基于“岗课赛证研”育人模式的机械创新设计课程重构

孟少明，赖春明，李 培，肖 芝

（湖南化工职业技术学院机电工程学院，湖南 株洲 412000）

1 引言

“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激烈的国际竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜”。创新是新时代大学生重要的能力要求。《机械产品创新设计》课程作为机电大类专业的一门的专业核心课、专业技能课，是专业创新创业教育体系中的核心环节。但机械创新设计课程在一般的教学过程中往往只重视创新原理与方法的讲授，而轻视了具体的创新实践活动组织实施，为了适应新时代职业教育特点与要求，打破原有机械创新设计类课程的学科知识体系，以具体产品设计为项目载体，根据“岗课赛证研”综合育人要求重新选择和组织教学内容，按照“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”的教学模式实施教学，以达到了提升学生创新能力与素养的效果。

2 课程重构的基本思路

以“岗课赛证”综合育人模式要求为基础，进一步融入教师在技术研究发明中的成果作为教学案例，构建了“岗课赛证研”综合育人模式，并基于这一育人模式对教学内容进行了重构，如图1所示。根据专业教学标准和课程标准，结合机械产品三维模型设计、增材制造模型设计等职业技能等级证书标准以及CAD机械设计、工业产品造型设计与增材制造技术等技能竞赛项目和创新创业大赛、全国大学生机械创新设计大赛等赛事方案要求，课程选择笔筒到机械手等工业产品6个专业性、综合性越来越强的产品设计为载体，同时吸收增材制造技术、三维逆向扫描技术等机械设计加工中的新技术、新方法充实为教学内容，并将机械产品创新设计的相关原理、方法和技巧等分散融入到各个设计任务中，以创新创业大赛模拟训练作为期末的课程考核。通过相对简单且常见的产品的创新设计，学生可以更好地快速熟悉并掌握产品设计的基本流程与相关的评价要求。

图1 基于“岗课赛证研”综合育人模式的课程重构

3 课程重构的教学内容与课程思政设计

根据机械制造类企业产品开发、产品设计、产品建模、产品优化、工艺规划、CAM应用、样品制作等岗位的能力要求，本课程选取的主要教学模块任务、学习内容与教学要求见下表。

表 课程重构的具体教学内容

续表

按照产品设计工作流程安排教学任务，以模块一为例说明，其包含主题笔筒和个性手机支架两个设计任务每个设计项目均包含6个任务，其中功能调研与设计方案初拟环节整合为一个工作任务，并安排在课前完成；分别在项目1和项目2中增加了“开拓创新思维”和“提升创新技法”两个任务，对创新设计的相关原理、方法进行讲解。工艺品创新设计与3D打印模块的教学任务安排如图2所示。

图2 工艺品创新设计与3D打印模块的教学任务安排

根据社会热点、教育政策等，本课程的课堂思政基本思路为“庆祝建党百年、领略工匠文化、弘扬创新精神、铸就强国之梦”，课程思政基本思路如图3所示。在工艺品的创新设计模块，通过设计主题的合理设定，围绕“庆祝建党百年、弘扬工匠精神”的主线，着重开展党史教育和爱国主义教育。在具体的实施过程中，采取将课堂思政点与设计任务紧密结合的策略，并尽可能与学校实际工作结合，消除思政点“拔地而起”的突兀感，提高课堂思政育人效果。在笔筒项目中，以学校乡村振兴帮扶工作队引导村民开展党史教育为设计背景，既能让学生在确定党史小知识过程中自己学习党史，也能让学生更好地了解国家的乡村振兴战略部署；在个性手机支架项目中，要求作品结合家用或车载用的特定场合要求，并具备爱国宣传主题元素，引导学生关注生活、发现问题，将课程融入生活，从而自然而然地接收爱国教育，让爱国教育在课堂上生动起来。

图3 课程思政基本思路

4 基于工作过程导向的教学环节与过程设计

重构后的课程，为每个项目选择了两个载体作为创新设计项目，根据机械产品设计类工作岗位作业流程设计教学环节，并以教学环节为基础将设计项目细分为更加具体的工作任务，如图4所示。学生每个环节任务都要有特定的阶段性成果，通过项目学习逐步独立完成自己的设计作品，从而掌握产品创新设计的基本流程与要求。同时，根据本模块设计项目对专业性要求不高而着重创新思路的特点，将机械创新设计中关于创新思维与技法等原理性知识点融入项目教学，将创新原理性知识与设计实践紧密结合，让学生在具体产品的设计过程中掌握创新设计的相关原理和技法等，实现教学流程与机械产品创新设计实际工作流程的一致性。

图4 基于工作过程导向的教学环节设计

以学生为主体教师为主导逐步完成设计任务。在教学实施过程中，按照“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”的教学模式，结合创新设计对个体能动性的特殊要求，突出学生的主体作用，教师根据学生的进展情况进行引导和评价。课前教师根据教学项目向学生发布设计任务要求以及课程学习资源，学生完成课程资源学习、产品功能调研以及设计方案的初步拟定；在课中，教师先讲解创新思维的主要类型、特点及其应用案例，然后组织学生进行方案展示以及方案优化；在建模环节则主要针对学生出现的问题和特殊模型的建模技巧等进行指导，引导学生一步一步完成各个环节的任务；课后教师在线答疑，并结合学生教学反馈进行教学反思，学生则进一步完善自己的产品模型。具体的教学实施过程如图5所示。

图5 教学实施过程

5 育人成效

1）学习目标有效达成。根据教学评价方案对学生进行测评，该课程的知识技能目标基本全部达成，部分学生的测评统计结果及设计产品打印实物如图6、图7所示。其中，主题笔筒产品得到了村民的好评。

图6 学生的设计方案测评结果统计

图7 部分设计产品实物

2）创新能力和综合素养明显改善。通过课程学习过程中的积极引导和训练，学生的创新能力和参与各级各类创新创业大赛的热情提高，一是表现在班级学生创新创业竞赛的参与度得到提高，实现100%参与；二是提交的创新创业作品质量以及专业相关性明显改善。18级学生获得银奖等奖项共2项，优秀作品申请专利共5项，19级学生目前已申报专利7项。同时，学生参与CAD机械设计等技能竞赛集训热情也提高，18级该专业学生取得省赛二等奖1项、三等奖1项。此外，学生的爱国情怀和热情得到提升，班级在学校组织的各项党史学习教育测评中成绩名列前茅。

6 结束语

本课程通过整合与改革，根据项目内容的特点，合理融入课堂思政元素，在工艺品的创新设计模块，通过设计主题的合理设定，着重开展党史教育和爱国主义教育；在秦弓弩等机械产品的创新设计模块，注重开展工匠文化的宣传，培养学生的工匠精神、和大国自信；在机械手等工业产品的设计模块，着重培养专业性和科学性。通过将课程思政元素由点及面、由表及里融入课程教学的全过程，达到课堂思政“润物细无声”的应有之形。通过“岗课赛证研”综合育人模式促进课程、教师、学生的共同发展；通过“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”一体化教学模式提升学生创新设计的能力；通过“庆祝建党百年、领略工匠文化、弘扬创新精神、铸就强国之梦”的课堂思政主线提升学生的爱国情怀。