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多维融合的国防工科专业课程教改研究与实践

——以西北工业大学《燃烧学》课程为例

张群*，李寒琼

（西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072）

[摘要]针对我国国防工业转型升级对高素质实践创新型工程人才的迫切需求，本研究以西北工业大学《燃烧学》课程为试点，构建了“AI驱动、虚实融合、思政贯通、评价革新”的多维协同教学模式。通过整合智能算法与学习行为数据，构建了动态诊断-智能推荐-资源适配的AI赋能体系，实现了学习路径精准规划；设计了“数值实验-虚拟仿真-实体操作”分层实验模式，提升了学生理论转化应用能力；构建了军工特质案例库，通过技术史实、工程伦理、社会价值等多维度议题设计，实现了专业知识与家国情怀、工匠精神的无缝衔接；融合了课堂互动、在线测试、课后作业、同伴互评、期末考核等多源数据，构建了“知识掌握-能力达成-素养发展”三维评价模型，生成了学生个性化成长画像。实践表明，该模式显著提升了学生知识掌握度、创新能力、实践能力与思政认同度，推动了教师实现从知识传授者向教学设计师的角色转型，为国防工科专业课程改革提供了“技术赋能、思政铸魂、评价导航”的系统性解决方案，对培养“知责于心、担责于行”的卓越工程人才具有重要示范意义。

[关键词]多维融合；国防工科；AI驱动；虚实融合；课程思政；过程性评价；混合式教学

[中图分类号]G642.0

*通信作者：张群（1976—），男，辽宁鞍山人，教授，主要研究方向为航空发动机燃烧技术。

致谢：本文受到2024年度西北工业大学教育教学改革研究项目（重点攻关）资助。

0引言

我国国防工业正处在转型升级的战略机遇期，既面临全球科技革命与产业变革的历史机遇，也承受着国际竞争加剧的现实挑战。一方面，现代国防工业的高质量发展亟需以先进技术为支撑、以高素质人才为内核的驱动力；另一方面，国际战略竞争的白热化对国防工业自主创新能力提出了更具挑战性的要求[1]。在此背景下，国防工业对兼具爱国情怀、实践能力与创新素养的高素质工程人才的需求愈发迫切。但反观当前国防工科专业课程教学，其在人才培养环节仍存在结构性短板，难以适配国防工业的高质量发展需求。

从教学模式看，传统课堂仍以教师为中心，过度侧重理论知识的单向灌输，存在“重理论轻实践、重知识轻能力”的倾向，学生的主体地位与实践能力培养未得到充分重视。具体表现为：学生学习主动性不足，专业知识理解停留在表层；实践教学环节与工程实际脱节，学生难以实现理论向实践的迁移，实操能力薄弱；创新思维训练缺位，面对复杂工程问题时缺乏独立分析与系统解决的能力。

从技术融合看，现代教育技术与课程教学的深度融合仍存在瓶颈。尽管SPOC、MOOC等在线平台为教学提供了丰富的资源与灵活的学习场景，人工智能技术也为个性化学习支持提供了可能[2]，但在国防工科专业课程中，如何将这些技术与传统课堂有机整合，构建多维度、创新型教学模式，仍是亟待突破的课题。

从育人功能看，课程思政的育人价值尚未充分发挥。国防工科课程不仅承担专业知识传递的使命，更应成为厚植家国情怀、培育责任担当的主阵地[3]。但当前教学中，思政元素挖掘多停留在表面，与专业知识的融合缺乏系统性；教学方法单一，未能有效激发学生的情感共鸣，导致国防意识与奉献精神的培育效果受限。

放眼国际，发达国家在工程教育改革中已形成特色路径[4]：美国以“做中学”（LearningbyDoing）为核心理念，强调实践导向，如麻省理工学院（MIT）通过课程内容与工程项目的深度绑定，推动学生在实践中提升创新能力与问题解决能力；欧洲国家则普遍推行“双元制”教育模式（如德国），通过校企协同培养，将企业实习作为人才培养的关键环节，有效强化了学生的工程实践能力。在课程思政方面，虽未明确使用这一概念，但国外高校注重将社会责任感、职业道德融入课程设计，通过案例研讨等方式引导学生树立正确价值观。

国内工程教育改革近年来亦取得阶段性突破[5]：清华大学“新工科”建设倡导多学科交叉融合，着力培养学生的创新思维与实践能力；国内高校积极探索现代教育技术应用，通过AI技术与在线平台的深度融合推进混合式教学，有效提升了教学效率[6]；课程思政建设响应国家号召，通过系统挖掘课程中的思政元素，逐步构建起专业知识与价值引领协同育人的新格局。但与国际先进水平相比，我国工程教育改革仍存在短板：课程体系与产业需求的适配性有待加强，教学方法的创新性与灵活性不足，课程思政的育人深度与感染力仍需提升。这些问题亟需在教学改革中重点突破，以期为国防工业输送更多“知责于心、担责于行”的高素质工程人才[7]。

教学改革总体设计

《燃烧学》课程教学改革框架的设计旨在通过多维度的融合与创新，提升教学效果和学生的综合能力。整体教学改革框架可以分为4个模块，如图1所示。

（1）AI数