高职机械设计专业学生创新实践探析

高职机械设计专业学生创新实践探析

摘要:为了解决高职机械设计与制造专业学生创新设计中存在的偏设计难制造、偏书本轻实践、偏创新少检验等问题,笔者分析了设计与制造分离、教学与实践分离、实用与使用分离等原因,提出采用设计与制造、教学与实践、创新与生产三者结合的方法,通过提高创新课程比例、肯定学生创新比赛成果、鼓励成果转化等措施,促进学生专业创新,从而提升创新人才培养质量。

关键词:高职院校;机械设计;创新实践

1高职院校学生创新设计的背景

随着“大众创业、万众创新”的实践推进,高等职业技术教育不断培养在校学生创新意识、创新能力,在此背景下,高职机械设计与制造专业的学生开展了大量的创业实践和创新设计。为了进一步激发学生的创新能力,提高大学生的创新热情,针对高职院校学生开办了创新技能大赛,如高职高专“发明杯”创新技能大赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛等,一方面进一步激发高职院校学生在校创新的实践热情,为高职院校学生创新实践提供广阔的展示舞台和竞技平台;另一方面进一步激励高职院校学生开展创新创业活动,特别是高职教育所培养的面向生产一线技术技能型人才,更加有的放矢地培养他们面向生产的创新技能、创新实践能力。中国“互联网+”大学生创新创业大赛首次举办于2014年,通过大赛激发大学生的创造力,培养“大众创业、万众创新”的生力军。2018年10月,第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛的主题是促进学生“勇立时代潮头敢闯会创,扎根中国大地书写人生华章”,共有400多支队伍参加总决赛。目的是形成“互联网+”新业态,以创新引领创业,推动更高质量创业、就业。全国大学生机械创新大赛是经教育部高等教育司批准,由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办,面向大学生开展的科技活动。通过大赛提高大学生的创新设计能力、综合设计能力和工程实践能力,积极推动机械产品研究设计与生产的结合。2018年7月,第8届全国大学生机械创新大赛结合机械科学与工程的发展,针对城市小区停车难的问题,开展小型停车装置的机械创新,促进学生方法与装置的创新性。第9届全国大学生机械创新大赛将于2020年举行。

2高职机械设计专业学生创新设计存在的问题

高职机械设计专业学生通过参加创新大赛、参考创新教学等活动,激发了创新热情,积累了创新技能,提升了个人创新水平。通过对此类创新活动实践的反思,学生在创新选题、创新实践过程和创新成果等方面存在一定的问题,特别是创新设计与生产制造使用之间存在比较突出的矛盾。

2.1偏设计而难制造

高职机械设计专业学生在进行创新设计的过程中,根据个人的创新思维,开展创新项目的选择,进行创新设计的表达,能够比较好地解决个人的创新项目,但如果在生产制造环节中根据学生创新设计作品的表达进行生产,则增加了制造的难度,使创新设计的实用性大打折扣。比如在连接件的选择上,学生在进行个人的独创设计时,很少考虑选择现有的国家标准通用件,尽管体现了个人的独创性、新颖性,但是从生产制造、产品成本等方面来考虑,这种设计提高了单件的成本,影响市场推广和应用。

2.2偏书本而轻实践

高职机械设计专业的学生通过专业性的学习,积累了丰富的创新设计意愿、创新设计思维,在进行创新设计表达的过程中,比较偏向于用丰富的创新思维实现既定的创新目标,但在项目中出现了偏重书本、轻视实践的情况。比如在传动机构中,把回转运动转化为直线往复运动的方式通常有曲柄滑块机构、凸轮机构、偏心机构等,每一种转化方式在结构上又有各自的特点,在传动控制上有各自突出的特征,学生在创新设计时没有明确的创新设计目标,在选择的时候以新颖性为引领,对于在生产实践中各种机构的运用方式缺少了解,出现了翻书式的选择,在书本中找到一种形式就加以运用,而对具体工况缺少分析。

2.3偏创新而少检验

高职机械设计专业的学生在进行创新设计的过程中,比较倾向于表达新颖的思维、新鲜的形式。对要完成的创新项目主要是通过三维造型的方式进行个人创新展示,极少会制作出原理样机进行相关创新展示。在这种模型推演、大赛推动的背景下,学生所进行的创新设计追求新颖性而缺少实践检验。在结合生产实践的过程中,创新设计是否具有实用性、是否能够减少生产成本、是否能够在生产实践中达到预期的目标,都缺少相应的实践检验,多是为了追求新颖性而停留在演示的层面。

