摘要：面对制造业高质量发展的新要求，工程人才的培养正经历从“知识型”向“能力型”的转变。本文立足于“新工科”建设背景，针对机械系统动力学课程教学中的现存问题，系统探讨了课程教学模式的改革路径。通过构建包含目标导向、内容重构、方法创新和评价优化的综合改革体系，重点阐述了模块化课程设计、项目驱动教学、虚实结合实验平台以及多元评价机制等关键改革举措，为提升工科专业课程教学质量提供理论参考和实践框架。关键词：新工科；工程实践能力；机械系统动力学；模块化教学；项目驱动

一、引言

在新一轮科技革命与产业变革下，全球制造业正经历着以智能化、数字化为特征的转型。为应对这一变革，我国自2017 年启动“新工科”建设，通过“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等系列文件，推动工程教育从传统“科学范式”向现代“工程范式”的战略转型[1]-[3]。这一转型强调产教深度融合、学科交叉创新和能力导向培养，旨在造就适应智能制造、数字孪生等新兴领域的高素质人才。

作为支撑“中国制造2025”战略的核心专业，机械设计制造及其自动化面临人才培养模式的革新需求。特别是在“工业 4.0^⋯ 和“智能制造”背景下，企业对具备系统分析能力、多学科协同能力和工程实践能力的人才需求日益凸显[4]-[6]。机械系统动力学作为该专业的核心课程，承担着培养学生系统建模、动态特性分析和工程优化等关键能力的重任[7]。深入分析课程现状，主要存在三大矛盾：一是课程内容涉及动力学基础、机械振动、转子动力学等复杂知识体系，与有限学时之间的矛盾；二是传统“填鸭式”教学方式与学生工程实践能力培养需求之间的矛盾；三是单一理论考核与OBE 教育理念要求的多元化评价之间的矛盾[8]。这些问题严重制约了学生系统思维能力和工程创新能力的培养效果。

基于此，本研究以工程教育专业认证标准为指导，融合 CDIO 和 OBE 教育理念，构建"理论-实践-评价"三位一体的教学体系。通过模块化知识重构解决内容体系问题，采用项目驱动教学破解实践能力培养难题，建设虚实结合平台弥补实验条件不足，实施多元评价促进持续改进。

二、当前教学中主要存在的问题

当前机械系统动力学教学面临系统性挑战：课程内容广度与深度失衡，动力学基础、振动理论等核心模块与有限学时的矛盾导致前沿技术内容难以覆盖；传统单向灌输式教学占据主导，虚拟仿真等现代技术应用不足；教材案例理想化程度过高，使工程实践能力培养效果不佳；笔试主导的考核体系与企业要求的动力学建模、故障诊断等能力评估匹配度不足，严重偏离工程教育认证标准。这些问题形成制约教学质量的主要因素，亟需结构性改革。

（一）课程内容繁杂且课时紧张

机械系统动力学的教学内容涵盖动力学基础、振动理论、转子动力学等多个知识模块。课程涉及拉格朗日方程、哈密顿原理等复杂数学工具，需要学生具备扎实的理论力学和高等数学基础。然而，随着教学改革的推进，课程教学学时被不断压缩。课程内容的广度与深度难以兼顾，导致学生知识体系不完整，对核心概念的理解停留在表面。

（二）教学过程缺乏互动与趣味性

当前机械系统动力学课程教学普遍采用“教师讲、学生记”的单向传输模式。课堂大部分的时间用于理论公式推导，抽象复杂的数学推导过程使学生容易产生畏难情绪，课堂参与度普遍偏低。教学手段单一，缺乏虚拟仿真、动画演示等现代教学技术的应用。这种枯燥的教学方式不仅降低了学生的学习兴趣，更阻碍了其主动思考和创新能力的培养。

（三）与工程设计实践脱节严重

作为工程学科核心课程，机械系统动力学本应紧密联系工程实际，但现实情况却存在明显脱节。教材中的例题多为理想化模型，与现代工程中复杂的非线性动力学问题相去甚远。课程缺乏典型工程案例支撑，学生难以理解理论知识的实际应用价值。这种理论与实践脱节的状况，严重影响了学生解决复杂工程问题能力的培养。

（四）课程考核方式单一且不合理

现行考核体系过度侧重理论知识考查，期末笔试成绩占比普遍超过 60% 。这种评价方式导致学生采用“考前突击”的应试策略，忽视平时的能力积累。与企业用人需求相比，现有评价体系难以准确评估学生的工程实践能力和创新思维，与工程教育专业认证强调的“能力产出导向”理念存在明显差距。

三、机械系统动力学的教学模式探索

为系统性解决课程教学困境，本文构建“四位一体”教学创新体系：基于模块化重构实现知识体系解构与重组，通过工程问题导向的项目驱动重塑教学实施路径，依托虚实融合平台弥合理论与实践的断层，最终建立能力导向的多元评价机制。这种结构性改革旨在打通“知识传授-能力培养-素质提升”的转化路径，为新工科背景下工程应用型人才培养提供系统解决方案。

