研究性教学视角下机械类专业课程建设与探索

［摘 要］研究性教学因融合了知识建构、合作探究及学生中心等先进教育理念，在教育界备受推崇。文章从研究性教学的现状出发，探寻改革新路径，并以机械类专业核心课程——过程装备控制技术为例，提出了一系列提升教学实践效果的有效举措：优化课程教学目标、构建工程案例库、改善实验室资源与环境、组织创新竞赛与训练活动等。

［关键词］研究性教学；课程建设；现状；突破；实施策略

［中图分类号］G641 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）16-0076-04

研究性教学是一种教学理念和方式，旨在通过培养学生创新能力，激发其自主学习和独立思考的潜能，进而拓展学生的研究性思维和探究精神[1]。随着我国“双一流”建设的深入推进，研究性教学已成为本科教育的热点与一流大学的标志性特征。研究性教学之所以在教育界备受推崇，关键在于其融合了知识建构、合作探究及学生中心等先进教育理念［2］，契合人类的认知规律。它通过设计富有创造性的教学活动，促使学生由被动接受转变为主动学习，积极参与实践、思考与探索，从而有效锻炼其创造性思维与实践能力［2-4］。研究性教学成功融合了研究与教学，其在提升教学效果与质量方面，已在全球范围内获得广泛认可［5］。

自“十三五”规划实施以来，教育部高度重视“一流本科、一流专业、一流人才培养”的建设目标。在此背景下，研究性教学改革与拔尖创新人才培养成为高校与学术界共同关注的重要课题［1］。课程组依托河南工业大学机械类专业课程建设的实践经验，以过程装备控制技术课程为例，深入探究研究性教学在课程建设中的现状与突破方向，同时提出具有推广价值的实施策略。

一、研究性教学的现状

研究性教学秉持“知识不确定性”理念，直接推动“研究”活动，为创新人才培养开辟了捷径。目前，部分高校在推行研究性教学方面取得了显著成效，例如清华大学的“大学生研究训练计划”、北京大学的“本科生自主科研计划”、浙江大学的“大学生科研训练计划”、华中科技大学的本科工程教育等[5]。然而，在我国部分普通高校的教学改革实践中，研究性教学仍面临“叫好”但“不叫座”的困境，其预期教学效果尚未全面达成。在研究性教学的实践中，一方面，部分教师过于追求形式，忽视了教学内容的核心，颠倒了“教学”与“研究”的主次，扰乱了学习知识的内在逻辑，虽营造了良好的课堂氛围，但未使学生真正掌握知识与技能［6］。另一方面，部分学生对研讨活动兴趣不足，课堂参与度低，他们常感到困惑，如“不知道自己学到了什么”“对于所学知识依然很迷茫”“不知道研究得出的结论对不对”，甚至感觉自己“成为做课题的工具”，等等。综上所述，研究性教学的实施效果尚未全面达到“一流”标准，仍需加以改进和提升。

二、研究性教学的突破

为什么“一流”的教学理念却没有得到“一流”的教学效果？其原因在于将研究和研究性教学相混同［2］。研究与研究性教学在本质上大相径庭：研究的本质特征是对未知领域的科学探索，是以获取不确定性的知识为主要目的；而研究性教学的本质特征是教学与研究的深度融合，是以讲授确定性已有知识为主要任务。因此，判断一项活动是“研究”还是“研究性教学”，关键在于活动的核心目标是引导学生“探索未知的不确定性知识”，还是引导学生“掌握已有的确定性知识”。研究性教学强调知识讲授与科学研究的结合，它并非全盘否定或简单替换传统教学方式，而是通过合作探究、知识建构、创新创造等方式，对传统“填鸭式”“满堂灌”的教学方式进行革新与优化。

有效实施研究性教学的关键在于稳固“教学”的核心地位。研究性教学的首要任务是教学，其核心在于传授已有知识。科学探索活动虽可作为活化知识教学的手段，但不应成为主导形式，以免削弱或“架空”教学本质，导致研究性教学沦为纯粹的研究活动或形式化的“水课”［4］。其次，在研究性教学过程中必须“教研融合”，因为教学是研究的“本”，研究是教学的“魂”。只有“寓研于教”，坚持知识传授与能力培养为共同导向，才能实现研究性教学改革从形式走向实质，促进学生的自我建构和自觉成长[5]。最后，要根据课程内容与学生实际情况，合理采用研究性教学，切不可为了体现“研究性”而追求形式主义。一方面，部分章节内容特性决定了其更适合教师主导的“讲授式”教学，而非研究性教学；另一方面，鉴于部分师生时间、精力有限，过度应用研究性教学可能会削弱教学效果，甚至引发学生的抵触情绪，最终反而影响教学质量，得不偿失。

