張國梁 黃秋嫻 邢義虎

摘? 要? 以河北農(nóng)業(yè)大學(xué)家具加工機(jī)械課程為研究對象，探索專創(chuàng)融合的教學(xué)方法并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。首先在學(xué)情分析的基礎(chǔ)上剖析課程推行專創(chuàng)融合的特色與優(yōu)勢；然后對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行四個層次的重構(gòu)，進(jìn)而對專創(chuàng)融合的教學(xué)思路進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；進(jìn)一步重點(diǎn)闡述專創(chuàng)融合的教學(xué)實(shí)踐過程，以典型案例剖析專創(chuàng)融合的教學(xué)過程；最后指出進(jìn)一步建設(shè)的思路和舉措。教學(xué)實(shí)踐表明，家具加工機(jī)械專創(chuàng)融合實(shí)施取得良好的效果。

關(guān)鍵詞? 家具加工機(jī)械；專創(chuàng)融合；教學(xué)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

中圖分類號：G642.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）22-0057-05

0? 引言

高校實(shí)施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是落實(shí)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的重要舉措，以素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)將專業(yè)知識傳授與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練有機(jī)融合[1]。教育部在《關(guān)于做好深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校2019年度建設(shè)工作的通知》中要求將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿高校人才培養(yǎng)的全過程，并進(jìn)行專創(chuàng)融合的專業(yè)課程重構(gòu)[2]。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)是國家大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新示范基地，全國深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校。學(xué)校堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程；堅(jiān)持深化改革，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引領(lǐng)教育教學(xué)改革；堅(jiān)持協(xié)同創(chuàng)新，構(gòu)建具有學(xué)校特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，并實(shí)施一系列的改革方案。

基于此，本文以專創(chuàng)融合為理念，以家具加工機(jī)械課程為研究對象，探索專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合路徑，提升課程教學(xué)質(zhì)量，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

1? 課程建設(shè)背景

1.1? 行業(yè)現(xiàn)狀與學(xué)情分析

中國家居行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和社會生活的不斷進(jìn)步，使家居市場發(fā)生根本變化[3]，家具的生產(chǎn)方式已由傳統(tǒng)大批量的推式生產(chǎn)向符合多樣化和個性化需求的拉式生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。在此背景下，家居制造業(yè)發(fā)展的主流模式轉(zhuǎn)為大規(guī)模定制（Mass Customization，MC）[4]。而隨著工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展，家具加工機(jī)械也已由單機(jī)向柔性化生產(chǎn)線、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通方向發(fā)展[5]。

技術(shù)的進(jìn)步不但要求家具加工機(jī)械在授課內(nèi)容上守正創(chuàng)新、緊跟行業(yè)前沿技術(shù)，而且要求在教與學(xué)的方法上不斷革新、調(diào)整和優(yōu)化。后疫情時代，各種線上、線下優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源十分豐富，學(xué)生可以很容易地開展自主學(xué)習(xí)和知識點(diǎn)的專項(xiàng)學(xué)習(xí)[6]；教師更多以教練的身份去引導(dǎo)，指出學(xué)生學(xué)習(xí)探究的方向，在授課方式上可以多以項(xiàng)目實(shí)踐的方式進(jìn)行，從而從實(shí)踐角度鍛煉學(xué)生提出、分析和解決問題的能力。

家具加工機(jī)械的授課對象是木材科學(xué)與工程專業(yè)二年級的學(xué)生。在知識結(jié)構(gòu)上，學(xué)生已掌握工程力學(xué)、設(shè)計(jì)制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本知識；在學(xué)習(xí)期望上，學(xué)生非常期待能夠“玩轉(zhuǎn)”家具加工機(jī)械以及自動控制和數(shù)控加工、柔性生產(chǎn)等先進(jìn)技術(shù)，也更喜歡探究互動、實(shí)踐創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式。

1.2? 課程特色與優(yōu)勢

家具加工機(jī)械推進(jìn)專創(chuàng)融合優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的突出特色和優(yōu)勢在于以下幾點(diǎn)。

1.2.1? 課程的強(qiáng)實(shí)踐性和可拓展性

家具加工機(jī)械立足于學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)，重點(diǎn)鍛煉學(xué)生分析研究思維和動手實(shí)踐技能，實(shí)踐的對象源自木材加工和家具生產(chǎn)所用的各類機(jī)床和工具。設(shè)置具體的研究課題和創(chuàng)新訓(xùn)練科目，使學(xué)生在接觸科研實(shí)際和生產(chǎn)實(shí)踐過程中學(xué)習(xí)知識，掌握實(shí)踐技能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在每一件作品的制作過程中提升專業(yè)自信和成就感，厚植創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維。

