基于产学研协同创新模式的“机械制造技术基础”课程教学设计

冯春花　钱炜

摘 要 机械制造基础是机械类相关专业的必修主干基础课程，涉及产品制造过程基本理论、基本知识、基本技能的重要知识储备，本文针对目前机械制造技术基础课程与企业、科研缺乏有效沟通、对先修课程综合应用能力不足等问题，提出基于产学研协同创新的机械制造技术基础课程设计，改进课程知识面，邀请企业、科研院所的工程师就当下知识体系进行讲解，理论结合实际，从而促进学生对知识面的理解、掌握及实际应用，并响应可持续制造需求。

关键词 产学研 协同创新 机械制造技术基础 教学设计

中图分类号：G424文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.035

The Course Design for Fundamental of Mechanical Manufacturing Process Based on the Model of Industry University Research and Collaborative Innovation

FENG Chunhua， QIAN Wei

（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

Abstract Fundamental of mechanical manufacturing is compulsory foundation courses related to machinery major， which involves important knowledge base of basic theory， basic knowledge and basic skills for product manufacturing process. The current curriculum is lack of effective communication between companies， research institution and fundamental of mechanical manufacturing process. This article presents course design for fundamental of mechanical manufacturing process based on the model of industry university research and collaborative innovation. The purpose is to improve curriculum knowledge and invite enterprises， research institutes， and engineer to explain the current mechanical manufacturing knowledge. Through connecting theory with practice， we can promote students' knowledge to understand， grasp and practical applications， and respond to the needs of sustainable manufacturing.

Key words Industry University Research; collaborative innovation; Fundamental of Mechanical Manufacturing Process; course design

0 引言

制造业作为国民经济的主体产业，正朝着全球化、信息化、智能化、绿色化并与多学科融合的方向发展。然而随着能源与资源的不断消耗，环境、经济与社会发展之间的矛盾逐渐凸显，作为能源资源消耗大户的制造业必须改进生产方式，利用清洁能源，并节约资源和能源消耗。

机械专业是支撑制造业发展的基础学科，未来学生会成为各行各业设计、制造等相关行业的决策者，而机械制造技术基础课程与产品加工紧密相关。因此，基于产学研协同创新模式不仅可实现社会可持续发展的基础与保障，解决传统的课程设计主要关注教学内容的完整性及专业性，较少考虑在教学设计环节增加协同创新模式的问题，而且促进可持续制造目标的实现。

栩栩如生、富有感召力的教学方能激励学生的学习兴趣和积极性，培养学生创新能力，本文基于产学研协同创新模式提出针对机械制造技术基础的课程设计，以机械工程专业课程作为载体，将课程教学研究与机械专业课程相结合，探讨技术专业课程的教学改革路线。

1 产学研协同创新模式的内涵

高校协同创新，主要围绕多主体、多因素共同协作，培养具有交叉学科发展知识、创新体系机制的一体化人才。通过产学研协同创新模式，促进高校与科研院所、企业和政府的相互融合度，从而培养具有创新精神、学科创造能力、创新科研精神的一大批优秀人才。拓展高校专业人才的培养方式和培养空间，为创新体系的建立提供有效保障，使高校在国家创新体系中发挥更大作用，努力为建设创新型国家做出积极贡献。①②产学研协同创新模式如图1所示。

许多欧美名校都积极地为企业提供高质量的科研技术服务，以吸引企业与高校进行合作，同时，企业以实际设备为高校培养人才及进行科学研究提供便利条件。③同时，在全面考虑各方的意愿及利益的前提下，双方致力于扩大项目合作模式，形成良性互动，以期建立长期合作的传统。

同时，建立高校与企业之间人才的联合培养模式，鼓励企业为高校学生提供实习机会，从中发掘所需人才类型，并反馈给高校;高校则针对这种反馈进行人才培养模式的调整，从而充分发挥企业的人才培养导向作用。

2 基于产学研协同创新模式的教学设计

针对学生对实际应用知识缺乏的问题，创新教学方法，首先由主讲教师讲授理论知识，然后邀请科研院所工程师对实际科学问题的重要性进行分析，并组织学生团队，每一团队在课程之初即布置课程设计作业，并贯穿整个教学过程，最后邀请企业专家讲授产品实际开发过程的相关知识，并对学生团队的每一课程设计作业内容进行点评，反馈给学生并进行改进，从而培养学生的创新及实际应用能力。