3高职机械设计专业学生创新设计问题的成因

高职机械专业学生的创新设计存在以上3个方面问题,其成因既有学生创新设计过程中的客观不足,又有创新大赛、创新实践和创新教学在客观上所形成的问题。

3.1设计与制造分离

对应专业分类,在高职阶段将本科的“机械设计制造及自动化”专业分成了“高职机械设计与制造”专业、“高职机械制造与自动化”专业,在客观上根据高职人才培养计划,已完成了高职人才的培养目标,在实际的教学过程中,突出职业技能的培养。这种专业细化对于人才的知识结构和能力结构带来了一定的冲击,特别是对面向职业岗位的专业化生产具有一定的挑战性。针对现有的高职院校学生,两年半在校、半年顶岗实习的时间分配,高职院校一年级学生注重的是专业基础和专业技能的培养,高职院校二年级学生在完成了专业知识学习之后,结合在校期间所能够接触到的实习,形成了一定的基础性专业认知,并在此基础上进行创新设计,由于缺少对职业岗位的丰富认知和实践经验,因此他们所进行的创新设计只能是对自己构思出来的问题进行假想性的创新,而且在创新的过程中由于在校所学习的主要知识偏于机械设计,然而由于对机械制造缺乏足够的认知和能力,因此在设计过程中很难充分考虑到设计与制造之间的关系。

3.2教学与实践分离

在有限的学时内,围绕专业教学目标,实现职业岗位技能提升,是职业教学的主要目标。对于结合职业岗位开展创新设计,存在着认知和教学实施上的不足。“工学交替、工学结合、理实一体化”等高职教学思想在贯彻实施的过程中,由于高职院校的教学软环境和教学设备硬环境的限制,执行效果存在一定的不足。高职机械设计专业教师进行教学设计,只能够依据现有的教学设备开展教学,在现有学时的分配情况下,主要的教学任务围绕职业岗位技能的目标展开,创新教学、创新实践与专业结合相对较少。

3.3实用与使用分离

各种创新大赛平台为学生提供了丰富的创新设计展示机会,对于高职机械专业学生创新设计的主要表现成果,一方面进行专业创新教学的学习成绩评定,另一方面进行学生创新设计评判。而对于学生创新设计的评判,由于缺少客观的评价体系,因此多数情况下仅能采用实用新型专利或发明专利作为创新设计的终极表现目标。实用新型专利和实际使用性能两者存在较大的差距,特别在进行专利使用转化过程中,高职创新设计教学方面没有能够很好地推进。高职机械专业学生的创新设计没有能够通过使用性的检验,即便取得了实用新型专利,也只是专利上的创新,而没有进行实际功能的实用性创新验证。

4高职机械设计专业学生创新设计问题的对策

高职机械专业学生在创新设计中存在问题的成因,有学生知识学习的客观原因,也有高职机械创新教育原因,还有创新效果评价原因。针对这些问题成因采取相应的对策,可以提高学生创新设计的实用性和使用性,从而提高面向生产一线和职业岗位的技术技能型人才的创新能力。

4.1设计与制造结合

高职机械专业学生从事创新设计,既要具有实用性,又要具有新颖性,特别是机械设计与制造专业的学生在进行创新设计的过程中,要紧密依靠专业知识,结合设计与制造之间的关系,从实用性出发,充分了解制造的工艺流程[1]。在创新设计的过程中,能够完全体现新颖性,同时应便于制造,以此来推进创新设计的实用性。如果提出来“永动机”式的设计概念,没有办法去实现,就缺少了创新设计转化成创新生产力的意义,从而难以实现创新驱动。高职机械设计专业的学生在进行创新设计的过程中,要能够与所接触到的职业岗位相结合,充分将专业知识和实践岗位融合到一起,通过对实践岗位的观察和体验,寻找存在的真问题,针对实践中存在的真问题开展创新设计,通过创新设计,能够解决现有的生产性问题。将创新设计与生产实际相结合,以进一步推动创新设计向生产力转化,实现高职院校学生技术技能的培养,进一步提升创新设计能力的实用性,从而能够推动产业技术人才的发展,而不仅仅是积累创新证书。

