新工科背景下產教融合型課程建設研究

摘 要：針對地方高校在“新工科”課程建設中面臨的資源短缺困局，本文從產教融合型課程建設需遵循的基本原則出發，以長沙理工大學《機械設計基礎》課程為例，提出了培養綜合型“新工科”人才的產教融合型課程建設方法，提高了對課程滿意度，為其他課程建設提供參考。

關鍵詞：“新工科”課程建設 產教融合 機械設計基礎

實現中華民族偉大復興需要依靠新質生產力，形成新質生產力離不開“新工科”人才培養，“新工科”背景下課程建設的需求呼之欲出。

“新工科”背景下的課程建設突出強調學生實踐、創新、國際競爭力的綜合培養[1]，且具有創新性、綜合性、跨學科性、國際性等特點[2]，而這些特點是以往課程建設所不具備的。如“新工科”課程建設要求學生具備國際競爭力，要求學生能閱讀并理解外語科技文獻，并能與國外同行學術交流。一者，我國與西方發達國家仍存在科技差距，科技工作者需廣泛學習外文科技文獻；再者，科技工作者需通過與國外同行學術交流促進我國的國際影響。然而，這種綜合能力的培養不能僅僅依靠以往模式的課程教學，必須開展“新工科”產教融合課程建設。

如圖1所示，本文先闡述“新工科”背景下課程建設現狀及難題，并介紹產教融合型課程建設內涵特點。然后，概括新工科課程建設應遵循的基本原則。以長沙理工大學《機械設計基礎》課程建設為例，提出針對措施并給出具體事例。

1 機械設計基礎課程建設概述

1.1 機械設計基礎課程建設內涵

“新工科”背景下產教融合型課程建設旨在依托產教融合教學平臺提升學生創新實踐及國際協作能力，包括新型課程開發和課程管理兩部分內容。新型課程開發是以新媒體網絡以及校內外聯合的產教融合平臺為載體，涵蓋教師培訓、教程開發、教學設施建設、學生與教師信息反饋機制建設等環節的軟、硬件課程資源的籌建過程。課程管理則是維護課程資源、跟進學生學習進度、反饋促進學習效果的過程?？梢?，新工科課程建設高度依賴課程資源，包括教師、教室、教材、實驗室等傳統資源，以及校外導師、實踐平臺等新型資源。

《機械設計基礎》是面向機械、土木、材料等工科類本科生的專業基礎課程，旨在培養學生掌握通用機械零部件結構的基本原理與設計方法，并要求學生具備一定的機械工程實踐與表達能力。該課程具有知識面廣、理論性強、注重應用、更新迅速等特點。其課程內容不僅包含連桿機構、齒輪機構、凸輪機構、輪系等復雜機構原理及性能的闡述，還包含齒輪、蝸桿、螺紋、軸承等零件設計方法介紹。課程內容的闡述借助了復雜的數學理論，故而晦澀難懂且枯燥乏味。如介紹直齒輪接觸強度時，引入了Hertz接觸理論；介紹直齒輪彎曲強度時，引入了懸臂梁理論。因此，學生理解復雜的機械原理，對機械結構進行創新設計并開展國際溝通協作并非易事。

1.2 產教融合型課程建設現狀及面臨的難題

2017年教育部高等教育司發布開展新工科研究與實踐的通知[1]以來，我國大部分本科院校對機械專業課程進行了課程建設與改革。近年來，科技迅速發展、產業不斷升級，對本科生能力培養提出了更高要求[3]。新工科課程內容設計不僅要緊扣最新科研成果，且需緊跟市場應用變化，高校建設及教師培養也面臨挑戰。

仝月榮等[4]認為，頭部高校因資源優勢在工科課程建設、產學研合作項目、大創競賽等方面屢創佳績，而許多地方高校建設新工科課程卻面臨困難，主要表現在教學平臺、師資、教程、教學制度、基礎設施等資源不足。地方高校在新工科課程建設中資源短缺的直接原因是發展經費受限[5]，而深層次原因則是科研教研成果未能有效轉化，為課程建設提供額外資金，未能形成科研教研成果與課程建設良性循環發展。因此，研究如何建設適應未來發展的新工科人才培養課程值得高教工作者深思。

