《机械创新设计与知识产权运用》教学方法的应用研究

李助军，覃钰东，刘怡飞，陈慧，诸进才，李兆南

（广州铁路职业技术学院，广东广州 510430）

2015年5月国务院下发了《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》文件，专门就创新创业教育要求各级政府、部门给予重视，加强创新创业人才培养。创新离不开知识产权保护，“十三五”时期，知识产权作为我国发展战略资源和国际竞争力核心要素的作用更为突出。 同年12月，国务院印发了《国务院关于新形势下加快知识产权强国建设的若干意见》。为了促进机械类专业学生创新创业教育及加强知识产权保护教育，广州铁路职业技术学院在国家骨干高职院校等项目的资助下建设了《机械创新设计与知识产权运用》特色课程，该课程主要讲授创造原理，常用的创新技法以及专利撰写的相关知识。好的教材、好的教学资源需要好的教学方法才能保障教学效果，在分析传统教学常见问题和高职学生特点后，总结多年实践教学基础，提出了“虚拟赛事、任务驱动、混合式”的教学方法，并在《机械创新设计与知识产权运用》课程应用后取得了较好效果，可为其他高职院校机械类专业教学借鉴使用。

1 传统教学方法的常见问题

传统教学一般以教师在讲台上利用PPT、 案例等讲授各种创造原理、创新技法为主，学生在下面听讲、记笔记。课后通过作业巩固学习内容，期末通过卷面考试进行教学评价。 后来又发展到通过大作业代替卷面考试。这种以讲授为主的教学方法，有以下弊端：（1）是一种被动教学模式。课堂吸引力有限，学生可以认真听讲，也可以不认真听讲，缺乏深度参与，即没有带着“任务”通过“做中学、学中做”完成知识的学习，从而不利于知识的深入理解；（2）学生可以通过短时间突击复习或者短时间完成大作业来得到学分，从而降低了学习效果；（3）以知识学习为主，实操训练有限，不能做到学以致用。通过传统教学方法培养出来的学生，往往掌握了创造原理、创新技法的理论知识，可如何运用这些知识解决遇到的问题就不尽人意了。《机械创新设计与知识产权运用》课程是实践性要求较高的课程，如何通过好的教学方法提高学生参与度，把实操与理论有效结合，让学生达到学以致用的目的就摆在了教育工作者面前。

2 “虚拟赛事、任务驱动、混合式”教学方法

对接全国机械创新设计大赛、“挑战杯”“互联网+”大学生创新创业等赛事，把“以赛促教，以赛促学”思想，任务驱动教学法[1]和混合式教学[2]进行有机融合，开发了适合于《机械创新设计与知识产权运用》课程的教学方式，即“虚拟赛事、任务驱动、混合式” 教学方法。其具体操作流程如图1 所示，教师在教学时先分组；然后每一组选择一个“创新主题”，可以选择历届全国机械创新设计大赛、挑战杯的任一主题作为参加“虚拟创新设计大赛”的题目，这一“创新主题”就形成了“任务”；在学习某个知识点六大创造原理、18 种创新技法等[3]）时，学生先在线上学习某个知识点并完成随堂测等任务，然后线下再以学生为中心，教师指导学生如何运用所学知识，比如说如何运用所学的某种创新技法对“创新主题”进行创新等；课程最终完成的是参加“虚拟创新设计大赛”的作品。这样就形成了“虚拟赛事、任务驱动、混合式”的教学方法。 这一教学方法可以改变以讲授为主的教学方式，以“虚拟创新设计赛事”为依托，竞赛项目为实践对象，以学生为主体、采用任务驱动、做中学，改变以考试为主的评价标准，实行多元化、过程考核。 循环利用就可以完成六大创造原理、18 种创新技法的学习。 运用好“虚拟赛事、任务驱动、混合式”教学方法需要掌握以下要素。

图1 “虚拟赛事、任务驱动、混合式”教学方法流程示意图

2.1 分组

按“兼顾成绩、自愿组合、适当调整”原则，5~7 人一组进行分组。 分组数量控制在10 组以下为宜，数量过多会影响线下教学时教师巡查和参与每组活动的时间等，从而影响课堂教学效果。 每组选出一名组长，然后由组员自己约定一个为了完成该课程学习任务的合作原则。这样可以让组员之间相互监督，相互合作共同完成课程的学习任务。