三、研究性教学的实施方法与策略

基于研究性教学理论，课程组认为河南工业大学的机械类专业课程适合开展研究性教学。机械类专业致力于培养学术型创新人才，其课程设计强调理论与实践的紧密结合，注重提升学生的问题解决能力、实践操作能力以及工程职业素养，研究性教学正契合此需求，能够有效推动教学目标的实现。过程装备控制技术作为机械类专业的核心课程，经过两个周期的研究性教学实践，取得了较好的教学成效，并在校内推广示范。

（一）优化课程教学目标，为研究性教学指明实施方向

过程装备控制技术是面向过程装备与控制工程（国家级一流本科）专业本科生开设的一门专业核心课程，安排在大四上学期，该课程具有较强的应用性和实践性。为此，课程组紧密围绕国家发展战略、社会需求、学校定位及专业特色，坚持立德树人的根本任务，在支撑过程装备与控制工程专业人才培养目标的基础上，明确“为国家培养合格的社会主义建设者和接班人，为粮食行业培养能够设计、生产并维护粮油加工装备及其控制系统的学术型创新人才”的课程定位（见图1）。课程的准确定位为课程目标的制定指明了方向。

依据“学生中心、产出导向、持续改进”的教育理念，课程组设定了以“研究性教学”为核心的课程目标，其中包括知识目标、能力目标、素质目标及思政目标等四个方面，有效支撑专业毕业要求指标点1-4（工程知识）、指标点2-2（问题分析）、指标点4-3（研究）和指标点6-2（工程与社会）。课程目标旨在引导学生“自主学习、合作探究、勇于创新”，强化创新思维和科学研究能力的培养，以确保学生的学习成果符合本专业创新人才的培养要求。课程目标要求学生能够分析粮油生产中的自动控制问题，并提出多样化的有效解决方案。例如，通过类比、改进、创新等方式，设计出满足特定生产需求的控制系统方案。同时，要求学生具备批判性思维和辩证分析能力，能够准确评估控制系统的安全性、经济性和环保性，从而深刻理解工程活动与社会发展的内在关系。

课程目标的科学合理性对于教学实施及学生学习成效至关重要。本课程在持续构建过程中，始终遵循OBE（Outcome⁃Based Education，成果导向教育）理念及新工科建设要求[7]，教学大纲、考试大纲（含评价方法）、教学模式以及实施方法均紧密贴合课程目标，有效支撑学术型创新人才的培养。

（二）建设工程案例库，为研究性教学设置研讨专题

研究性教学不应局限于书本知识的传授，而应突破教材限制，鼓励学生接触并尝试分析实际案例，从而拓宽其学术视野，引导其探索未知领域。在研究性教学过程中，应优先引入行业典型案例、教师科研课题及学科前沿信息，采取“以案例为牵引”和“以问题为驱动”策略，积极设置研讨专题，让学生直面实际工程问题，激发其深入探索形成个人见解的热情，有效提升其分析与解决问题的能力。为满足研究性教学的需求，课程组整理了大量研究性教学课题，并构建了完善的工程案例库。

在课堂教学中，有效引导学生主动解决学习问题是关键，而研究性教学课题的设置水平则直接影响其实施效果。研究性教学课题的设置应紧扣教学内容重难点，难度适中，兼具时代性、专业性、针对性，并保留答案的不确定性。根据过程装备控制技术课程的特点，结合学生的知识基础和认知规律，本课程设置了基础类、问题（启发）类和项目研究类三类研究性教学课题。其中，基础类课题设置于教学前期，要求学生综合运用多个知识点和跨学科知识，了解和掌握不同类型过程检测仪表的结构、原理、优缺点及其适用场景。问题（启发）类课题设置于教学中期，通过创设具体情境，激发学生的探索兴趣和批判性思维，引导其深入探究误差在过程控制系统中的应用及其制约因素。项目研究类课题设置于教学后期，旨在深化学生对过程控制系统设计知识的理解和应用，并紧密结合如“面粉厂小麦润麦着水”自动控制系统的设计等行业工程案例，提升学生的实践应用能力。

（三）优化实验室资源与环境，为研究性教学提供实践平台

根据过程装备与控制工程专业的人才培养方案及课程体系要求，本课程不仅包含理论课时，还设有6课时的课内实验及过程装备控制技术课程设计。本专业设有多个开放实验室，供学生进行实验或实训活动，为研究性教学的实施提供了实践平台。

