首页 > 论文范文 > 教育综合论文 > 高等教育论文 > 新工科背景下机械创新理论与实践课程教学模式探索

新工科背景下机械创新理论与实践课程教学模式探索

2024-05-16 43 上传者：管理员

摘要：高等院校专业课程教学模式往往偏重理论知识的传授，忽视学生实践能力和创新能力的培养，因此，需要倡导学生在解决问题和实践中运用创新思维和创新意识。创新创业类课程——机械创新理论与实践，通过课程定位设置、实施过程和多指标点考核，培养学生的创新思维、综合能力和实践能力，提升学生的人文素养与团队合作等非技术性能力，使其能够更好地适应未来经济、社会发展的要求，实现个人职业发展。

关键词：
创新创业
创新创业精神
教学改革
新工科
高等教育
加入收藏

新工科教育是以适应当前科技发展和工业转型需求为目标的一种新型工科教育模式，其旨在培养高等学校学生具备跨学科综合能力和创新创业精神的工程技术人才，以应对新时代的复杂挑战。新工科的主要特点之一是跨学科融合，强调不同学科的融合与交叉，培养学生的综合素养。在此背景下，学生不仅需要掌握本专业领域的核心知识，还需要大力提升创新精神和创业能力。倡导学生在解决问题和实践中运用创新思维和创业意识，为经济社会的发展带来积极的变革和创新。

李尚璁等分析基于工程应用能力培养的专业课程教学现状，如对实验教学与学生能力培养的关系把握不够准确等问题，提出以多维整合模型为基础建立系统化的实验课程[1]。宋朝霞等基于双创背景的教育要求，从课程体系、专创融合、教学内容和教学方式、考核方式等方面探讨高等学校进行创新创业教育教学改革的路径[2]。甘志梅等基于工程教育认证理念，以“一中心、二融入、三结合”的教学改革思路，从教学内容、教学方法、考核评价等方面进行汽车电器与电子控制技术课程教学改革探索[3]。袁晶文等基于高校课程考核方式的深入改革，以工程地质课程为例引入基于过程性考核评价的多元考核方式，分析改革过程中教师与学生的关系变化[4]。侯俊剑等基于新时代产业背景下车辆工程专业建设的要求及发展形势，对车辆工程专业专业课程的设置及改革进行了分析[5,6]。

传统课程教学模式往往偏重理论知识的传授，忽视学生实践能力和创新能力的培养。新工科背景下的课程教学改革需要更好地培养学生的综合能力，注重培养学生的实际动手能力、团队合作能力以及创新精神，使学生在学习过程中获得更为全面的能力提升。

1、创新创业类课程定位设置

机械创新理论与实践是机械设计制造及其自动化专业专业教育课程平台的选修课程之一，旨在培养学生工程观念及创新思维。机械设计制造及其自动化专业课程平台设置如图1所示。该课程以全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等国家级竞赛为轴线，通过对历届各类国家级大赛的解析、典型作品鉴赏等，培养学生创新创业设计的素养与能力。

图1 机械设计制造及其自动化专业课程平台设置

2、创新创业类课程实施过程

机械创新理论与实践课程课时总计32学时，其中课堂教学课时6学时。在教学实施过程时，充分考虑专业教学与新工科教育融合，教学课程凸显以下四个方面：

1）注重跨学科合作与融合，培养学生创新思维。传统的课程教学往往注重知识传授，忽视培养学生的能力和素养。现代社会对人才的需求越来越多样化，不仅需要学生具备扎实的学科知识，还需要具备创新思维、沟通能力、协作能力等综合素质。

机械创新设计涉及多个方面的内容，包括设计理念的创新、材料和制造工艺的改进、机械系统结构的优化以及智能化技术的应用等。在课程教学过程中需要学生掌握创新设计的原理、方法与步骤，培养学生的自主学习能力、批判性思维能力和创新精神，使他们能够适应未来社会的发展需求。

机械创新理论与实践课程教学改革贴合社会对人才的需求，培养出更加适应社会发展需求的人才。鼓励学生在工程、科学、技术和数学等领域开展跨学科学习，并培养综合解决问题的能力。课堂教学环节详细解读历届各类国家级竞赛的主题和内容、选题方法和技巧、时间节点把握、参赛作品说明书或研究报告的格式要求与撰写内容、参赛技巧等。结合参赛主题概述常规机械创新的理论与方法，详细讲解获奖团队作品的创新思维、创新设计及创新结构，使学生在创新能力、创新思维能力等方面得到较强的训练。

2）强调实践动手能力与创新，培养学生创新能力。机械创新理论与实践课程旨在培养学生将大学期间所学的机械系统设计、新技术应用、创新与发明、工程实践等方面的知识和技能应用到实际机械工程项目，让学生通过真实案例的解决来提升其所学的知识和技能，培养学生的创新思维能力，使其具备将创新理论转化为实际应用的能力。

