基于產學研協同創新模式的“機械制造技術基礎”課程教學設計

馮春花　錢煒

摘 要 機械制造基礎是機械類相關專業的必修主干基礎課程，涉及產品制造過程基本理論、基本知識、基本技能的重要知識儲備，本文針對目前機械制造技術基礎課程與企業、科研缺乏有效溝通、對先修課程綜合應用能力不足等問題，提出基于產學研協同創新的機械制造技術基礎課程設計，改進課程知識面，邀請企業、科研院所的工程師就當下知識體系進行講解，理論結合實際，從而促進學生對知識面的理解、掌握及實際應用，并響應可持續制造需求。

關鍵詞 產學研 協同創新 機械制造技術基礎 教學設計

中圖分類號：G424文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.035

The Course Design for Fundamental of Mechanical Manufacturing Process Based on the Model of Industry University Research and Collaborative Innovation

FENG Chunhua， QIAN Wei

（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

Abstract Fundamental of mechanical manufacturing is compulsory foundation courses related to machinery major， which involves important knowledge base of basic theory， basic knowledge and basic skills for product manufacturing process. The current curriculum is lack of effective communication between companies， research institution and fundamental of mechanical manufacturing process. This article presents course design for fundamental of mechanical manufacturing process based on the model of industry university research and collaborative innovation. The purpose is to improve curriculum knowledge and invite enterprises， research institutes， and engineer to explain the current mechanical manufacturing knowledge. Through connecting theory with practice， we can promote students' knowledge to understand， grasp and practical applications， and respond to the needs of sustainable manufacturing.

Key words Industry University Research; collaborative innovation; Fundamental of Mechanical Manufacturing Process; course design

0 引言

制造業作為國民經濟的主體產業，正朝著全球化、信息化、智能化、綠色化并與多學科融合的方向發展。然而隨著能源與資源的不斷消耗，環境、經濟與社會發展之間的矛盾逐漸凸顯，作為能源資源消耗大戶的制造業必須改進生產方式，利用清潔能源，并節約資源和能源消耗。

機械專業是支撐制造業發展的基礎學科，未來學生會成為各行各業設計、制造等相關行業的決策者，而機械制造技術基礎課程與產品加工緊密相關。因此，基于產學研協同創新模式不僅可實現社會可持續發展的基礎與保障，解決傳統的課程設計主要關注教學內容的完整性及專業性，較少考慮在教學設計環節增加協同創新模式的問題，而且促進可持續制造目標的實現。

栩栩如生、富有感召力的教學方能激勵學生的學習興趣和積極性，培養學生創新能力，本文基于產學研協同創新模式提出針對機械制造技術基礎的課程設計，以機械工程專業課程作為載體，將課程教學研究與機械專業課程相結合，探討技術專業課程的教學改革路線。

1 產學研協同創新模式的內涵

高校協同創新，主要圍繞多主體、多因素共同協作，培養具有交叉學科發展知識、創新體系機制的一體化人才。通過產學研協同創新模式，促進高校與科研院所、企業和政府的相互融合度，從而培養具有創新精神、學科創造能力、創新科研精神的一大批優秀人才。拓展高校專業人才的培養方式和培養空間，為創新體系的建立提供有效保障，使高校在國家創新體系中發揮更大作用，努力為建設創新型國家做出積極貢獻。①②產學研協同創新模式如圖1所示。

許多歐美名校都積極地為企業提供高質量的科研技術服務，以吸引企業與高校進行合作，同時，企業以實際設備為高校培養人才及進行科學研究提供便利條件。③同時，在全面考慮各方的意愿及利益的前提下，雙方致力于擴大項目合作模式，形成良性互動，以期建立長期合作的傳統。

同時，建立高校與企業之間人才的聯合培養模式，鼓勵企業為高校學生提供實習機會，從中發掘所需人才類型，并反饋給高校;高校則針對這種反饋進行人才培養模式的調整，從而充分發揮企業的人才培養導向作用。

2 基于產學研協同創新模式的教學設計

針對學生對實際應用知識缺乏的問題，創新教學方法，首先由主講教師講授理論知識，然后邀請科研院所工程師對實際科學問題的重要性進行分析，并組織學生團隊，每一團隊在課程之初即布置課程設計作業，并貫穿整個教學過程，最后邀請企業專家講授產品實際開發過程的相關知識，并對學生團隊的每一課程設計作業內容進行點評，反饋給學生并進行改進，從而培養學生的創新及實際應用能力。