1.2.2? 學(xué)科交叉

以木材的加工利用為應(yīng)用對象，行業(yè)和企業(yè)技術(shù)痛點(diǎn)的解決方案涉及木材、機(jī)械、電氣、信息、液壓氣動等多個學(xué)科，是多領(lǐng)域知識的集成和創(chuàng)新。

1.2.3? 校企合作模式

木材加工和家具生產(chǎn)自動化乃至智能化是家具生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的必由之路。本課程以項(xiàng)目小組為單位，與校外專業(yè)實(shí)踐基地河北依麗蘭家具有限公司、石家莊華杰木業(yè)有限公司、宿遷雅禾木業(yè)有限公司等合作交流，討論企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)提升中存在的問題，聯(lián)合攻關(guān)提出解決方案，實(shí)現(xiàn)學(xué)校人才培養(yǎng)和企業(yè)技術(shù)提升的“雙贏”。

2? 專創(chuàng)融合教學(xué)總體設(shè)計(jì)

2.1? 教學(xué)目標(biāo)重構(gòu)

重構(gòu)家具加工機(jī)械的課程教學(xué)目標(biāo)可以解構(gòu)為四個層次。知識目標(biāo)：掌握家具加工機(jī)械的基本知識、理論與方法。能力目標(biāo)：具備家具加工相關(guān)機(jī)械裝備技術(shù)開發(fā)和項(xiàng)目實(shí)踐能力。思政目標(biāo)：通過問題探究和項(xiàng)目實(shí)踐錘煉追求卓越、鉆研求精的工匠品格。專創(chuàng)融合目標(biāo)：培養(yǎng)以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維解決家具加工實(shí)踐問題的能力。

2.2? 教/學(xué)思路設(shè)計(jì)

基于OBE的教育教學(xué)理念，建立虛擬仿真與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合、線上理論教學(xué)與線下實(shí)踐相輔助的創(chuàng)新教學(xué)思路。將專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相融合，適時翻轉(zhuǎn)、營造生生合作互評、師生交流探究的教學(xué)氛圍。以創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目和問題為驅(qū)動，適時翻轉(zhuǎn)、合作探究、互評互鑒，開展專業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和項(xiàng)目方案研究。主要開展課內(nèi)課外兩個方面的專創(chuàng)融合教學(xué)設(shè)計(jì)，并注重線上線下混合式教學(xué)方式的運(yùn)用。

1）針對家具加工機(jī)械中若干重要和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)與單元，利用三維建模、動力學(xué)分析、有限元分析、控制系統(tǒng)仿真等方法建立虛擬樣機(jī)，直觀理解機(jī)床重要結(jié)構(gòu)及部件之間的傳動方式；針對實(shí)物機(jī)床實(shí)驗(yàn)對比虛擬樣機(jī)的關(guān)鍵部件，深層次明晰機(jī)構(gòu)特點(diǎn)。

2）線上線下混合，融合機(jī)、電、液、氣、信息等，建立獨(dú)立于課程教學(xué)章節(jié)之外的線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)擴(kuò)展平臺，線下通過校企合作，以項(xiàng)目實(shí)施和技術(shù)開發(fā)為載體，切實(shí)提升學(xué)生的專業(yè)能力。

3? 專創(chuàng)融合教學(xué)實(shí)踐

3.1? 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

針對家具生產(chǎn)過程中的下料、凈面、出型、開榫、打孔、砂光等工序中所用機(jī)床和刀具，設(shè)置研究性問題，要求學(xué)生從文獻(xiàn)分析、實(shí)踐動手兩個方面回答包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動、刀具廓形繪圖、數(shù)控編程和加工等問題并形成研究報(bào)告。研究性教學(xué)項(xiàng)目匯總?cè)绫?所示。遵循主動建構(gòu)的基本學(xué)習(xí)原理[7]，根據(jù)表1中的研究性教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置，學(xué)生在分組合作的過程中主動進(jìn)行個體建構(gòu)，并與他人合作實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的建構(gòu)，給出研究性教學(xué)項(xiàng)目的解決方案。

