《機械創新設計與知識產權運用》教學方法的應用研究

李助軍，覃鈺東，劉怡飛，陳慧，諸進才，李兆南

（廣州鐵路職業技術學院，廣東廣州 510430）

2015年5月國務院下發了《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》文件，專門就創新創業教育要求各級政府、部門給予重視，加強創新創業人才培養。創新離不開知識產權保護，“十三五”時期，知識產權作為我國發展戰略資源和國際競爭力核心要素的作用更為突出。 同年12月，國務院印發了《國務院關于新形勢下加快知識產權強國建設的若干意見》。為了促進機械類專業學生創新創業教育及加強知識產權保護教育，廣州鐵路職業技術學院在國家骨干高職院校等項目的資助下建設了《機械創新設計與知識產權運用》特色課程，該課程主要講授創造原理，常用的創新技法以及專利撰寫的相關知識。好的教材、好的教學資源需要好的教學方法才能保障教學效果，在分析傳統教學常見問題和高職學生特點后，總結多年實踐教學基礎，提出了“虛擬賽事、任務驅動、混合式”的教學方法，并在《機械創新設計與知識產權運用》課程應用后取得了較好效果，可為其他高職院校機械類專業教學借鑒使用。

1 傳統教學方法的常見問題

傳統教學一般以教師在講臺上利用PPT、 案例等講授各種創造原理、創新技法為主，學生在下面聽講、記筆記。課后通過作業鞏固學習內容，期末通過卷面考試進行教學評價。 后來又發展到通過大作業代替卷面考試。這種以講授為主的教學方法，有以下弊端：（1）是一種被動教學模式。課堂吸引力有限，學生可以認真聽講，也可以不認真聽講，缺乏深度參與，即沒有帶著“任務”通過“做中學、學中做”完成知識的學習，從而不利于知識的深入理解；（2）學生可以通過短時間突擊復習或者短時間完成大作業來得到學分，從而降低了學習效果；（3）以知識學習為主，實操訓練有限，不能做到學以致用。通過傳統教學方法培養出來的學生，往往掌握了創造原理、創新技法的理論知識，可如何運用這些知識解決遇到的問題就不盡人意了。《機械創新設計與知識產權運用》課程是實踐性要求較高的課程，如何通過好的教學方法提高學生參與度，把實操與理論有效結合，讓學生達到學以致用的目的就擺在了教育工作者面前。

2 “虛擬賽事、任務驅動、混合式”教學方法

對接全國機械創新設計大賽、“挑戰杯”“互聯網+”大學生創新創業等賽事，把“以賽促教，以賽促學”思想，任務驅動教學法[1]和混合式教學[2]進行有機融合，開發了適合于《機械創新設計與知識產權運用》課程的教學方式，即“虛擬賽事、任務驅動、混合式” 教學方法。其具體操作流程如圖1 所示，教師在教學時先分組；然后每一組選擇一個“創新主題”，可以選擇歷屆全國機械創新設計大賽、挑戰杯的任一主題作為參加“虛擬創新設計大賽”的題目，這一“創新主題”就形成了“任務”；在學習某個知識點六大創造原理、18 種創新技法等[3]）時，學生先在線上學習某個知識點并完成隨堂測等任務，然后線下再以學生為中心，教師指導學生如何運用所學知識，比如說如何運用所學的某種創新技法對“創新主題”進行創新等；課程最終完成的是參加“虛擬創新設計大賽”的作品。這樣就形成了“虛擬賽事、任務驅動、混合式”的教學方法。 這一教學方法可以改變以講授為主的教學方式，以“虛擬創新設計賽事”為依托，競賽項目為實踐對象，以學生為主體、采用任務驅動、做中學，改變以考試為主的評價標準，實行多元化、過程考核。 循環利用就可以完成六大創造原理、18 種創新技法的學習。 運用好“虛擬賽事、任務驅動、混合式”教學方法需要掌握以下要素。

圖1 “虛擬賽事、任務驅動、混合式”教學方法流程示意圖

2.1 分組

按“兼顧成績、自愿組合、適當調整”原則，5~7 人一組進行分組。 分組數量控制在10 組以下為宜，數量過多會影響線下教學時教師巡查和參與每組活動的時間等，從而影響課堂教學效果。 每組選出一名組長，然后由組員自己約定一個為了完成該課程學習任務的合作原則。這樣可以讓組員之間相互監督，相互合作共同完成課程的學習任務。

