新工科背景下機械專業的課程教學改革措施

吳志宏

（本溪開放大學，遼寧 本溪 117000）

0 引言

隨著科學技術的快速發展和產業結構的不斷調整，新工科背景下的機械專業教育面臨著諸多挑戰。這些挑戰包括但不限于人才培養模式單一、實踐教學環節薄弱、缺乏創新能力培養等。因此，開展針對新工科背景下機械專業課程與教學模式的改革勢在必行。通過對新工科背景下機械專業課程與教學模式的改革研究，可以為高校機械專業教育提供新的培養模式和教學方法，以適應新工科背景下的產業發展需求。通過對已有研究成果的梳理和整合，深入研究機械專業課程與教學模式存在的問題和改革措施，結合教學實踐案例進行分析和驗證得出結論，為高校機械專業教育的改革和發展提供參考[1]。

1 機械專業課程教學改革的現狀

近年來，新工科背景下的機械專業教育改革成為了國內外學術界和產業界關注的熱點。在國內外研究中，針對機械專業課程與教學模式的改革主要集中在以下幾個方面：（1）學科交叉融合；（2）實踐教學；（3）創新能力培養。具體的研究成果包括但不限于：（1）建立跨學科課程體系；（2）加強校企合作，提升實踐教學質量；（3）建立創新能力培養為核心的教學體系等。

國內研究方面，學者們針對機械專業教育面臨的挑戰和問題，提出了一系列改革措施。例如，文獻[1]提出了建立“理論+實踐”的教學模式，文獻[2]探討了加強學科交叉融合的課程改革，文獻[3]研究了注重創新能力的培養措施等。這些研究成果為新工科背景下的機械專業教育改革提供了有益的參考。但仍存在以下問題：（1）學科交叉融合不夠深入，缺乏跨學科思維能力的培養；（2）實踐教學環節相對薄弱，缺乏實踐能力的培養；（3）創新能力培養不足，缺乏創新意識和創新能力的培養[2]。國外研究方面，德國、美國、英國等機械專業教育發達國家在機械專業課程與教學模式改革方面也進行了積極的探索和實踐。例如，德國的“雙元制”教學模式、英國的“三明治”教學模式等，這些教學模式注重實踐能力的培養，同時也強調學科交叉融合和創新能力的培養。這些研究成果為我國機械專業教育改革提供了借鑒和啟示。

在研究過程中，將充分考慮國內外研究現狀和現有研究的不足之處，提出針對性的改革措施和建議。新工科背景下的人才需求與傳統工科背景有所不同，需要更加注重創新能力、跨界整合能力和實踐能力的培養。因此，應對新工科背景下的人才需求，需要采取以下策略：（1）建立跨學科課程體系，培養學生的跨學科思維能力和跨界整合能力；（2）加強校企合作，提升實踐教學質量，培養學生的實踐能力和工程素養；（3）建立創新能力培養為核心的教學體系，提高學生的創新意識和創新能力的培養。通過對新工科背景下機械專業課程與教學模式的研究現狀進行綜合評述，分析了現有研究的不足之處和挑戰，同時提出了改進策略，這些分析將為后續研究提供有益的參考和借鑒，促進我國機械專業教育的健康發展。

2 機械專業課程教學的模式設計與分析

2.1 課程教學模式設計

圍繞以下幾個問題展開：（1）新工科背景下機械專業課程與教學模式存在哪些問題？（2）如何通過改革措施解決這些問題？（3）實施改革措施后對機械專業教育有何影響？通過對這些問題的分解，可以明確研究的目標和內容，為后續的實證研究提供基礎。在新工科背景下，機械專業課程與教學模式存在一定的問題，通過針對性的改革措施可以有效地提高機械專業教育質量，培養出更多具備創新精神和實踐能力的高素質人才[3]。

2.2 數據收集與分析方法

采用問卷調查和實地觀察相結合的方法進行研究。問卷調查主要針對學生，通過收集學生對課程改革和教學模式的滿意度、對創新能力培養的認知和需求等方面的數據。實地觀察主要針對校企合作實踐基地和相關實踐教學活動，通過觀察實踐教學質量、校企合作情況等來分析改革措施的實際效果。研究過程包括以下幾個步驟：（1）設計問卷，明確調查問題和目的；（2）發放問卷，對學生進行調查；（3）進行實地觀察，記錄相關數據；（4）對收集到的數據進行分析和處理。

數據來源主要包括：（1）國內外相關研究成果；（2）高校機械專業的教學實踐案例；（3）調查問卷等。通過對這些數據來源的收集和分析，可以獲得較為全面的研究所需數據。數據分析方法主要包括定性和定量分析兩種。其中，定性分析主要針對所收集到的文獻資料、教學實踐案例等文本數據進行處理和分析，提取出與研究主題相關的信息；定量分析則主要針對調查問卷等數據進行分析，得出具有一定科學性的統計結果[4]。

在數據分析工具方面，主要采用SPSS、Excel 等統計軟件進行數據的處理和分析，通過這些工具的使用，可以更加高效地進行數據分析，得出更為準確的研究結果。并結合文獻綜述、實證研究和比較分析相結合的方法進行調查研究，利用相關統計軟件進行數據的處理和分析，從而得到較為全面準確的研究結果，為后續的對策建議提供有力支持。

2.3 課程設置與教學內容分析

當前，機械專業課程設置大多仍以傳統的機械工程學科為主，缺乏與其他學科的交叉融合。這種狀況導致學生缺乏跨學科的知識和視野，難以適應新工科背景下多元化的產業需求。目前，機械專業實踐教學存在諸多問題。一方面，實踐教學環節相對獨立，缺乏與理論教學的有機融合；另一方面，實踐教學設施落后，實驗設備不足，導致學生實踐機會較少，難以達到理想的實踐教學效果[5]。

