豐洪微 范哲超
內蒙古機電職業技術學院,內蒙古 呼和浩特 010070
全面深化高校創新創業教育改革,是國家實施創新驅動發展戰略的迫切需要,是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措[1]。在此背景下,內蒙古機電職業技術學院承擔了“自治區高等職業教育創新發展行動計劃”《XM18-創新創業教育專門課程(群)》的建設項目,面向全體學生開展普及型創新創業教育通識課,面向有創新創業意愿和潛質的學生開展專業核心課,面向敢于實踐和勇于創業的學生開展創新創業實踐課,積極構建了多層次、立體化的創新創業教育課程體系[2]。在開發專業核心課程過程中,重點圍繞校企合作,積極深化產教融合,采用工程教育教學模式作為設計方案,探索創業創新與專業課程融合的課程開發模式。
CDIO 工程教育模式是由瑞典皇家工學院、查爾斯技術學院與美國麻省理工學院等,在長達四年的探索和摸索中,逐步建立起來的教育理論。該模式秉持“做中學”為基本理念,是通過實際項目開展教育活動,從而提高學生學習能力的高等工程教育方案。該方案的本質是一種課程體系,其目的在于,希望學生能夠通過產品從設計到生產的整個流程,大幅提升相應能力,比如能夠主動獲取所需知識、工程實踐能力和工程創新意識等,從而培養不僅具有專業技術知識,還能在新產品、新系統開發和運行過程中起指導作用的工程師或技術人員。在CDIO 模式中,研究人員通過實踐,歸納、總結經驗等,最終成功制定出匹配的教學大綱和十二條標準。國內對工程教育研究比較深入的是汕頭大學,從2005 年的10 月起,該校就已經對校內的工程教育開展了基于CDIO教育模式改革。隨后,全國各地有超過200 多家的院校,也陸續開始了CDIO 工程教育的實施[3]。
本文以內蒙古機電職業技術學院承擔“自治區高等職業教育創新發展行動計劃”《XM18-創新創業教育專門課程(群)》的建設項目《產品創新設計與3D 打印實做》為例,并根據課程教學大綱重點培養學生技術知識、專業技能、職業能力、團隊合作能力和創新能力,同時參考美國工程教育專業認證ABET EC2000 標準,按照課程大綱和CDIO 教學大綱第二層指標體系構建基于CDIO 工程教育模式的課程教學大綱。
1.應用機械基礎、工程制圖知識的能力
2.應用UG 軟件進行工程設計的能力
3.使用3D 打印機等現代技術和必備工具的能力。
4.解決零件、機構、系統工程問題的能力
5.團隊協助能力
6.職業道德和責任感
7.溝通交流能力
8.通過課程教授理解企業工程方案的能力
9.認識學習、有終身學習的能力
10.創新思維和創新能力
CDIO 工程教育模式課程開發包括理論部分和實踐部分。理論部分包括通識課程知識和專業基礎知識,側重思維能力、設計能力和學習能力培養。通識課程知識包括創新思維、創新方法、創造力開發和設計技法;專業基礎知識則不僅包含創新設計案例和設計表達,還囊括有結構機構設計和功能原理設計等內容。實踐部分則由兩方面內容構成:第一課堂實踐和第二課堂實踐,極大地凸顯和聚焦學生實踐和工程能力的培養與提高。
第一課堂實踐主要包括3D 打印實做、工藝及裝配、失誤改進和產品開發。第二課堂包括開放型實踐、校企合作實踐、學科競賽和創業實踐。理論部分和實踐部分相互融合,從而將教學、實訓和課外實踐等有效地整合起來,開創出獨具特色的一體化教學體系,使創新教育和專業教育形成你中有我、我中有你的良好局面。
在課程認識階段,首先要對創新的本質有相當明確的認知,并理解其所蘊含的深刻含義,還需對設計和創新之間的關系進行分析和探討,從而領會和熟悉創造學中的各種基本理論。要對功能草圖法的具體應用,有一定程度的掌握,還要對減速器等模塊的原理和設計思路等,加以相當程度的熟悉和研究。
在課程設計階段,要能較好的理解機械設計應用中所具有的社會需求性,要對科學技術對創新設計所造成的影響進行全面的分析,還要對各種不同意外引出的選題技巧、創造型機構部件及其工作原理等,有一定了解和學習。能借助這些創造性機構,完成具有創新性的實踐,使創新結構的設計能力得到體現和發揮,從而可以順利構思和研發新產品結構方案,最終使學生在思維拓展和創新設計的能力顯著提升,既掌握了機械的創新性設計中常見的法規,還鍛煉和增強了自身在創新設計方面的素質。

表1 CDIO 課程大綱標準
在課程實施階段,熟悉掌握一般3D 設備的操作、應用及事項,熟悉常用切片軟件使用,能夠應用3D 打印設備進行實踐,能夠對3D 打印零部件進行組裝和裝配,對3D 打印工藝及質量進行處理及改善在運行階段總結和分析創新失誤,提高創新成功率。