專創融合背景下的《機械設計》教學改革及實踐*

王方艷 張文欣 劉興華

（青島農業大學）

隨著中國特色社會主義進入新時代，創新型國家戰略全面鋪開，我國高等教育進入培養全面發展的創新型人才的新階段。國家提出了：轉變人才培養發展方式、創新發展模式的 “創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方針，對人才培養及人才需求提出了更高的要求。高校應該堅持與時俱進，轉變人才培養理念，以社會人才需求為契機，推進多元教育資源的整合，提升教育內容的針對性，推動教育方式的特色發展，促進教育成果有效轉化，不斷提高學生服務經濟發展的創新創業能力。工業4.0 時代及大數據時代的到來，給高校創新創業教育提出新的培養要求。打破傳統教學理念的束縛，以學生發展需求為中心，加強專業教育與雙創教育的融合、教學內容和科研活動的融合，是國家創新發展及學校內涵提升的迫切需要，是建設國際高水平大學、一流學科的必然要求。《機械設計》課程是機械類專業學生的核心課程，是提升學生的機械設計水平及創新設計能力的重要課程，可實現機械原理、工程圖形學等多課內容知識的融合及鍛煉，對培養學生快速應對及解決實際問題的能力具有重要的作用。但受傳統教育觀念的影響，《機械設計》課程教學存在教育內容陳舊、教學方法有限、考核批評形式單一等問題，導致教學目標與社會需求脫節、學生的工程能力及創新能力不足。因此，以落實國家創新驅動發展為目標，結合新工科發展需求，加大《機械設計》課程創新教學改革，對于培養全方位發展的社會主義時代新人具有重要意義。

一、課程教學實現專創融合的必要性

傳統的教學集中于學生對知識的記憶、認知及簡單處理，對知識的高層次分析、應用等鍛煉比較少。專創融合可彌補傳統教育的不足，為專業知識與社會需求搭建橋梁，提高學生的創新能力、創業能力及實踐能力，構建提高學生解決實際問題的意識及能力的多樣化成長平臺。

（一）專創融合是課程改革的重要途徑

在社會不斷轉型發展的推動下，高校積極推進創新素質人才培養，以滿足社會發展需要及高校自身成長的要求。機械設計課程各章內容相對獨立，缺少配套的工程案例及應用示范，使得理論知識與實踐鍛煉脫節，不利于學生知識體系的完善及構建。因課程內容為基本原理及設計原則，使得教材內容及案例更新慢，降低了學生學習的積極性及接受先進技術的機會，無法對現在的實際問題展開討論及鍛煉。將創新創業教育與專業教育有機融合，有助于豐富教學內容、激發學生的學習熱情、加快創新成果的轉化、促進理論知識與實踐內容的對接，有利于加快高校、企業等多元社會資源的協同發力。專創融合聚焦于創新思維、創造能力與專業知識、實踐活動的融合，將教學從傳授書本理論知識轉向引導學生進行實際探索，提高教學活動的深度及系統性，對進一步發展和完善專業型創新人才培養體系具有重要的意義。

（二）專創融合是教學效果的重要保障

新科技革命方興未艾，新興技術不斷更新迭代，時代的變化對高等教育的課程內容、教學方式等都提出了更加規范化、整體化、系統化的新標準和新要求。面對社會對創新創業人才的需要，專創融合的教學方式可以挖掘并整合多方創新創業資源，豐富并完善雙創融合的課程內容及實踐途徑，提升課程教學改革效果，充分發揮創新創業的引領作用，從而實現高層次人才的培養目的。通過專創融合案例的講解，學生身臨其境可將工程設計與實際應用有機結合，深刻體會工程設計的樂趣，幫助學生由簡單的知識點記憶、理解到靈活應用的飛躍，實現學生全方位能力的層層遞進、教學活動的穩步推進及教育目標的高階性。雙創教育融入專業人才教育培養體系，可更新創新教育理念、提升專創融合的效果，從根本上解決雙創教育與專業教育脫節的狀況，提高專業教育的針對性及實效性，保障教學效果，滿足社會經濟發展的人才需求。

二、機械設計課程教學中存在的問題

《機械設計》重在培養學生對實際復雜問題的解決能力，需要學生對已學相關理論知識進行融會貫通并應用于實踐。課程本身內容多、公式繁雜、學時少，學生學習任務重、動手機會少不利于培養和鍛煉學生的創新能力及綜合應用能力。通過進一步的深入研究，我們發現現階段機械設計課程存在的問題主要有以下表現。

