结合创新创业进行机械设计课程改革的探索与实践

摘要把创新创业教育与专业课程融合，以培养满足社会发展需要的卓越人才，这是时代发展的需要。本文从教学手段、教学方法、教学环节、教学内容、考查手段等多方面如何与创新创业进行深度融合进行了有效的探索，并提供了研究方向。

关键词 创新创业；专创融合；机械设计；教学过程

中图分类号：G712文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.02.017

随着我国经济的高速发展，特别是近几年我国大力推进“大众创新，万众创业”的政策的推进，很多用人单位对具备创新思维，怀有创业精神的专业性人才越来越重视。拥有这些能力的学生具备良好的职业素养，对本专业的相关知识理解全面，能够根据工作需求快速学习相关的技能，还能在此基础上快速成长，可塑造性强，创新能力高，是非常符合社会生产发展需求的工匠型人才。

本文以“机械设计”这门课程为例，介绍了在课程中融入创新创业教育的探索与实践。“机械设计”是机械类专业中占核心位置的一门专业课程，在整个课程体系中起着非常重要的承上启下作用。创新创业就是运用所学知识创新设计产品并使之服务社会产生效益，这与“机械设计”的教学理念有异曲同工之处，因此探讨该项改革具有实际意义。

1现状分析

“机械设计”通过介绍通用机械零件的基本原理、设计手段、机构特色，通用机械系统的设计逻辑及设计原则，可以锻炼学生的机械设计创新思维以及机械装备的系统化设计能力。课程内容主要包括总体设计、螺纹与连接、输送及传动、动力及轴系、结构及非标件等部分内容。在实际的教学过程中主要遇到以下问题：

教学手段及方法枯燥，无法提起学生的积极性并吸引其主动学习。传统课程采用投影PPT和黑板板书教学相结合的教学方式，教学内容按部就班，按照书本大纲照本宣科，教授知识基本全由校内专业教师完成。学校内的专业老师理论知识基础深厚，但没有实际的生产工作经验，在教学内容的引导上着重对学生理论知识灌输，很少涉及实际生产应用中的应用讲解，导致学生无法从生活中体会机械设计的内容，教学与生活脱节，使教学效果大打折扣。

教学环节设置不合理，导致学生学习无所适从，对专业知识理解不透彻。传统的教学一般先从理论入手，先给学生讲解连杆、螺纹、轴系等专业知识，然后再综合各个知识点引导学生进行一些简易的结构设计。设计题目大多为减速器设计，学生参考设计指导书，给定参数，进行一步步计算，没有创新空间。

教学内容及知识落后，无法适应与新技术发展，跟社会技术发展脱节。现在是一个知识爆炸的社会，科学技术更新快，技术日新月异，新技术层出不穷，很多新颖的机械技术不断涌现。传统课堂上的教材还一直沿用一些老旧教学案例，无法提供当前最新的技术或案例给学生学习理解，导致学生毕业参加工作后还要重新更新知识内容，严重影响他们的个人发展空间。

考查手段及方法陈旧，无法真实反映学生对所学内容的掌握程度。传统的机械设计课程在考核上选用卷面考试方法，考试内容范围狭窄，大多为课本中的理论知识，只考察了学生记忆知识的能力，缺乏对学生综合运用专业知识以及对设计内容的创新等高阶能力的考察。

2探索与实践

本项目在“机械设计”这门课程开展了多方面的实践与探索，对现存的问题进行针对性的设计，在课程改革中用不同的方案进行尝试，结合创新创业教育引导学生进行自足学习，针对性的引导学生以社会需求为导向，以真实的产品设计为主线，在“机械设计”的课程内容中添加创新元素，然后综合课程的专业知识，指导学生设计出可解决实际社会生产需求的机械结构或装备，最后用学生的专利成果或科研项目成果作为主要的考核目标。这个教学模式既提高了学生学习的主动性，还优化了教学内容，创新了教学手段及方案，取得了不错的成效。

通过引入创新创业项目，提高学生学习的积极性，引导学生在教学大纲内自主学习。“机械设计”课程属理论课范畴，因为这类课程的专业性强，在日常生活中比较少见，很多学生对其没有感性的认识，往往会觉得其知识点内容深奥，原理难懂；而且该课程的很多知识点都是成体系的，如螺纹与紧固，链条与传动，轴系与动力等模块都是环环相扣的，一旦前面的知識点没理解透，后面的内容就很难理解，这样会导致很多学习进度比较慢的同学跟不上节奏，想学也无从下手，从而进一步导致学生产生厌学的情绪，影响学习效果。

本项目从学生的学情出发，根据他们的实际情况设计一套学习情景，让学生跟着设计步骤自主收集资料去学习，学生的积极性提高了，学习的效果也可以相应提高。首先在第一节课就布置任务让学生从创业的角度分析时事热点、行业痛点或国家政策，引导学生从中发掘可以用机械技术手段解决的焦点问题。在实际问题中引导学生对自己感兴趣的项目进行研究，可极大的激发他们的积极性。然后通过分组讨论分析确定每个小组的具体研究方向，根据每个项目的特点适应匹配教学大纲的内容，让学生在推进项目的同时不知不觉的把课程知识掌握了。研究的过程就是学习的过程，还能收获各种成果，这样学生的学习积极性就会彻底被激活。

