基于“崗課賽證研”育人模式的機械創新設計課程重構

孟少明，賴春明，李 培，肖 芝

（湖南化工職業技術學院機電工程學院，湖南 株洲 412000）

1 引言

“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，也是中華民族最深沉的民族稟賦。在激烈的國際競爭中，惟創新者進，惟創新者強，惟創新者勝”。創新是新時代大學生重要的能力要求。《機械產品創新設計》課程作為機電大類專業的一門的專業核心課、專業技能課，是專業創新創業教育體系中的核心環節。但機械創新設計課程在一般的教學過程中往往只重視創新原理與方法的講授，而輕視了具體的創新實踐活動組織實施，為了適應新時代職業教育特點與要求，打破原有機械創新設計類課程的學科知識體系，以具體產品設計為項目載體，根據“崗課賽證研”綜合育人要求重新選擇和組織教學內容，按照“項目引入、任務驅動、行動和工作過程導向”的教學模式實施教學，以達到了提升學生創新能力與素養的效果。

2 課程重構的基本思路

以“崗課賽證”綜合育人模式要求為基礎，進一步融入教師在技術研究發明中的成果作為教學案例，構建了“崗課賽證研”綜合育人模式，并基于這一育人模式對教學內容進行了重構，如圖1所示。根據專業教學標準和課程標準，結合機械產品三維模型設計、增材制造模型設計等職業技能等級證書標準以及CAD機械設計、工業產品造型設計與增材制造技術等技能競賽項目和創新創業大賽、全國大學生機械創新設計大賽等賽事方案要求，課程選擇筆筒到機械手等工業產品6個專業性、綜合性越來越強的產品設計為載體，同時吸收增材制造技術、三維逆向掃描技術等機械設計加工中的新技術、新方法充實為教學內容，并將機械產品創新設計的相關原理、方法和技巧等分散融入到各個設計任務中，以創新創業大賽模擬訓練作為期末的課程考核。通過相對簡單且常見的產品的創新設計，學生可以更好地快速熟悉并掌握產品設計的基本流程與相關的評價要求。

圖1 基于“崗課賽證研”綜合育人模式的課程重構

3 課程重構的教學內容與課程思政設計

根據機械制造類企業產品開發、產品設計、產品建模、產品優化、工藝規劃、CAM應用、樣品制作等崗位的能力要求，本課程選取的主要教學模塊任務、學習內容與教學要求見下表。

表 課程重構的具體教學內容

續表

按照產品設計工作流程安排教學任務，以模塊一為例說明，其包含主題筆筒和個性手機支架兩個設計任務每個設計項目均包含6個任務，其中功能調研與設計方案初擬環節整合為一個工作任務，并安排在課前完成；分別在項目1和項目2中增加了“開拓創新思維”和“提升創新技法”兩個任務，對創新設計的相關原理、方法進行講解。工藝品創新設計與3D打印模塊的教學任務安排如圖2所示。

圖2 工藝品創新設計與3D打印模塊的教學任務安排

根據社會熱點、教育政策等，本課程的課堂思政基本思路為“慶祝建黨百年、領略工匠文化、弘揚創新精神、鑄就強國之夢”，課程思政基本思路如圖3所示。在工藝品的創新設計模塊，通過設計主題的合理設定，圍繞“慶祝建黨百年、弘揚工匠精神”的主線，著重開展黨史教育和愛國主義教育。在具體的實施過程中，采取將課堂思政點與設計任務緊密結合的策略，并盡可能與學校實際工作結合，消除思政點“拔地而起”的突兀感，提高課堂思政育人效果。在筆筒項目中，以學校鄉村振興幫扶工作隊引導村民開展黨史教育為設計背景，既能讓學生在確定黨史小知識過程中自己學習黨史，也能讓學生更好地了解國家的鄉村振興戰略部署；在個性手機支架項目中，要求作品結合家用或車載用的特定場合要求，并具備愛國宣傳主題元素，引導學生關注生活、發現問題，將課程融入生活，從而自然而然地接收愛國教育，讓愛國教育在課堂上生動起來。

圖3 課程思政基本思路

4 基于工作過程導向的教學環節與過程設計

重構后的課程，為每個項目選擇了兩個載體作為創新設計項目，根據機械產品設計類工作崗位作業流程設計教學環節，并以教學環節為基礎將設計項目細分為更加具體的工作任務，如圖4所示。學生每個環節任務都要有特定的階段性成果，通過項目學習逐步獨立完成自己的設計作品，從而掌握產品創新設計的基本流程與要求。同時，根據本模塊設計項目對專業性要求不高而著重創新思路的特點，將機械創新設計中關于創新思維與技法等原理性知識點融入項目教學，將創新原理性知識與設計實踐緊密結合，讓學生在具體產品的設計過程中掌握創新設計的相關原理和技法等，實現教學流程與機械產品創新設計實際工作流程的一致性。

圖4 基于工作過程導向的教學環節設計

以學生為主體教師為主導逐步完成設計任務。在教學實施過程中，按照“項目引入、任務驅動、行動和工作過程導向”的教學模式，結合創新設計對個體能動性的特殊要求，突出學生的主體作用，教師根據學生的進展情況進行引導和評價。課前教師根據教學項目向學生發布設計任務要求以及課程學習資源，學生完成課程資源學習、產品功能調研以及設計方案的初步擬定；在課中，教師先講解創新思維的主要類型、特點及其應用案例，然后組織學生進行方案展示以及方案優化；在建模環節則主要針對學生出現的問題和特殊模型的建模技巧等進行指導，引導學生一步一步完成各個環節的任務；課后教師在線答疑，并結合學生教學反饋進行教學反思，學生則進一步完善自己的產品模型。具體的教學實施過程如圖5所示。

圖5 教學實施過程

5 育人成效

1）學習目標有效達成。根據教學評價方案對學生進行測評，該課程的知識技能目標基本全部達成，部分學生的測評統計結果及設計產品打印實物如圖6、圖7所示。其中，主題筆筒產品得到了村民的好評。

圖6 學生的設計方案測評結果統計

圖7 部分設計產品實物

2）創新能力和綜合素養明顯改善。通過課程學習過程中的積極引導和訓練，學生的創新能力和參與各級各類創新創業大賽的熱情提高，一是表現在班級學生創新創業競賽的參與度得到提高，實現100%參與；二是提交的創新創業作品質量以及專業相關性明顯改善。18級學生獲得銀獎等獎項共2項，優秀作品申請專利共5項，19級學生目前已申報專利7項。同時，學生參與CAD機械設計等技能競賽集訓熱情也提高，18級該專業學生取得省賽二等獎1項、三等獎1項。此外，學生的愛國情懷和熱情得到提升，班級在學校組織的各項黨史學習教育測評中成績名列前茅。

6 結束語

本課程通過整合與改革，根據項目內容的特點，合理融入課堂思政元素，在工藝品的創新設計模塊，通過設計主題的合理設定，著重開展黨史教育和愛國主義教育；在秦弓弩等機械產品的創新設計模塊，注重開展工匠文化的宣傳，培養學生的工匠精神、和大國自信；在機械手等工業產品的設計模塊，著重培養專業性和科學性。通過將課程思政元素由點及面、由表及里融入課程教學的全過程，達到課堂思政“潤物細無聲”的應有之形。通過“崗課賽證研”綜合育人模式促進課程、教師、學生的共同發展；通過“項目引入、任務驅動、行動和工作過程導向”一體化教學模式提升學生創新設計的能力；通過“慶祝建黨百年、領略工匠文化、弘揚創新精神、鑄就強國之夢”的課堂思政主線提升學生的愛國情懷。