产教融合背景下产品设计专业机械基础课程改革探索

中国工业报 2025年06月16日

  ■  蔡朱红

  随着高等教育改革的不断推进,产学研合作是课程改革的重要途径,成为培育适合产业需求人才的重要举措。产品设计专业是为培养具备良好的工业产品造型设计修养和素质,能在工业产品制造业等从事产品开发工作,适应区域经济发展的高素质复合型人才。机械基础课程是产品设计专业一门跨学科基础课程,使学生掌握工程力学与机械设计基本知识,能独立完成简单产品造型与结构设计,掌握能与工程师交流的能力。目前课程多注重机械工程专业需求为导向,侧重理论知识,缺乏以产品设计需求为导向反推机械结构的转化能力,跨学科深度融合不够,教学实践缺乏产品设计视角的典型案例。文章围绕目标导向、协同育人、教学内容等方面推进机械基础课程的改革探索。

  推进课程改革的必要性

  中国制造业在关键领域已经从规模扩展到技术指导,产品设计行业也正在从外观驱动到技术与体验驱动的转型,智能硬件、装备设施、家居电子等领域都对产品设计人才培养提出新的要求,不仅要懂设计,还要理解工程概念,需要能实施产品落地的复合型人才。传统课程理论知识抽象,学生模糊理解,效果较差。后期从事产品设计需要机械知识与设计思维的深度耦合,现有课程未能覆盖此类需求。产品设计作为典型的应用型导向学科,必须打破高校闭门授课的传统模型。相关企业也认为应届毕业生的机械结构设计能力薄弱,缺乏工程成本意识,不熟悉行业的产品工艺等机械基础知识。产教融合将机械基础知识与产业产出的过程相联系,真正认识科学技术在企业中具体产品的运用,才能实现企业与教育的一体式发展,培养出产业需要的复合型人才。

  校企协同育人的可行性

  高校拥有较系统的教学体系、科研平台及人才储备,能给企业提供前沿的研究方法和技术研究数据等。企业掌握行业的发展趋势、产品真实案例及生产制造资源,能给高校提供从市场需求到产品落地的设计展示过程。二者协同育人,可为机械基础课程理论提供生动的案例讲解,为企业提供产品研究技术参数和方案,学生在企业工程师的指导下完成实践,能培养学生对市场产品结构设计的敏锐观察能力,为社会培育贴合市场的复合型人才。企业通过参与课程改革,介入人才培养方案,定向培养符合企业需求的技术性设计人才,降低培训资本,同时校企合作可使产品转化为实际落地产品,实现企业高校双收益。院校将企业指导老师纳入教师工作量考核,给予课程补贴,学校授课教师可获得产品设计与机械基础合作的项目,获得行业经验和课程案例,提高教学质量,丰富教学内容。在产教融合的背景下,企业指导老师与学校代课教师协同育人,优势互补,互为收益。

  机械基础课程改革的路径

  瞄定方向设计落地能力,分解课程培养目标。培养学生将设计转化为可实现的机械结构能力,如工程力学中的产品造型美学与产品功能实现的机械结构。使学生深度理解产品设计元素与机械原理的关联,培养跨学科的融合和沟通能力。对接企业岗位需求,反向拆解课程目标,根据不同类别的产品设计师岗位要求,提取关键能力转化为具体课程目标:能运用机械原理设计完成产品的具体传动、连接、支撑结构;能根据产品的加工工艺,优化产品,使产品设计更具合理性;能增强与工程设计沟通实现产品价值工程,评估设计方案的可行性。

  构建校企双导师联动,助力协同育人模式。课程引入企业教师,直观讲解企业中的案例。前往企业见习考察,将基础知识直观的展现在学生面前,有利于学生对课程知识的深度掌握。企业教师指导学生动手参与力学实验,拆解分析机械传动等,将企业中的具体产品与高等教学体系融合来实现课程的实践环节。学生前往企业车间,听从企业导师现场讲解,直观观看机械结构在具体产品中的运用,认识产品结构设计在设计过程的作用,奠定设计实践基础。

  以产品设计任务为导向,串联机械知识,重构教学内容。章节以工程力学与机械结构在产品中的运用开篇,分析产品与力学关系,展示真实产品内部机械结构。设计单一知识模块初级任务,如如何运用铰链结构设计可调节手机支架,用实践激活机械知识。培养学生设计任务需求与机械知识搜索检索匹配的能力,使学生不再苦恼于力学的计算与机械结构的选择。嵌入企业真实案例,采用正向与反向案例引导,正向为某结构设计提高用户体验,反向以市面上某产品因结构缺陷召回事件,分析设计缺陷,建立案例教学库。课程考核为综合机械知识完成产品方案设计,含爆炸图,功能仿真等。通过教学内容重构,使机械基础课程从抽象理论转变为具象的设计工具包,为产品设计专业学生提高产品落地能力。

  产教融合背景下的机械基础课程改革,是通过校企合作双元重构知识体系,校企导师合作共同授课,任务驱动激活实践能力,解决产品设计专业创意设计方案落地难的核心问题。未来,需进一步完善校企协同育人的机制,让机械基础课程真正成为培养出懂设计的工程师和会工程的设计师的摇篮,为产教融合背景下的复合型人才培养提供可参考的相关课程改革策略。

  (作者单位:渭南师范学院)

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