以加州大学伯克利分校讲授的“可持续制造”课程为例，在教学设计环节即将每组学生分成不同的组，并根据可持续相关知识，选择或自选相关项目，并制定考核标准，形成一份报告，并集中在课程结束后进行答辩，期间每组同学可以自行制定不同的计划，也可以求助于企业工程师，从而不仅有效促进了每位同学团队意识，而且加深对可持续知识的应用背景。

针对学生对机械制造技术基础涉及工艺理解较差的问题，邀请具有丰富经验的企业工艺师傅，讲授机械制造过程工艺对产品的重要性，工艺设计需要注意的问题，如材料选择、工艺参数优化、装配方案优化等。在传统教案设计基础上，结合产学研协同创新模式，进行课程设计，将讲授内容分组，并针对不同内容，邀请不同行业的专家进行讲座，机械制造技术基础课程设计如表1所示。

3 分组团队设计，团队与个人考核相结合方法

鉴于目前教学方法多以个人为主体，缺少团队合作，每人的参与感缺乏等问题，课程之初授课老师准备不同的项目名称，根据个人兴趣选择不同项目，组成不同团队，并布置完成的内容，最后通过个人与团队成绩不同权重计算总成绩的方法，实现每位同学的参与感，培养团队协同感。

所有学生在进行课程设计时，通过自由组合方式分成不同组，并确定组长，根据兴趣点和专业特长，可以选择老师提前准备的题目，也可以自由选择相关专业的题目，从而实现课程设计的多样化、自由性，并鼓励学生独立学习智能制造知识，利用现代化设计方法和相关软件，完成课题研究，并最终形成书面论文，与此同时，在课程结束后，协调时间，每组进行现场答辩，展示各组成果，邀请相关企业人员，进行现场评价，并反馈，从而培养学生团队精神，激励主动学习意识。

4 可持续制造理念的贯穿

当前，中国制造业是以低成本、便宜的劳动力、廉价的能源和资源参与全球制造体系，但是随着能源、资源、环境问题的凸显，传统制造业难以继续生存，必须进行产业结构的升级、发展方式的转型，当前可持续制造是其发展的必然模式。可持续制造的发展模式即在夯实传统产业的基础上，进行创新的制造模式，同时考虑环境、经济、社会因素的一种新的制造模式，中国在这个大的背景下，应该培育新的竞争优势，坚持创新领先地位，将中国低端制造大国转变为中高端制造基地，提高制造业附加值。

结合传统产业中占主导地位的制造业，在本专项领域中进行改革创新，发展具有中国制造产业特色的模式，重视基础技术产业的发展，坚持自主创新，提高产品价值，重视环境、经济和社会问题，最终形成自主创新能力和具有自主知识产权的技术和产品。

要实现可持续制造的有效实施，必须培养新一代技术性人才。可持续制造强调的是在制造中集成环境、经济、社会因素，而目前的老一辈工程师及企业是以产业和效益为第一位的，这不符合可持续制造的发展方向，所以我们不仅需要加强对老一辈工程人员进行可持续制造的知识普及，而且需要培养新一代技术性人才，强调以人为本。

我国在今后几十年中，工业仍将继续发展、提高，制造业将为各行各业经济的发展提供更好更多的装备，为民众提供更多更好的产品，也将与世界各国进行更多更密切的商品交换。而在整个发展过程中，只有不断提高创新能力，提高制造业的价值含量，培养一批高技术人才，发展制造业特色产业，从而提高整个产品档次，进而使产品步入国际先进行列，为人民、为社会造福、为子孙后代造福，才能屹立于世界制造大国、强国之列。

5 结论

通过基于产学研协同创新的教育方法研究，使得广大师生的可持续设计及制造概念得到更新，并向广大师生提出了新的教学要求和挑战。结合机械课程专业教学改革，进行可持续探索，但机械学科可持续发展教学的实现任重而道远，需要不断进行教学设计改革，并与现有教学方式相融合，需要长期进行探索与研究。

注释

① 丁晓红，祝雁冰.工科设计学中的技术管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.

② 钱炜，朱坚民，丁晓红.卓越工程师培养中存在的问题及对策.中国科教创新导刊，2013（26）：32-32.

③ 刘敬春，刘利国.基于协同创新能力培养的《机械设计》课程设计改革初探.机电产品开发与创新，2015（4）：142-143.