基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的快速成型技術(shù)系列課程改革研究

隴東學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 楊娜娜 劉浩銳 賀立群 劉 馨

在中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下，推動(dòng)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”成為當(dāng)下經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的主旋律。近年來(lái)，國(guó)家相繼頒布了《國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃管理辦法》《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》等關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的文件，要求各高校把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)全過程，讓廣大青年在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中煥發(fā)出更加奪目的青春光彩。因此，創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)業(yè)的“三創(chuàng)”精神是社會(huì)發(fā)展的客觀需求，提高大學(xué)生的“三創(chuàng)”能力和精神對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提高大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)顯得尤為重要。近年來(lái)，全國(guó)高校依托自身優(yōu)勢(shì)開展了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育取得了顯著成效，但是如何通過“專創(chuàng)融通、融合”提高學(xué)生創(chuàng)新思維、意識(shí)與能力仍然是目前迫切需要解決的問題。

快速成型技術(shù)，也稱為3D打印技術(shù)，與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能材料、云計(jì)算、機(jī)器人等融合發(fā)展的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)是智能化服務(wù)平臺(tái)的重要組成部分，被美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)稱為20世紀(jì)最重要的制造技術(shù)創(chuàng)新。新興技術(shù)的產(chǎn)生對(duì)創(chuàng)新能力提出了更高要求，也為創(chuàng)業(yè)提供了更多的機(jī)會(huì)。與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，3D打印技術(shù)這門學(xué)科對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，通過3D打印可以將任意復(fù)雜的創(chuàng)意快速制成產(chǎn)品，有利于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品的個(gè)性化。3D打印已成為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品展示的重要工具，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的重要途徑。

一、以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的快速成型技術(shù)系列課程教學(xué)改革探索

增強(qiáng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是大學(xué)生職場(chǎng)生涯規(guī)劃和終身學(xué)習(xí)的保證，更是目前企業(yè)用人的標(biāo)準(zhǔn)需求。通過快速成型技術(shù)課程群的建設(shè)，探索系列課程的無(wú)界化融合模式，提升學(xué)生科學(xué)的思維方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融會(huì)貫通，為學(xué)生提供更廣闊的視野，培養(yǎng)出堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力兼具的綜合素質(zhì)人才。

在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，如何發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果也是需要考慮的問題。首先，通過雙向互動(dòng)、開放的教學(xué)方式改善傳統(tǒng)的教學(xué)氛圍，快速激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣；其次，項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容與具體實(shí)踐結(jié)合，使學(xué)生能夠自如地運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題，實(shí)現(xiàn)真正意義上的產(chǎn)教融合，同時(shí)在教學(xué)過程和結(jié)果評(píng)價(jià)中始終以團(tuán)隊(duì)為對(duì)象，這樣不僅有利于學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)思想的交流，也會(huì)為學(xué)生未來(lái)的工作和發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)；最后，以組建團(tuán)隊(duì)、構(gòu)思產(chǎn)品、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、可行性答辯、制造產(chǎn)品、結(jié)果評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)組成的實(shí)踐教學(xué)模式，能夠使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和解決問題的能力。

二、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與快速成型技術(shù)課程體系融合探索

根據(jù)3D打印技術(shù)的整個(gè)完整產(chǎn)業(yè)鏈，從三維模型創(chuàng)建、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造裝配，建立快速成型技術(shù)的課程群，探索課程群的有機(jī)融合模式，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用，提升學(xué)生思維的深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、發(fā)散思維以及挑戰(zhàn)精神。推動(dòng)課程從“灌滿一桶水”到“點(diǎn)燃一團(tuán)火”的轉(zhuǎn)變，建立新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，打破分?jǐn)?shù)至上的考核方式，更加突出學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及參與度。

逆向工程與快速成型技術(shù)的融合，在縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、吸收消化先進(jìn)技術(shù)、降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮了重要作用。隨著反求工程與快速成型技術(shù)發(fā)展及廣泛應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員在社會(huì)的需求中也越來(lái)越多?！澳嫦蚬こ碳翱焖俪尚图夹g(shù)”課程的開設(shè)，就是為了培養(yǎng)社會(huì)企業(yè)需要的先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用人才，畢業(yè)生掌握逆向工程及快速成型技術(shù)的基本理論和工作方法，反饋到企業(yè)就是加強(qiáng)先進(jìn)制造設(shè)備的操作技能。

（一）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與“反求工程與快速成型技術(shù)”課程融合探索

