赖春明 孟少明 李培 肖芝
摘要：《机械产品创新设计》是高职机械类专业创新教学体系的重要组成环节。在教学中，采用“岗课赛证研”综合育人模式，促进课程、教师、学生的共同发展;构建“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”一体化教学模式，激发学生学习兴趣和动力，适应产品创新设计对学生主观能动性的要求;以“庆祝建党百年、领略工匠文化、弘扬创新精神、铸就强国之梦”为课堂思政主线，达到课堂思政“润物细无声”的应有之形。教学实践表明，课程改革和教学设计达到了预期效果。
关键词：创新创业机械产品创新设计教学设计教学实践课程思政
Abstract： "Innovative Design of Mechanical Products" is an important part of the innovative teaching system of Mechanical specialty in higher vocational colleges. In teaching， the comprehensive education mode of "post-course-competition- certificate-research" is adopted to promote the common development of curriculum， teachers and students; Build an integrated teaching mode of "project introduction， task driving， action and work process orientation"， stimulate students' learning interest and motivation， and meet the requirements of product innovation design for students' subjective initiative; Take "celebrating the centennial of the founding of the Communist Party of China， appreciating the craftsman culture， carrying forward the innovative spirit and casting the dream of becoming a powerful country" as the main line of classroom ideological and political work， so as to achieve the due shape of "moistening things silently" in classroom ideological and political work. Teaching practice shows that the curriculum reform and teaching design have achieved the expected results.
Key Words： Innovation and entrepreneurship; Innovative Design of Mechanical Products; Instructional design; Teaching practice; Curriculum ideologicaland political
習近平总书记指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激烈的国际竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜”。高素质技术技能人才应当具备厚实的理论基础、多元的知识体系及创新精神与创业意识[1-2]。同时，创新创业能力培养也是国家建设人才资源强国和创新型国家的战略举措的重要组成部分。《机械产品创新设计》课程作为机械设计制造类专业的一门的专业课，是专业创新创业教育体系中的核心环节。以往的教学过程中，该课程往往重视创新原理与方法的讲授，而轻视了具体的创新实践活动组织实施[3-6]。为了适应新时代职业教育特点与要求，我们打破了原有机械创新设计类课程的学科知识体系，以具体产品设计为项目载体，根据岗课赛证综合育人要求重新选择和组织教学内容，按照“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”的教学模式实施教学，达到了提升学生创新能力与素养的效果。
