申慧敏 ， 骆艳洁 ， 麦云飞 ， 钱 炜

（上海理工大学机械工程学院，上海 200093）

0 引言

地方工科高校作为我国高等教育发展战略实施的终端主力军，是为服务地方区域经济和社会发展培养高级人才的重要载体。作为机械类本科专业教育核心必修课程，“机械测试与控制基础”课程以控制和测试系统的构建、分析以及性能改善为主线，包含控制工程和测试技术两大内容。通过本课程的学习，为学生综合运用工程专业知识开展机械领域复杂工程问题设计、制造和控制打下坚实的基础，同时也是衔接各类前修基础课以及专业课程之间的重要桥梁[1]。

随着新时代卓越工程人才培养、思政教育和新工科改革等教育教学理念的不断深化推进，现行的“机械测试与控制基础”课程在教学理念、思政融合、教学模式等方面均存在一些问题[2]，为了更好地适应新时代教育形势，要充分考虑将专业知识和工程实践、工程伦理相结合，培养学生精益求精的工匠精神、开拓创新的科学精神、求真务实的职业精神以及科技报国的家国情怀。

1 “机械测试与控制基础”课程现状和问题

1）课程专业理论性强，思政教育难以有机融合。受课程学时限制，讲授和学习均存在较大难度，教学过程被大量的知识点讲授和练习等占据，亟需在保障本课程完整知识体系的前提下，提炼课程思政育人要素，通过形成课程思政优秀教学案例库，实现课程思政深度融入专业课程授课，真正做到知识传授与价值引领相结合。

2）课程综合实践性强，单一的理论教学模式脱离工程实践。学校作为教学主体，课堂教学仍然以教师讲授、学生听课为主，现有教学方法侧重学生对关键概念、理论的理解，与实际工程实践脱节，亟需加强本课程对学生开展复杂机电控制系统的综合设计、分析和控制能力培养，依托“产—学—研”合作基础，采用项目化教学方法，将学生培养教学实践融于工程项目的设计、开发和实施各环节，真正做到基础理论学习与工程实践应用相统一。

3）课程理论知识抽象化，实验课时压缩难以支撑学生具象化要求。本课程要求学生能够综合运用各类前修基础课以及专业课程知识，并涉及大量的数学知识和分析图形的绘制、开展实验验证等，抽象的理论知识难于理解，亟需突破传统实践教学手段，结合虚拟仿真技术和案例教学，锻炼学生动手能力、思维能力和综合应用能力，实现抽象理论与具象化分析相统一。

2 以“立德树人”为根本，开展课程思政教育融合

2020 年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出工学类专业课程要“培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当”。地方工科高校课程思政教育与专业课程教育的融合程度将直接关系到地方工科高校学生的受教育水平，以及地区经济和社会发展水平[3]。根据课程思政改革要求优化课程建设方案[4]，做到：尊重本课程教学体系，保障课程的完整知识体系和维护课程的学科价值体系，提炼课程的思政育人要素，形成本课程思政优秀教学案例库，突出显性教育（政治理论课）和隐形教育（专业课程）相融通，发掘知识体系中自带的社会主义核心价值观，培养理想信念坚定、专业素质过硬、国际视野开阔、人文底蕴深厚的先进制造业优秀人才。因此，“机械测试与控制基础”课程思政教学设计要遵循以下原则[5]。

