“項目任務+學科競賽”雙核驅動的教學創新與實踐
——以機械原理課程為例

古妮娜，郭攀成，張繼林，羅文翠

（蘭州工業學院 機電工程學院，甘肅蘭州 730050）

根據建設創新型國家的戰略需要，培養大學生的創新能力已成為高校教學的重要任務。針對機械類專業人才的創新能力培養是一個系統性工程，其中，機械原理是機械類專業重要的核心基礎課程，對培養學生創新能力起到重要的作用。結合高等學校教學改革，以及當前我國積極推進新工科建設，探索工程教育改革的新模式、新經驗，課程組將“以學生為中心，以培養創新能力為核心”的理念作為教學改革的指導，充分探索課堂教學、課程設計、創新性實驗、學科競賽多維度融合的教學體系建設，立足國際標準，把握機械行業的發展趨勢，培育機械人才[1-3]。

機械原理課程是面向機械類專業開設的一門大類學科專業基礎課程。在專業人才培養方案中，機械原理課程不僅在學習進程上具有從理論性課程到結合工程實際的設計性課程的過渡作用，從基礎課程到專業課程的橋梁作用，而且還具有對機械設計專業學生進行基本素質培養的啟蒙作用[4]，主要培養學生分析問題與解決問題的能力，為學生進一步學習專業課程打下良好的基礎。

1 教學過程中存在的問題

在新工科建設背景下，高校需構建一流學科體系，促進工科專業高質量發展。但是在實際教學過程中，存在著專業課程內容較多，課時設置較少，實踐環節與理論教學脫節等問題，導致教學效果不理想[5]。在課程建設過程中，通過收集用人單位反饋意見、社會需求調查、學生反饋及自我反思，并對學情、考情、環境進行綜合分析，發現存在影響學生學習效果、制約學生全面發展的問題，主要體現在以下三方面：

1.1 課程抽象難懂，缺乏前沿性和時代性

機械原理課程是一門技術基礎課程，較物理、理論力學等理論課程更加結合工程實際，但又與講授專業機械的課程有所不同，主要針對各種機械中的一些共性問題進行較為深入的理論講授。且教師通常只看重經典理論的講解，忽視學科發展前沿知識，不利于學生認知結構網絡的建構和邏輯思維能力的形成，因此，如何重構拓展課程內容，幫助學生對所學知識及時消化、吸收、內化，是亟待解決的問題[6]。

1.2 以教師為中心，僅注重理論知識講解

傳統課程教學方式以教師為中心，重視理論知識講解，忽視實踐教學。因此，教師需轉變觀念，讓學生成為學習的中心，開展“項目任務+學科競賽”雙線融合的探究式教學，激發學生自主學習意識，調動學生學習積極性，能更好地實現教學目標。

1.3 教學模式陳舊，需進行革新

教學模式過于陳舊，缺乏創新性，無法激發學生的學習興趣。在課堂教學中，教師需大力采用開放式教學、體驗式教學、參與式教學等多元化教學手段，將課程設計為有深度、有難度、有挑戰度的“金課”[7]。以“項目任務+學科競賽”為推手，加強對學生實踐能力、探究能力的培養，結合多元化考核方式，通過教學模式和考核方式的改革，讓教師的“教”與學生的“學”統 一[8-10]。

2 創新理念及思路

在新工科建設背景下，機械原理課程教學應具有現代機械教育的基本框架，立足于工程教育專業認證標準，全面創新工科教育，實現“理實”教育相融合，把握機械工程行業的發展趨勢，根據專業特色及前沿科技更新知識體系，以學生為中心，創新教育教學手段。針對機械原理教學過程中長期存在的問題，教師應堅持以學生為中心、以能力為核心、以需求為重心，注重對學生積極主動性的激發和引導，轉變教學理念，讓學生在課堂教學中發揮主體作用[11]?；诮虒W過程和學生認知規律，教師應采用“項目驅動+學科競賽”融合的混合式教學模式，開展重塑教學內容、重組教學活動、重建評價體系的“三重”教學創新實踐，最終實現教學目標[12]。

