基于創新創業技術型人才過程培養的《機械設計課程設計》實踐教學改革

楊小高 丁德瓊

摘? 要：《機械設計課程設計》是機械類專業的一門綜合實踐課程，是進行創新創業技術型人才培養的重要環節。該文通過對機械設計課程設計的特點和人才培養現狀分析，對該門課程進行創新創業技術型人才的過程培養進行了探索，旨在為機械專業創新創業人才培養機制建設提供富有價值且切實可行的參考，以推進學院的課程改革與創新創業技術型人才的培養。

關鍵詞：創新創業? 過程培養? 機械設計課程設計

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）03（c）-0070-03

隨著經濟的發展，國家內部與外部環境正發生著深刻的變化。在新的形勢下，國家提出“大眾創業，萬眾創新”與“中國制造2025”戰略，以創新驅動，為經濟發展注入新動力。

在后工業化的知識社會，技術型創業將在高新產業飛速發展期展現出蓬勃的生機。創新創業型工程技術人才，在產業轉型與升級過程中，成為推動國家產業經濟發展與國際地位提升的重要源泉。培養具有創新能力的創業技術型人才，以適應國家戰略發展的需要，成為工科院校亟待解決的重要問題。

在新形勢下，機械專業如何培養出經濟社會發展迫切需要的具有創新創業能力的技術型人才，許多專家學者進行了探索和思考，并取得了一定的成果。張占國和孫麗霞提出將理論與實驗教學、課程設計與第二課堂等環節通盤考慮、整體優化，把理論和實踐，課內與課外、教學和科研相結合的方法，以培養學生的工程實踐與創新能力[1]。劉文光與賀紅林認為機械設計課程建設的關鍵在于教學目標的設立、教學內容凝練以及實踐體系的創立[2]。王慧明，呂曉任等針對學生在《機械設計課程設計》過程中，表現出興趣不大，積極性不高的現象，提出將創新創業教育與課程設計相結合的想法，以提高學生的興趣和積極性[3]。李天箭和丁曉紅探討了在實踐教學環節培養學生創新創業所需的核心知識和能力教學目標和教學方式，以培養學生的創新創業能力[4]。李媛針對創新創業教育中存在的一些問題，提出將理論與實踐相結合，創新創業理念與專業教育相融合，以提高學生的創新能力、科學素養和創業實踐能力[5]。通過對文獻的分析不難發現，結合機械專業的課程，開展創新創業的過程培養的成果還很少。如何在新形勢下，針對學科特點進行創新創業的過程培養，仍是亟待解決的問題。

要想在激烈的市場競爭中進行創業并取得成功，形成核心競爭力尤為重要，為此培養具有創新能力的技術型人才成為關鍵性環節，關系到國家戰略實施的成效。《機械設計課程設計》是機械專業學生在學習核心主干課程后，綜合運用各門專業理論知識進行機械設計的重要實踐環節，這也是開展創新創業激情、創新創業思維和創新創業能力培養的重要契機。如何在機械設計課程的學習中夯實理論知識基礎，進而提高學生運用設計的理論知識進行應用和創新，是機械設計課程設計的需要著力思考的問題。目前的課堂教學由于課時偏少，教學模式單一，強理論、少實踐的問題突出，嚴重束縛了學生的創新意識和創新能力，不利于人才的培養。該文將在分析機械設計課程設計的特點和現狀的基礎上，對創新創業技術型人才的過程培養進行分析，為機械專業創新創業人才培養機制建設提供富有價值且切實可行的參考，以進一步推進學院的課程改革與專業發展。