依据课程教学目标与内容需求，课程组秉持“学生中心，产出导向，持续改进”的教育理念，设立了两个独立且专属的过程控制综合实验室，并构建了较为完善的专业课程实践教学体系和实践平台。实验设备主要包括THPCYB-1型过程测量仪表技能实训综合装置、THKGK-1型过程控制实验装置、通用离心鼓风机、通风除尘综合装置等，这些设备集验证、研究、综合实验功能于一体，既满足多层次教学实验与课程设计要求，也为科研开发提供了坚实支撑。通过独立设置实验实训课程、增设综合性实验与课程设计环节，并提高实验室开放度，有效激发了学生的学习兴趣，促进了其创新思维和科学研究能力的提升。

依托河南省粮食加工智能装备工程研究中心、河南省粮油仓储建筑与安全重点实验室等开放平台，学生在开放共享的实验室环境可进行自主探索与实践，并有机会参与教师的科研项目。在课程建设过程中，通过持续投入、完善实践教学制度、优化实验软件与场景等措施，不断完善理论与实践相结合、创新实验与科学研究相结合、课堂教学与课外科技活动相结合的实践教学体系，为学生提供丰富的实践机会，有力保障研究性教学的顺利展开。

（四）组织创新竞赛训练活动，为研究性教学营造研究氛围

研究性教学应以“研究”为导向，积极引导学生参与学术研究活动，并提供多样化的实践平台。具体来说，教师可以鼓励学生加入科研团队，并指导其参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛以及创新创业计划训练项目等高水平赛事与项目，以此深化学生的学习体验，增强其实践能力与创新思维。此外，通过优化教学内容与教学方法，激发学生的求知欲和创造力，促进师生共同成为知识海洋中的探索者与发现者。

研究性教学课题虽有时间限制，但研究本身应追求深入，避免浅尝辄止。课题结束后，根据学生兴趣、意愿及时间投入情况，教师可以鼓励学生继续跟随教师深入参与相关课题，以深化研究。以过程装备与控制工程专业2019级学生为例，他们踊跃参与了课程组教师主持的河南省重点科技攻关项目——智能化高效散粮卸船机若干关键技术及装备的研究开发。在项目实施期间，学生灵活运用了过程装备控制技术课程知识，特别是在仓底余粮清理课题上，巧妙结合了智能检测仪表、智能控制器、智能系统安全栅的设计，显著推动了研究的深入与进展。经过多元化课程考核体系的全面评估，这些学生均展现出对课程知识的扎实掌握，并能灵活将其应用于解决实际工程问题。最终，他们以“节粮于计——粮仓余粮处理的领军者”为项目名称，在中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛中脱颖而出，成功晋级国家赛。

近年来，课程组成员致力于拓展学生第二课堂，多次组织学生参加各类创新大赛及创新创业训练计划项目，荣获国家级奖项2项、省级奖项7项，发表学术论文3篇，并成功申请专利及软件著作权5项。在参赛过程中，教师全程跟进，精准指导包括调研选题、问题分析、方案设计、撰写研究报告/小论文、发明专利/软著等各个环节。在研究性教学实践中，学生不仅能够熟练运用所学知识，还实现了知识的融会贯通，其创新意识、创新思维及实践能力均得到显著提升。同时，教师也从中积累了丰富的指导经验，多位课程组成员荣获省级创新创业优秀指导教师荣誉称号，真正实现了教学相长。

四、结语

“一流”人才的培养离不开“一流”的课程，而“一流”的课程又依赖于“一流”的教学方法。自本课程实施研究性教学以来，学生学习兴趣和积极性显著提升，师生课外互动频繁，课程满意度及专业认同感也随之提高。此外，课程目标达成评价结果显示，各个课程目标的达成度均有明显提高，有力验证了研究性教学对学生知识获取与能力提升的显著促进作用。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 王芹.“双一流”视角下研究性教学实施的多维路径探讨[J].高教学刊，2020（4）：7-10.

[2] 周序，张祯祯.我们需要什么样的研究性教学？：关于“一流教学”建设的思考[J].吉首大学学报（社会科学版），2018，39（6）：131-137.

[3] 史曼莉.大学研究性教学的理论审视[D].长沙：湖南大学，2007.

[4] 王卉.如何理解研究性教学[J].湖南师范大学教育科学学报，2023，22（3）：82-88.

[5] 王超.“一流教学”建设中研究性教学的思考[J].贵州师范大学学报（社会科学版），2022（2）：61-71.

[6] 张宇，聂继凯.研究性教学实践融合性不足与对策分析[J].扬州教育学院学报，2018，36（1）：62-66.

[7] 吉向敏.新工科背景下以OBE为理念的自动控制原理课程教学改革[J].大学教育，2023（19）：42-45.

［责任编辑：梁金凤］