以推臺裁板鋸的工作臺支撐結(jié)構(gòu)分析為例，其活動工作臺的支撐結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及具體的運(yùn)動方式分析是理解推臺鋸工作原理，實(shí)現(xiàn)人造板材精確鋸切下料的關(guān)鍵。45°精密推臺鋸樣機(jī)如圖1所示，研究項(xiàng)目為“活動工作臺的支撐結(jié)構(gòu)建模和運(yùn)動分析”。

教師的引導(dǎo)過程為：首先要求學(xué)生去木材加工實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心仔細(xì)觀察和分析此機(jī)床活動工作臺的結(jié)構(gòu)組成與運(yùn)動特點(diǎn)；其次，在學(xué)習(xí)通平臺設(shè)置頭腦風(fēng)暴式主題討論，要求學(xué)生繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖；最后，利用三維建模軟件構(gòu)建樣機(jī)模型，通過仿真動畫的方式驗(yàn)證運(yùn)動示意圖的正確性并對機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入分析，包括運(yùn)動平穩(wěn)性、極限和緩沖點(diǎn)設(shè)置等問題，以此對該研究問題進(jìn)行較為完整的解決方案的建構(gòu)。圖2為學(xué)習(xí)通討論情況，圖3為經(jīng)過互評互鑒和教師點(diǎn)評后的活動工作臺機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖，圖4為學(xué)生運(yùn)用SolidWorks所建的三維模型。

3.2? 課堂講授的專創(chuàng)融合教學(xué)法

以子謙國際的35+專創(chuàng)融合教學(xué)法為依據(jù)，將家具加工機(jī)械課程中傳統(tǒng)的授課型知識講授逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)式、實(shí)踐式的教學(xué)探索，以及面對不確定性探索和創(chuàng)造的能力培養(yǎng)。以創(chuàng)業(yè)思維（先行動，后學(xué)習(xí)）為底層邏輯，改變教學(xué)思維，以“行動優(yōu)先、合作共創(chuàng)、主動學(xué)習(xí)和真實(shí)情境”為學(xué)習(xí)理念，促發(fā)家具加工機(jī)械知識的建構(gòu)和創(chuàng)造。子謙國際的35+專創(chuàng)融合教學(xué)法分為七個類型，有且不限于35種教學(xué)方法，如表2所示。

在教學(xué)過程中，通過35+專創(chuàng)融合教學(xué)法的運(yùn)用，努力實(shí)現(xiàn)教師向教練、學(xué)生向運(yùn)動員、教室向創(chuàng)意工廠、考試向創(chuàng)意產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。

3.3? 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維模型具象化

以家具加工機(jī)械的若干教學(xué)單元為載體，結(jié)合35+專創(chuàng)融合教學(xué)法，使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素和思維模型具象化，如表3所示。表3中僅列出主要使用的35+專創(chuàng)融合教學(xué)方法，而在實(shí)際教學(xué)過程中往往是多種教學(xué)方法的融合使用。多種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維模型的使用是在理解每一個思維模型含義的基礎(chǔ)上，通過具體的教學(xué)載體和“先行動，后學(xué)習(xí)”的創(chuàng)業(yè)底層思維不斷打磨和錘煉，最終使學(xué)生對具體的思維模型有更為深刻的認(rèn)識。

3.4? 典型案例分析

3.4.1? 教學(xué)內(nèi)容? 教學(xué)內(nèi)容為砂光機(jī)砂帶的張緊和調(diào)偏。

3.4.2? 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素? 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素包括刻意練習(xí)/多元思維模型。

3.4.3? 教學(xué)方法? 采用Me_We_Us、模型構(gòu)建等方法。

3.4.4? 教學(xué)過程? 采用線上線下混合方式進(jìn)行教學(xué)，流程如圖5所示。

1）學(xué)生分組。學(xué)習(xí)通中建立PBL分組任務(wù)，每組不超過四人，采用先隨機(jī)再固定的方式分組，指定組長，施行組長負(fù)責(zé)制，課堂要求每一組坐在一起，便于任務(wù)討論。

2）課程引入。以“砂光的作用”為研究項(xiàng)目進(jìn)行小組共創(chuàng)，每個小組先每人寫下一個關(guān)鍵詞，然后依次傳遞給組內(nèi)成員，要求所有人都要寫上一個關(guān)鍵詞，然后在A4紙上將共創(chuàng)的結(jié)果列舉出來，也可以采用思維導(dǎo)圖的方式呈現(xiàn)。

