新工科背景下机械专业的课程教学改革措施

吴志宏

（本溪开放大学，辽宁 本溪 117000）

0 引言

随着科学技术的快速发展和产业结构的不断调整，新工科背景下的机械专业教育面临着诸多挑战。这些挑战包括但不限于人才培养模式单一、实践教学环节薄弱、缺乏创新能力培养等。因此，开展针对新工科背景下机械专业课程与教学模式的改革势在必行。通过对新工科背景下机械专业课程与教学模式的改革研究，可以为高校机械专业教育提供新的培养模式和教学方法，以适应新工科背景下的产业发展需求。通过对已有研究成果的梳理和整合，深入研究机械专业课程与教学模式存在的问题和改革措施，结合教学实践案例进行分析和验证得出结论，为高校机械专业教育的改革和发展提供参考[1]。

1 机械专业课程教学改革的现状

近年来，新工科背景下的机械专业教育改革成为了国内外学术界和产业界关注的热点。在国内外研究中，针对机械专业课程与教学模式的改革主要集中在以下几个方面：（1）学科交叉融合；（2）实践教学；（3）创新能力培养。具体的研究成果包括但不限于：（1）建立跨学科课程体系；（2）加强校企合作，提升实践教学质量；（3）建立创新能力培养为核心的教学体系等。

国内研究方面，学者们针对机械专业教育面临的挑战和问题，提出了一系列改革措施。例如，文献[1]提出了建立“理论+实践”的教学模式，文献[2]探讨了加强学科交叉融合的课程改革，文献[3]研究了注重创新能力的培养措施等。这些研究成果为新工科背景下的机械专业教育改革提供了有益的参考。但仍存在以下问题：（1）学科交叉融合不够深入，缺乏跨学科思维能力的培养；（2）实践教学环节相对薄弱，缺乏实践能力的培养；（3）创新能力培养不足，缺乏创新意识和创新能力的培养[2]。国外研究方面，德国、美国、英国等机械专业教育发达国家在机械专业课程与教学模式改革方面也进行了积极的探索和实践。例如，德国的“双元制”教学模式、英国的“三明治”教学模式等，这些教学模式注重实践能力的培养，同时也强调学科交叉融合和创新能力的培养。这些研究成果为我国机械专业教育改革提供了借鉴和启示。

在研究过程中，将充分考虑国内外研究现状和现有研究的不足之处，提出针对性的改革措施和建议。新工科背景下的人才需求与传统工科背景有所不同，需要更加注重创新能力、跨界整合能力和实践能力的培养。因此，应对新工科背景下的人才需求，需要采取以下策略：（1）建立跨学科课程体系，培养学生的跨学科思维能力和跨界整合能力；（2）加强校企合作，提升实践教学质量，培养学生的实践能力和工程素养；（3）建立创新能力培养为核心的教学体系，提高学生的创新意识和创新能力的培养。通过对新工科背景下机械专业课程与教学模式的研究现状进行综合评述，分析了现有研究的不足之处和挑战，同时提出了改进策略，这些分析将为后续研究提供有益的参考和借鉴，促进我国机械专业教育的健康发展。

2 机械专业课程教学的模式设计与分析

2.1 课程教学模式设计

围绕以下几个问题展开：（1）新工科背景下机械专业课程与教学模式存在哪些问题？（2）如何通过改革措施解决这些问题？（3）实施改革措施后对机械专业教育有何影响？通过对这些问题的分解，可以明确研究的目标和内容，为后续的实证研究提供基础。在新工科背景下，机械专业课程与教学模式存在一定的问题，通过针对性的改革措施可以有效地提高机械专业教育质量，培养出更多具备创新精神和实践能力的高素质人才[3]。

2.2 数据收集与分析方法

采用问卷调查和实地观察相结合的方法进行研究。问卷调查主要针对学生，通过收集学生对课程改革和教学模式的满意度、对创新能力培养的认知和需求等方面的数据。实地观察主要针对校企合作实践基地和相关实践教学活动，通过观察实践教学质量、校企合作情况等来分析改革措施的实际效果。研究过程包括以下几个步骤：（1）设计问卷，明确调查问题和目的；（2）发放问卷，对学生进行调查；（3）进行实地观察，记录相关数据；（4）对收集到的数据进行分析和处理。

数据来源主要包括：（1）国内外相关研究成果；（2）高校机械专业的教学实践案例；（3）调查问卷等。通过对这些数据来源的收集和分析，可以获得较为全面的研究所需数据。数据分析方法主要包括定性和定量分析两种。其中，定性分析主要针对所收集到的文献资料、教学实践案例等文本数据进行处理和分析，提取出与研究主题相关的信息；定量分析则主要针对调查问卷等数据进行分析，得出具有一定科学性的统计结果[4]。

在数据分析工具方面，主要采用SPSS、Excel 等统计软件进行数据的处理和分析，通过这些工具的使用，可以更加高效地进行数据分析，得出更为准确的研究结果。并结合文献综述、实证研究和比较分析相结合的方法进行调查研究，利用相关统计软件进行数据的处理和分析，从而得到较为全面准确的研究结果，为后续的对策建议提供有力支持。

2.3 课程设置与教学内容分析

当前，机械专业课程设置大多仍以传统的机械工程学科为主，缺乏与其他学科的交叉融合。这种状况导致学生缺乏跨学科的知识和视野，难以适应新工科背景下多元化的产业需求。目前，机械专业实践教学存在诸多问题。一方面，实践教学环节相对独立，缺乏与理论教学的有机融合；另一方面，实践教学设施落后，实验设备不足，导致学生实践机会较少，难以达到理想的实践教学效果[5]。