（一）教學內容乏味

機械設計主要講解機械設計過程中常用的基本原理、步驟及手段，講授內容相對抽象、理解難度大、配套的工程案例較少，與社會需求及專業實踐的融合度不高，對教師的知識儲備及知識點講解的把控能力要求較高。當下使用的教材理論知識詳細，但缺少知識點相關的背景材料，內容艱澀且枯燥，學生學習難度大。機械設計本身的課程屬性和教材內容的生硬難懂，使得學生不僅在獲取知識、形成完善的知識體系上存在難度，更加難以在短期內理解和消化所學內容，形成解決問題的思路，也就談不上發展創新思維和能力了。

（二）教學方式有限

課程學時少、任務重，是機械設計課程普遍存在的問題。這使得課堂以講授為主、過程互動性差，趕進度、滿堂灌成為教學常態。面對有限的學時和繁雜的工作任務，教師在教學過程中難免出現重點講不完、難點講不透、留給學生的實踐動手機會少等情況，忽視對學生的知識引導及興趣激發。陳舊、有限、枯燥的教學方式，無法傳授課程的核心和精髓，不利于師生間的互動交流和學生對知識點的有效掌握。

（三）評價手段單一

大眾教育的推廣，使得教學資源緊張、師生比例失調，致使因材施教和個性化培養成為了課堂教學的奢望?！霸嚲砜荚?日常成績”的評定方式，使得學生只關注考試成績、忽視了創新和應用能力的自我提升。忽視學生個性化發展的教育理念及評價方式，使得師生養成了懈怠的思維習慣及被動接受的態度，逐漸滋生了功利意識，不可避免造成了教學分離的情況。

三、課程改革與實踐探索

雙創教育對培養學生創新能力及促進社會經濟發展的積極作用正被實踐證明。通過工程案例解讀及創新實踐活動，可從根本上完成理論與實踐的結合，全方位、多角度的培養學生的邏輯思維及創新意識。發揮雙創教育對課程教學的推動作用，借鑒專業課程教育的教學經驗，形成有效完備的課程知識體系，有助于形成和諧統一的高校教育發展環境。機械設計是在滿足功能要求基礎上的創新及開發，重點集中于對相關機械專業知識的深刻理解和靈活運用。如何讓學生在短期內掌握知識、理解內容、提升能力，是機械設計課程教學中面臨的重點和難點。

（一）與時俱進，優化教學目標

在進行市場調研及摸清社會人才需求狀況的基礎上，結合學校一流學科發展需要，構建以學生為中心的教育理念，確定與專業特色發展密切結合的課程培養目標。突出學生的主體地位，發揮教師的主導作用，根據產業的職業素養及技能要求調整教學方向。瞄準產業交叉融合的發展方向，制定滿足社會發展需要的“專創融合”創新人才培養目標，有針對性地培養和提升學生的創新思維和創新能力。借助“專創、科創、產創”融合統一及“知識、能力、素養”轉化互動，教育并引導學生筑牢專業知識根基、提升職業能力水平，滿足社會對專業知識過硬、綜合能力強大的人才需求。一切從工程實際和經濟發展需求出發，在培養學生獲取知識和應用方法的同時，提高交叉學科融合及創新要素考量的要求，緩解和解決“小專業”與“大產業”的融合矛盾及不相適應的問題，優化創新復合型技術人才的培養目標。

（二）專創融合，整合教學內容

現代機械設計除了具有理論性之外，還需要設計的創新性、知識的廣義性及過程的優選性。模仿、類比的設計理念以及死記硬背、照搬硬抄的學習方法已經不能滿足高速發展的社會需求。結合人才市場需求與經濟發展需要，調整機械設計課程的教學任務及教學內容，將雙創項目充實到教學資源及實訓項目中，重構反映教學目標的教學知識點及重點。從幫助學生全面發展及未來職業生涯長遠發展的角度出發，增加思政案例、思維訓練、工程倫理、科研前沿、創新創業成果等內容，及時補充最新知識，增加課程內容的覆蓋面，實現知識點之間的無縫銜接、立體交叉及有機統一。針對授課內容繁雜的問題，將教學內容進行模塊化規劃、分層級設計，并在實際教學中遞進式推進，引導學生及時進行知識歸納及體系構建，提高學生綜合分析問題和解決問題的能力。加強專業與產業銜接、科研與雙創結合、課程與成果融合，促進產教融合、學用轉化及特色優勢互補，保障學生的個性化發展，高效達成及“創新、創意、創業”的人才培養目標。