1. 教学设计
1.1教学内容
以“岗课赛证”综合育人模式要求为基础，进一步融入教师在技术研究发明中的成果作为教学案例，构建了“岗课赛证研”综合育人模式，并基于这一育人模式对教学内容进行了重构。根据专业教学标准和课程标准，结合机械产品三维模型设计等职业技能等级证书标准以及CAD机械设计等技能竞赛项目和全国大学生机械创新设计大赛等赛事方案要求[7]，课程选择笔筒到机械手等工业产品6个专业性、综合性越来越强的产品设计为载体，同时吸收增材制造、逆向扫描等机械设计加工中的新技术充实为教学内容，并将机械产品创新设计的相关原理方法分散融入到各个设计任务中，以创新创业大赛模拟训练作为期末的课程考核。课程共安排56个课时，本文针对模块一内容进行教学设计介绍，包含主题笔筒和个性手机支架两个产品的创新设计项目，如图1所示。
1.2学情分析
对授课班级学生《机械设计基础》等前导课程的期末成绩平均分和标准差进行了分析。学生在CAD/CAM应用、公差与配合等方面相对较弱，可能会影响教学过程中产品三维模型的建立与装配结构设计等方面，需要加强指导;七门先修课程成绩标准差均在7-8.5之间，表明学生者学习基础比较接近且无特别差的状况，在教学中可以考虑采取统一施策。结合专业教学标准以及课程标准，本模块教学内容的学习主要是让学生了解创新思维的方式与特点，掌握机械产品创新设计所涉及的基本步骤以及3D打印技术的基本原理和设备操作技能。根据本模块内容在整门课程中的作用以及教学目标要求、学情分析，确定本模块教学内容的教学重点为产品创新设计的基本步骤与评价要求，教学难点为3D打印技术的基本原理及其在产品设计中的重要作用。
1.3教学策略
首先，基于“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”的教学模式设计教学环节。选择了笔筒和手机支架两个工艺品作为创新设计项目，根据机械产品设计类工作岗位作业流程设计教学环节，并以教学环节为基础将设计项目细分为更加具体的工作任务示。学生每个环节任务都要有特定的阶段性成果，通过项目学习逐步独立完成自己的设计作品，从而掌握产品创新设计的基本流程与要求。同时，根据本模块设计项目对专业性要求不高而着重创新思路的特点，将机械创新设计中关于创新思维与技法等原理性知识点融入项目教学，将创新原理性知识与设计实践紧密结合，让学生在具体产品的设计过程中掌握创新设计的相关原理和技法等。
其次，要根据各个教学环节的特点灵活选择教学方法。在产品功能调研和产品设计方案拟定、草图绘制环节，学生根据教师发布的设计任务，在课前独立完成资料收集和草图方案的拟定，着力培养学生的信息搜集整理能力，以及独立思考、分析和创新的能力;对于产品设计方案优化的环节，主要采取组内讨论互评，推选最佳方案参与组间展示以及互评的方式来完成，这既有利于培养个人独立创新的能力，又有利于形成团队集智创新的意识素养;在三维建模与造型环节则主要采用任务驱动教学法，学生根据产品建模的任务所需开展相关建模技能技巧的学习和训练;在模型3D打印环节主要采用工作行动导向教学，结合视频资源和教师的实操演示，学生通过“观察-实践-反思-再实践”掌握打印机的操作技能;在作品功能验证与总结阶段，同样采用组间汇报与互评的方式完成，提升学生总结反思以及再创新的能力。
此外，要根据项目内容特点合理布置课堂思政着力点。根据本学期期间的社会热点、教育政策等，本课程的课堂思政基本思路为“庆祝建党百年、领略工匠文化、弘扬创新精神、铸就强国之梦”。在工艺品的创新设计模块，通过设计主题的合理设定，围绕“庆祝建党百年、弘扬工匠精神”的主线，着重开展党史教育和爱国主义教育。在笔筒项目中，以学校乡村振兴帮扶工作队引导村民开展党史教育为设计背景，既能让学生在确定党史小知识过程中自己学习党史，也能让学生更好的了解国家的乡村振兴战略部署;在个性手机支架项目中，要求作品结合家用或车载用的特定场合要求，并具备爱国宣传主题元素，引导学生关注生活、发现问题，并自然而然接收爱国教育。
2. 教学实施与成效
2.1教学实施
按照产品设计工作流程安排教学任务。本教学模块包含主题笔筒和主题手机支架两个设计项目每个设计项目均包含6个任务，其中功能调研与设计方案初拟环节整合为一个工作任务，并安排在课前完成;分别在项目1和项目2中增加了“开拓创新思维”和“提升创新技法”两个任务，对创新设计的相关原理、方法进行讲解。
