朱紅波，李凡，王迪，孫立強，高翔

“3D大賽”在高職機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用＊

朱紅波，李凡，王迪，孫立強，高翔

（克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)成為包括高職院校在內(nèi)的所有高校的重要使命。以高職機械類專業(yè)為例，分析了當(dāng)前高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在問題，以全國三維數(shù)字化創(chuàng)新大賽為載體，優(yōu)化專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，采用課堂教學(xué)與興趣小組自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)形式，通過參加競賽促進學(xué)生創(chuàng)新能力提高，為高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有效途徑。

3D大賽；高職；機械類專業(yè)，創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，對人類科學(xué)的發(fā)展有著巨大的影響。習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出：“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐，要加快建設(shè)創(chuàng)新型國家”。建設(shè)創(chuàng)新型國家，提高國家創(chuàng)新能力關(guān)鍵是有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的人以及對人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新型人才是時代要求，是社會經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實需要，高校作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要基地，承擔(dān)著培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型人才的使命[1]。高等職業(yè)教育作為中國高等教育的重要組成部分，以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能人才為主要目標(biāo)，在中國人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級不斷加快，對高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)提出了新的要求。高職機械類專業(yè)綜合實踐性強、就業(yè)范圍廣，具有較強的代表性[2]。因此，探索高等職業(yè)院校機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑，對提高高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”，更好服務(wù)“中國制造2025”具有重要意義。

1 高職機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

隨著中國職業(yè)教育改革不斷深入，校企合作、產(chǎn)教融合，各類“訂單”教育、現(xiàn)代學(xué)徒制以及“1+X”證書試點等，從人才培養(yǎng)目標(biāo)到教學(xué)模式，強化對學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)，特別是操作性較強的機械類專業(yè)學(xué)生，但往往忽略了對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。近年來，在國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略引領(lǐng)下，對學(xué)生創(chuàng)新教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)逐漸受到高職院校的重視，許多高職院校都在積極探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、促進學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。例如，部分高職院校在形式上建立了“雙創(chuàng)基地”“眾創(chuàng)空間”“創(chuàng)新工作室”等，但缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和載體；有的高職院校改革專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在課程體系中增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，進一步完善基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)創(chuàng)新型師資隊伍，出臺創(chuàng)新成果獎勵辦法等[4-5]，相關(guān)研究成果不斷涌現(xiàn)，在一定程度上對高職學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了促進作用。但高職學(xué)生不同于本科、研究生，學(xué)生學(xué)業(yè)基礎(chǔ)較差，參加科研項目的機會很少；學(xué)校創(chuàng)新教育體系不夠完善、形式單一、課程設(shè)置銜接不暢；教師創(chuàng)新能力不足、創(chuàng)新教育重理論輕實踐，缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新教育設(shè)計和有效的創(chuàng)新能力培養(yǎng)載體仍是當(dāng)前制約高職院校機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的主要問題。

2 依托“3D大賽”培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，全國各地陸續(xù)舉辦如機器人大賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽（下簡稱“3D大賽”）等各級各類創(chuàng)新設(shè)計大賽，為高職院校機械類專業(yè)學(xué)生提供廣闊的創(chuàng)新實踐平臺。其中，“3D大賽”是在國家大力推進創(chuàng)新驅(qū)動、實現(xiàn)從“制造大國”到“創(chuàng)造大國”轉(zhuǎn)變、大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”和數(shù)字經(jīng)濟新時代開展的一項大型公益賽事，體現(xiàn)了科技進步和產(chǎn)業(yè)升級的要求，是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的具體實踐[6]，自舉辦以來受到各地方、高校和企業(yè)的重視。本文介紹了本校以“3D大賽”為平臺，探索機械專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體措施和取得的顯著成效。

