新工科背景下振动噪声控制基础课程建设与实践

摘  要：以新工科建设为牵引，聚焦船舶减振降噪行业需求及船舶与海洋工程、轮机工程等工科专业特色，结合振动噪声控制基础课程特点、教学中的痛点问题及以学生为中心的教学理念，提出“知识、能力、素质、价值”四个层次的培养目标，对课程内容和教学资源进行优化重构，构建“厚基础、重应用、育高阶、促创新”和“融工程、融前沿、融思政”的进阶式教学内容，开展全学习周期多元化评价体系建设。课程建设与实践旨在夯实学生理论基础，提升应用专业知识解决船海振动噪声领域工程问题的能力，培养学生的批判分析思维、自由探索、团队协作和实践创新等素养，以期为新工科背景下高素质复合型人才培养提供支撑和借鉴。

关键词：新工科；振动噪声；课程建设；教学实践；教学模式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）08-0109-05

Abstract： Leveraging the construction of emerging engineering education as the traction， this course focuses on the industry demands for ship vibration reduction and noise control， as well as the characteristics of engineering majors such as ship and marine engineering， and marine engineering. Additionally， combining the characteristics of the fundamentals of vibration and noise control course with the educational challenges faced and the student-centered teaching philosophy， the course outlines the four-tiered cultivation objectives encompassing "knowledge， ability， quality， and value". It advocates for optimizing and reconfiguring course content and teaching resources to create a multi-tiered progressive course centered on "solidifying the foundation， emphasizing application， cultivating high-level talents， and encouraging innovation". The course integrates engineering practice， frontier technology， and ideological and political education. Furthermore， the construction of a multi-dimensional evaluation system for the whole learning cycle has been carried out. The course construction and practice aims to solidify students' theoretical foundation， improve their ability to apply professional knowledge to solve engineering problems in the field of ship vibration and noise， and cultivate students' critical analytical thinking， encourage free exploration， promote teamwork， foster practical innovation， and develop other valuable qualities， this provide support and reference for the cultivation of high-quality compound talents within the context of emerging engineering education.

Keywords： emerging engineering education; Vibration and Noise; course construction; teaching practice; teaching mode

新工科建设是我国高等教育为主动应对新一轮科技革命与产业变革，服务国家重大战略需求，面向未来发展，引领我国高等教育改革，推动我国高等教育大国向高等教育强国转变的一项重要举措[1]。其中“工科”是本质，“新”是取向，新工科提出的人才培养新要求需要新的教学方法，也需要新的教学形态[2]。从行业发展角度，我国船舶制造业通过不断的技术升级推动产业升级现已成功摘取世界船舶皇冠上的“三颗明珠”——航空母舰、大型邮轮、大型LNG运输船，船舶行业面临由传统的制造向自主创新、原始创新的创造转型重要时期，科技创新正在向“并行”和“领跑”转变。振动噪声控制技术逐渐成为决定舰船整体性能的关键因素，振动噪声在海洋工程中同样重要，如国际海事组织（IMO）对海洋平台不同部分的振动噪声有明确标准和要求，船海减振降噪领域高素质复合型人才需求激增，对高校的专业人才培养提出更高的要求。因此，开展新工科建设背景下振动噪声控制课程建设与实践，对培养船舶与海洋工程振动噪声控制领域的新时代高素质复合型人才具有重要的现实意义。

聚焦船舶减振降噪行业发展需求，振动噪声控制基础是轮机工程、船舶与海洋工程等工科专业的一门专业特色选修课，培养学生掌握振动噪声分析理论和控制方法，具备解决船舶动力装置系统振动噪声工程问题的能力。该课程是一门以物理概念为基础，以数学物理方法、数值分析计算和测试控制为工具，以解决工程实际中振动噪声问题为主要目标的力学与机械工程的分支学科。课程涉及高等数学、复变函数、理论力学、材料力学和控制理论等多学科知识，具有概念抽象、理论性强、数理基础要求高、公式推导复杂及知识体系庞杂等特点，要求学生具备良好的知识交叉综合应用能力[3-4]。

新工科建设对学生的知识获取、应用能力、素质提升和价值塑造提出了更高的要求，而振动噪声控制基础课程的传统教学体系已不能满足新时代高素质复合型工科人才培养需求，亟需对课程教学理念、教学目标、教学内容及考核评价体系进行建设和实践。目前国内众多高校开展了振动噪声相关课程的教学研究，提出诸多创新举措以满足新时期课程需求。如融合课程教授、数值仿真、实验设计及工程应用的多模式教学，培养学生综合应用能力[3，5]；通过课程教学和教材调研分析，推动课程教学改革[6-8]；突出学生主体地位，开展翻转课堂的新教学模式，强调学习主动性，加深学生对知识的内化[2，9]；通过融入思政元素提升课程协同育人，加强学生价值观的形塑[10]；以科研项目为导向实现科教融合，培养学生工程科学素养和实践创新思维[11]。

