战经验，导致专业教育与创新创业教育脱节。通过创新创业教育的改革，教师亲身参与创新创业与专业课程教育融合的实施过程，不仅可以提高教师的积极性，提升自身的双创能力和实践教学能力，同时利用科研反哺教学，提升授课水平。在进行创新创业实践活动过程中，打造教师精品教学团队。

（三）课程教学质量显著提升

通过快速成型技术课程体系构建，反求工程与快速成型技术课程教学过程的创新改革，以学院特色实践环节为依托，进行课内与课外、理论与实践融合模式的探索，实现课程教学质量的显著提升。由于3D打印的独特优势，使其与机械专业的许多课程相互融合，比如“3D打印+有限元与ANSYS”“3D打印+机械设计基础”“3D打印+creo技术及应用”。通过构建以3D打印技术为主线，将不同专业课程相关理论与实践模块关联和集成，实现思维、知识和能力的有机结合。通过综合性的项目引入、内容的重新整合、课程考核方式的改革，提升学生的参与性，调动教师的主观能动性，最终实现课程教学质量的显著提升。

双创教育依然普遍游离于专业课程教育之外，专业课程与双创课程“两张皮”的现象突出，未能将创新“基因”植入人才培养全过程，难以激发学生的创新思维与创业意识。教师的科研虽能培养学生思维的深度和广度，但仅限于部分学生参与，通过学科竞赛也仅是提升部分学生的创新和创业能力，大部分学生并未涉及。因此以科研、学科竞赛以及项目为载体，将双创教育与专业课程有效融合，为机械类专业提出人才培养措施，以期更好地提升机械类专业创新创业教学质量。