学生主体、教师主导逐步完成设计任务。在教学实施过程中，按照“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”的教学模式，结合创新设计对个体能动性的特殊要求，突出学生的主体作用，教师根据学生的进展情况进行引导和评价。以项目1的任务一为例，课前教师根据教学项目向学生发布设计任务要求以及课程学习资源，学生完成课程资源学习、产品功能调研以及设计方案的初步拟定;在课中，教师先讲解创新思维的主要类型、特点及其应用案例，然后组织学生进行方案展示以及方案优化;在建模环节则主要针对学生出现的问题和特殊模型的建模技巧等进行指导，引导学生一步一步完成各个环节的任务;课后教师在线答疑，并结合学生教学反馈进行教学反思，学生则进一步完善自己的产品模型。具体的教学实施过程如图2所示。
2.2教学评价
采用结果与过程结合、课程与赛项融合实施教学评价。教学评价采用采用过程评价与结果评价相结合的评价方式，基于智慧职教加强课前、课中和课后学生学习过程的数据采集。具体的评价指标与比重如图3所示。在设计成果的评价指标体系制定过程中，参考技能竞赛、机械设计大赛等赛项的评分细则等。
2.3教学成效
一是学习目标有效达成。根据教学评价方案对学生进行测评，该模块的知识技能目标基本全部达成，笔筒产品得到了村民的好评。二是创新能力和综合素养明显改善。通过课程学习过程中的积极引导和训练，学生的创新能力和参与各级各类创新创业大赛的热情提高，表现在班级学生创新创业竞赛的参与度得到提高，实现100%参与，且提交的创新创业作品质量以及专业相关性明显改善。18级学生获得银奖等奖项共2项，优秀作品申请专利共5项，19级学生目前已申报专利7项。同时，学生参与CAD机械设计等技能竞赛集训热情也提高，18级该专业学生取得省赛二等奖1项、三等奖1项。此外，学生的爱国情怀和热情得到提升，班级在学校组织的各项党史学习教育测评中成绩名列前茅。
3. 教学总结与反思
3.1教学特色
首先，“岗课赛证研”综合育人模式促进课程、教师、学生的共同发展。在“岗课赛证”综合育人的基础上，我们一方面扩展了“赛”的范围，根据课程特点，引入创新创业大赛和全国大学生机械设计大赛的相关要求和案例作为教学内容，有利于学生创新创业能力的提高;另一方面，加入“研”的融合，可以促进教师技术研发成果向教学案例的转化，激发教学型教师参与技术研发的动力，也有助于学生科学探索能力的培养。
其次，“项目引入、任务驱动、行动和工作过程导向”一体化教学模式符合产品创新设计对学生主观能动性的要求。结合技能竞赛赛题、创新创业大赛和机械设计大赛作品等，构建了6个从简单到复杂的产品创新设计任务，按照设计岗位工作流程合理设计教学环节，以具体的产品设计任务驱动学生开展训练，使得机械产品创新设计所涉及到的生涩难懂的原理有了具体的载体而变得更加容易理解吸收，同时也有利于激发学生学习兴趣和动力，从而更好达成教学目标。
此外，“庆祝建党百年、领略工匠文化、弘扬创新精神、铸就强国之梦”的课堂思政主线契合课程内容。根据项目内容的特点，合理融入课堂思政元素，在工艺品的创新设计模块，通过设计主题的合理设定，着重开展党史教育和爱国主义教育;在秦弓弩等机械产品的创新设计模块，注重开展工匠文化的宣传，培养学生的工匠精神、和大国自信;在机械手等工业产品的设计模块，则着重培养专业性和科学性。通过将课程思政元素由点及面、由表及里融入课程教学的全过程，达到课堂思政“润物细无声”的应有之形。
3.2問题与改进
一是要进一步提升学生设计产品可实施性。机械产品设计不是艺术设计，强调可实施性。草图方案设计测评结果以及学生具体的作品来看，学生产品设计的可实施性相对差一些，在追求主题表达和美观等的同时，往往对可实施性关注不够，后续教学中要加强这方面的引导和指导。二是要进一步提高团队教师创新创业方面的指导水平。要通过参加创新创业方面的专业培训学习，充实团队教师在创新创业方面的理论功底，以更好地促进课程与创新创业教育的融合。三是要坚持持续吸收“三赛”赛题或作品和教师技术研发成果作为教学案例。要持续结合学生技能竞赛、创业创业竞赛以及机械设计大赛的赛题或优秀作品对教学项目案例进行完善和更新，并积累学生在创新设计中的优秀案例。
参考文献
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