1）多层次：教学从国际国内制造业发展历史、现状及未来趋势、关键技术等层面，从认识现代设计、先进制造、智能控制相关理论方法角度，进行设计，开阔学生的专业视野。

2）多模式：采用线下教学模式，增加课前、课堂、课后师生、生生之间互动交流，达到自主性、合作性、探究性的学习效果。

3）输入输出兼顾：结合线上互动、课外纪录片观摩等形式，让学生有更多的机会质疑、表达自己的独立见解以及动手实践，有利于学生综合素质的提高。

课程以新时代的工匠精神为切入点，基于成果导向（OBE）的教育模式[6]，以教学目标为出发点，精选与课程思政元素契合、与教学内容一致的教学案例，如国家重大工程项目、科技前沿问题、国家相关政策规划、新闻热点、典型人物事迹以及身边老师的科研事迹等。课堂讲授和互动讨论交叉进行。课堂上主要通过图片和短视频形式引入教学案例，将抽象的理论知识具体化实践化，激发学生学习兴趣，提高学习积极性，增强学习效果。同时通过教学案例有计划地将工匠精神、科学精神、职业精神和爱国情怀等课程思政元素融入课程知识点，贯穿于整个教学过程中，通过潜移默化的方式实现立德树人的目标。

3 依托“产—学—研”互融互促，实施项目化教学方法

为了挖掘课程深度，促进科研与教学有机融合，全面提升专业人才培养质量，地方工科高校依托其与行业各类企业之间建立的良好产学研相结合的办学传统，主动对接行业产业最新发展趋势及人才培养需求。不拘泥于体制壁垒，推进学生、教师与企业多主体之间的深度融合，积极探索新时代产教融合人才培养机制，构建组织结构完善、教学特色鲜明的产教融合协同育人模式，为高质量工程技术人才的培养提供理论和实践参考。因此，“机械测试与控制基础”课程项目化教学方法要遵循以下原则。

1）双师资：校企双方师资队伍共同参与指导，教师参与企业技术攻关，践行产学研合作，企业资深工程师讲授实践类课程，将课堂延伸到企业车间，通过全方位资源共享与优势互补，建立完善“师资共培、引进走出”模式。

2）多途径：通过教师开展的科研项目、创新创业竞赛等引入行业、企业需求，以实际项目课题为应用背景，使学生在遵守学习教学大纲的前提下，将专业理论知识和工程实践融合在一起，有效解决教学内容和企业实践脱节的问题，增强学生工程实践和解决复杂工程问题的能力。

4 结合虚拟仿真技术，开展具象化分析

随着计算机技术发展，虚拟仿真技术应用广泛，其具有把抽象理论具象化、成本低、安全隐患小、实践性强等优势。“机械测试与控制基础”课程作为机械类专业核心基础课，其理论抽象、公式繁多、图形分析类型多，整体比较抽象。传统的多媒体课件展示效果不足，而实验教学课时有限，突破传统实践教学手段，结合虚拟仿真技术，实现抽象理论与具象化分析相统一[7]。具体而言，本课程可以借助于Matlab 仿真平台，利用其各类控制算法、数据处理能力以及丰富的图形化功能，将课程中抽象的理论学习内容转变为可以实际操作的仿真程序。这样不仅有利于提高学生对课程内容的理解和掌握程度，同时多样化的教学模型能够激发学生主动学习的积极性以及创造性。因此，“机械测试与控制基础”课程结合虚拟仿真技术要遵循以下原则。

1）多目标：不同的学生因其基础不同、学习能力不同，在结合虚拟仿真技术开展本课程学习中，其学习需求亦存在差异。因此，虚拟仿真教学案例的设计需要具有多目标性，能够满足不同层次学生的学习需求，激发学生探索的主动性，并保护学生的积极性。

2）具象性：要充分发挥虚拟仿真技术强大的具象化功能，同类型的实验可以有多样性的分析结果展示，在保障虚拟仿真教学内容准确性的同时，从多角度给学生以具象性的展示。

5 结语

随着新时代卓越工程人才培养、思政教育和新工科改革等先进教育教学理念不断深化，“机械测试与控制基础”课程作为机械类本科专业教育核心必修课程，为学生综合运用工程专业知识开展机械领域复杂工程问题设计、制造和控制打下坚实的基础，同时也是衔接各类前修基础课以及专业课程之间的重要桥梁。面对课程专业理论性强、综合实践性强、理论知识抽象化等挑战，项目组从“立德树人”思政融合、项目化教学工程实践、虚拟仿真技术应用方面，探讨了地方工科高校“机械测试与控制基础”课程多维度教学改革探索实践，全面提升课程教学效果。