2.4 问题分析

当前，机械专业教学方式仍以教师为中心，学生处于被动接受知识的地位。这种教学方式忽视了学生的主体地位，难以激发学生的学习兴趣和主动性，影响了教学效果的提升。在现有的教学模式下，实践教学与理论教学往往被割裂开来。这种状况导致学生难以将理论知识应用到实践中，也错过了通过实践加深对理论知识的理解的机会。由于教学模式的限制，当前机械专业教学中缺乏对创新能力的培养。这种状况导致学生在实践中缺乏创新意识和创新精神，只能机械地按照传统方法解决问题。

新工科背景下机械专业课程与教学模式存在的问题。这些问题不仅影响了机械专业人才的培养质量，还阻碍了机械专业的健康发展。因此，进行针对性的改革势在必行。

3 机械专业课程教学的改革措施

3.1 加强学科交叉融合的课程改革

为了适应新工科背景下多元化的产业需求，需要打破传统机械工程学科的限制，建立跨学科的课程体系。可以通过引入与机械专业相关的其他学科领域，例如材料科学、信息技术、生物学等，丰富和扩展机械专业的课程内容。同时，建立跨学科课程体系也需要关注不同学科之间的有机融合，避免简单的拼凑。在建立跨学科课程体系的基础上，还需要注重促进不同学科知识之间的融合。这可以通过组织一些跨学科的课程设计和项目实践，让学生有机会将不同学科的知识融合在一起，解决实际问题，提高其综合素质。

3.2 强化实践教学的改革措施

为了提高学生的实践能力和工程素养，需要改变传统以理论教学为主的教学模式，建立“理论+实践”的教学模式。该模式将实践教学与理论教学有机地融合在一起，通过引导学生参与实验、课程设计、实习等实践活动，加深对理论知识的理解，提高其动手能力和解决实际问题的能力。通过与相关企业合作，共同制定实践教学计划和内容，引入企业先进的生产技术和设备，为学生提供更加真实和有效的实践学习环境。同时，还可以通过校企合作，为学生提供更多的实习和就业机会，增强其社会竞争力[6]。

3.3 注重创新能力的培养措施

为了培养学生的创新意识和创新能力，需要建立以创新能力培养为核心的教学体系。该体系需要关注学生独立思考和自主学习能力的培养，设置一些具有挑战性的问题和实践项目，引导学生进行创新性思考和实践。同时，还可以通过开展一些创新竞赛、科研项目等活动，鼓励学生积极参与创新活动，提高其创新能力。为了更好地培养学生的创新能力，需要加强创新性实验项目与实践教学的结合。可以通过设置一些综合性、创新性的实验项目，引导学生自主设计和实施实验方案，培养其创新能力和实验技能。同时，还可以通过开展一些创新实践项目、科研训练等活动，为学生提供更加真实的创新实践环境，提高其创新能力[7]。

新工科背景下机械专业课程与教学模式的改革需要从加强学科交叉融合的课程改革、强化实践教学的改革措施以及注重创新能力的培养措施三个方面入手。

4 实践验证

4.1 实施改革措施前后的效果比较

通过实施课程改革和教学模式的改革，学生的学习积极性得到了显著提高。由于跨学科课程和实际应用结合更加紧密，学生的学习兴趣更加浓厚。同时，实践教学的加强也让学生更加深入地了解和掌握知识，从而更加主动地参与到学习中来。实施课程改革后，学生能够接触到更多的跨学科知识和前沿技术，从而拓宽了知识面。同时，通过与企业的合作，学生能够了解到最新的技术进展和市场趋势，对其未来的职业发展也有很大的帮助。

实践教学的加强让学生有更多的机会参与到实践操作中，从而提高了其实践能力。通过实验、课程设计、实习等多种形式的实践教学活动，学生能够更好地将理论知识应用到实际中，提高其解决实际问题的能力。通过建立创新能力培养为核心的教学体系，学生的创新能力得到了显著增强。在创新性实验项目和科研训练中，学生的创新意识、创新思维和创新能力都得到了很好的锻炼和提高[8]。

4.2 与其他高校机械专业的教学改革效果比较

与其他高校机械专业的教学改革进行了比较，大部分高校的教学改革措施主要包括：更新教材内容、引入新的教学方法、加强实践教学、开展校企合作等。比较发现，提出的课程改革和教学模式的改革措施具有一定的创新性，特别是跨学科课程的设置和实践教学的加强等方面。

比较分析了其他高校机械专业教学改革的效果，发现不同高校的教学改革效果存在差异。一些高校的教学改革措施实施后，学生的积极性和实践能力得到了提高，但创新能力培养仍需加强。提出的课程改革和教学模式的改革措施则更加注重学生创新能力的培养。通过与其他高校机械专业的教学改革进行比较，所提出的课程改革和教学模式的改革措施具有较好的创新性和实效性。但还需要注意到不同高校机械专业教学改革的特殊性，应结合实际情况进行相应的调整和完善[9]。

5 结语

通过对新工科背景下机械专业课程与教学模式进行了深入的研究和分析，发现存在一些问题，如学科交叉融合不足、实践教学环节薄弱以及创新能力培养不足等，导致难以适应多元化的产业需求。研究同时表明，课程改革和教学模式的改革措施可以有效地提高机械专业教育质量，培养更多具备创新精神和实践能力的高素质人才。具体来说，建立跨学科课程体系、促进学科知识融合，以及建立“理论+实践”的教学模式等措施能够更好地满足产业需求，提高学生的综合素质和应用能力。