“项目任务+学科竞赛”双核驱动的教学创新与实践——以机械原理课程为例

古妮娜，郭攀成，张继林，罗文翠

（兰州工业学院 机电工程学院，甘肃兰州 730050）

根据建设创新型国家的战略需要，培养大学生的创新能力已成为高校教学的重要任务。针对机械类专业人才的创新能力培养是一个系统性工程，其中，机械原理是机械类专业重要的核心基础课程，对培养学生创新能力起到重要的作用。结合高等学校教学改革，以及当前我国积极推进新工科建设，探索工程教育改革的新模式、新经验，课程组将“以学生为中心，以培养创新能力为核心”的理念作为教学改革的指导，充分探索课堂教学、课程设计、创新性实验、学科竞赛多维度融合的教学体系建设，立足国际标准，把握机械行业的发展趋势，培育机械人才[1-3]。

机械原理课程是面向机械类专业开设的一门大类学科专业基础课程。在专业人才培养方案中，机械原理课程不仅在学习进程上具有从理论性课程到结合工程实际的设计性课程的过渡作用，从基础课程到专业课程的桥梁作用，而且还具有对机械设计专业学生进行基本素质培养的启蒙作用[4]，主要培养学生分析问题与解决问题的能力，为学生进一步学习专业课程打下良好的基础。

1 教学过程中存在的问题

在新工科建设背景下，高校需构建一流学科体系，促进工科专业高质量发展。但是在实际教学过程中，存在着专业课程内容较多，课时设置较少，实践环节与理论教学脱节等问题，导致教学效果不理想[5]。在课程建设过程中，通过收集用人单位反馈意见、社会需求调查、学生反馈及自我反思，并对学情、考情、环境进行综合分析，发现存在影响学生学习效果、制约学生全面发展的问题，主要体现在以下三方面：

1.1 课程抽象难懂，缺乏前沿性和时代性

机械原理课程是一门技术基础课程，较物理、理论力学等理论课程更加结合工程实际，但又与讲授专业机械的课程有所不同，主要针对各种机械中的一些共性问题进行较为深入的理论讲授。且教师通常只看重经典理论的讲解，忽视学科发展前沿知识，不利于学生认知结构网络的建构和逻辑思维能力的形成，因此，如何重构拓展课程内容，帮助学生对所学知识及时消化、吸收、内化，是亟待解决的问题[6]。

1.2 以教师为中心，仅注重理论知识讲解

传统课程教学方式以教师为中心，重视理论知识讲解，忽视实践教学。因此，教师需转变观念，让学生成为学习的中心，开展“项目任务+学科竞赛”双线融合的探究式教学，激发学生自主学习意识，调动学生学习积极性，能更好地实现教学目标。

1.3 教学模式陈旧，需进行革新

教学模式过于陈旧，缺乏创新性，无法激发学生的学习兴趣。在课堂教学中，教师需大力采用开放式教学、体验式教学、参与式教学等多元化教学手段，将课程设计为有深度、有难度、有挑战度的“金课”[7]。以“项目任务+学科竞赛”为推手，加强对学生实践能力、探究能力的培养，结合多元化考核方式，通过教学模式和考核方式的改革，让教师的“教”与学生的“学”统 一[8-10]。

2 创新理念及思路

在新工科建设背景下，机械原理课程教学应具有现代机械教育的基本框架，立足于工程教育专业认证标准，全面创新工科教育，实现“理实”教育相融合，把握机械工程行业的发展趋势，根据专业特色及前沿科技更新知识体系，以学生为中心，创新教育教学手段。针对机械原理教学过程中长期存在的问题，教师应坚持以学生为中心、以能力为核心、以需求为重心，注重对学生积极主动性的激发和引导，转变教学理念，让学生在课堂教学中发挥主体作用[11]。基于教学过程和学生认知规律，教师应采用“项目驱动+学科竞赛”融合的混合式教学模式，开展重塑教学内容、重组教学活动、重建评价体系的“三重”教学创新实践，最终实现教学目标[12]。

