新工科背景下機(jī)械專業(yè)的課程教學(xué)改革措施

吳志宏

（本溪開(kāi)放大學(xué)，遼寧 本溪 117000）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，新工科背景下的機(jī)械專業(yè)教育面臨著諸多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括但不限于人才培養(yǎng)模式單一、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。因此，開(kāi)展針對(duì)新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式的改革勢(shì)在必行。通過(guò)對(duì)新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式的改革研究，可以為高校機(jī)械專業(yè)教育提供新的培養(yǎng)模式和教學(xué)方法，以適應(yīng)新工科背景下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。通過(guò)對(duì)已有研究成果的梳理和整合，深入研究機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式存在的問(wèn)題和改革措施，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐案例進(jìn)行分析和驗(yàn)證得出結(jié)論，為高校機(jī)械專業(yè)教育的改革和發(fā)展提供參考[1]。

1 機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀

近年來(lái)，新工科背景下的機(jī)械專業(yè)教育改革成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)外研究中，針對(duì)機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式的改革主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）學(xué)科交叉融合；（2）實(shí)踐教學(xué)；（3）創(chuàng)新能力培養(yǎng)。具體的研究成果包括但不限于：（1）建立跨學(xué)科課程體系；（2）加強(qiáng)校企合作，提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量；（3）建立創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系等。

國(guó)內(nèi)研究方面，學(xué)者們針對(duì)機(jī)械專業(yè)教育面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題，提出了一系列改革措施。例如，文獻(xiàn)[1]提出了建立“理論+實(shí)踐”的教學(xué)模式，文獻(xiàn)[2]探討了加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的課程改革，文獻(xiàn)[3]研究了注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)措施等。這些研究成果為新工科背景下的機(jī)械專業(yè)教育改革提供了有益的參考。但仍存在以下問(wèn)題：（1）學(xué)科交叉融合不夠深入，缺乏跨學(xué)科思維能力的培養(yǎng)；（2）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，缺乏實(shí)踐能力的培養(yǎng)；（3）創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足，缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。國(guó)外研究方面，德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等機(jī)械專業(yè)教育發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式改革方面也進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐。例如，德國(guó)的“雙元制”教學(xué)模式、英國(guó)的“三明治”教學(xué)模式等，這些教學(xué)模式注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉融合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這些研究成果為我國(guó)機(jī)械專業(yè)教育改革提供了借鑒和啟示。

在研究過(guò)程中，將充分考慮國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和現(xiàn)有研究的不足之處，提出針對(duì)性的改革措施和建議。新工科背景下的人才需求與傳統(tǒng)工科背景有所不同，需要更加注重創(chuàng)新能力、跨界整合能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，應(yīng)對(duì)新工科背景下的人才需求，需要采取以下策略：（1）建立跨學(xué)科課程體系，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力和跨界整合能力；（2）加強(qiáng)校企合作，提升實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)；（3）建立創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評(píng)述，分析了現(xiàn)有研究的不足之處和挑戰(zhàn)，同時(shí)提出了改進(jìn)策略，這些分析將為后續(xù)研究提供有益的參考和借鑒，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械專業(yè)教育的健康發(fā)展。

2 機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)的模式設(shè)計(jì)與分析

2.1 課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

圍繞以下幾個(gè)問(wèn)題展開(kāi)：（1）新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式存在哪些問(wèn)題？（2）如何通過(guò)改革措施解決這些問(wèn)題？（3）實(shí)施改革措施后對(duì)機(jī)械專業(yè)教育有何影響？通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的分解，可以明確研究的目標(biāo)和內(nèi)容，為后續(xù)的實(shí)證研究提供基礎(chǔ)。在新工科背景下，機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式存在一定的問(wèn)題，通過(guò)針對(duì)性的改革措施可以有效地提高機(jī)械專業(yè)教育質(zhì)量，培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才[3]。

