“专创融合”特色示范课程建设研究

摘要：将专业知识与创新创业教育紧密结合在一起，是新时期高校实现产学研协同育人的重要途径之一，能够提升学生的创新意识。该文分析了“机电一体化系统设计”的课程特色、建设目标、建设思路，旨在为高校进行“机电一体化系统设计”特色课程建设与教学改革提供经验与参考。

关键词：专创融合；机电一体化系统设计；课程目的；课程建设

1“专创融合”提升大学生的创新能力意义

“十四五”规划提出“坚持创新驱动发展”和“深化新时代教育评价改革”。“双创”教育目的是促进大学生全面发展，实现理论教学和实践教学相互补充、相互促进。但是《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》指出，我国教育事业受体制、机制等多种因素影响，人才培养供给侧和产业需求侧在结构、质量、水平上还不能完全适应［1］。因此，“专创融合”教育应运而生，它是在“双创融合”的基础上对创新创业教育的升级和优化［2］，将专业知识和创新创业能力有机结合，使学生在学习专业知识的同时不断提升创新能力，在创新实践中不断巩固专业知识。“机电一体化系统设计”是一门注重实践能力的课程，课程中融入专创思想，能够激发学生创新创业意识，未来可以更好地拥有专业技能和创业创新意识，从而更好地适应社会的需求，提高大学生的就业竞争力。

2“机电一体化系统设计”课程特色

2.1课程目标

机电一体化系统设计是机械工程、电子工程、计算机工程等多个学科交叉融合的一种综合性设计技术。同时它也是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的专业课，它既具有一定的理论性，又具有较强的实践性［3］。课程围绕机械、电子、传感器、自动控制、计算机等专业技术进行阐述，主要将电子技术、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和机械技术有机结合起来，使学生掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，了解各项技术之间的接口关系，培养学生机电一体化设计思维，能够通过对各种机电设备和系统的综合设计，实现机电设备的自动化、智能化和高效化。学习机电一体化系统的设计理论、方法和应用，对培养学生的设计能力以及新产品的开发能力具有十分重要的作用，有利于促进学生“双创”能力的培养与提升。

2.2机电一体化服务未来智能制造

20世纪90年代末，机电一体化技术开始向智能化方向发展，开启了机电一体化技术发展的新篇章。机电一体化在未来智能制造中扮演着重要角色，对制造业具有一定影响：

（1）机电一体化提高自动化和智能化水平。传统制造模式中，产品生产基本以手工操控形式为主，不仅工作效率较低而且容易因人为因素而影响生产质量。而机电一体化技术中自动化生产及信号处理技术在智能制造中的应用，则能够有效促进自动化生产模式的实现，在提升制造生产效率，解放劳动力的同时，进一步提高智能制造的生产质量，使产品性能得到显著提升［4］。

（2）机电一体化系统能够实时监控设备状态和生产过程。机电一体化系统在运行过程中生成大量的数据，帮助制造商更好地了解生产情况，做出实时决策，改进生产流程。

（3）机电一体化系统通常具有预测性维护功能。通过引入传感器、监控设备等技术，机电一体化系统可以对生产过程进行预测性维护，及时发现并解决潜在的安全风险，确保生产过程的安全性和稳定性。

3专创融合课程建设基础及建设目标

3.1课程基础

（1）前期调研为后续课程的改革优化奠定了基础。将国内高校开设的“机电一体化系统设计”课程的教学方案、教学情况以及课程教学与创新创业教育融合的情况进行了调研和对比后，掌握目前高校机电一体化课程的教学体系、教学设计、教学方法、教学考核方式以及教学任务等情况，并且结合本校课程的特色，扬长补短，为后续课程的改革深化提供依据［5］。

（2）课程教学显著。课程团队一直致力于将理论与实践相结合，将创新创业融入机电一体化课程教学过程，形成理论实践一体的新型教学模式。近年来，课程团队组开设创新创业就业实践课程，课程负责人曾带领并指导团队人员参加“互联网+创新创业大赛”获省级奖励2项、参与大学生创新创业训练计划项目2项，获“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛金奖，立项国家级大学生创新创业训练计划立项项目1项，同时主持多项国家级和横向项目。

（3）课程教学资料完备。在多年的教学过程中，教学团队围绕课程特点和目标，不断尝试将创新意识融入本课程。团队尝试将项目融入课堂，不断完善教学资源库，形成了包括教学大纲、教学课件、教学内容、习题、实验报告等在内的整套教材。同时，教学团队还提供一些在线学习资源，例如，在“学习通”教学平台上完善线上资源建设，构建线上线下一体化教学，方便学生随时随地学习。