如17级学生的支点工作室科研团队在调研后，从“爬墙机器人”这个创意开始进行科学研究，先后获实用新型专利及发明专利各一项；然后继续进行项目打磨，把项目内容优化组合成高楼外墙智能清洁机器人，并据此获团省委的攀登计划科研项目立项、“挑战杯”省级竞赛二等奖、“互联网+”省级银奖。然后继续深化研究项目，这个团队还注册了“广州支点创新科技有限责任公司”进行创业尝试，目前项目已经落成经营并获得了营业额300多万。

在该环节中，老师的引导作用也很重要，这对老师自身的能力要求也很高。我们还经常组织老师到一线企业学习了解知识与生产是如何结合的，举办各种学习交流会议，邀请各个领域的专家学者对老师进行培训，然后由他们引导学生结合书本上的知识进行项目研究，这样才能保证项目的顺利进行。

改变教学环节设置，以创新设计的问题为导向，通过引导学生解决设计过程中的难题来学习对应的专业知识。传统的教学模式中对专业知识着重理论讲解，因为学生没有机械设计的基础及相关经验，往往在第一步的连杆、螺纹、轴系等专业知识的理解上就存在很多问题，到最后的综合设计计算就会脱节，无法顺利完成教学设计所要求达到的效果，有些就算勉强完成了也是一知半解，不知道学完后這些知识有什么用。

本项目的教学环节反过来从面到点，先指导学生确定研究内容，然后引导学生去学习各个基础的知识点，学生就能知道学习的目的与方向，他们的主观能动性就能充分的被调动起来，学习的效果也会事半功倍。

如16级学生的小R智能创新团队确定研究项目为“基于工业4.0的口香糖智能装料配送生产线”，该项目为解决口香糖生产过程中装料配送的低质、低效瓶颈问题，设计一套能实现远程监控和编程的高精度智能生产线。根据设计需要，老师把项目内容分解为：传动模块，连接模块、轴系模块、标准件模块、非标设计模块等细分方向，引导学生根据需要去学习对应的专业知识，一个个的攻克知识难点。遇到问题先让学生自己找资料了解相关知识，解决不了老师再辅以指导。学生带着问题去学习，并且指导学习的方向及目的，最后学到的知识还能综合起来解决系统化的问题，这样学生学习成就感强，可达到事半功倍的学习效果。

通过引入社会生产的实际项目，引导学生了解最新的技术发展现状，并把其融入项目设计中，然后此基础上进行创新探索及创业启蒙。在这个过程中学生会自觉调研现有的最新技术，然后评估其是否适合项目的研究内容，接着再吸收其中有用的部分，把其转化成项目内容。这个过程既能锻炼学生分析问题解决问题的能力，还拓展了其知识的宽度及深度，促进其学到很多传统课堂没有教授的知识。在课程中，老师还引导学生拓展专利申请等相关的知识，用专利申请所必需的新颖性、实用性、创造性去引导学生在设计方案上进行创新，把设计方案积极向专利申请方向发展，力求在项目中设计出结构新颖、原理独特的创新内容，并以此作为项目的亮点进行创业打磨。

如18级的智测科技团队为了解决基建施工测斜检测中存在的成本高、效率低、误差大、数据处理效果差等问题，设计了一款无须人工值守的高精度低成本的全自动云平台测斜仪。学生在经过充分调研后，把一些最新的技术融入设计中，如：采用高精度丝杆往复系统代替了传统的连杆往复机构，采用随动式导向装置代替了传统的分布式绕线机构，采用一体化的回转齿轮模块代替了传统的轴承组合模块，采用这些创新设计后整体架构得到了优化，体积缩小了1/3，检测的速度提高了2倍，检测精度提高了5倍。研究成果还申请了4项专利，其中一项已授权。

摒弃一试定成绩的考核方式，设置形式多样的考察方式及考核任务，着重检验学生对知识的理解情况及综合应用知识的能力。新的考核方式以过程考核为主，同步着重学习过程的考查，还具体列出每一项考核的指标，目的是了解学生综合能力的提高情况。这个考核不但囊括了早晚考勤、回答问题、创新成果、竞赛成果、科研成果等，同时还对其职业精神、团队合作、创新创业素养、口头表达、文字表达等进行全面考核。因为学生毕业到社会工作后最重要的是其自学能力以及职业素养，故在课程中引入创新创业教育可综合提高其综合能力。课程中通过考核指标引导学生全面发展（见表1）。

3结论

本项目自2014年开始结合创新创业进行机械设计课程改革的探索与实践，引入真实的企业科研项目到专业教育中，通过课程系统开展技术培训、专家讲座、学术沙龙、专利申请、科技竞赛、项目研发等实践活动，深度融合专业教育与双创教育，获授权发明专利6项、实用新型专利46项；获了超百项创新创业竞赛奖项；孵化出5家初创企业，持续为社会输送高水平机械领域工匠人才。经实践证明，融合创新创业教育到专业课程中去，可以充分提高师生教与学的积极性，并有效提升教学质量，是一条值得深入研究的教学新路径。

基金项目：2018年广东省高等职业教育教学改革研究与实践项目“工作过程导向的创新创业人才培养模式研究与实践”（项目编号：GDJG2019213）；2018年广东省教育厅高等职业教育教学质量与教学改革工程精品在线开放课程项目“产品化导向的创新到创业”；2021年广东水利电力职业技术学院技能大师工作室项目“梁健智能制造技能大师工作室”。

参考文献

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