新工科背景下機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式構建

摘 要 在新工科背景下，機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式構建是實現(xiàn)高素質工程人才教育的重要途徑。文章在闡述新工科和“四能力”培養(yǎng)內涵的基礎上，提出新工科背景下機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式及其實施路徑，主要包括：構建“課程—知識—能力”矩陣式教學體系；優(yōu)化教學內容設計，突出學生“四能力”培養(yǎng)；推進機械類課程教學方法改革；強化機械類課程教學評價改革。

關鍵詞 新工科；“四能力”培養(yǎng)模式；機械類課程設計

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.08.027

Construction of a \"Four Capabilities\" Cultivation Model for Mechanical Curriculum Design Practical Teaching under the Background of New Engineering Disciplines

DENG Wei， JIN Xiangyang， ZHU Lin

（Harbin University of Commerce， Harbin， Heilongjiang 150028）

Abstract In the context of new engineering disciplines， the construction of the \"four abilities\" training model for practical teaching of mechanical course design is an important way to achieve high-quality engineering talent education. On the basis of elaborating on the connotation of new engineering and the cultivation of \"four abilities\"， this article proposes the \"four abilities\" cultivation mode and implementation path of practical teaching in mechanical course design under the background of new engineering， mainly including： constructing a \"curriculum knowledge ability\" matrix teaching system; Optimize the design of teaching content and highlight the cultivation of students' \"four abilities\"; Promote the reform of teaching methods for mechanical courses; Strengthen the reform of teaching evaluation for mechanical courses.

Keywords new engineering disciplines; \"four capabilities\" cultivation model; mechanical curriculum design

1" 新工科與“四能力”概述

1.1" 新工科

新工科是中國高等教育領域為應對技術革命和產業(yè)變革而提出的重要概念和措施，旨在培養(yǎng)能夠適應新經(jīng)濟和新產業(yè)需求的高素質復合型工程技術人才，強調跨學科融合、創(chuàng)新能力和國際競爭力[1]。在教育模式方面，新工科強調實踐和跨學科方法，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育納入整個人才培養(yǎng)過程。此外，新工科建設還強調建設開放、跨學科的人才培養(yǎng)平臺，全面改革工程人才培養(yǎng)的教學設計。

1.2" “四能力”培養(yǎng)

“四能力”培養(yǎng)是指教師打破傳統(tǒng)學科范疇，以綜合素質培養(yǎng)為核心，通過改革教學內容、教學方法、教學評價體系，構建以學生為主體，注重學生實踐能力、創(chuàng)新能力、自學能力、工程能力培養(yǎng)，進而提升學生的專業(yè)技能、終身學習素養(yǎng)及職業(yè)發(fā)展能力，最終實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標[2]。

2" 機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式構建思路

課程內容方面，教師應以工程問題為設計任務，突出專業(yè)特色，且保證任務具有挑戰(zhàn)性和實用性，通過引導學生解決實際技術問題，促使學生在實踐中學習、研究和應用知識，助力學生工程能力的發(fā)展[3]。同時，教師應結合課程知識與學生的學習興趣，創(chuàng)設學生可以自主選擇的實踐教學任務，使學生能夠在實踐中不斷提高自己的技術技能，培養(yǎng)學生的自學能力。

教學方法方面，教師應注重團隊分工，采用小組合作教學、團隊協(xié)作教學等方法，引導學生自主進行多方案比較設計，使學生將理論知識與實際工程問題相結合，促進學生實踐能力的發(fā)展。同時，教師應發(fā)揮指導作用，借助創(chuàng)新競賽等教學方法，激發(fā)學生對學習的興趣，提升學生的創(chuàng)新能力和自學能力。

知識體系建設方面，教師應以促進學生可持續(xù)發(fā)展為核心，整合理論教學內容、實踐項目內容跨學科內容，建立完善的知識體系，豐富課程內容、教學方法，引導學生深度學習，賦能學生“四能力”發(fā)展。

3" 新工科背景下機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式實施路徑

3.1" 構建“課程—知識—能力”矩陣式教學體系

將機械類課程教學改革和現(xiàn)代化目標進行深度融合，設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式下的“課程—知識—能力”矩陣式教學體系（如圖1所示），為學生提供更符合其實際需求的學習環(huán)境和培訓方法。

在課程維度上，教師應根據(jù)學生的教育目標和學位要求，從全面獲取專業(yè)知識的角度出發(fā)，考慮相關課程要素，有機整合專業(yè)課程，進而建立一個有機、全面的課程體系，為學生提供更系統(tǒng)和完整的學習路徑。

在知識維度上，教師應建立機械設計課程，并實施四年制課程設計教學系統(tǒng)，包括專業(yè)課程項目，幫助學生更好地理解和應用所學知識，從而實現(xiàn)課程之間的銜接和擴展[4]。教學體系的實施不僅有助于學生在理論和實踐之間建立聯(lián)系，還能促進學生全面發(fā)展。

在能力維度上，教師應在矩陣式教學體系中引入課程知識技能，借助實踐課程等項目，強調課程之間的相關性和系統(tǒng)性，打破學科間的知識界限，促進學生綜合技能提升。

3.2" 優(yōu)化教學內容設計，突出學生“四能力”培養(yǎng)

為突出“四能力”培養(yǎng)，機械類課程設計實踐教學須推進產教融合、科教融合、校企合作，強化專業(yè)特色人才培養(yǎng)。在此過程中，教師應根據(jù)市場、產業(yè)發(fā)展動態(tài)，及時調整與更新課程設計內容，解決課程設計任務重、工程復雜的問題，從而實現(xiàn)“四能力”培養(yǎng)教學內容的優(yōu)化設計，具體如下：

