新工科背景下”三合一贯・同课异构・三阶多元” 课程建设模式研究

一、引言

新一轮科技革命与产业变革推动高等工程教育进入转型期，新工科建设要求以产业需求为导向，培养具备跨界整合能力、创新思维和实践素养的复合型人才。《机械原理》作为机械类专业的核心基础课程，承担着培养学生机械系统分析与设计能力的重要使命，其教学质量直接影响后续专业课程学习与工程实践能力形成。然而，传统课程教学存在三大突出问题：一是教学内容与前沿技术脱节，以经典理论为主，缺乏对智能制造、机器人技术等新兴领域的融入；二是教学模式以教师为中心，单向讲授导致学生主动参与度低，难以培养创新思维；三是评价机制侧重期末考核，忽视过程性能力培养与价值塑造，与 OBE" 成果导向" 理念不符。

近年来，国内高校围绕机械类课程改革进行了积极探索，如清华大学将科研项目转化为教学案例，哈尔滨工业大学通过学科竞赛驱动实践教学，但多数研究仍停留在单一环节的优化，缺乏 “理念 - 内容 - 模式 - 评价”的系统性重构。基于此，本研究以山东省一流本科课程《机械原理》为依托，借鉴前期省部级教改项目经验，构建 “三合一贯·同课异构·三阶多元” 课程建设模式，旨在破解传统教学痛点，为新工科背景下的课程改革提供可参考的实践模式。

二、课程建设模式的核心框架

（一）创新 “修德·强技·乐学” 课程理念

以新工科建设要求与 OBE 理念为双重导向，提出 “修德·强技·乐学” 三位一体的融合创新理念。”修德” 维度聚焦课程思政，深入挖掘《机械原理》中的思政元素：在 “机械传动”章节解析中国高铁齿轮箱设计中的工匠精神，在 “机构创新” 模块讲述大国重器研发中的家国情怀，通过案例教学实现工程伦理与民族自豪感的价值引领；”强技” 维度强调实践能力培养，以真实工程问题为载体，将科研方法、产业标准、竞赛要求融入教学过程，如结合校企合作项目设计 “自动化生产线传动方案” 任务，训练学生工程应用能力；”乐学” 维度注重学习体验优化，通过项目驱动、成果展示等方式激发内生动力，构建 " 价值引领 - 能力培养- 兴趣激发" 的良性循环。三者相互支撑，共同构成全面育人的课程理念体系。

（二）重塑 " 三合一贯" 内容体系

打破传统课程按章节编排的线性结构，构建 " 科教融合、产教融合、赛教融合 + 思政贯穿" 的 " 三合一贯" 内容体系。具体实施路径包括：

科教融合：将教师科研成果转化为教学内容，如将 " 内表面肋结构低压铸造凝固特性研究 " 中的机械原理问题设计为课程设计题目，引导学生通过文献分析、参数建模解决实际问题，培养科研思维；

产教融合：与地方智能制造企业共建实践模块，基于企业真实需求开发 " 智能仓储机械臂设计" 项目，涵盖机构选型、运动分析、强度校核等知识点，使教学内容对接产业标准；

赛教融合：对接全国大学生机械创新设计大赛主题，将 " 应急救援装置" 等竞赛任务分解为课程单元，通过 " 方案构思 - 原型制作 - 答辩展示 " 的流程训练创新能力；

思政贯穿：在各模块中嵌入思政微课堂，如讲解 " 凸轮机构" 时介绍我国精密制造技术的发展历程，培养技术自信，实现知识传授与价值塑造的同步推进。

（三）构建 " 同课异构" 教学模式

创新 " 一班五团 " 教学组织形式，即组建 1 个卓越工程师虚拟班，对接机械创新设计、机器人技术、智能控制、AKC 机器人、协作编程 5 个专业社团，构建 " 同课异构" 教学模式。该模式的核心特征包括：

线上线下混合：线上搭建 " 机械原理云课堂" 平台，提供微课视频、虚拟仿真实验、互动习题等资源，学生可自主预习与复习；线下开展翻转课堂，教师聚焦难点解析与项目指导；跨专业协同：虚拟班学生按社团分组，完成差异化任务，如机械创新社团侧重 " 仿生机构设计"，智能控制社团主攻 " 机构与传感器集成"，通过成果共享实现知识互补；