4.2教学与实践结合

针对高职机械设计专业人才培养,做到教学与实践相结合、专业技能和创新技能相结合、教学内容和实践问题相结合。在高职机械设计专业的教学和教育中,要充分考虑到职业性、新颖性,在教学设计和实施过程中,紧密结合职业岗位技能要求,通过教学和实践相结合,将实践中存在的问题在教学过程中加以体现,以问题为导向,引导学生进行专业课的学习,特别突出生产环节实践性的真问题,在解决问题的过程中不断增加和积累专业技能、创新能力。

4.3创新与生产结合

鼓励和提倡高职机械设计专业的学生进行创新设计,鼓励学生紧密结合生产实践岗位开展创新设计[2],面对教学中所提出来的生产岗位实践性问题,开展创新设计。一方面进一步将在学习过程中所获得的专业技能进行综合运用;另一方面将综合化的专业技能运用到生产实践过程中,解决生产实践中存在的问题,将专业技能转化为专业生产力。做到创新实践和创新使用相结合,从而将创新实践的能力转化成人才的综合技能,推动产业综合技术的发展。

5促进高职机械设计专业学生创新的措施

5.1提高创新设计课程与实践比例

在高职机械设计专业课程设置方面,大量开展具有创新性的课程;在基本课程里面开展创新设计的模块。用专业的知识在创新思维的引领下开展创新型的应用,以此促进高职机械设计专业的学生学有所用、用有所长,特别在创新方面,开展创新型的实践应用以提高整体创新课程的结构比例,从而促进高职院校学生的专业知识向创新能力转化。在有条件的情况下,适当开设创新创业课程,通过专业化的课程设置、讲授和学习,进一步帮助学生确立创新精神,以此增加学生专业知识和创新精神的相互结合,从而更有效地在创新思维的引领下,具体地运用专业知识,将专业知识和创新思维相结合,有效地促进学生创新能力提高。针对高职机械设计专业课程的实践应用部分,在传统的课程设计基础上,进一步增加课程设计的创新内容,对于学生进行课程内容的自主创新,给予充分的肯定和鼓励,特别鼓励结合生产实际需求,运用专业设计知识解决实际生产问题。通过课程创新实践、生产创新实践,进一步提高专业知识创新能力,从而促进人才质量的提升。

5.2肯定学生创新比赛成果

高职机械设计专业学生在大环境下不断增加创新设计课程、专业课程的创新学习,参加各类创新大赛。高职院校应在学生创新比赛成果方面给予充分的肯定和鼓励,在实行学分制的条件下,对于学生能够获得各级机械设计专业的创新比赛,设定对应的分值,鼓励和肯定学生在创新大赛中的努力付出和成果,以此激励学生积极参与创新创业大赛,从而为进一步促进学生开展创新创业形成良好的激励循环。

5.3鼓励学生创新设计成果化

对于学生通过专业知识的学习、创新课程的学习以及专业能力与实践相结合而形成的各种创新实践,鼓励学生在进行专业学习评价之外,进一步将开展的创新设计成果转化。在条件成熟的情况下,向专利主管部门申请相关专利[3];面向市场需求,形成技术生产力,向企业生产一线转化,从而获得相应的回报,以此来鼓励和肯定学生的创新成果。

6结束语

在创新驱动的发展环境下,高职机械设计专业进一步开展创新教学和创新实践,将创新能力和专业能力相结合,有效解决生产实践中存在的问题。通过个体的创新设计提升职业技能,有效提升人才的质量。面对当前高职机械设计专业学生在创新创业过程中存在的问题,查找原因并进一步做到设计与制造、教学与实践、创新与生产三者结合,有效提升高职机械设计专业学生的创新实践能力、创新实践效果,以此提升创新性人才的培养质量。

参考文献:

[1]张存鹰,贺振东.高职机电一体化专业机械类课程创新模式研究[J].黑龙江科技信息,2016(15):118.

[2]唐昌松,娄天祥,王敏.导师引领多举措培养高职创新人才的探索与实践[J].职业,2016(34):44-45.

[3]金雅娟.发明专利为载体的高职创新人才培养模式研究[J].辽宁高职学报,2018,20(1):17-19.

作者:庄蕾 于洋洋 王小刚 单位:扬州工业职业技术学院