1? 《機械設計課程設計》的特點

《機械設計課程設計》是《機械設計》課程之后開設的一門實踐課程，需要學生能利用《機械制圖》《機械制造基礎》《公差與測量技術》《理論力學》《機械原理》《材料力學》等課程所學理論知識進行機械產品的設計。《機械設計課程設計》與各門主干課程相互聯系，課程內容繁雜。《機械設計課程設計》在內容上，包含了傳動系統的總體設計，減速器傳動零部件、結構設計，在進行裝配圖的設計與繪制時，需要結合CAD、CAE等計算機輔助工具進行設計完善。在進行設計時，需要從產品的系統性上進行全盤考慮。比如進行傳動系統的設計時，除了根據傳動類型的特點進行選擇外，還需考慮傳動比的大小，零部件的扭矩的傳遞方式、軸類零件的結構、旋轉主軸的支撐部件的選擇。為此，機械設計課程設計是一門知識繁多，又相互聯系的綜合實踐課程。

《機械設計課程設計》是一門側重于運用理論知識進行實際機械產品設計的實踐課程。

通過該課程的實際要讓學生從書本中走出來，培養其運用理論知識進行設計，從所學的知識中綜合運用，全面考慮，而不僅限于某一門課程的知識。比如在軸承支撐旋轉主軸的部分設計時，不能僅僅從材料力學、理論力學上分析受力，在機械原理理論知識上進行運動尺寸的設計。這時需要考慮主軸的受力、形狀、尺寸、材料、形位公差和強度計算。通過該課程的學習，達到綜合運用理論知識進行設計的目的。

在實踐產品設計中，既要考慮理論上零件設計的合理性，同時要考慮設計的適用性、與通用性，要兼顧產品的成本、使用的便捷性、工作的效率、性能、可靠性等指標。通過該過程的實踐訓練，需要結合行業標準和國家規范，考慮產品的市場因素，使用習慣和性能指標進行設計，以便實現學習與工作的銜接。為此，機械設計課程設計也是一門機械專業本科生學習的由理論到實際工程設計的過渡性的技術實踐課程。

2? 《機械設計課程設計》是創新創業技術型人才過程培養的重要環節

機械設計課程設計是機械類專業的主干課程，是綜合運用各門主要課程進行工程實際機械產品設計的實踐環節，也是第一次較全面的綜合訓練，更是實現創新創業技術型人才過程培養的環節。該過程的訓練從對傳動部件的功能分析和動力參數的擬定確定傳動方案;原動機的選擇與傳動比的分配;各級傳動零件的計算設計;主軸、連接件以及軸承的設計校核;殼體零件以及附件設計和繪制;機械類計算機繪圖軟件、分析軟件的熟練運用;說明書的編寫以及問題的回答上進行綜合訓練。通過該過程的實踐，加深與鞏固專業課程知識，提高運用理論知識進行工程實際問題的解決和分析能力;熟悉和掌握機械產品的流程、步驟與方法;培養學生熟練運用各類設計資料，和計算機設計分析軟件進行產品的設計，為畢業后，實際工程問題的解決打好基礎。

3? 針對《機械設計課程設計》進行創新創業技術型人才過程培養的措施

《機械設計課程設計》是學習和運用各門專業主干課程進行實際工程產品設計的環節，是學生創新創業能力培養的重要過程，關系到國家戰略的實施成效，也是高校機械類技術人才培養的重要節點，然而從目前的教學成效來看，仍然達不到課程開設的預期效果。通過總結該實踐環節，主要存在以下幾個問題。

（1）課程設計題目陳舊，內容不全面。課程設計大多結合減速器進行延伸，設計過程如出一轍。大部分學生未進行創新設計，只需要模仿就草草結束課程設計這一重要能力提升的實踐環節。更多的學生沒有體會到該過程的實施意義，沒有調動主觀能動性，使得學生的創新能力的培養得不到訓練，個人的專業素養無法得到提升。

（2）創新創業思維得不到鍛煉。在陳舊單一的課題中，學生通過重復與模仿完成該過程的考核，甚至出現抄襲應對，導致學生的積極性不高，創新創業思維與激情不能激發。

（3）考核形式單一。目前《機械設計課程設計》的時間往往設定為2～3周，考核內容主要是圖紙和設計說明書。通過修改不同的參數和更換傳動部件，讓學生進行該環節的實踐訓練。為此學生不能大膽地進行創新設計。