3）內(nèi)容展開。

第一個環(huán)節(jié)是以“砂架的結(jié)構(gòu)形式”為研究項(xiàng)目進(jìn)行小組內(nèi)的產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)。先讓學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)討論，給出設(shè)想的砂架結(jié)構(gòu)示意圖，學(xué)習(xí)通內(nèi)上傳圖片、投屏共享，全班學(xué)生一起討論，然后進(jìn)行自評和互評。

第二個環(huán)節(jié)是以木材實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心的“窄帶砂光機(jī)的砂帶張緊和調(diào)偏結(jié)構(gòu)”為研究項(xiàng)目進(jìn)行小組共創(chuàng)，采用Me_We_Us的共創(chuàng)方式，繪制砂帶張緊和調(diào)偏的結(jié)構(gòu)示意圖，同樣采用互評、互鑒的方式進(jìn)行。

4）內(nèi)容復(fù)盤。要求學(xué)生以思維導(dǎo)圖的方式總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，以學(xué)習(xí)通中主題討論的方式進(jìn)行。

5）內(nèi)容引申。根據(jù)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，設(shè)置“連續(xù)平壓機(jī)鋼帶張緊和調(diào)偏方式”為研究項(xiàng)目，要求學(xué)生課后查詢相關(guān)資料，閱讀理解，組內(nèi)討論，繪制模型圖。此環(huán)節(jié)以學(xué)習(xí)通中作業(yè)的方式設(shè)置。

3.4.5? 教學(xué)效果

結(jié)合線上線下混合、以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維為底層邏輯的教學(xué)方式獲得學(xué)生的普遍歡迎，不但增強(qiáng)了趣味性和挑戰(zhàn)度，而且重點(diǎn)突出。在每一個研究項(xiàng)目的解決過程中，學(xué)生逐漸對“先行動，后學(xué)習(xí)”、利用已有資源與人共創(chuàng)的學(xué)習(xí)方式有了深入理解和認(rèn)可。

4? 結(jié)束語

家具加工機(jī)械的強(qiáng)實(shí)踐性和與行業(yè)技術(shù)的緊密聯(lián)系性對課程的教/學(xué)兩方面都提出更高的要求。本課程以“先行動，后學(xué)習(xí)”的創(chuàng)業(yè)底層思維邏輯和主動建構(gòu)的基本學(xué)習(xí)原理為依據(jù)，結(jié)合35+專創(chuàng)融合教學(xué)法，以研究項(xiàng)目的方式逐步開展課堂教學(xué)，使學(xué)生在分析問題和解決問題的過程中逐步養(yǎng)成即時學(xué)習(xí)、與人共創(chuàng)的思維方式。

在進(jìn)一步的專創(chuàng)融合教學(xué)過程中，一方面可以將專業(yè)技能競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和大賽等與家具加工機(jī)械的授課環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，努力踐行基于專業(yè)的創(chuàng)新和面向行業(yè)的創(chuàng)業(yè)賽事模擬；另一方面應(yīng)持續(xù)和深入推進(jìn)“走出去”，與家具和木業(yè)相關(guān)企業(yè)合作，在合作開發(fā)社會需要的家具生產(chǎn)裝備和技術(shù)的實(shí)踐過程中進(jìn)一步提升參與學(xué)生的行業(yè)大局觀和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。

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*基金項(xiàng)目：河北省線上線下混合式一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目“《家具加工機(jī)械》”（冀教高處函〔2020〕5號）；河北農(nóng)業(yè)大學(xué)第十一批教學(xué)研究項(xiàng)目“《家具加工機(jī)械》課程思政示范課程建設(shè)”（2021B-3-04）；河北農(nóng)業(yè)大學(xué)第一批專創(chuàng)融合優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目“《木材加工自動化》”（校教字〔2021〕5號）。

作者：張國梁，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)智慧木匠創(chuàng)新工作室，副教授，主要從事現(xiàn)代林木裝備設(shè)計(jì)與控制方面的研究；黃秋嫻，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)智慧木匠創(chuàng)新工作室，實(shí)驗(yàn)師，主要從事教學(xué)管理工作；邢義虎，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)智慧木匠創(chuàng)新工作室，實(shí)驗(yàn)師，主要從事木材加工實(shí)踐教學(xué)工作（071000）。