2.2 创新主题

分组后，每组选择一个创新主题，创新主题可以来自下面几个方面：（1）从全国机械创新设计大赛历届主题中选择一个主题。 （2）可以是工作/生活/学习中最不方便，总是影响您的工作/生活/学习的工具。（3）可以是工作/生活/学习中效率较低的设备。 （4）可以是工作/生活/学习中存在危险的设备。 创新主题的确定会经历“从大到小，从粗到细，从模糊到明确”过程，这需要授课教师线下指导每组不断研讨后才能确定。 创新主题确定后则在后续学习创造原理、 创新技法时都围绕该创新主题进行展开。这样学生可以按照自己的兴趣、知识结构、知识面等选择创新主题，也更能提高学生的学习积极性，充分发挥每位组员的作用及团队合作精神。

2.3 线上学习

如图2 所示，线上学习主要依托于智慧职教MOOC 学院进行。 在开课之前首先要在MOOC 学院搭建好课程，包括每个知识点的视频、文本、习题、小测试、小任务、单元测试、考试题目等。知识点之间的逻辑关系借助了“新产品创新开发”流程，把创新方法与知识产权相融合，做到有机衔接，形成从激起创新兴趣→创新思维培养（创造原理、创新技法）→创新方案→知识产权保护全过程培养。 授课时教师可以通过QQ 群、微信群等先把线上学习任务推送给学生； 学生接到任务后根据学习进度利用电脑、手机等工具线上观看微课视频、阅读学习资源、完成随堂测试。 这样学生就通过线上学习完成了基础知识的学习任务，对在线下如何运用各种创造原理、创新技法做好了准备，同时也给翻转课堂、分组研讨腾出了时间，给教学质量提供了保障。

2.4 线下教学

线下教学主要围绕： 解答线上学习遇到的共性问题；串讲创造原理或创新技法的使用流程、注意事项，专利撰写方法中的重点和难点； 分组运用创造原理或创新技法对“创新主题”进行创新，并纠正运用时的一些错误、遇到的共性问题等。具体线下教学可以按如图3 所示的流程进行：（1）课程开始时用几分钟时间反馈一下学生线上学习的情况，解答线上学习遇到的共性问题及简单介绍本次课的教学安排；（2）用10~15min左右时间串讲这一次课的学习内容及分组研讨的内容、要求及讨论完后提交的材料；（3）给出20~25min，各组在组长的领导下运用所学创新方法对主题进行创造，同时授课教师到各组巡查，随时提供个别化指导，共同解决遇到的问题，看各组是否按照各种创新方法的要领进行研讨、找出不规范的地方、存在的问题；（4）用10~15min 时间进行分组汇报，重点简要汇报运用创造原理或创新技法对“创新主题”进行创造所提出的创新点；（5）用10min 左右时间，对各组在运用各种创新技法中存在的问题进行讲解、纠正和点评等；（6）留出3～5 分组发布课后任务、线上学习任务等。

图2 课程构架

图3 线下教学基本流程

2.5 考核方式

采用多元化、过程考核来评价学习效果，分值主要由线上学习成绩和线下学习成绩组成。 线上学习成绩主要包括参与度（50%）、测验（15%）、作业（15%）、网络考试成绩（20%）组成；线下学习成绩主要由上课考勤和“虚拟创新设计大赛”作品成绩组成。“虚拟创新设计大赛” 作品评分标准主要参考机械创新设计大赛的评分标准和专利文件说明书要求制定，具体如表1 所示。

3 应用实践效果

2018年，在广州铁路职业技术学院机电工程学院2 个班进行了实验。 结果显示，学生参与度较传统教学方法得到了明显提升，课后调查显示学生满意度达100%，均觉得这种教学方法比其他教学方法更能吸引人，更能学以致用，上课也较为轻松；同时学生的作品质量得到了大幅度提升，约有50% 的“虚拟创新设计大赛” 作品申请了实用新型专利。 目前该课程得到了2019年“广州市高校创新创业教育建设项目”的资助，也是国家备选资源库建设课程之一。

表1 评分标准

4 结语

创新创业教育需要好的教学方法，实践证明“虚拟赛事、任务驱动、混合式”教学方法能突出各种创造原理、 创新技法实际运用能力的培养，更能让学生带着“任务”，通过“学中做、做中学”深度参与学习，同时也能培养学生的团队协作能力。