高职机械设计制造及其自动化教育的实践与创新

摘要：本文聚焦于机械设计制造及其自动化教育，探讨高职教育中该专业的发展现状与教学目标，阐述课程体系建设与实践教学环节的必要性，分析当前机械设计制造及其自动化教育中存在的缺乏实践锻炼、师生互动不足、教学方式单一等问题。为破解这些难题，文章提出以深化校企合作机制建设、开展多种创新性实践教学活动、注重教学互动与反馈等创新实践策略，推动教学内容与产业需求同步更新，强化学生的动手能力与实践能力，激发学习兴趣，满足学生全面发展的需求，提升学生的综合素养与职业竞争力。

关键词：机械设计制造；自动化；教育；实践

引言：

高职机械设计制造及其自动化教育旨在为现代工程领域培养具备实践能力与创新精神的技术人才。现有教学模式在激发学生学习主动性和提升综合能力方面仍存在不足。为适应行业发展对高素质技能型人才的需求，教育改革需在教学内容、方法及教学环节等方面进行深入探索。本文围绕教学实践中的实际问题，尝试引入多样化的教学手段，提升学生的专业素养与实践能力，根据当前高职教育的发展状况，提出优化策略，以期为高职机械设计制造及其自动化专业教育的发展提供参考与借鉴。

一、机械设计制造及其自动化教育实践与创新的必要性

（一）适应产业技术升级的需求

在工业4.0和智能制造的大背景下，机械行业正由传统的机械加工向数字化控制、智能装备、系统集成等方向快速演变[1]。新兴技术如增材制造（3D打印）、精密加工、机器人技术、新能源装备等不断涌现，其更新速度快、技术门槛高，使得仅依赖传统以讲授理论为主的教学模式，已无法培养出能够胜任现代制造岗位的技术技能型人才。当前企业对人才的期待不仅局限于掌握基本知识和操作技能，更看重其解决复杂工程问题的能力、适应新设备新工艺的能力，以及持续学习和创新的能力。因此，高职院校必须加快教育内容与产业技术的对接，强化实践教学、项目教学与真实生产场景的融合。这不仅能提升学生的实战经验和综合素质，也有助于推动教育与产业之间的良性循环，真正实现人才培养与行业需求的同步升级。

（二）培养复合型工程技术人才

随着机械工程不断与计算机技术、材料科学、自动控制、人工智能等领域深度融合，单一学科背景的传统机械人才已难以适应实际工作中复杂、多变的技术需求[2]。企业越来越倾向于招聘那些既懂机械结构，又能进行编程、理解数据分析与系统集成的技术型人才。引入跨学科实践项目，例如智能机器人开发、工业物联网系统设计等，学生不仅能够巩固机械设计与制造的基础技能，还能在实践中锻炼与其他技术领域的协同工作能力。这种教学方式可以极大提升学生对新兴技术的适应力与创新能力，使其在未来职场中具备更强的竞争力。因此，高职教育必须打破传统的学科壁垒，注重实践与创新，构建融合式课程体系与教学环境，为学生提供跨领域学习与实践的机会，推动复合型工程技术人才的培养，从而更好地服务于技术融合日益加深的现代制造业。

（三）支撑可持续发展的战略需要

传统的机械制造侧重效率与产能，但在当前全球绿色转型趋势下，节能、减排、资源高效利用成为工程设计和制造的新要求。要实现从“高消耗”向“高质量、绿色智能”转型，必须在教育阶段就融入可持续发展的理念。在机械设计制造及其自动化教育中引入创新实践，如轻量化机械结构设计、能源回收与再利用系统的开发、绿色制造流程的探索，学生可以在掌握先进技术的同时，还能深刻理解环保与资源循环利用在工程设计中的重要作用[3]。这种基于现实社会需求的项目实践，有助于引导学生主动思考如何将技术用于解决生态环境问题，从而在潜移默化中构建其可持续发展的职业意识。培养具备环保意识、社会责任感和系统思维能力的技术人才，是实现产业绿色升级和国家可持续发展战略的关键。因此，推动高职机械教育在教学模式、内容和实践方式上的创新，是顺应战略需求、提升人才质量的必由之路。

二、高职机械设计制造及其自动化教育存在的问题

（一）注重理论教学，缺乏实践锻炼

长期以来，传统的应试教育模式在高职院校中占据主导地位，许多教师依然采用满堂灌的教学方式。这种教学方式通常将教师置于课堂的主导地位，学生则成为被动的知识接受者。教师通过讲解大量的理论知识，学生通过记忆和复习这些内容来应对考试。虽然这种方式在短期内可能帮助学生通过考试，但它严重忽视了培养学生自主思考和创新能力的必要性。学生的学习方式变得机械化和单一，缺乏主动参与和独立思考的机会。这样的教学模式抑制了学生的学习兴趣，学生更倾向于为了应付考试而死记硬背，而不是通过深入理解和应用知识来解决实际问题[4]。许多教师过于注重学生的考试成绩和理论知识的传授，而忽视了学生的社会实践能力培养。在这种教育模式下，学生的知识和技能更多的是停留在理论层面，缺乏与实际工作的接轨。尽管学生在课堂上可能掌握了丰富的理论知识，但这些知识往往与实际工作中的需求和挑战脱节。当学生毕业后进入职场时，往往面临很大的困难，他们虽然能说出书本上学到的内容，却无法将其有效应用到实际工程项目中。