2.1 改革課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于日常教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，按照機械類專業(yè)人才成長規(guī)律，根據(jù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)和機械類專業(yè)學(xué)生適應(yīng)社會需求應(yīng)具備的知識、能力和素質(zhì)要求，將教學(xué)過程分解為理論教學(xué)、實驗實訓(xùn)、機械產(chǎn)品設(shè)計三個方面，結(jié)合創(chuàng)新教育知識體系的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和邏輯性系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)課程體系。學(xué)生在第一學(xué)期開設(shè)“工程制圖及測繪”“機械CAD”課程，第二學(xué)期開設(shè)“機械基礎(chǔ)”“機械零件課程設(shè)計”課程，第三學(xué)期開設(shè)“三維實體設(shè)計”“機械創(chuàng)新設(shè)計”課程，每個學(xué)期都有理論教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，除了學(xué)習(xí)必要的機械基礎(chǔ)知識，針對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常用典型機械設(shè)備開展教學(xué)，從零件識圖、測繪、建模到裝備、仿真，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程從二維到三維、從平面到立體，切實感受機械零件、產(chǎn)品從設(shè)計到成型的過程，使各門課程教學(xué)內(nèi)容有機銜接，既有理論基礎(chǔ)又有真實的產(chǎn)品設(shè)計體驗，循序漸進，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 創(chuàng)建“3D創(chuàng)新興趣小組”

創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識的產(chǎn)生和培養(yǎng)具有較強的個體差異，而高職學(xué)生在校時間短，課堂教學(xué)不能充分激發(fā)、發(fā)揮學(xué)生的主動創(chuàng)新意識。為了充分利用學(xué)生課余時間，引導(dǎo)學(xué)生合理規(guī)劃學(xué)業(yè)，滿足學(xué)生個性化發(fā)展，學(xué)院成立了“3D創(chuàng)新興趣小組”，采用“小組合作學(xué)習(xí)”方式，形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團隊互助、教師指導(dǎo)的學(xué)習(xí)模式[7]?！?D創(chuàng)新興趣小組”主要針對機械類專業(yè)學(xué)生，學(xué)生在第二學(xué)期結(jié)束后便可報名，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生報名情況對學(xué)生進行分組，每組中會安排高年級學(xué)生協(xié)助指導(dǎo)教師做好學(xué)生管理和指導(dǎo)。

“3D創(chuàng)新興趣小組”除完成規(guī)定的課程學(xué)習(xí)外，在課余時間以典型機械產(chǎn)品為載體，開展零件測繪、二維繪圖、三維實體造型、后期渲染動畫、結(jié)構(gòu)改進創(chuàng)新等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，并在學(xué)期末向指導(dǎo)教師提交作品。為保障學(xué)生有充分的學(xué)習(xí)機會，學(xué)院免費為學(xué)生開放專業(yè)機房，并安裝AutoCAD、Solidworks、3VIA等繪圖、造型軟件和圖片處理、視頻編輯軟件；同時建立“3D打印創(chuàng)新工作室”，選拔優(yōu)秀學(xué)生參與3D打印實踐體驗，搭建創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺。小組成員在完成具體作品過程中逐漸具備了典型零部件的實體造型、設(shè)備的裝配、運動仿真以及后期渲染能力，同時加深對機械零件從設(shè)計到成型的理解，逐步形成機械產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新思維。

2.3 專項指導(dǎo)優(yōu)秀作品參加競賽

隨著學(xué)習(xí)過程的不斷深入，在學(xué)期末指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生三維軟件學(xué)習(xí)使用情況、小組協(xié)作情況、作品完成情況等方面對學(xué)生作品進行評比，優(yōu)秀作品不僅可以作為“三維實體造型”課程成績，還擇優(yōu)作為重點訓(xùn)練項目推選參加自治區(qū)和全國“3D大賽”，列入?yún)①愴椖康淖髌酚芍笇?dǎo)教師結(jié)合參賽要求進行專項指導(dǎo)和強化訓(xùn)練。由于“3D大賽”以“三維數(shù)字化”與“創(chuàng)新設(shè)計”為特色、以“創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)”為核心[8]。大賽要求將實用創(chuàng)新活動基于三維數(shù)字化平臺或使用三維數(shù)字化技術(shù)工具實現(xiàn)，著重考察設(shè)計過程、設(shè)計文檔、3D數(shù)字模型以及設(shè)計結(jié)果，基準(zhǔn)評審標(biāo)準(zhǔn)包括設(shè)計創(chuàng)意性、視覺美觀性、工程實用性、設(shè)計創(chuàng)新性以及商業(yè)開發(fā)價值等，指導(dǎo)教師會結(jié)合擬參賽項目的評審方向確定參賽方案，分配任務(wù)。學(xué)生接到任務(wù)后，對參賽作品的工作原理、結(jié)構(gòu)特點進行深入分析，細(xì)化零部件的具體結(jié)構(gòu)和尺寸，對整個產(chǎn)品進行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計。