3 创新方法及途径

3.1 重塑多维度教学内容，搭建立体化教学环境

基于兰州工业学院培养“高素质、重应用、善创新、强能力”的应用型本科人才的办学定位，结合机械类专业培养目标、学生毕业要求以及岗位职责的产出导向，教学团队制定机械原理课程教学大纲和教学内容。为了开展“厚基础、宽视野、强分析及解决复杂工程问题能力”的培养，并满足以“分析、评价及创新”为主线的工程认知能力和思辨创新能力培养的工程创新教育发展的新要求，机械原理课程教学应坚持理论教学、实践环节、科技前沿、工程实际、技术能力的融会贯通，强化课程的实用性、先进性、系统性、综合性、高阶性，采用“三库一教材”，重塑教学内容。在传统教材内容的基础上，教师添加以新工科建设为背景的多层次项目任务库，内容涉及现代数字化设计、智能化机械设计、工业大数据分析等前沿知识，多层次设置任务，做到理论知识学习不脱离教材，专业能力训练不脱离实际，综合素质培养不限于专业，实施过程不依赖教材，满足教学内容拓展及创新能力培养的要求。

教学内容的多轮迭代与扩充，让课程讲授不再局限于传统的教室，而是让学生带着问题走进工程训练中心、重点实验室、协同创新中心、实践基地等。兰州工业学院全方位提供教学支持，注重现代教学资源的建设和使用，在“项目任务+学科竞赛”双核驱动下，搭建立体化教学环境，实现课堂在空间维度上的外延。

3.2 多元化教学活动增加课程趣味性

教师将课堂从时间维度上外延至课前、课后，培养学生高阶能力，采用递进式教学体系，既保障课程讲授的质量，又提升学生的参与度，如图1 所示。

图1 递进式教学保障体系

教师充分利用信息化教学手段，基于“项目任务+学科竞赛”双线融合，打造线上线下、课内课外一体化的混合式教学模式，教学方法科学高效，理论联系实际。教师采用探究式教学模式，引导学生主动参与，构建师生双线课堂，根据教学目标、重难点、教学分析，结合学生认知习惯和学习特点，从课前、课中、课后三方面进行系统设计。课前，线上、线下两线并举，学生掌握低阶内容。课中，整堂课划分为教师精讲、互动教学、检测拓展、小结升华四个阶段，形成对分课堂，实现从低阶目标向高阶目标的过渡。课后，学生通过“练”“拓”达成教学目标，其中“练”就是通过课后作业巩固知识、通过实验实训增强能力；“拓”就是通过任务汇报拓展知识，以赛促学拓宽视野。教师通过“赏析”“答疑”“反思”，实现教学目标，其中“赏析”是通过批改作业评估教学质量、“答疑”是通过线上解惑促进师生交流、“反思”是通过教学复盘及时调整教学策略。

3.3 强化过程性考核

过程性考核以学生为中心，将考核任务分解到学生日常学习过程中，增强了“学”与“教”的反馈，能够实现学习效果和教学效果的持续改进，凸显学习产出效果，注重学生能力的培养，能够在一定程度上帮助学生实现自主学习[13-14]。针对前期过程性考核存在的问题，教师改进考核模式，降低课后作业所占比例，利用随机单元测试、项目积分、科创成果加分等方式，提高了考核评价结果的真实性和可靠性。

成果考核是学生将任务成果展示与汇报，由学生自评、生生互评、教师评价组成。学生自评能够使学生自行检查学习目标达成度，反思学习中存在的问题，及时改进；生生互评能激发学生团队协作意识，在评价与被评价中改进学习方法；教师评价帮助学生快速找到解决问题的方法，教师对教学过程进行复盘，制定应对措施和改进计划。全面系统的评价体系让学生、教师得以共同成长。

4 结语

经过教学创新，教学团队解决了教学问题，实现了多层次教学目标。从学生端的反馈来看，学生由“被动学”变为“主动参与”，学习热情较高，对多层次任务设置十分感兴趣，切实锻炼了工程设计能力和实践能力。机械原理课程以“项目任务+学科竞赛”为载体，发挥项目驱动、学科竞赛导入的双核作用，引导学生自主学习，将项目任务内容设置和学科竞赛主题及课程体系结合，把创新能力和工程实践能力的培养融入教学全过程，为学生提供理论与实践融合的学习机会，多维度培养学生综合能力，实现培养目标。