（二）师生互动不足，教学与学生需求脱节

与其他专业相比，机械设计制造及其自动化课程对学生的综合实践和动手能力要求更高，课程内容又往往偏向理论和技术细节，较为枯燥且抽象。为了提高学生的学习兴趣，教师在课堂中需要注重与学生的互动，营造生动活泼的教学氛围。然而，很多教师在实际教学中仍采取传统的教学方式，课堂内容单一，往往只是先复习上一节课的内容，然后直接进入新的理论讲解，课后布置习题以强化学生记忆。这种“灌输式”教学方式不仅缺乏互动，还无法激发学生的思考和兴趣，导致学生在学习过程中感到疲乏甚至产生厌倦情绪。而且许多教师对学生的需求了解不深，教学过程中难以针对学生的实际问题进行个性化指导。学生对于行业发展和技术迭代的认知也非常有限，缺乏与行业实际需求接轨的机会。教师由于长期脱离产业一线，难以及时掌握行业技术的最新动态和人才需求的变化，无法将真实生产场景中的问题转化为教学案例，从而影响了课程内容的实用性和前瞻性。师生互动不足，学生无法将自己的职业发展诉求反馈给教师，使得教学改革和课程设置不能有效适应行业发展的变化。

（三）教学方式单一，难以适应新兴技术发展需求

高职教育的特殊性决定了其与普通本科教育有所不同，针对技术技能型人才的培养，必须采取更为实践导向的教学模式。在高职教学活动中，传统的教学方式依然占据主导地位，普遍采用以教师讲授为主的方式，学生学习往往以理论为主，缺少实际操作和多样化的学习方式，这与行业对人才的需求相距甚远。随着现代机械行业对高技能人才的需求越来越高，在机械化、精细化、智能化生产的大背景下，学生的就业前景愈发依赖于其实际操作能力和创新能力[5]。目前高职院校的教学方式未能及时跟上新兴技术的发展，尤其是在数字孪生、增材制造（3D打印）、工业机器人编程等技术的应用上，教学内容和模式还停留在较为传统的阶段。以3D打印技术为例，学生在课堂上仅能接触到设备操作流程的演示，而没有机会参与到从设计优化到打印参数调试的全过程，导致学生无法真正掌握该技术的核心操作和应用价值。同样，数字孪生技术的应用也大多局限于理论讲解，缺乏通过模拟复杂制造场景进行的实践操作。这种教学方式的单一性使得学生无法适应现代制造业对多技能复合型人才的需求，甚至可能造成学生毕业后无法满足企业对新兴技术的高要求。

三、高职机械设计制造及其自动化教育实践与创新对策

（一）深化校企合作机制建设

深化校企合作，学校能够紧跟产业技术发展步伐，培养符合市场需求的复合型人才，同时也为企业提供了源源不断的技术创新支持，形成双赢局面。校企合作不应仅仅停留在设备共享和实习基地的层面，而应深入到技术研究和项目实施层面，建立联合实验室和订单班，形成产学研深度融合的机制[6]。校企联合实验室应超越传统的合作模式，关注产业技术痛点与教学需求的双向衔接。例如，围绕智能装备开发、数字化工艺优化等前沿领域，企业提供真实的生产数据和研发需求，学校则通过整合师资和科研资源，组织师生共同参与技术攻关。这不仅能帮助学生接触到最新的行业技术，还能为企业提供技术解决方案，推动产学研合作的良性循环。同时，企业导师的引入也是深化校企合作的重要环节。在机械设计制造及其自动化课程中，企业导师可以根据自身的实际研发项目，带领学生从需求分析、方案评审到样机测试等各个环节，指导学生完成项目任务。在这个过程中，企业导师会参照企业的技术规范，为学生提供实际的项目需求，使学生能够更好地理解行业标准和技术要求。这种“项目贯穿式”的教学方式，可以让学生在实践中深入理解课程内容，将理论与实际应用结合。校企合作还可以通过将企业横向课题和技术升级需求转化为教学资源，形成跨学期的项目组。例如，某汽车零部件企业提出生产线智能化改造的需求时，学校可以围绕这一主题整合机械设计、自动化控制、数据采集等课程内容，组织学生跨学期进行项目实践。这种项目化、实战化的课程设计，学生不仅能够学到相关的专业知识，还能提升其解决实际工程问题的能力，为未来就业打下坚实的基础。