项目驱动学习：以真实工程问题为载体设计教学项目，如 " 自动分拣机械臂" 研发需完成机构运动学分析、控制系统设计、样机制作等环节，学生在团队协作中掌握知识点。

（四）优化 " 三阶多元" 评价机制

基于 OBE 理念设计 " 三阶多元" 评价机制，采用 "N+2+X” 的考评模式：

N 项过程性评价：包括作业、阶段性测试、实验、课堂互动、线上课程学习等，反映学生的学习过程；

2 项结果性评价：由期末理论考试与项目汇报答辩组成，理论考试侧重综合应用能力，项目答辩评估学生解决复杂工程问题的能力；

X 项增值性评价：涵盖团队协同、学科竞赛获奖、专利申请、企业评价等维度，体现学生价值塑造及个性化发展成果。

评价指标兼顾 "知识目标"（如机构运动分析）、"能力目标"（如创新设计）、"价值目标"（如团队协作），通过定性与定量结合的方式，全面反映学生的学习成效，为持续改进教学提供依据。

三、改革方案设计与创新点

（一）改革方案设计思路

本项目以教育部一流课程 " 两性一度 "（高阶性、创新性、挑战度）为建设标准，结合《新工科背景下基于 OBE 理念 " 三融双创三阶双轨" 育人模式》等前期课题成果，构建 " 问题导向 - 路径创新 - 目标达成 " 的改革框架。针对教学内容与技术需求脱节、教学模式与实践要求脱节、评价机制与育人目标脱节三大痛点，采取三大解决路径：

通过 " 三合一贯" 内容体系整合前沿资源，增强课堂深度；

通过 " 同课异构" 教学模式增加互动机会，拓展课堂宽度；

通过 " 三阶多元" 评价机制融入增值性指标，提升课堂温度

三者协同发力，最终实现三大目标：将课程打造为一流本科课程，培养具备创新能力的工程人才，形成可推广的课程建设经验。

（二）主要创新点

1. 课程理念的融合创新

突破传统课程 “重技能轻德育” 的局限，将思政元素与专业教育深度融合，”修德·强技·乐学” 理念既体现了新工科对技术能力的要求，又呼应了 “立德树人” 的根本任务，实现价值引领与知识传授的有机统一，丰富了机械类课程的育人内涵。

2. 内容体系的跨界整合

“三合一贯” 体系打破学科壁垒与校企界限，通过科研、产业、竞赛资源的有机融合，使课程内容从封闭的知识体系转向开放的实践系统。如将发明专利 “一种挂车感光自调节变光车灯装置” 的机械结构设计转化为教学案例，实现了科研成果向教学资源的转化，提升了内容的前沿性与实用性。

3. 教学模式的灵活适配

“同课异构” 模式通过 “虚拟班 + 专业社团” 的组织形式，解决了传统班级教学中 “统一进度与个性需求” 的矛盾。线上线下混合教学环境为学生提供了自主学习空间，跨专业协作则培养了团队协作与跨界整合能力，符合新工科对复合型人才的培养要求。

4. 评价机制的立体多元

“三阶多元” 评价突破了传统 “一考定终身” 的局限，过程性评价关注学习轨迹，结果性评价侧重综合应用，增值性评价鼓励个性发展。特别是将学科竞赛、专利申请等纳入考评，引导学生从 “应试学习” 转向 “能力提升”，与 OBE”以学生为中心” 的理念高度契合。

四、结论

新工科建设背景下，机械类课程改革需要系统性思维与整体性设计。本文提出的 “三合一贯·同课异构·三阶多元” 课程建设模式，以《机械原理》课程为载体，通过理念、内容、模式、评价的协同创新，有效破解了传统教学的三大痛点。该模式的核心价值在于：将课程思政贯穿教学全过程，实现知识传授与价值引领的统一；通过多维度资源整合，构建开放的内容体系；借助灵活的教学组织，满足个性化学习需求；通过多元评价，引导学生全面发展。

未来研究将进一步完善三大机制：一是建立课程思政资源动态更新机制，保持思政元素的时代性；二是构建校企协同育人长效机制，保障产业资源的持续性；三是优化评价反馈闭环机制，提升教学改进的精准性。通过持续深化改革，为培养担当民族复兴大任的新时代工程人才提供有力支撑。

参考文献

[1] 李明， 王芳. 新工科背景下机械类课程“科教融合”模式研究[J]. 高等工程教育研究，2022（3）： 45-50.

[2] 王芳， 张强. 基于OBE 理念的混合式教学模式设计——以《机械原理》为例[J]. 教育现代化 ， 2021， 8（22）： 120-123.

[3] 张强 . 赛教融合视角下机械类课程改革实践探索 [J]. 实验技术与管理 ， 2023， 40（5）：18-22.

[4] 刘伟 . 课程思政在机械类专业中的实施路径研究 [J]. 思想政治教育研究 ， 2022， 38（4）：67-71.

依托项目：2024 年山东省本科教学改革研究项目（重点项目）：三合一贯·同课异构·三阶多元：基于“新工科 + OBE”理念的一流课程建设研究与实践（项目编号：Z2024394）。