2.2 數(shù)據(jù)收集與分析方法

采用問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)地觀察相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。問(wèn)卷調(diào)查主要針對(duì)學(xué)生，通過(guò)收集學(xué)生對(duì)課程改革和教學(xué)模式的滿意度、對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的認(rèn)知和需求等方面的數(shù)據(jù)。實(shí)地觀察主要針對(duì)校企合作實(shí)踐基地和相關(guān)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)觀察實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量、校企合作情況等來(lái)分析改革措施的實(shí)際效果。研究過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟：（1）設(shè)計(jì)問(wèn)卷，明確調(diào)查問(wèn)題和目的；（2）發(fā)放問(wèn)卷，對(duì)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查；（3）進(jìn)行實(shí)地觀察，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；（4）對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括：（1）國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果；（2）高校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐案例；（3）調(diào)查問(wèn)卷等。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)來(lái)源的收集和分析，可以獲得較為全面的研究所需數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析方法主要包括定性和定量分析兩種。其中，定性分析主要針對(duì)所收集到的文獻(xiàn)資料、教學(xué)實(shí)踐案例等文本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取出與研究主題相關(guān)的信息；定量分析則主要針對(duì)調(diào)查問(wèn)卷等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出具有一定科學(xué)性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[4]。

在數(shù)據(jù)分析工具方面，主要采用SPSS、Excel 等統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，通過(guò)這些工具的使用，可以更加高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出更為準(zhǔn)確的研究結(jié)果。并結(jié)合文獻(xiàn)綜述、實(shí)證研究和比較分析相結(jié)合的方法進(jìn)行調(diào)查研究，利用相關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，從而得到較為全面準(zhǔn)確的研究結(jié)果，為后續(xù)的對(duì)策建議提供有力支持。

2.3 課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容分析

當(dāng)前，機(jī)械專業(yè)課程設(shè)置大多仍以傳統(tǒng)的機(jī)械工程學(xué)科為主，缺乏與其他學(xué)科的交叉融合。這種狀況導(dǎo)致學(xué)生缺乏跨學(xué)科的知識(shí)和視野，難以適應(yīng)新工科背景下多元化的產(chǎn)業(yè)需求。目前，機(jī)械專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在諸多問(wèn)題。一方面，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，缺乏與理論教學(xué)的有機(jī)融合；另一方面，實(shí)踐教學(xué)設(shè)施落后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，難以達(dá)到理想的實(shí)踐教學(xué)效果[5]。

2.4 問(wèn)題分析

當(dāng)前，機(jī)械專業(yè)教學(xué)方式仍以教師為中心，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的地位。這種教學(xué)方式忽視了學(xué)生的主體地位，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，影響了教學(xué)效果的提升。在現(xiàn)有的教學(xué)模式下，實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)往往被割裂開(kāi)來(lái)。這種狀況導(dǎo)致學(xué)生難以將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，也錯(cuò)過(guò)了通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)理論知識(shí)的理解的機(jī)會(huì)。由于教學(xué)模式的限制，當(dāng)前機(jī)械專業(yè)教學(xué)中缺乏對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這種狀況導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐中缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，只能機(jī)械地按照傳統(tǒng)方法解決問(wèn)題。

新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式存在的問(wèn)題。這些問(wèn)題不僅影響了機(jī)械專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，還阻礙了機(jī)械專業(yè)的健康發(fā)展。因此，進(jìn)行針對(duì)性的改革勢(shì)在必行。

3 機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)的改革措施

3.1 加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的課程改革

為了適應(yīng)新工科背景下多元化的產(chǎn)業(yè)需求，需要打破傳統(tǒng)機(jī)械工程學(xué)科的限制，建立跨學(xué)科的課程體系?？梢酝ㄟ^(guò)引入與機(jī)械專業(yè)相關(guān)的其他學(xué)科領(lǐng)域，例如材料科學(xué)、信息技術(shù)、生物學(xué)等，豐富和擴(kuò)展機(jī)械專業(yè)的課程內(nèi)容。同時(shí)，建立跨學(xué)科課程體系也需要關(guān)注不同學(xué)科之間的有機(jī)融合，避免簡(jiǎn)單的拼湊。在建立跨學(xué)科課程體系的基礎(chǔ)上，還需要注重促進(jìn)不同學(xué)科知識(shí)之間的融合。這可以通過(guò)組織一些跨學(xué)科的課程設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)踐，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)將不同學(xué)科的知識(shí)融合在一起，解決實(shí)際問(wèn)題，提高其綜合素質(zhì)。

