認證引領、“雙創”融入、多維互動的教學新范式
——以機械電子工程專業為例

董愛梅，趙彥峻，趙慶志

（山東理工大學 機械工程學院，山東 淄博 255000）

引言

為適應國家科技和經濟發展的需求，面向山東省新舊動能轉換，機械電子工程專業要培養具有現代科技理念、綜合人文素養、創新創業精神和工程實踐能力的應用型高級工程技術人才，滿足各企事業單位引進相關緊缺人才的需求。面向社會發展，如何培養高質量的應用型高級工程技術人才，并與國際工程教育先進模式接軌，是高校面臨的問題。CDIO工程教育模式中的C為Conceive（構思）、D為Design（設計）、I為Implement（實現）、O為Operate（運作）。山東理工大學機械電子工程專業是CDIO培養模式的試點專業之一。隨著工程教育專業認證工作的開展，如何在前期實施CDIO培養模式的基礎上，對機械電子工程專業課程體系進行優化，對教學模式進行改革創新，順利通過專業認證，是現階段學校的迫切任務。結合我校高水平應用型人才培養的辦學定位和專業培養目標，我們提出了“認證引領、‘雙創’融入、多維互動”的教學新范式，以提高工程教育人才培養質量。

一、工程教育模式簡述

工程教育專業認證簡稱“專業認證”，CDIO工程教育模式簡稱“CDIO模式”，二者都是全球領先的工程教育模式，發展愿景和理念一致，都是培養合格的滿足社會發展需求的高質量工程技術人才，但二者解決問題的方式和路徑不同。CDIO模式強調以人才知識能力素質為牽引，通過正向分解，推動人才培養目標、課程體系、教學方法、評價的整體改革；專業認證以畢業生質量認證標準為依據，促進專業培養目標、畢業要求、課程體系等適應性改革［1］。這就要求我們在實施CDIO培養模式的基礎上，總結經驗，改變思路，根據機械電子工程專業畢業生質量認證標準，確定本專業培養目標和畢業要求，構建“工程教育專業認證背景下的課程新體系、創新方法+創業思維融入專業教育的教學新模式、多維互動的師生新關系”，即“認證引領、‘雙創’融入、多維互動”的教學新范式，以符合專業認證對機械電子工程專業學生畢業要求的能力指標內容。

二、認證引領，優化課程體系

課程體系的合理設置有助于學生畢業要求的能力指標的達成。結合我校及機械電子工程專業特色和具體情況，按照專業培養目標和工程教育認證標準中的12項畢業要求，在前期實施CDIO模式的基礎上，對專業課程體系進行了調整和優化。具體如下：將機械電子工程專業課程體系分為數學與自然科學類、工程科學類、實踐類（包括思想政治實踐、工程實踐與畢業設計）、人文社科通識教育類等課程，調整了通識教育課程學分，拓展了第二課堂，增設了課外實踐活動學分，第二課堂活動項目分為社會責任、創新能力、實踐能力、身心修養、特色發展五個模塊，進行分類記錄和管理。工程科學類課程包括工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程，工程基礎類課程和專業基礎類課程體現數學和自然科學在本專業中應用能力的培養，專業類課程體現機電系統設計和實現能力的培養。在此基礎上，形成專業課程體系對畢業要求指標的支撐關系矩陣，確定每門課程對所支撐指標點的支撐權重，根據支撐權重將每門課程學分細化到各指標，確定每門課程對所支撐指標點的支撐程度，課程支撐性質分為強支撐、中等支撐和弱支撐。每門課程的教學內容、教學活動、課程考核等都圍繞所支撐的畢業要求指標進行，這樣能更好地契合以產出為導向的畢業要求，滿足工程教育專業認證標準要求。

三、“雙創”融入，構建教學新模式

創新創業能力的培養是工程教育專業認證人才培養目標之一，專業教育是培養學生創新創業精神和能力的主陣地。根據我校人才培養定位、專業人才培養目標和創新創業教育要求，以提升學生專業創新能力為目標，充分發揮課程在創新創業教育中的基礎作用，實施了“課程+創新方法+創業思維”的融合課程模式，對專業課程進行深度改革，在專業培養方案中的課程體系設置、課程教學、實踐教學等方面融入創新方法和創業思維，實現課程內容、教學體系、教學模式的創新，提高學生的專業創新創業能力。

（一）“雙創”融入專業培養方案

為促進學生全面發展，提高學生綜合素質，調動學生參與科技、競賽、學術、社會實踐等活動的積極性，在專業培養方案中的通識教育課程模塊設置“創新方法基礎”“大學生創業基礎”等課程，在工程實踐課程模塊中設置“機電系統設計與制造”“機電產品創新設計”等課程，還設置了學生參加大賽、撰寫論文、發明等認證學分。其中，學生參加大賽、論文、發明等互認2個學分。此外，完善社會實踐環節，引導學生正確認識社會需求并調整就業定位。