以加州大學伯克利分校講授的“可持續制造”課程為例，在教學設計環節即將每組學生分成不同的組，并根據可持續相關知識，選擇或自選相關項目，并制定考核標準，形成一份報告，并集中在課程結束后進行答辯，期間每組同學可以自行制定不同的計劃，也可以求助于企業工程師，從而不僅有效促進了每位同學團隊意識，而且加深對可持續知識的應用背景。

針對學生對機械制造技術基礎涉及工藝理解較差的問題，邀請具有豐富經驗的企業工藝師傅，講授機械制造過程工藝對產品的重要性，工藝設計需要注意的問題，如材料選擇、工藝參數優化、裝配方案優化等。在傳統教案設計基礎上，結合產學研協同創新模式，進行課程設計，將講授內容分組，并針對不同內容，邀請不同行業的專家進行講座，機械制造技術基礎課程設計如表1所示。

3 分組團隊設計，團隊與個人考核相結合方法

鑒于目前教學方法多以個人為主體，缺少團隊合作，每人的參與感缺乏等問題，課程之初授課老師準備不同的項目名稱，根據個人興趣選擇不同項目，組成不同團隊，并布置完成的內容，最后通過個人與團隊成績不同權重計算總成績的方法，實現每位同學的參與感，培養團隊協同感。

所有學生在進行課程設計時，通過自由組合方式分成不同組，并確定組長，根據興趣點和專業特長，可以選擇老師提前準備的題目，也可以自由選擇相關專業的題目，從而實現課程設計的多樣化、自由性，并鼓勵學生獨立學習智能制造知識，利用現代化設計方法和相關軟件，完成課題研究，并最終形成書面論文，與此同時，在課程結束后，協調時間，每組進行現場答辯，展示各組成果，邀請相關企業人員，進行現場評價，并反饋，從而培養學生團隊精神，激勵主動學習意識。

4 可持續制造理念的貫穿

當前，中國制造業是以低成本、便宜的勞動力、廉價的能源和資源參與全球制造體系，但是隨著能源、資源、環境問題的凸顯，傳統制造業難以繼續生存，必須進行產業結構的升級、發展方式的轉型，當前可持續制造是其發展的必然模式。可持續制造的發展模式即在夯實傳統產業的基礎上，進行創新的制造模式，同時考慮環境、經濟、社會因素的一種新的制造模式，中國在這個大的背景下，應該培育新的競爭優勢，堅持創新領先地位，將中國低端制造大國轉變為中高端制造基地，提高制造業附加值。

結合傳統產業中占主導地位的制造業，在本專項領域中進行改革創新，發展具有中國制造產業特色的模式，重視基礎技術產業的發展，堅持自主創新，提高產品價值，重視環境、經濟和社會問題，最終形成自主創新能力和具有自主知識產權的技術和產品。

要實現可持續制造的有效實施，必須培養新一代技術性人才。可持續制造強調的是在制造中集成環境、經濟、社會因素，而目前的老一輩工程師及企業是以產業和效益為第一位的，這不符合可持續制造的發展方向，所以我們不僅需要加強對老一輩工程人員進行可持續制造的知識普及，而且需要培養新一代技術性人才，強調以人為本。

我國在今后幾十年中，工業仍將繼續發展、提高，制造業將為各行各業經濟的發展提供更好更多的裝備，為民眾提供更多更好的產品，也將與世界各國進行更多更密切的商品交換。而在整個發展過程中，只有不斷提高創新能力，提高制造業的價值含量，培養一批高技術人才，發展制造業特色產業，從而提高整個產品檔次，進而使產品步入國際先進行列，為人民、為社會造福、為子孫后代造福，才能屹立于世界制造大國、強國之列。

5 結論

通過基于產學研協同創新的教育方法研究，使得廣大師生的可持續設計及制造概念得到更新，并向廣大師生提出了新的教學要求和挑戰。結合機械課程專業教學改革，進行可持續探索，但機械學科可持續發展教學的實現任重而道遠，需要不斷進行教學設計改革，并與現有教學方式相融合，需要長期進行探索與研究。

注釋

① 丁曉紅，祝雁冰.工科設計學中的技術管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.

② 錢煒，朱堅民，丁曉紅.卓越工程師培養中存在的問題及對策.中國科教創新導刊，2013（26）：32-32.

③ 劉敬春，劉利國.基于協同創新能力培養的《機械設計》課程設計改革初探.機電產品開發與創新，2015（4）：142-143.