通過對目前該課程的實踐環節的體現，要想在新形勢下，培養出具有創新創業能力的技術型人才，針對《機械設計課程設計》展開思考與探索勢在必行。具體措施如下。

（1）設置九大題目。題目與學生的生活、學習以及日后工作息息相關，通過指導老師對九大主題的解析與案例分析，學生結合自己的興趣與理解，在查閱文獻、專利了解題目所涉及的機械產品應用背景、功能以及性能、工作條件后，進行分析選擇。通過題目的設置，盡可能地為學生提供發揮空間，但又緊密聯系機械設計課程設計的范疇，從而為創新創業技術型人才培養提供條件。

（2）培養模式改革。根據創新創業技術型人才的需求，按照技能與專業素養培養內容，設置任務節點、任務內容。在進行創新創業技術型人才培養過程中，環節較多，需要設置任務節點和內容，實時進行考核和點評，將該過程通過指導老師的全程跟進，使得每位同學都能在該過程中得到培養和鍛煉。在該過程，設置5個任務節點和任務內容，進行人才培養。①通過案例式教學，指導老師對學生進行《機械設計課程設計》創新創業技術型人才培養的環節、流程、考核方式進行講解和說明;介紹所需要用到的知識和軟件，并對整個環節的基礎知識進行回顧與歸納。②創新思維與意識的培養。指導老師通過案例式教學介紹經典的創新創業案例，閱讀創新創業理論相關資料，并留下學生自學任務，讓學生了解客觀事實之間的聯系，提煉創新思路與方法。考核任務：通過討論互動和提交學習總結報告與規劃，檢查學生的學習情況。③通過啟發討論進行方案設計。階段性考核內容：評價學生設計方案的創新性、可行性與應用前景。④機械產品方案的實施。該過程需要學生根據所學的機械設計相關理論知識進行產品的詳細設計。考核內容主要針對學生綜合運用各門課程理論知識自主完成設計的能力。⑤撰寫設計說明書與讀書報告、答辯所用的PPT。考核內容主要針對學生總結、表達與應變能力。

（3）《機械設計課程設計》的創新創業技術型人才過程培養。

針對《機械設計課程設計》這門綜合實踐課程，開展機械專業學生的創新創業技術型人才培養，通過設置任務節點，并進行階段性任務考核，能使得指導老師實時跟進，及時了解學生動態，同時也使得學生的實踐訓練落到實處。整個培養過程主要集中在3個方面：①創新創業思維培養。該過程主要從創新創業理論的學習、創新創業案例分析、互動討論和指導老師3個環節組成。整個過程通過案例式教學與學生自學與討論進行實施。要求學生理解創新與創業的關系，掌握創新創業的流程與意義。②創新創業意識與激情培養。該過程主要圍繞需求分析、現狀調查與創新創業題目的確立進行。該環節要學生切實體會進行創新創業的必要性，了解原有產品對工作與生活帶來的困境與不便，從內心激發學生創新創業的激情與迫切愿望。③創新創業專業素質的培養。該過程主要結合專業特點與內容開展技術型人才培養，讓學生學會機械產品的功能與零部件的設計方案的關系，機械產品功能分解與使用環境的限制和新產品的功能要求。結合專業所學知識，綜合運用并利用先進的專業軟件與技術條件進行方案設計和產品的詳細設計。過程如圖1所示。

參考文獻

[1] 張占國，孫麗霞.創新創業教育背景下的機械設計課程教學改革[J].科技創業，2017（23）：44-46.

[2] 劉文光，賀紅林.創新創業型機械設計課程建設探討[J].科技創新導報，2017（29）：214-216.

[3] 王慧明，呂曉任，田方，等.基于創新創業教育開展《機械設計課程設計》教學改進探索[J].機械設計，2016，33（S2）：246-249.

[4] 李天箭，丁曉紅.創新創業教育在機械設計課程設計環節中的探索實踐[J].實驗技術與管理，2016，33（4）：22-24.

[5] 李媛.創新創業能力培養視角下的機械設計專業實踐教學改革[J].創新創業就業，2017（1）：64-66.