3.2课程方向

课程内容主要包括机电一体化系统构成、机电一体化设计方法、精密机械设计、执行元件设计、传感检测、伺服控制、微机控制系统，计算机数字控制、机电系统建模的基本知识和基本理论，而创新创业方面主要包括创新的概念、创新人才的需求、创新成果与创新实践、创业与创业精神之间的辩证关系、创业思维的基本类型、创业资源与环境、创业项目的理论等内容。其中机电一体化系统设计理论和方法是创新的基础，通过课程培养学生的创业意识和创新能力，让学生了解如何将创新转为实际的产品和服务，以及如何管理和运营创新项目，从而为未来的职业发展打下坚实的基础。创新人才还需要对精密机械和执行元件的选择和设计进行深入了解，并且还需要关注行业内的新技术和新应用的发展趋势，引导学生了解最新的机电一体化系统的设计流程和技能。

3.3课程目标

课程形成以项目教学为导向，将项目引入教学，采用理论实践一体的新型教学模式，通过校企合作和创新创业训练高度融合。以项目为依托，采用竞赛、实践、设计和产业化等多种途径，使学生熟练掌握机械结构、微机控制系统的设计方法、传感器应用，能对机电一体化产品进行分析、设计和应用，并且使学生能够了解机电一体化系统未来的发展趋势，培养机电专业知识丰富，能力强、实践能力突出，能解决实际问题的“既懂机又懂电”的高级卓越型人才。学生在项目教学中能够培养创新思维和设计方法，通过项目分析和实践操作，提高独立解决问题的能力，以及掌握创新项目的设计流程和方法。课程以小组形式展开，学生通过团队合作解决项目遇到的问题，从而提高学生团队协作能力，从而能够更好地适应未来的职业环境和社会需求。

4“机电一体化系统设计”专创融合课程教学的建设思路

4.1优化教学目标

根据社会行业发展需求、结合专业特色以及国家一流本科专业建设人才培养的要求，以学生为中心，以培养与提高学生“双创”能力为导向，对课程科学目标与课程体系进行优化，实现“专创融合”［6］。而专创融合教学目标在于培养学生专业知识与创新能力的有机结合，以学生为主，以培养学生创新创业能力为导向。通过项目案例教学法，将工程项目展现在学生眼前，并且通过小组分工合作解决项目中的实际问题，深入专业内部寻找创新点。通过校企合作和创新创业训练高度融合，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维与实践能力。通过专业实践活动，鼓励学生参加“互联网+创新创业大赛”“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛等相关比赛。

4.2完善教学设计

采用闭环教学框架体系，如下图所示，不断完善线上资源建设，充实线下教学实践活动，构建线上线下一体化教学。通过以下步骤实施：

闭环教学框架体系图

4.2.1课前预习

结合“专创融合”思想，并且根据各章节的内容特点，设计相关学习内容。通过提前在“学习通”平台上发布学习任务，要求学生在课前完成，以便于课堂教学的翻转和讨论。在线预习信息系统和思政教育有机结合，提出机电一体化系统工程师的职业素养和价值等内容。由于机电一体化系统设计是一门综合性课程，所涉及的内容不只是有关机械方面的，所以课前预习能让学生查漏补缺，回顾先修课程的相关内容，也为后续的课程打下基础，确保课程顺利进行。

4.2.2课堂教学

课堂教学除课本中所涉及的理论内容外，也结合一些项目进行讲解分析，在课堂教学中融入爱岗敬业的职业精神、团结协作的合作精神及追求卓越的创新精神。教学方法主要包括：

（1）互动教学：通过提问、回答、讨论和解决问题的方式激发学生的积极性和思维，学生不再是被动接收信息。

（2）实例教学：通过机电一体化系统设计的案例来教授知识和概念，学生在实际案例中解决问题，有助于培养他们解决问题的能力。

（3）设问教学：课前和课后的学习任务以问题形式发布给学生，通过提出关于课程的相关问题，学生线下查找资料进行答疑，教师针对学生的答案进行评讲。

（4）翻转课堂：贯彻“翻转”“颠倒”的原则进行教学的实施。

4.3构建创新实践

与传统方式相比较，为了培养学生创新意识、创新精神，提高学生创新能力和实践能力［7］，在教学设计中融入创新创业教育。结合工程项目及具体创新创业竞赛任务，以理论知识为基础，指导生产实践，帮助学生增强学习效果，能更好地适应工作环境。