（三）載體涉入，改革教學方法

機械設計需要學生具有一定的自我學習、自我管理及自我提升的能力，能夠在老師的指導下結合個人想法進行創新設計、解決工程問題。雙創教育活動可以提高學生學習的自信心、激發學生大膽創新，引導學生在思考、表達、動手去做的過程中提升個人綜合實踐能力。融入創新性的教學方法，引導學生系統地運用課程知識，讓學生感受到學習的樂趣及專業知識的魅力。融合虛擬技術，借助網絡載體，升級教學設計水平，優化頂層設計理念。充分利用“智慧樹”“學習通”“中國慕課”等平臺，挖掘、開發、利用優質線上資源，及時升級線下課程，培養學生的工匠精神、創新意識、愛國情懷等綜合素養。借助翻轉課堂、慕課堂等課后交流平臺，實現課堂教育延伸及師生互動交流延續，引導學生自主思考及主動發問。加強科教貫通、教賽結合，拓寬專創融合的途徑，探尋成果轉化新路徑，激發學生積極投身創新實踐和教師樂于培養創新人才的熱情。歸納學生創新創業項目的核心要素，并將其融入到專業課程的教學過程中，通過開展交流會宣傳優秀項目案例、傳授創新創業相關經驗。促進創新項目內容與教學活動間的轉化，織密專業知識與實際問題的對接，培養有真才實學、能解決實際問題專業化人才。

（四）多維兼容，優化評價機制

摒棄靜態的、單一的、滯后的評價體系，圍繞課程培養人才目標推進目標、過程、結果、指標的多維評價，從目標達成度、執行過程情況、階段成果展示及指標完成評價等多個角度進行培養效果的動態監控。明確創新人才的表征元素與教學效果的評價依據，確定課堂表現、簽到、搶答、討論、練習等評價體系中各個內容的權重及評價量化標準，借助信息化手段搭建科學的管理平臺、形成學生成長管理檔案。著眼于學生未來長期發展，鼓勵學生自由組隊、自主選題參與創新立項課題，激發學生的創作熱情，提升學生創新意識，挖掘學生的發展潛力，實現理論聯系實際的技術深化及內容升華，補充及健全教學評價及管理機制。借助能反映學生學習能力水平的成果（論文、專利、獲獎等）的創新學分認定、第二課堂考核等評價方式，突破雙創實踐與課程學習之間的壁壘，給予學生充分的自由發展空間及個人能動性的發揮機會。在保證共同學習、推進教學的基礎上，對不同專業（如創新班、卓越班等）學生進行個性化訓練和學分認定，優化彈性學制及學籍管理制度，為學生進行創業實踐及項目孵化工作提供有力保障。

四、結論

在時代信息化及產業變革的背景下，學科融合、知識重組、教學革新已成為社會經濟發展的必然要求及創新發展的動力來源。尊重學生的認知規律，理解并認同人才培養要求，及時進行機械設計課程改革是高校學科特色發展的必由之路。通過雙創訓練與課程教育的融合，不僅實現了雙創教育的教學化過程滲透，而且實現了機械設計課程專業知識的訓練及轉化，提高了學生解決實際問題的能力。通過尊重學生的主體地位，整合課程內容、優化教學方法、完善考評機制，實現了先進創新思想、優秀科研成果與解決社會問題的有機融合，達到了課程學習與滿足社會需求的高度銜接，更好地引導學生深刻認知專業意義、熱愛專業學習、提升個人對社會的適應能力。

通過課程改革及實踐，《機械設計》課程獲批山東省線上線下一流課程、青島農業大學課程思政教育改革專項、專創融合課程等，使得課程內容及授課方法逐步完善。借助《機械設計》課程的學習和鍛煉，學生的創新意識、創新邏輯及創新創業能力提升較快，掌握了基本的設計理念及方法，能夠正確使用設計手冊及查詢工作，自覺主動學習相關的專業軟件，具備了解決實際工程技術問題的能力。通過調查，學生掌握學科前言及發展方向，具有一定的愛國情懷及專業認知，并積極主動參加各類專業實踐活動。結合課程涉及的研究報告，2021 年學生獲批大學生創新立項數提高12%、各類比賽獲獎證書達56 人次，論文撰寫及專利申請量提高7%，課程考試及格率上浮8%。2021 屆畢業生的創新思維及設計能力較高，使得畢業設計質量大幅度提高，答辯通過率達95%以上，就業率超過學院平均水平。課程研究成果為優化機械設計課程教學提供了啟發，對專創融合背景下的課程教學改革提供了有益經驗。