2.2 創新主題

分組后，每組選擇一個創新主題，創新主題可以來自下面幾個方面：（1）從全國機械創新設計大賽歷屆主題中選擇一個主題。 （2）可以是工作/生活/學習中最不方便，總是影響您的工作/生活/學習的工具。（3）可以是工作/生活/學習中效率較低的設備。 （4）可以是工作/生活/學習中存在危險的設備。 創新主題的確定會經歷“從大到小，從粗到細，從模糊到明確”過程，這需要授課教師線下指導每組不斷研討后才能確定。 創新主題確定后則在后續學習創造原理、 創新技法時都圍繞該創新主題進行展開。這樣學生可以按照自己的興趣、知識結構、知識面等選擇創新主題，也更能提高學生的學習積極性，充分發揮每位組員的作用及團隊合作精神。

2.3 線上學習

如圖2 所示，線上學習主要依托于智慧職教MOOC 學院進行。 在開課之前首先要在MOOC 學院搭建好課程，包括每個知識點的視頻、文本、習題、小測試、小任務、單元測試、考試題目等。知識點之間的邏輯關系借助了“新產品創新開發”流程，把創新方法與知識產權相融合，做到有機銜接，形成從激起創新興趣→創新思維培養（創造原理、創新技法）→創新方案→知識產權保護全過程培養。 授課時教師可以通過QQ 群、微信群等先把線上學習任務推送給學生； 學生接到任務后根據學習進度利用電腦、手機等工具線上觀看微課視頻、閱讀學習資源、完成隨堂測試。 這樣學生就通過線上學習完成了基礎知識的學習任務，對在線下如何運用各種創造原理、創新技法做好了準備，同時也給翻轉課堂、分組研討騰出了時間，給教學質量提供了保障。

2.4 線下教學

線下教學主要圍繞： 解答線上學習遇到的共性問題；串講創造原理或創新技法的使用流程、注意事項，專利撰寫方法中的重點和難點； 分組運用創造原理或創新技法對“創新主題”進行創新，并糾正運用時的一些錯誤、遇到的共性問題等。具體線下教學可以按如圖3 所示的流程進行：（1）課程開始時用幾分鐘時間反饋一下學生線上學習的情況，解答線上學習遇到的共性問題及簡單介紹本次課的教學安排；（2）用10~15min左右時間串講這一次課的學習內容及分組研討的內容、要求及討論完后提交的材料；（3）給出20~25min，各組在組長的領導下運用所學創新方法對主題進行創造，同時授課教師到各組巡查，隨時提供個別化指導，共同解決遇到的問題，看各組是否按照各種創新方法的要領進行研討、找出不規范的地方、存在的問題；（4）用10~15min 時間進行分組匯報，重點簡要匯報運用創造原理或創新技法對“創新主題”進行創造所提出的創新點；（5）用10min 左右時間，對各組在運用各種創新技法中存在的問題進行講解、糾正和點評等；（6）留出3～5 分組發布課后任務、線上學習任務等。

圖2 課程構架

圖3 線下教學基本流程

2.5 考核方式

采用多元化、過程考核來評價學習效果，分值主要由線上學習成績和線下學習成績組成。 線上學習成績主要包括參與度（50%）、測驗（15%）、作業（15%）、網絡考試成績（20%）組成；線下學習成績主要由上課考勤和“虛擬創新設計大賽”作品成績組成。“虛擬創新設計大賽” 作品評分標準主要參考機械創新設計大賽的評分標準和專利文件說明書要求制定，具體如表1 所示。

3 應用實踐效果

2018年，在廣州鐵路職業技術學院機電工程學院2 個班進行了實驗。 結果顯示，學生參與度較傳統教學方法得到了明顯提升，課后調查顯示學生滿意度達100%，均覺得這種教學方法比其他教學方法更能吸引人，更能學以致用，上課也較為輕松；同時學生的作品質量得到了大幅度提升，約有50% 的“虛擬創新設計大賽” 作品申請了實用新型專利。 目前該課程得到了2019年“廣州市高校創新創業教育建設項目”的資助，也是國家備選資源庫建設課程之一。

表1 評分標準

4 結語

創新創業教育需要好的教學方法，實踐證明“虛擬賽事、任務驅動、混合式”教學方法能突出各種創造原理、 創新技法實際運用能力的培養，更能讓學生帶著“任務”，通過“學中做、做中學”深度參與學習，同時也能培養學生的團隊協作能力。