申慧敏 ， 駱艷潔 ， 麥云飛 ， 錢 煒

（上海理工大學機械工程學院，上海 200093）

0 引言

地方工科高校作為我國高等教育發(fā)展戰(zhàn)略實施的終端主力軍，是為服務地方區(qū)域經濟和社會發(fā)展培養(yǎng)高級人才的重要載體。作為機械類本科專業(yè)教育核心必修課程，“機械測試與控制基礎”課程以控制和測試系統(tǒng)的構建、分析以及性能改善為主線，包含控制工程和測試技術兩大內容。通過本課程的學習，為學生綜合運用工程專業(yè)知識開展機械領域復雜工程問題設計、制造和控制打下堅實的基礎，同時也是銜接各類前修基礎課以及專業(yè)課程之間的重要橋梁[1]。

隨著新時代卓越工程人才培養(yǎng)、思政教育和新工科改革等教育教學理念的不斷深化推進，現(xiàn)行的“機械測試與控制基礎”課程在教學理念、思政融合、教學模式等方面均存在一些問題[2]，為了更好地適應新時代教育形勢，要充分考慮將專業(yè)知識和工程實踐、工程倫理相結合，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神、開拓創(chuàng)新的科學精神、求真務實的職業(yè)精神以及科技報國的家國情懷。

1 “機械測試與控制基礎”課程現(xiàn)狀和問題

1）課程專業(yè)理論性強，思政教育難以有機融合。受課程學時限制，講授和學習均存在較大難度，教學過程被大量的知識點講授和練習等占據(jù)，亟需在保障本課程完整知識體系的前提下，提煉課程思政育人要素，通過形成課程思政優(yōu)秀教學案例庫，實現(xiàn)課程思政深度融入專業(yè)課程授課，真正做到知識傳授與價值引領相結合。

2）課程綜合實踐性強，單一的理論教學模式脫離工程實踐。學校作為教學主體，課堂教學仍然以教師講授、學生聽課為主，現(xiàn)有教學方法側重學生對關鍵概念、理論的理解，與實際工程實踐脫節(jié)，亟需加強本課程對學生開展復雜機電控制系統(tǒng)的綜合設計、分析和控制能力培養(yǎng)，依托“產—學—研”合作基礎，采用項目化教學方法，將學生培養(yǎng)教學實踐融于工程項目的設計、開發(fā)和實施各環(huán)節(jié)，真正做到基礎理論學習與工程實踐應用相統(tǒng)一。

3）課程理論知識抽象化，實驗課時壓縮難以支撐學生具象化要求。本課程要求學生能夠綜合運用各類前修基礎課以及專業(yè)課程知識，并涉及大量的數(shù)學知識和分析圖形的繪制、開展實驗驗證等，抽象的理論知識難于理解，亟需突破傳統(tǒng)實踐教學手段，結合虛擬仿真技術和案例教學，鍛煉學生動手能力、思維能力和綜合應用能力，實現(xiàn)抽象理論與具象化分析相統(tǒng)一。

2 以“立德樹人”為根本，開展課程思政教育融合

2020 年教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出工學類專業(yè)課程要“培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當”。地方工科高校課程思政教育與專業(yè)課程教育的融合程度將直接關系到地方工科高校學生的受教育水平，以及地區(qū)經濟和社會發(fā)展水平[3]。根據(jù)課程思政改革要求優(yōu)化課程建設方案[4]，做到：尊重本課程教學體系，保障課程的完整知識體系和維護課程的學科價值體系，提煉課程的思政育人要素，形成本課程思政優(yōu)秀教學案例庫，突出顯性教育（政治理論課）和隱形教育（專業(yè)課程）相融通，發(fā)掘知識體系中自帶的社會主義核心價值觀，培養(yǎng)理想信念堅定、專業(yè)素質過硬、國際視野開闊、人文底蘊深厚的先進制造業(yè)優(yōu)秀人才。因此，“機械測試與控制基礎”課程思政教學設計要遵循以下原則[5]。

1）多層次：教學從國際國內制造業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來趨勢、關鍵技術等層面，從認識現(xiàn)代設計、先進制造、智能控制相關理論方法角度，進行設計，開闊學生的專業(yè)視野。