该课程实验课时为20学时，实验内容主要基于德国慧鱼创意组合模型，让学生掌握各种机构的组成及原理，正确计算与掌握机构组成构件数目、运动副数目及种类等；在掌握机械模型组成的原理和方法基础上，培养学生搭建可行的竞赛项目设计方案；最终培养学生利用各种机械加工设备和实验室提供及外购原材料，制作符合竞赛主题的实物机械或模型。实验教学方式采用课堂教学、分组选题、分组讲演、集体点评、老师总结及模型制作等，充分调动学生参加机械类竞赛参赛的积极性，激发学生创新意识，促进学生实践能力的培养，鼓励学生参与创新项目。

3）项目式团队实验模式，培养学生团队合作精神。团队合作能力的培养对学生个人成长和职业发展非常重要，其不仅能提升学生分析解决问题能力、沟通与协调能力，还能培养团队合作技巧，增加职业竞争力，使学生能够更好地适应现代社会和未来职业发展的需求，取得更好的成果和成功。

机械创新理论与实践课程开展项目汇报工作，设立小组项目，在实验环节将学生分成小组完成项目，通过分工合作、协调沟通等过程，培养他们的团队合作能力。鼓励学生在学习中相互帮助和合作，设立学习小组或配对制，让学生共同解决问题，分享知识和经验。实验过程中强调有效沟通的重要性，并指导学生如何进行清晰、准确、友好的沟通。在实验团队合作中培养学生潜力，鼓励相关负责人承担责任、发挥领导作用，并帮助其他成员实现团队目标，同时对团队合作进行评估，并及时给予反馈，有助于学生了解自己的优势和改进点，激发他们的团队合作动力。

通过项目式团队合作实验模式让学生深入实践，培养学生的团队协作能力和问题解决能力，引导学生从学习中发现问题、解决问题，培养学生的创新精神和实践能力。

3、创新创业类课程多指标点考核

课程多指标点考核是一种综合评价学生课程学习成果和能力表现的方式，通过多指标点考核，可以全面评估学生在知识掌握、问题解决、创新能力、沟通表达、团队合作等方面的学习情况，有助于准确地了解学生的整体学习水平和能力发展。

机械创新理论与实践课程目标及评价方式如表1所示。学生成绩构成整体上学生课堂表现占比20%，实践占比30%，设计方案、作品模型及研究报告占比50%。

表1 机械创新理论与实践课程目标及评价方式

课程目标1通过学生设计制作出符合要求参赛作品，并且能够对作品的技术经济指标作出合理的评判，培养学生综合运用所学知识和技能，分析工程问题并提出解决方案的能力。

课程目标2通过学生创新方案的总体设计、详细设计及具体实施过程，培养学生独立思考及创新能力。

课程目标3通过学生实验报告撰写、实验过程描述及实验结果分析，培养学生实验设计、实验数据处理、文档编辑等方面的能力。

课程目标4通过学生课堂表现及团队竞赛作品的评判，考察学生在团队合作方面的表现。

课程目标5通过学生查阅相关创新设计类的文献与专利的资料，并进行合理的比对、分析与引用，培养学生利用网络获取知识和信息的能力。

通过多指标点考核教师能够更全面地了解学生的学习情况，为学生提供个性化的教学和指导，促进学生全面发展和综合素质的提高。学生能够获得更准确的评价结果，了解自己的学习成果和不足，有针对性地提升自身能力。该模式有利于培养学生成为具备综合能力和实际运用能力的人才，适应现代经济社会发展和职场需求。

4、总结

机械创新理论与实践课程教学注重创新创业教学内容，其不仅能够培养学生的创新创业能力，提升学生综合能力与素质，还能够促进教育模式和教师专业素养的提升。该课程在培养学生具备专业知识和技能基础上，还能使学生具备广泛的综合素养，提升学生的人文素养与团队合作等非技术性能力，使其能够更好地适应未来经济、社会发展的要求，实现个人职业发展目标。

参考文献:

[1]李尚璁,刘鲁钰,李海瑜.基于工程应用能力培养的专业课程教学改革:以自动测试技术课程为例[J].学园,2023,16(36):16-18.

[2]宋朝霞,李亚林.创新创业背景下高校教育教学改革路径探讨[J].科技风,2023(33):75-77.

[3]甘志梅,高伟,初长宝,等.工程教育认证背景下的教学改革实践:以汽车电器与电子控制技术课程为例[J].汽车实用技术,2023,48(22):163-167.

[4]袁晶文,张彩霞.课程考核方式改革及“教”“学”关系的探索研究:以工程地质课程为例[J].科教文汇,2023(22):105-108.

[5]翟洪飞,肖艳秋,侯俊剑,等.新时代背景车辆工程专业课程革新的必要性[J].教育现代化,2019,6(86):89-90.

[6]侯俊剑,翟洪飞,张柳,等.产业背景下车辆工程专业的建设与思考[J].化工管理,2018(1):11-13.

基金资助:2022年河南省专创融合特色示范课程立项建设项目——《机械创新理论与实践》(教高[2023]72号);

文章来源:翟洪飞,都金光,侯俊剑,等.新工科背景下机械创新理论与实践课程教学模式探索[J].汽车实用技术,2024,49(09):163-166.