3.2 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的改革措施

為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)，需要改變傳統(tǒng)以理論教學(xué)為主的教學(xué)模式，建立“理論+實(shí)踐”的教學(xué)模式。該模式將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)地融合在一起，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高其動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)與相關(guān)企業(yè)合作，共同制定實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容，引入企業(yè)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，為學(xué)生提供更加真實(shí)和有效的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，還可以通過(guò)校企合作，為學(xué)生提供更多的實(shí)習(xí)和就業(yè)機(jī)會(huì)，增強(qiáng)其社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力[6]。

3.3 注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)措施

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，需要建立以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系。該體系需要關(guān)注學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，設(shè)置一些具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題和實(shí)踐項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思考和實(shí)踐。同時(shí)，還可以通過(guò)開(kāi)展一些創(chuàng)新競(jìng)賽、科研項(xiàng)目等活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與創(chuàng)新活動(dòng)，提高其創(chuàng)新能力。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要加強(qiáng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合。可以通過(guò)設(shè)置一些綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，還可以通過(guò)開(kāi)展一些創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目、科研訓(xùn)練等活動(dòng)，為學(xué)生提供更加真實(shí)的創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境，提高其創(chuàng)新能力[7]。

新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式的改革需要從加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的課程改革、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的改革措施以及注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)措施三個(gè)方面入手。

4 實(shí)踐驗(yàn)證

4.1 實(shí)施改革措施前后的效果比較

通過(guò)實(shí)施課程改革和教學(xué)模式的改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了顯著提高。由于跨學(xué)科課程和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合更加緊密，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)的加強(qiáng)也讓學(xué)生更加深入地了解和掌握知識(shí)，從而更加主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)。實(shí)施課程改革后，學(xué)生能夠接觸到更多的跨學(xué)科知識(shí)和前沿技術(shù)，從而拓寬了知識(shí)面。同時(shí)，通過(guò)與企業(yè)的合作，學(xué)生能夠了解到最新的技術(shù)進(jìn)展和市場(chǎng)趨勢(shì)，對(duì)其未來(lái)的職業(yè)發(fā)展也有很大的幫助。

實(shí)踐教學(xué)的加強(qiáng)讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)參與到實(shí)踐操作中，從而提高了其實(shí)踐能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等多種形式的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生能夠更好地將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，提高其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)建立創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了顯著增強(qiáng)。在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和科研訓(xùn)練中，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力都得到了很好的鍛煉和提高[8]。

4.2 與其他高校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)改革效果比較

與其他高校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)改革進(jìn)行了比較，大部分高校的教學(xué)改革措施主要包括：更新教材內(nèi)容、引入新的教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、開(kāi)展校企合作等。比較發(fā)現(xiàn)，提出的課程改革和教學(xué)模式的改革措施具有一定的創(chuàng)新性，特別是跨學(xué)科課程的設(shè)置和實(shí)踐教學(xué)的加強(qiáng)等方面。

比較分析了其他高校機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革的效果，發(fā)現(xiàn)不同高校的教學(xué)改革效果存在差異。一些高校的教學(xué)改革措施實(shí)施后，學(xué)生的積極性和實(shí)踐能力得到了提高，但創(chuàng)新能力培養(yǎng)仍需加強(qiáng)。提出的課程改革和教學(xué)模式的改革措施則更加注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過(guò)與其他高校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)改革進(jìn)行比較，所提出的課程改革和教學(xué)模式的改革措施具有較好的創(chuàng)新性和實(shí)效性。但還需要注意到不同高校機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革的特殊性，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和完善[9]。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新工科背景下機(jī)械專業(yè)課程與教學(xué)模式進(jìn)行了深入的研究和分析，發(fā)現(xiàn)存在一些問(wèn)題，如學(xué)科交叉融合不足、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足等，導(dǎo)致難以適應(yīng)多元化的產(chǎn)業(yè)需求。研究同時(shí)表明，課程改革和教學(xué)模式的改革措施可以有效地提高機(jī)械專業(yè)教育質(zhì)量，培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。具體來(lái)說(shuō)，建立跨學(xué)科課程體系、促進(jìn)學(xué)科知識(shí)融合，以及建立“理論+實(shí)踐”的教學(xué)模式等措施能夠更好地滿足產(chǎn)業(yè)需求，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)用能力。