2）多模式：采用線下教學模式，增加課前、課堂、課后師生、生生之間互動交流，達到自主性、合作性、探究性的學習效果。

3）輸入輸出兼顧：結合線上互動、課外紀錄片觀摩等形式，讓學生有更多的機會質疑、表達自己的獨立見解以及動手實踐，有利于學生綜合素質的提高。

課程以新時代的工匠精神為切入點，基于成果導向（OBE）的教育模式[6]，以教學目標為出發(fā)點，精選與課程思政元素契合、與教學內容一致的教學案例，如國家重大工程項目、科技前沿問題、國家相關政策規(guī)劃、新聞熱點、典型人物事跡以及身邊老師的科研事跡等。課堂講授和互動討論交叉進行。課堂上主要通過圖片和短視頻形式引入教學案例，將抽象的理論知識具體化實踐化，激發(fā)學生學習興趣，提高學習積極性，增強學習效果。同時通過教學案例有計劃地將工匠精神、科學精神、職業(yè)精神和愛國情懷等課程思政元素融入課程知識點，貫穿于整個教學過程中，通過潛移默化的方式實現(xiàn)立德樹人的目標。

3 依托“產—學—研”互融互促，實施項目化教學方法

為了挖掘課程深度，促進科研與教學有機融合，全面提升專業(yè)人才培養(yǎng)質量，地方工科高校依托其與行業(yè)各類企業(yè)之間建立的良好產學研相結合的辦學傳統(tǒng)，主動對接行業(yè)產業(yè)最新發(fā)展趨勢及人才培養(yǎng)需求。不拘泥于體制壁壘，推進學生、教師與企業(yè)多主體之間的深度融合，積極探索新時代產教融合人才培養(yǎng)機制，構建組織結構完善、教學特色鮮明的產教融合協(xié)同育人模式，為高質量工程技術人才的培養(yǎng)提供理論和實踐參考。因此，“機械測試與控制基礎”課程項目化教學方法要遵循以下原則。

1）雙師資：校企雙方師資隊伍共同參與指導，教師參與企業(yè)技術攻關，踐行產學研合作，企業(yè)資深工程師講授實踐類課程，將課堂延伸到企業(yè)車間，通過全方位資源共享與優(yōu)勢互補，建立完善“師資共培、引進走出”模式。

2）多途徑：通過教師開展的科研項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等引入行業(yè)、企業(yè)需求，以實際項目課題為應用背景，使學生在遵守學習教學大綱的前提下，將專業(yè)理論知識和工程實踐融合在一起，有效解決教學內容和企業(yè)實踐脫節(jié)的問題，增強學生工程實踐和解決復雜工程問題的能力。

4 結合虛擬仿真技術，開展具象化分析

隨著計算機技術發(fā)展，虛擬仿真技術應用廣泛，其具有把抽象理論具象化、成本低、安全隱患小、實踐性強等優(yōu)勢?！皺C械測試與控制基礎”課程作為機械類專業(yè)核心基礎課，其理論抽象、公式繁多、圖形分析類型多，整體比較抽象。傳統(tǒng)的多媒體課件展示效果不足，而實驗教學課時有限，突破傳統(tǒng)實踐教學手段，結合虛擬仿真技術，實現(xiàn)抽象理論與具象化分析相統(tǒng)一[7]。具體而言，本課程可以借助于Matlab 仿真平臺，利用其各類控制算法、數(shù)據(jù)處理能力以及豐富的圖形化功能，將課程中抽象的理論學習內容轉變?yōu)榭梢詫嶋H操作的仿真程序。這樣不僅有利于提高學生對課程內容的理解和掌握程度，同時多樣化的教學模型能夠激發(fā)學生主動學習的積極性以及創(chuàng)造性。因此，“機械測試與控制基礎”課程結合虛擬仿真技術要遵循以下原則。

1）多目標：不同的學生因其基礎不同、學習能力不同，在結合虛擬仿真技術開展本課程學習中，其學習需求亦存在差異。因此，虛擬仿真教學案例的設計需要具有多目標性，能夠滿足不同層次學生的學習需求，激發(fā)學生探索的主動性，并保護學生的積極性。

2）具象性：要充分發(fā)揮虛擬仿真技術強大的具象化功能，同類型的實驗可以有多樣性的分析結果展示，在保障虛擬仿真教學內容準確性的同時，從多角度給學生以具象性的展示。

5 結語

隨著新時代卓越工程人才培養(yǎng)、思政教育和新工科改革等先進教育教學理念不斷深化，“機械測試與控制基礎”課程作為機械類本科專業(yè)教育核心必修課程，為學生綜合運用工程專業(yè)知識開展機械領域復雜工程問題設計、制造和控制打下堅實的基礎，同時也是銜接各類前修基礎課以及專業(yè)課程之間的重要橋梁。面對課程專業(yè)理論性強、綜合實踐性強、理論知識抽象化等挑戰(zhàn)，項目組從“立德樹人”思政融合、項目化教學工程實踐、虛擬仿真技術應用方面，探討了地方工科高?！皺C械測試與控制基礎”課程多維度教學改革探索實踐，全面提升課程教學效果。