逆向工程是在CAD/CAM和計(jì)算機(jī)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，以數(shù)據(jù)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理為關(guān)鍵技術(shù)?？焖俪尚图夹g(shù)目前主要指3D打印，是有別于傳統(tǒng)制造的一種增材制造技術(shù)。因此本課程的內(nèi)容包含逆向數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理（曲面重構(gòu)），主流的3D打印技術(shù)前處理、打印過程及后處理介紹，3D打印的應(yīng)用等方面內(nèi)容。實(shí)行項(xiàng)目與內(nèi)容并行，基于案例式、問題式及路演法等教學(xué)法，組建小組團(tuán)隊(duì)，布置項(xiàng)目，模擬真實(shí)的創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié)，從產(chǎn)品調(diào)研、設(shè)計(jì)、制造到營(yíng)銷，全面提高學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)精神。在課堂中模擬真實(shí)路演，培養(yǎng)學(xué)生的“微創(chuàng)新”能力。

（二）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目與課程理論體系的融合探索

立足學(xué)科優(yōu)勢(shì)資源，開展學(xué)科競(jìng)賽和科研與課程理論體系融合培養(yǎng)模式下的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)和提升研究與探索，搭建三位一體的“科研+競(jìng)賽+課堂”創(chuàng)新服務(wù)和“雙創(chuàng)基地+項(xiàng)目基地”創(chuàng)業(yè)服務(wù)的雙平臺(tái)，進(jìn)行課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐的融合模式的探索。將課程與機(jī)械創(chuàng)新大賽、先進(jìn)成圖大賽、工程訓(xùn)練大賽、挑戰(zhàn)杯等學(xué)科競(jìng)賽結(jié)合，利用課程理論指導(dǎo)實(shí)踐，以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促創(chuàng)，探索學(xué)科競(jìng)賽等實(shí)踐項(xiàng)目與課程的良性反饋機(jī)制。

三、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)改革意義的探索

（一）學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)全面提升

快速成型課程群的建設(shè)，涉及大一到大四的專業(yè)課程，全院的學(xué)生受益，受眾面廣，改善學(xué)院之前的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提升僅局限在參加科技協(xié)會(huì)以及學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生現(xiàn)狀。將專業(yè)課程有效銜接起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生思維的深度和廣度，提升學(xué)生知識(shí)融會(huì)貫通的能力，能夠極大提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽的積極性，形成教師的教與學(xué)生的學(xué)的良性互動(dòng)與反饋，實(shí)現(xiàn)師生共進(jìn)步。思政的融入將學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。

（二）師資隊(duì)伍教學(xué)能力明顯提升

盡管高校開始重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè)，但受眾群體小，而專業(yè)課程教師由于沒有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育脫節(jié)。通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的改革，教師親身參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)課程教育融合的實(shí)施過程，不僅可以提高教師的積極性，提升自身的雙創(chuàng)能力和實(shí)踐教學(xué)能力，同時(shí)利用科研反哺教學(xué)，提升授課水平。在進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)過程中，打造教師精品教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

（三）課程教學(xué)質(zhì)量顯著提升

通過快速成型技術(shù)課程體系構(gòu)建，反求工程與快速成型技術(shù)課程教學(xué)過程的創(chuàng)新改革，以學(xué)院特色實(shí)踐環(huán)節(jié)為依托，進(jìn)行課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐融合模式的探索，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量的顯著提升。由于3D打印的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其與機(jī)械專業(yè)的許多課程相互融合，比如“3D打印+有限元與ANSYS”“3D打印+機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”“3D打印+creo技術(shù)及應(yīng)用”。通過構(gòu)建以3D打印技術(shù)為主線，將不同專業(yè)課程相關(guān)理論與實(shí)踐模塊關(guān)聯(lián)和集成，實(shí)現(xiàn)思維、知識(shí)和能力的有機(jī)結(jié)合。通過綜合性的項(xiàng)目引入、內(nèi)容的重新整合、課程考核方式的改革，提升學(xué)生的參與性，調(diào)動(dòng)教師的主觀能動(dòng)性，最終實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量的顯著提升。

雙創(chuàng)教育依然普遍游離于專業(yè)課程教育之外，專業(yè)課程與雙創(chuàng)課程“兩張皮”的現(xiàn)象突出，未能將創(chuàng)新“基因”植入人才培養(yǎng)全過程，難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)業(yè)意識(shí)。教師的科研雖能培養(yǎng)學(xué)生思維的深度和廣度，但僅限于部分學(xué)生參與，通過學(xué)科競(jìng)賽也僅是提升部分學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力，大部分學(xué)生并未涉及。因此以科研、學(xué)科競(jìng)賽以及項(xiàng)目為載體，將雙創(chuàng)教育與專業(yè)課程有效融合，為機(jī)械類專業(yè)提出人才培養(yǎng)措施，以期更好地提升機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)質(zhì)量。