2 產教融合型機械設計基礎課程建設應遵循的主要原則

2.1 學生主體原則

在傳統課程建設中，教師常被當成課程主體，著重強調教師的“教”，即按時按量完成教學學時?！靶鹿た啤闭n程建設中，學生應為新課程主體，應側重學生的“學”，即學完多少學時，掌握何種專業基礎、實踐經驗、創新能力、國際交流能力等。如學生要完成一定學時的機械設計與試制實踐；參與一定課時的對外溝通與學術交流等。因此，“學生學什么”“學生如何學”“學生學得如何”等才是產教融合型課程建設需重點關注的新課題。

2.2 成果導向原則

OBE理念[6]是以學生學習成果為教學目標。產教融合型課程建設旨在培養學生強理論基礎、強實踐創新能力、強國際競爭力的復合型素質。因此，產教融合型課程建設應強調給學生創造機械設計及制造的實踐機會。學生國際競爭力的培養依賴于創新型教材的建設，一者需參考國際教材，引入國外先進設計相關內容；二者，需盡量給學生創造對外交流平臺，才能實踐出國際交流能力。

2.3 系統性原則

產教融合型課程建設過程中，學生、教師、產教平臺、教材等各因素構成統一整體，應重視各環節的協調作用，才能獲得高質量的教學成果。此外，《機械設計基礎》課程系統地囊括了多種機械零件結構工作原理、運動特性、設計方法、材料選擇等，應注重知識點貫通，促進學生構建系統性知識體系。此外，新工科課程建設系統性還體現在學生對國內外設計理念及方法的全面性掌握。

2.4 學以致用原則

《機械設計基礎》作為一門工科課程，其核心要求是使學生能設計出符合應用需求并在國際上具備競爭力的機械產品，力爭擺脫國外“卡脖子”技術的封鎖。因此，產教融合教學中，要注重機械設計理論方法與應用實踐的結合，引導學生針對實際產品進行理論學習與設計實踐，并能與國際同行進行專業技術交流。

3 產教融合型機械設計基礎課程建設困境的破解之道

3.1 創建產教融合教學平臺，建設“雙師型”教師隊伍

產教融合教學平臺依托高校與知名企業共建，包含校內與校外兩部分教學資源。校內包括教師講課、學生實驗、設計競賽等環節，校外包括生產實習、產品試制、產品檢測等環節。產教融合教學平臺不僅給學生提供超課本學習體驗，還有益于加強高校與企業的科研項目合作、促進科研項目落地。此外，產教融合教學平臺為學生與企業增進了解提供了渠道，為企業引人和學生就業創造了條件。

產教融合型教學模式中，教師講課、學生實驗、設計競賽等校內環節由傳統的校內導師引導完成，產品的設計與試制等校外環節由企業導師引導學生完成?！半p師型”教師教學貫穿機械設計的整個生命周期，補齊了傳統教師只注重課堂理論的短板，對學生實踐能力、創新能力培養大有優勢。

3.2 設置科研型多媒體教程，改革課程學時比例

科研型多媒體教程不僅具備傳統教程的知識點、例題、作業、考試等聲音、動畫、圖像、文字內容，還包含機械設計制造科研現狀相關的研究方法、研究成果、研究動態等內容展示，增進學生了解科研，激發學生科研興趣。不僅避免純粹理論講解的乏味性，還提供了課程思政元素。

課程學時比例是指課程總學時中不同課程任務的學時分配，直接關系到學生對課程的參與方式與參與程度，最終影響學習效果。新工科產教融合型課程應當包括課內與課外兩部分學時，課內學時主要為理論學時與實驗學時等，課后學時包括自學學時與生產試制實踐學時。適當提高課外學時占比是新工科課程建設的改革方向。

3.3 改革課程考核方式，注重課外內容考核

傳統工科課程考核方式以理論考試為主，新工科課程需加強第二課堂學習成果的考核。第二課堂考核可適當采用遞交論文、科技匯報、實物制作、方案呈現等多種形式，旨在體現學生參與程度和獲得感。此外，第二課堂的學分認定應當與校內課堂統一尺度，適當提高第二課堂分值比例（建議不少于40%），突出培養學生實踐能力與創新能力。