3 創新方法及途徑

3.1 重塑多維度教學內容，搭建立體化教學環境

基于蘭州工業學院培養“高素質、重應用、善創新、強能力”的應用型本科人才的辦學定位，結合機械類專業培養目標、學生畢業要求以及崗位職責的產出導向，教學團隊制定機械原理課程教學大綱和教學內容。為了開展“厚基礎、寬視野、強分析及解決復雜工程問題能力”的培養，并滿足以“分析、評價及創新”為主線的工程認知能力和思辨創新能力培養的工程創新教育發展的新要求，機械原理課程教學應堅持理論教學、實踐環節、科技前沿、工程實際、技術能力的融會貫通，強化課程的實用性、先進性、系統性、綜合性、高階性，采用“三庫一教材”，重塑教學內容。在傳統教材內容的基礎上，教師添加以新工科建設為背景的多層次項目任務庫，內容涉及現代數字化設計、智能化機械設計、工業大數據分析等前沿知識，多層次設置任務，做到理論知識學習不脫離教材，專業能力訓練不脫離實際，綜合素質培養不限于專業，實施過程不依賴教材，滿足教學內容拓展及創新能力培養的要求。

教學內容的多輪迭代與擴充，讓課程講授不再局限于傳統的教室，而是讓學生帶著問題走進工程訓練中心、重點實驗室、協同創新中心、實踐基地等。蘭州工業學院全方位提供教學支持，注重現代教學資源的建設和使用，在“項目任務+學科競賽”雙核驅動下，搭建立體化教學環境，實現課堂在空間維度上的外延。

3.2 多元化教學活動增加課程趣味性

教師將課堂從時間維度上外延至課前、課后，培養學生高階能力，采用遞進式教學體系，既保障課程講授的質量，又提升學生的參與度，如圖1 所示。

圖1 遞進式教學保障體系

教師充分利用信息化教學手段，基于“項目任務+學科競賽”雙線融合，打造線上線下、課內課外一體化的混合式教學模式，教學方法科學高效，理論聯系實際。教師采用探究式教學模式，引導學生主動參與，構建師生雙線課堂，根據教學目標、重難點、教學分析，結合學生認知習慣和學習特點，從課前、課中、課后三方面進行系統設計。課前，線上、線下兩線并舉，學生掌握低階內容。課中，整堂課劃分為教師精講、互動教學、檢測拓展、小結升華四個階段，形成對分課堂，實現從低階目標向高階目標的過渡。課后，學生通過“練”“拓”達成教學目標，其中“練”就是通過課后作業鞏固知識、通過實驗實訓增強能力；“拓”就是通過任務匯報拓展知識，以賽促學拓寬視野。教師通過“賞析”“答疑”“反思”，實現教學目標，其中“賞析”是通過批改作業評估教學質量、“答疑”是通過線上解惑促進師生交流、“反思”是通過教學復盤及時調整教學策略。

3.3 強化過程性考核

過程性考核以學生為中心，將考核任務分解到學生日常學習過程中，增強了“學”與“教”的反饋，能夠實現學習效果和教學效果的持續改進，凸顯學習產出效果，注重學生能力的培養，能夠在一定程度上幫助學生實現自主學習[13-14]。針對前期過程性考核存在的問題，教師改進考核模式，降低課后作業所占比例，利用隨機單元測試、項目積分、科創成果加分等方式，提高了考核評價結果的真實性和可靠性。

成果考核是學生將任務成果展示與匯報，由學生自評、生生互評、教師評價組成。學生自評能夠使學生自行檢查學習目標達成度，反思學習中存在的問題，及時改進；生生互評能激發學生團隊協作意識，在評價與被評價中改進學習方法；教師評價幫助學生快速找到解決問題的方法，教師對教學過程進行復盤，制定應對措施和改進計劃。全面系統的評價體系讓學生、教師得以共同成長。

4 結語

經過教學創新，教學團隊解決了教學問題，實現了多層次教學目標。從學生端的反饋來看，學生由“被動學”變為“主動參與”，學習熱情較高，對多層次任務設置十分感興趣，切實鍛煉了工程設計能力和實踐能力。機械原理課程以“項目任務+學科競賽”為載體，發揮項目驅動、學科競賽導入的雙核作用，引導學生自主學習，將項目任務內容設置和學科競賽主題及課程體系結合，把創新能力和工程實踐能力的培養融入教學全過程，為學生提供理論與實踐融合的學習機會，多維度培養學生綜合能力，實現培養目標。