（二）“雙創”融入課程教學

學生在“創新方法基礎”“大學生創業基礎”等通識教育課程中先學習創新創業理論知識和創新方法等，后續將創新創業理念和元素植入專業課程教學內容。在課程教學設計中融入創新方法，為學生創新思維的形成奠定基礎，提升學生的創新創業能力和解決實際工程問題的能力，為學生畢業設計和未來從事工程技術工作與解決各種實際問題奠定基礎。

（三）“雙創”融入實踐教學

以“機電產品創新設計”課程為例，融入創新方法和創業思維，見表1。在學生經過資料搜集、方案分析、系統設計與報告撰寫等一系列過程后，教師要引導學生觀察、分析、思考和解決實際問題，培養學生的邏輯推理能力、創新能力和創業思維，提升學生的獨立思考及團隊協作能力。

表1 “雙創”融入“機電產品創新設計”課程實踐教學過程

四、多維互動，構建師生新關系

根據工程教育專業認證要求，細化機械電子工程專業培養目標，設計由以“教師為中心，課堂為中心”、以講授為傳遞知識的主要形式向以學生為中心轉變，突出學生在學習中的主體地位，形成以知識、能力、素質提升為目標的多維度的師生互動的教學模式。采取基于OBE教學理念的教學法、基于過程為導向的理實一體化教學法等，引導學生進行課前、課上、課后，線上線下以及理實一體化教學等多維度的師生互動，達到工程教育認證中機械電子工程專業的畢業指標要求。

（一）基于OBE教學理念的教學法

為引導學生自主學習，主動進行有效學習和深度學習，“機械設計”課程教學團隊對課程進行信息化教學改革實踐。經過長期的多輪教學試驗，形成了基于OBE教學理念的“四點五步過程式教學法”?！八狞c”即教學目標、學生學習、支撐環境、有效教學策略，根據“四點”進行網絡平臺信息化教學設計。“五步”即開學前、課前、課上、課后、結課后，以“五步”引導學生利用網絡開展自主學習、協作學習、團隊合作學習等。根據課程教學目標制定并公布過程性考核標準，過程考核貫穿每節課，實時公布考核成績。過程性考核標準激勵學生主動學習，從被動接受評價轉變為評價的主體和積極參與者。“四點五步過程式教學法”體現了學生“學”的價值，實現了“授人以漁”的教學理念［2］。應用該方式培養的學生，參加機械創新設計比賽，多次獲得省級特等獎和全國一等獎。

（二）以工作過程為導向的理實一體化教學法

以工作過程為導向的理實一體化教學理念是借鑒德國職業教育經驗的一種有效教學模式。其根據學習某一知識涉及的工作活動所需要的行動、物質條件、學習者內在調節機制，組織、實施和評價教學效果。該模式要求學生在學習過程中不僅用腦，還要用心、動手，體現理論與實踐融為一體的特點，實現“在學中做，在做中學”。通過行為的引導，學生在活動中了解知識點的理論和應用原理等［3］。在這一理念的指導下，“數控技術”課程教學團隊進行了一系列教學改革與探索，實施以工作過程為導向的“網絡信息化預習、理實一體化教學、實訓、實訓+設計”的教學過程，使科學理論、工程應用、工匠技能有機融合，基本達到了“通原理、融實踐、能設計、熟調試、懂故障、會維修”的教學目標，提高了學生的工程設計、應用和創新能力。

（三）思想政治教育融入網絡信息化案例教學法

案例教學法是教師根據教學目標、教學內容及教學要求，安排一些具體案例，引導學生參與思考、分析、討論和表達等多項活動，是一種培養學生認識問題、分析問題和解決問題等綜合能力的行之有效的方法。機械電子工程專業多門課程教學團隊開發和組建了基于網絡教學平臺的案例庫，選取一系列難度與復雜程度適當的案例項目，讓學生由淺入深、由易到難地進行自主學習，從分析系統到應用機電一體化相關技術進行產品設計。同時，將思想政治教育和職業素養教育融入部分工程實際案例，引導學生參與思考、分析、討論和表達，培養學生技術報國、科技報國的情懷，使學生具備良好的政治思想素質和職業道德素養。另外，可將教師科研成果融入工程案例，讓學生參與科研項目，打破傳統課堂的教與學模式，讓學生認識到理論知識在實踐中的應用價值，提高學生的學習興趣和熱情，加強學生對基礎知識的理解，激發學生學習的主動性，讓學生切身體會學有所用。將不同學科的知識融合到一起，拓寬學生視野，使學生深入了解專業知識。通過參加科研基金項目，學生能夠學會在科研中尋找答案，遇到問題積極獨立思考，學會從多角度分析問題，尋找解決問題的方案，培養創新精神。參與科研還可以鍛煉學生的交流與溝通能力，幫助學生樹立團隊合作意識，培養學生的團結協作精神和協調能力。