以本院夢之彩代表隊2018年參賽作品“秸稈豆類飼料一體式粉碎攪拌機”為例，指導(dǎo)教師與小組成員通過認(rèn)真研究，充分掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理后，由小組成員分工協(xié)作，結(jié)合圖紙完成零件繪圖、三維建模、結(jié)構(gòu)改進、虛擬裝配、干涉檢查、運動仿真、后期渲染，最后完成競賽答辯材料準(zhǔn)備工作。最終該作品獲得了2018年3D大賽數(shù)字工業(yè)設(shè)計賽項全國總決賽一等獎。通過完成參賽作品，學(xué)生全面掌握三維設(shè)計軟件的應(yīng)用和機械零件的分析設(shè)計能力，工程實踐能力和創(chuàng)新能力得到大大提高。

3 依托“3D大賽”促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實施效果

參加“3D大賽”進一步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，在參賽過程中學(xué)生團隊組織協(xié)調(diào)能力、溝通能力、應(yīng)變能力等各方面素質(zhì)得到全面提升。自2014年以來，3D創(chuàng)新興趣小組參加“全國3D大賽”50余人次，先后獲得全國總決賽一等獎2項、二等獎3項、三等獎1項；獲得新疆賽區(qū)特等獎8項、一等獎8項、二等獎7項、三等獎1項；2019-10，小組成員組建的“3D創(chuàng)新設(shè)計服務(wù)”團隊作為新疆唯一一支入選國家職教賽道創(chuàng)業(yè)組團隊在第五屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得銀獎，產(chǎn)生了較大的社會影響力。

通過參加大賽，學(xué)生收獲了榮譽、獲得了獎勵、增強了自信、激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，同時也得到用人單位的青睞。項目團隊通過校際交流，認(rèn)真總結(jié)、分析問題、查找差距，對作品進行反復(fù)修改，提高了實踐創(chuàng)新能力，同時將參賽案例成果應(yīng)用于教學(xué)，促進創(chuàng)新理論知識學(xué)習(xí)和實踐融合，形成了良性循環(huán)，實現(xiàn)了“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促用、以賽促新”競賽宗旨，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供保障。

4 結(jié)語

科技的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，對高職機械類專業(yè)人才培養(yǎng)特別是對學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)提出了更高要求。針對當(dāng)前高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，以“全國3D大賽”為載體，改革專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進創(chuàng)新能力培養(yǎng)，取得了良好的效果。實踐證明，以參加“全國3D大賽”等各類技能競賽為導(dǎo)向的創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略研究，對培養(yǎng)高職學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生就業(yè)競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，培養(yǎng)新時代高素質(zhì)技術(shù)技能人才有著重要的理論和現(xiàn)實意義。

［1］劉宏權(quán)，柴春嶺，陳任強.依托學(xué)科創(chuàng)新大賽提升大學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力［J］.河北水利電力學(xué)院學(xué)報，2019（2）：74-77.

［2］朱留憲，孫勇，韓俊峰，等.高職院校機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑探索［J］.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2019（7）：91-92.

［3］王振洲.高職院校機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探析［J］.湖北農(nóng)機化，2019（17）：39-40.

［4］朱煥立.高校機械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探討［J］.課程教育研究，2016（17）：191-192.

［5］左文艷，王明，施琴.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽視域下高職院校創(chuàng)新教育的探索與實踐——以“雛鷹創(chuàng)客中心”為例［J］.鎮(zhèn)江高專學(xué)報，2019（7）：77-80.

［6］何江波.3D大賽在低年級本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用［J］.教育教學(xué)論壇，2019（8）：69-70.

［7］王迪，孫立強，李凡，等.高職課外實施“興趣小組”的實踐與研究［J］.教育現(xiàn)代化，2019（8）：290-292.

［8］曾文忠.“3D”數(shù)字化大賽促進機械類教學(xué)改革和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)［J］.時代農(nóng)機，2017（7）：205-206.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.071

2095－6835（2021）08－0172－02

2020年克拉瑪依市科技計劃項目創(chuàng)新環(huán)境建設(shè)計劃（軟科學(xué)）項目“基于學(xué)科競賽的高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與實踐”

朱紅波（1982—），男，遼寧撫順人，碩士，克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向為機械制造質(zhì)量控制、高職教育。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