基于以上研究，瞄准新工科建设，聚集船舶减振降噪行业新需求及本校船舶与海洋工程、轮机工程专业特色，本文首先确定以学生为中心的教学目标，采用逆向设计正向实施的教学策略，对原有课程内容、教学资源和知识体系进行梳理、优化、重构和建设，设定高阶考核目标，综合采用过程评价、动态评价、结果评价等方式，建立起全过程多角度“理论与实践相融合、教学策略与学习状况动态调整、评价过程与教学过程有机结合”的全学习周期多元形成性课程评价体系。探索多种教学模式和教学理念课程，为完成教学目标革新、教学内容重构和评价体系建设的课程建设与实践赋能，以期解决振动噪声控制基础课程教学中的难题，助力新时期高素质复合型工科人才培养。

一  课程教学痛点问题

振动噪声控制基础课程是面向船舶与海洋工程、轮机工程高年级学生的专业选修课，是一门理论性、实践性和应用性紧密结合的课程，旨在培养学生具备综合应用知识的能力、实践创新思维和工程素养，可以胜任船海领域振动与噪声应用方面的工作。然而，在新工科建设的新要求和船舶与海洋工程减振降噪行业的新需求下，现有课程教学存在以下问题。

（一）  教学理念及教学目标需满足新工科建设要求

传统的振动噪声类课程教学仍是教师主导，即以教师知识灌输和学生被动接受知识为主的传统教学模式，对学生知识内化、实践应用、高阶思维及价值理念的培养无法落实到实处。教学理念、教学目标与新工科建设要求共振不明显，需进一步强化以学生为中心的教学理念，逐步升级教学目标以适应新工科建设要求。

（二）  工程融合不足难以适应行业工程需求

由于课程理论要求高、多学科交叉明显及课时有限等因素，存在概念抽象难理解、理论知识消化不充分、工程应用背景不明晰等问题。课程教学主要采用知识讲授、例题讲解和习题练习为主，对工程应用不够重视，缺少复杂工程问题分析、知识应用、实践创新等高阶认知过程训练。如何使学生夯实专业知识的同时提升知识应用能力，丰富教学内涵，强调应用性和实践性、创新性和挑战性，以适应船舶减振降噪行业工程需求，是亟需解决的难题。

（三）  考核评价方式单一难以支撑高阶目标

现有课程考核方式多以平时作业和期末考试为主的结果考核，考核评价方式较为单一，难以支撑新工科建设下课程高阶目标实现，不利于教师依据学情进行教学策略的动态调整和持续改进。课程实践中亟需丰富评价体系使考核贯穿在学生全学习周期，让学生积极参与到教学学习全过程，激励学生主动学习，提升批判分析思维、实践创新等高阶能力。

二  课程建设与实践

（一）  课程建设与实践思路

根据课程教学痛点问题，聚焦船舶工程、海洋工程减振降噪行业需求，新工科建设背景下振动噪声控制基础课程打造“课程目标革新—课程内容重构—多元评价建设—持续改进”集知识教授、能力培养、素质提升和价值塑造为一体的课程教学闭环，建设与实践思路如图1所示。课程通过深化以学生为中心的教育理念，确定“知识—能力—素质—价值”为核心的四个位阶课程目标，采用逆向设计正向实施的教学策略，重构具有轮机工程专业和船舶减振降噪行业特色的易难渐进、理论实践协同的进阶式课程教学内容，建设满足新工科建设要求的“厚基础、重应用、育高阶、促创新”和“融工程、融前沿、融思政”的教学资源。设定以高阶性、创新性和挑战度“两性一度”为目标引领的全学习周期多元形成性课程评价体系，支撑课程教学体系建设的同时便于学生学习状态的动态调整和教师教学策略、教学质量的持续改进。本课程教学建设与实践可有效夯实学生理论知识，培养学生应用专业知识解决复杂工程问题能力，提升高阶批判分析思维及实践创新思维，形塑学生工程科学理念、科技兴国，行业责任担当，培养严谨负责、拓展进取的核心价值观。

（二）  课程教学目标与教学理念

为深化以学生为中心的教学理念，课程教学实践采用“逆向设计，正向实施”，即以课程目标为起点，思考教学方法与思路，进一步设计教学内容。该逆向设计有利于避免教学实施过程与教学大纲的较大偏离，深度融合新工科建设要求、船舶振动噪声控制行业需求以及思政协同育人理念，保证知识—能力—素质—价值的四位阶教学目标达成，课程教学目标如图2所示。

图2  知识—能力—素质—价值四位阶的教学目标