第一，推進產教融合。教師應以新工科要求為導向，立足實踐能力培養(yǎng)目標，緊密結合機械裝備工程實際，引入機械相關領域的傳動裝置設計任務，引導學生解決現(xiàn)實機械工程中存在的具體問題，并借助項目實踐的方式，將課程設計任務進行針對性、細致化分解和具體化處理，在優(yōu)化教學內容的基礎上，提升學生“四能力”培養(yǎng)的針對性與有效性。

第二，結合機械類學科競賽。教師應立足創(chuàng)新能力和自學能力的培養(yǎng)目標，將學科競賽選題納入課程設計，豐富教學內容體系，提升教學內容的前沿性、實用性，確保學生“四能力”培養(yǎng)教學內容與市場、企業(yè)、行業(yè)需求相適應，為培養(yǎng)出高素質能力人才奠定堅實的基礎。

第三，推進科教融合。教師應立足工程能力、實踐能力培養(yǎng)目標，依托科研項目、科研成果，提煉機械技術問題，組織學生共同參與問題研討活動、科研項目實踐活動，引導學生聚焦學科發(fā)展趨勢和技術前沿，幫助學生全面獲取機械專業(yè)相關知識、技能、信息，進而提升學生的問題探究能力、科學研究思維能力、創(chuàng)新實踐能力[5]。

第四，引入自主創(chuàng)新選題。教師應立足“四能力”培養(yǎng)目標，依據(jù)機械類課程特色和學生的學習興趣、能力發(fā)展目標及學習能力情況等，設計能夠供學生自主創(chuàng)新選擇的課程內容，并根據(jù)產業(yè)發(fā)展動態(tài)、新工科要求等，持續(xù)優(yōu)化和完善自主創(chuàng)新選擇課程內容，在持續(xù)完善“四能力”培養(yǎng)教學內容體系的基礎上，確保課程內容與機械工程實際相符。

3.3" 推進機械類課程教學方法改革

為更好地培養(yǎng)學生的“四能力”，教師應以新工科為導向，強調生產合作與實踐，建立與實施“線上+線下+課后實踐”的教學方法，以推進機械類課程教學方法改革，夯實學生的知識基礎，提升學生的實踐能力、創(chuàng)新能力，最終實現(xiàn)學生“四能力”的高質量發(fā)展。

第一，強調生產合作與實踐，促進學生工程能力、實踐能力發(fā)展。教師應以教學案例為導向，以多維互動為抓手，通過項目實踐，推進學生工程能力、問題解決能力的發(fā)展。在項目實踐過程中，教師應引導學生引入先進技術、信息化工具等，幫助學生優(yōu)化項目實踐過程，提升實踐效率與質量，促使學生在實踐中獲得更多的經(jīng)驗和技能，驅動學生實踐能力的發(fā)展[6]。

第二，采用“一團一題多方案”的方法，促進學生自學能力、創(chuàng)新能力發(fā)展。“一團一題多方案”即一個小組設計一個具體實踐項目，要求學生設計多種項目方案。在具體實踐中，教師應注重加強師生互動、生生互動，并引導學生自主設計項目目標、多方案創(chuàng)新設計，確保教學方法契合新工科建設要求，切實提升學生的分析能力、自學能力、探究能力，并使學生在創(chuàng)新設計過程中提升創(chuàng)新能力。

3.4" 強化機械類課程教學評價改革

新工科背景下機械類課程教學“四能力”培養(yǎng)模式使教學從單向式向多主體多環(huán)節(jié)閉環(huán)反饋式方向發(fā)展。為實現(xiàn)閉環(huán)反饋目標，教師要強化機械類課程教學“四能力”評價改革，以及時了解和動態(tài)改進“四能力”培養(yǎng)模式，賦能學生“四能力”發(fā)展。

在評價改革過程中，教師應根據(jù)機械類課程特征，采用多元評價主體、多樣化考核形式、多元評價形式，整合過程性考核、終結性考核形式，對“四能力”教學模式實施質量及學生“四能力”發(fā)展進行評價。其中，過程性考核以機械類實踐項目設計成果、創(chuàng)新程度為標準，對學生的自學能力、創(chuàng)新能力進行評價；終結性考核注重評估學生的工程能力、實踐能力。在終結性考核中，需構建具體的評價準則與標準、評價細則，以保證課程評價的客觀性和公正性，促進學生自學能力、實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力等核心能力的鍛煉和提升[7]。評價準則與標準、評價細則如表1所示。

4" 結語

本文構建的機械類課程設計實踐教學“四能力”培養(yǎng)模式，通過優(yōu)化課程內容和教學方法，強化評價體系，為學生提供了全面發(fā)展的平臺。“四能力”培養(yǎng)模式不僅提高了學生的工程能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，還增強了學生的自學能力，為學生未來的職業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎。未來實踐發(fā)展中，高校應繼續(xù)深化教學改革，加強師資隊伍建設，以更好地適應新工科建設的需求，培養(yǎng)更多高素質的工程技術人才。

*通信作者：鄧薇

基金項目：黑龍江省高等教育教學改革研究重點委托項目“新工科背景下基于‘5G+XR’的機械基礎類課程智慧教育新模式的探索與實踐”（SJGZ20220114）。

參考文獻

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