（二）开展多种创新性实践教学活动

高职教育的重要任务是培养学生的技术技能，通过多种创新性实践教学活动，学生能够将理论知识与实际操作相结合，培养动手能力和创新思维。在实践教学活动中，教师应根据行业发展需求和技术前沿，提供具有挑战性和实践意义的项目选题，并引导学生自主选择感兴趣的课题。这些选题不仅应关注当前产业的技术发展趋势，还应与创新创业大赛、孵化专利和初创企业等活动紧密结合。通过这种方式，学生在选择项目时能感受到行业真实需求，并从中激发创新灵感。参与这些活动时，学生不仅能够解决实际问题，还能在实际的技术创新和商业化过程中，提升其动手能力和创新思维。具体来说，在开展活动的初级阶段，将学生分配到不同的角色和任务，形成项目小组。这个阶段可以模拟真实的工程项目环境，并将创新创业等活动的实践需求融入其中，让学生承担项目管理、技术研发、设计优化等不同职责，同时与其他团队成员合作，解决复杂的技术问题。进入设计实施阶段，学生会面对真实的技术难题，必须将所学的知识应用于设计、调试和改进。这一过程中，学生会遇到各种挑战和困难，迫使他们不断学习新技能、调整设计方案，直至最终实现项目目标。在成果展示阶段，学生通过报告、展示和答辩等方式展示自己的项目成果。这一过程为学生将来进入职场提供了自信展示成果的机会，帮助他们为创新创业做好充分准备，同时为企业和社会创造更多的价值。

（三）注重教学互动与反馈

教师应当将个人教学与学生的自主学习相结合，真正理解素质教育的核心要求。教师不仅要传授知识，还应通过与学生的互动，了解学生的学习需求与实际情况，及时根据反馈调整教学策略和方法，从而提高教学的效果。高职机械设计制造及其自动化专业的教育互动不应仅限于教师与学生之间的问答交流，还可以通过多种形式促进学生之间的合作与讨论。例如，在数控加工技术教学中，教师可以利用虚拟仿真平台让学生提交工艺设计方案，并通过系统自动进行可行性模拟和生成优化建议[7]。这一过程中，学生不仅能得到即时的技术反馈，还能通过平台记录的误操作情况了解自己在操作中的不足。教师可以根据这些记录，针对性地分析和讲解学生在方案设计中的问题，解决学生在技术学习中的难点。教学反馈环节的完善可以有效提升学生的学习效果。教师应定期收集学生的学习反馈，了解他们在学习过程中遇到的困惑和难点。通过对学习记录的分析，教师能够发现学生在思维过程中的瓶颈，并设计专项教学内容或小组讨论，帮助学生突破这些认知局限。这样的反馈机制不仅能帮助学生解决个性化问题，也能促进教师根据教学进度和学生掌握情况调整教学方式，使教学更具针对性和实效性。增强教师与学生的互动、积极采纳学生反馈，并根据学生学习情况进行个性化指导，可以有效提升教学质量，突破传统单向灌输的局限，激发学生的学习兴趣和自主思考能力，进而培养其综合能力和创新能力。

结束语：

总的来说，高职机械设计制造及其自动化教育的实践与创新，必须紧跟技术发展趋势和产业需求，注重培养学生的实践能力、创新思维和团队合作精神。通过深化校企合作、推动多种创新性实践教学活动、加强教学互动与反馈，可以有效提升学生的综合素养和职业竞争力。在教学过程中，教师应充分发挥学生的主体地位，注重实践与理论的结合，帮助学生解决实际问题，培养学生的实践能力、创新能力以及适应行业需求的能力。

参考文献：

[1]唐杰.面向智能制造的职业院校专业群设置与产业结构适应性研究[J].装备制造技术，2024，（08）：87-90+148.

[2]王荔檬，杨铨，赵莹莹.人工智能背景下师资队伍对于机械类学生技能培养的影响[J].创新创业理论研究与实践，2025，8（03）：87-89.

[3]王志中.机械制造业中的绿色制造技术应用模式分析[J].中国机械，2024，（14）：64-67.

[4]施晨淳，于爱兵.基于科教融合的机械制造技术基础课程教学设计[J].中国冶金教育，2025，（01）：27-30+33.

[5]归媛琴.机电一体化在农业机械设计制造中的运用[J].河北农机，2023，（10）：30-32.

[6]董建雄，尹来容，胡波，等.新工科背景下产教融合型课程建设研究——以《机械设计基础》课程为例[J].时代汽车，2025，（05）：50-52.

[7]谭伟美.数字工厂中机械加工应用的智能优化[J].中国新技术新产品，2025，（04）：68-70.