（一） 模块化理论教学体系重构

在工程教育专业认证的背景下，针对机械系统动力学教学存在的知识体系繁杂、学生难以系统掌握的问题，进行模块化理论教学体系重构显得尤为重要。具体而言，机械系统动力学的教学可以划分为“基础理论模块”、“动力学建模与分析模块”、“振动与控制模块”以及“动力学仿真模块”等。在构建模块化教学体系时，应注重模块间的逻辑关系和层次结构，确保学生在掌握基础知识的前提下，能够逐步深入到高级应用层面。同时，通过模块化教学，教师可以根据不同专业的培养需求和学生的实际情况，灵活调整教学内容和深度，实现因材施教。

（二）

工程问题导向的项目驱动教学

针对机械系统动力学教学中理论与实践脱节、学生缺乏解决实际工程问题能力的问题，实施工程问题导向的项目驱动教学是一种有效的解决方案。在项目驱动教学中，教师应首先选取与机械系统动力学紧密相关的工程问题作为项目背景，如机械系统的振动控制、动态性能分析等 据问题的复杂程度和知识要求，设计一系列逐层深入的项目任务。学生在完成这些任务的过程中，需要综合 用所学知识进行问题分析、方案设计、实验验证和结果评估等环节。通过项目驱动教学，学生可以亲身体验到理论知识在工程实践中的应用过程，从而加深对知识的理解和掌握。

（三） 虚实结合的实践教学平台建设

为了进一步提升机械系统动力学的教学效果，构建虚实结合的实践教学平台十分必要。在虚拟仿真方面，可以利用先进的计算机技术和软件工 系统动力学的虚拟实验平台。学生通过操作虚拟实验平台，进行机械系统的建模、仿真和分析，从而深 的动态行为和控制策略。在实体实验方面，建设配备先进实验设备的机械系统动力学实验室。 学生可以在 亲手操作实验设备，进行实际工程问题的实验研究和验证。通过虚实结合的实践教学平台，学 三□ 直观地感受到机械系统动力学的奥秘和魅力，从而激发学习兴趣和探索欲望。

（四） 多元化的能力导向评价体系

在工程教育专业认证的背景下，构建多元化的能力导向评价体系对于全面评估学生的学习效果和促进人才培养质量的提升具有重要意义。在知识 业形式来评估学生对机械系统动力学基本理论和方法的掌握程度。 展示等形式来评估学生的实践操作能力和创新设计能力。在问 题或案例分析题目，要求学生运用所学知识进行问题分析和 队协作能力。在创新思维方面，可以鼓励学生参与科研项目、学术竞赛等活动 并根据其研究成果和表现进行综合评价。

四、结语

在新工科背景下，机械系统动力学教学面临着诸多挑战与机遇。针对当前教学中存在的问题，如知识体系繁杂、理论与实践脱节等，本文提出了模块化理论教学体系重构、工程问题导向的项目驱动教学、虚实结合的实践教学平台建设以及多元化的能力导向评价体系等一系列教学模式的探索。这些探索旨在培养学生的系统思维、问题解决能力和创新思维，以适应新时代工程技术人才的需求。这些探索为机械类专业课程教学改革提供了有益参考。

参考文献：

[1] “新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究,2017,(01):10-11.

[2] “新工科”建设行动路线(“天大行动”)[J].高等工程教育研究,2017,(02):24-25.

[3] 新工科建设指南(“北京指南”)[J].高等工程教育研究,2017,(04):20-21.

[4] 《中国制造2025》解读之：我国制造业发展进入新的阶段[J].工业炉,2025,47(03):42.

[5] 苏春建,陈修龙,王瑞,等.智能制造环境下高校传统机械类专业改革探索[J].高教学刊,2025,11(18):21-24.

[6] 罗莉.工业4.0 背景下我国工程机械行业数字化转型思考[J].天津中德应用技术大学学报,2022,(01):6-11.

[7] 孙章栋,任爱华,王红霞,等.新工科背景下应用型本科机械振动课程建设研究[C]//湖北省机电工程学.2022 机电创新与产教融合新思考论文集.湖北汽车工业学院,2022:148-151.

[8] 王枫,邵强,马庆龙,等.新工科背景下应用型机械类人才培养模式探究[J].高教学刊,2024,10(23):159-162.

作者简介：

张鹏程（1991.11-）男，汉族，机电工程学院，博士研究生，讲师；研究方向：电磁无损检测。基金项目：

高等教育研究项目“新工科背景下培养学生解决实际工程问题能力的教学模式探索——以机械系统动力学为例” (GJ2023B-63)、“基于产出导向（OBE）理念的机械类专业课程体系与创新创业能力矩阵关系构建”(GJ2023B-37)、“新时代背景下机械系统动力学课程创新人才培养模式路径探索” (GJ2024B-35)、“基于学科竞赛的创新型人才培养模式研究” (GJ2022B-59)