4.3.1以科研项目引导为切入点的个性化创新实践

课堂将对机电一体化设备进行深入分析，让学生参与到机电一体化产品的设计过程中。从结构理论分析、零件的选型计算、系统建模等实践性教学过程，完成理论知识向实践过程的转变，并且能够根据项目的特点构建三维模型和仿真软件。在这种实践方式中，学生可以参与真实的科研项目，不再局限于书本内容，通过亲身实践了解机电一体化系统设计的基本流程和方法，培养学生的科研素养和创新能力，同时，学生可以根据自己的兴趣和特长选择适合自己的科研项目，发挥学生主观能动性，实现个性化创新。

4.3.2案例分析为载体的灵活性创新实践

根据现有的高精尖设备进行系统分析，让学生了解技术背后的实际问题和挑战，从而在学习过程中进行深入思考，在思考中不断学习，提高学习效率的同时增强了学习的热情。并通过小组讨论和课堂讲解，对设备整个机械结构和控制构成有一个系统了解。学生完成案例分析后，教师进行总结和评价。让学生反思实践过程中的不足，提高学生分析和解决问题的能力。在实践中，学生能够深入了解案例背后的实际问题和挑战，通过案例的多样性和实用性，激发学生的创新思维和实践能力，培养学生的综合素质。

4.4优化教学方法

通过线上线下混合式教学模式，结合项目实施，实践操作引导，提高了学生的动手能力和创新思维。线上、线下课程相结合，突显思政教育，突出线上引导、课前预习和考核模式，提高学生的学习能力，丰富课堂教学和实践活动，让学生主动参与到教学过程中。注重授课内容与小组讨论相结合，理论与创新专题训练相结合，设计一些具有挑战性和实用性的项目，使学生能够将所学的知识和技能应用于实际生产和生活中。课堂上所学的机电一体化系统设计知识与学科竞赛相结合，以创新创业竞赛为依托，开展专创高度融合教学模式，深化产教融合，培养机电一体化方面实践能力突出、能解决实际问题的高级卓越型人才。

4.5完善教学考核体系

传统的专业课程考核方式侧重于期末考试成绩，为了实现创新育人的目标，对课程考核方式进行改革，提高过程性考核成绩比重，由注重结果向注重能力转变。建立多元化考核体系，课程综合性考核由期末考核和过程性考核两部分组成，各为50%，其中过程性考核细分为课堂测试、平时作业和课内实验，三者分值比例分别设为30%、15%和5%（如下表所示），充分体现对学生实践能力和创新能力培养环节的重视。并且建立反馈机制，及时将考核结果反馈给学生，并且对于学生的不足之处提供指导和建议，可以帮助学生及时发现自己的问题并加以改进，提高学生学习效果和综合素质。

结语

本研究先对“专创融合”提升大学生的创新能力意义进行了分析，基于对课程特色以及课程建设目标的叙述，进一步提出了“机电一体化系统设计”专创融合课程教学的建设思路。从优化教学目标到完善教学设计，从构建创新实践到完善教学考核体系，将“专创”教育教学理念贯穿于专业课程教学全过程，着重培养学生的创新创业意识与能力。

参考文献：

［1］游明伦.新时代高职产教融合人才培养模式的变革与创新［J］.铜仁学院学报，2018，20（02）：57-67.

［2］朱晓红，董理.“专创融合”理论研究综述［J］.漯河职业技术学院学报，2021，20（3）：43-46.

［3］董爱梅.《机电一体化系统设计》课程考核改革的探索与实践［J］.考试周刊，2008（41）：11-12.

［4］唐睿炎.机电一体化技术在智能制造中的应用分析［J］.时代汽车，2023（10）：131-133.

［5］郭金金，程道平，徐红.基于“专创融合”思想的《项目管理》特色课程建设研究［J］.创新创业理论研究与实践，2021，4（13）：29-31.

［6］郭金金，徐红，程道平.高校“专创融合”特色课程建设研究——以《房地产开发管理》课程为例［J］.创新创业理论研究与实践，2022，5（10）：75-77.

［7］林啸啸，王元宝.基于“专创融合”的课程教学改革与实践——以“人力资源管理概论”为例［J］.宿州教育学院学报，2022，25（3）：59-64.

支撑项目：2022年河南省专创融合特色示范课程，中原工学院一流本科课程（2022ZGYLKC013）；2022年中原工学院教学改革研究与实践项目，机械创新人才的研究型教学模式改革与实践（2022ZGJGLX042）

作者简介：席建普（1983—），男，汉族，陕西渭南人，博士，副教授，主要研究方向为超精密加工技术与装备、精密测量技术。