3.4 創造國際交流條件，培養國際交流能力

目前，我國科技發展在部分領域比發達國家尚存差距，科技工作者需與國外同行保持交流學習并建立合作。新工科課程建設要注重培養學生國際交流的意識與能力。一者，高校應當根據自身條件給學生創造國際交流的氛圍與平臺，并在校內校外雙導師引導下適當開展學術交流實踐。二者，高校應適用考核學生國際交流實踐情況作為畢業條件。

4 機械設計基礎課程建設實踐與成果

此部分介紹新工科產教融合型《機械設計基礎》課程建設的實踐成果。目前，長沙理工大學汽機學院與三一重工、中聯重科等著名企業均掛牌建立了產教融合教學基地，每年約600名學生派往校外基地完成《機械設計基礎》教學活動，并配備校外導師，如表1所示。

課堂學時從原來的40學時減少為32學時，增加了網絡自學10學時要求，并把實踐學時從2學時增大到6學時。課程考核方面，把傳統的“綜合成績=平時成績×40%+期末成績×60%”考核機制改革成“綜合成績=平時成績×50%+期末成績×50%”，加大平時成績的考核力度，并明確規定第二課堂在平時成績中占大比例。

此外，我校創造了與馬來西亞的馬來亞大學合作辦學新模式，設置了A、B、C三版英語教學的《機械設計基礎》國際課程并對所有學生開放，給學生提供了良好的國際交流環境。

此外，我校大量引入博士研究生從事本科教學，并要求課件中加入科研元素。如傳統課件中只介紹齒輪傳動與幾何模型，在新工科課件中加入了齒輪傳動有限元仿真模型介紹（見圖2），增強了學生對齒輪研究的初步了解。

實踐證明，產教融合課程建設后，學生對《機械設計基礎》課程滿意度從88%大幅提升至96%，該教學模型已推廣到校內近10門工科課程，且在評課系統上得到平均90%以上好評率。此外，我校學生經校外教學基地培訓過后，在大創項目、科技競賽等方面的成績顯著提高。

5 結語

學生創新、實踐、國際競爭等綜合能力培養不能完全依靠書本教學，產教融合是可行的“新工科”課程建設方法。堅守學生主體、成果導向、系統性與學以致用原則，通過創建產教融合教學平臺、建設“雙師型”教師隊伍、設置科研型多媒體課程、改革課程學時比例、改革課程考核方式、創造國際交流條件等多種手段，定能在未來“新工科”課程建設中培養好學生的實踐、創新、國際交流等綜合能力，全方位踐行從培養應用型人才到培養科研型人才的理念轉變。

基金項目：1.教育部產學合作協同育人項目“基于校企協同育人的機械設計課程教學內容改革”（202102259002）；2.湖南省普通本科高校教學改革研究項目重點項目“‘專精特新’卓越工程師培養改革與實踐”（202401000611）；3.教育部產學合作協同育人項目“大外語背景下面向校企合作的科技翻譯高素質人才培養路徑探索”（220501066022629）。

參考文獻：

[1]教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知：高教司函〔2017〕6號.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297158.html.

[2]田麗梅，趙杰，商延賡，等.“新工科”背景下“仿生設計學”課程建設的思考[J].教學革新，2022，5（13）：10-12.

[3]周潔.“新工科”背景下以學生為主體的問題導向型創新人才培養模式的研究[J].科技與創新，2022，16：113-115.

[4]仝月榮，陳江平，張執南，等.產教深度融合-協同探索面向新工科的創新人才培養模式——以上海交通大學學生創新中心為例[J].實驗室研究與探索，2020，39（11）：194-198.

[5]郗艷梅，張鐵壁，張鵬程.地方新工科機械類專業產教融合模式的探索與實踐[J].教育教學論壇，2022（11）：133-136.

[6]張鵾，王東生，魏樹國，等.基于OBE理念的混合式教學研究與實踐——以“機械工程控制基礎”課程為例[J].職業技術，2023，22（10）：82-88.