2.4 問題分析

當前，機械專業教學方式仍以教師為中心，學生處于被動接受知識的地位。這種教學方式忽視了學生的主體地位，難以激發學生的學習興趣和主動性，影響了教學效果的提升。在現有的教學模式下，實踐教學與理論教學往往被割裂開來。這種狀況導致學生難以將理論知識應用到實踐中，也錯過了通過實踐加深對理論知識的理解的機會。由于教學模式的限制，當前機械專業教學中缺乏對創新能力的培養。這種狀況導致學生在實踐中缺乏創新意識和創新精神，只能機械地按照傳統方法解決問題。

新工科背景下機械專業課程與教學模式存在的問題。這些問題不僅影響了機械專業人才的培養質量，還阻礙了機械專業的健康發展。因此，進行針對性的改革勢在必行。

3 機械專業課程教學的改革措施

3.1 加強學科交叉融合的課程改革

為了適應新工科背景下多元化的產業需求，需要打破傳統機械工程學科的限制，建立跨學科的課程體系。可以通過引入與機械專業相關的其他學科領域，例如材料科學、信息技術、生物學等，豐富和擴展機械專業的課程內容。同時，建立跨學科課程體系也需要關注不同學科之間的有機融合，避免簡單的拼湊。在建立跨學科課程體系的基礎上，還需要注重促進不同學科知識之間的融合。這可以通過組織一些跨學科的課程設計和項目實踐，讓學生有機會將不同學科的知識融合在一起，解決實際問題，提高其綜合素質。

3.2 強化實踐教學的改革措施

為了提高學生的實踐能力和工程素養，需要改變傳統以理論教學為主的教學模式，建立“理論+實踐”的教學模式。該模式將實踐教學與理論教學有機地融合在一起，通過引導學生參與實驗、課程設計、實習等實踐活動，加深對理論知識的理解，提高其動手能力和解決實際問題的能力。通過與相關企業合作，共同制定實踐教學計劃和內容，引入企業先進的生產技術和設備，為學生提供更加真實和有效的實踐學習環境。同時，還可以通過校企合作，為學生提供更多的實習和就業機會，增強其社會競爭力[6]。

3.3 注重創新能力的培養措施

為了培養學生的創新意識和創新能力，需要建立以創新能力培養為核心的教學體系。該體系需要關注學生獨立思考和自主學習能力的培養，設置一些具有挑戰性的問題和實踐項目，引導學生進行創新性思考和實踐。同時，還可以通過開展一些創新競賽、科研項目等活動，鼓勵學生積極參與創新活動，提高其創新能力。為了更好地培養學生的創新能力，需要加強創新性實驗項目與實踐教學的結合。可以通過設置一些綜合性、創新性的實驗項目，引導學生自主設計和實施實驗方案，培養其創新能力和實驗技能。同時，還可以通過開展一些創新實踐項目、科研訓練等活動，為學生提供更加真實的創新實踐環境，提高其創新能力[7]。

新工科背景下機械專業課程與教學模式的改革需要從加強學科交叉融合的課程改革、強化實踐教學的改革措施以及注重創新能力的培養措施三個方面入手。

4 實踐驗證

4.1 實施改革措施前后的效果比較

通過實施課程改革和教學模式的改革，學生的學習積極性得到了顯著提高。由于跨學科課程和實際應用結合更加緊密，學生的學習興趣更加濃厚。同時，實踐教學的加強也讓學生更加深入地了解和掌握知識，從而更加主動地參與到學習中來。實施課程改革后，學生能夠接觸到更多的跨學科知識和前沿技術，從而拓寬了知識面。同時，通過與企業的合作，學生能夠了解到最新的技術進展和市場趨勢，對其未來的職業發展也有很大的幫助。

實踐教學的加強讓學生有更多的機會參與到實踐操作中，從而提高了其實踐能力。通過實驗、課程設計、實習等多種形式的實踐教學活動，學生能夠更好地將理論知識應用到實際中，提高其解決實際問題的能力。通過建立創新能力培養為核心的教學體系，學生的創新能力得到了顯著增強。在創新性實驗項目和科研訓練中，學生的創新意識、創新思維和創新能力都得到了很好的鍛煉和提高[8]。

4.2 與其他高校機械專業的教學改革效果比較

與其他高校機械專業的教學改革進行了比較，大部分高校的教學改革措施主要包括：更新教材內容、引入新的教學方法、加強實踐教學、開展校企合作等。比較發現，提出的課程改革和教學模式的改革措施具有一定的創新性，特別是跨學科課程的設置和實踐教學的加強等方面。

比較分析了其他高校機械專業教學改革的效果，發現不同高校的教學改革效果存在差異。一些高校的教學改革措施實施后，學生的積極性和實踐能力得到了提高，但創新能力培養仍需加強。提出的課程改革和教學模式的改革措施則更加注重學生創新能力的培養。通過與其他高校機械專業的教學改革進行比較，所提出的課程改革和教學模式的改革措施具有較好的創新性和實效性。但還需要注意到不同高校機械專業教學改革的特殊性，應結合實際情況進行相應的調整和完善[9]。

5 結語

通過對新工科背景下機械專業課程與教學模式進行了深入的研究和分析，發現存在一些問題，如學科交叉融合不足、實踐教學環節薄弱以及創新能力培養不足等，導致難以適應多元化的產業需求。研究同時表明，課程改革和教學模式的改革措施可以有效地提高機械專業教育質量，培養更多具備創新精神和實踐能力的高素質人才。具體來說，建立跨學科課程體系、促進學科知識融合，以及建立“理論+實踐”的教學模式等措施能夠更好地滿足產業需求，提高學生的綜合素質和應用能力。