认证引领、“双创”融入、多维互动的教学新范式

［摘 要］ 为适应国家科技和经济发展的需求，培养满足社会发展需要的高质量工程技术人才，提出了“认证引领、‘双创’融入、多维互动”的教学新范式，优化了工程教育专业认证背景下的机械电子工程专业课程新体系，构建了将创新方法和创业思维融入专业教育的教学新模式，实施多种教学法，引导学生自主学习，进行多维度师生互动，提高学生的自主学习能力，分析、设计和开发能力，以及解决实际问题的能力，培养学生的社会担当和创新意识，提高工程教育人才培养质量。

［关键词］ 工程教育专业认证；认证引领；“双创”融入；多维互动

［基金项目］ 2021年度山东省本科高校教学改革研究项目“基于CDIO和工程教育专业认证的机械电子工程专业教学模式创新研究与实践”（482）

［作者简介］ 董爱梅（1971—），女，山东济宁人，硕士，山东理工大学机械工程学院副教授，主要从事机电一体化研究；赵彦峻（1970—），女，山东淄博人，工学博士，山东理工大学机械工程学院教授，主要从事机械设计研究；赵庆志（1962—），男，山东日照人，工学博士，山东理工大学机械工程学院教授，主要从事数控技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）19-0009-04 ［收稿日期］ 2022-07-04

引言

为适应国家科技和经济发展的需求，面向山东省新旧动能转换，机械电子工程专业要培养具有现代科技理念、综合人文素养、创新创业精神和工程实践能力的应用型高级工程技术人才，满足各企事业单位引进相关紧缺人才的需求。面向社会发展，如何培养高质量的应用型高级工程技术人才，并与国际工程教育先进模式接轨，是高校面临的问题。CDIO工程教育模式中的C为Conceive（构思）、D为Design（设计）、I为Implement（实现）、O为Operate（运作）。山东理工大学机械电子工程专业是CDIO培养模式的试点专业之一。随着工程教育专业认证工作的开展，如何在前期实施CDIO培养模式的基础上，对机械电子工程专业课程体系进行优化，对教学模式进行改革创新，顺利通过专业认证，是现阶段学校的迫切任务。结合我校高水平应用型人才培养的办学定位和专业培养目标，我们提出了“认证引领、‘双创’融入、多维互动”的教学新范式，以提高工程教育人才培养质量。

一、工程教育模式简述

工程教育专业认证简称“专业认证”，CDIO工程教育模式简称“CDIO模式”，二者都是全球领先的工程教育模式，发展愿景和理念一致，都是培养合格的满足社会发展需求的高质量工程技术人才，但二者解决问题的方式和路径不同。CDIO模式强调以人才知识能力素质为牵引，通过正向分解，推动人才培养目标、课程体系、教学方法、评价的整体改革；专业认证以毕业生质量认证标准为依据，促进专业培养目标、毕业要求、课程体系等适应性改革［1］。这就要求我们在实施CDIO培养模式的基础上，总结经验，改变思路，根据机械电子工程专业毕业生质量认证标准，确定本专业培养目标和毕业要求，构建“工程教育专业认证背景下的课程新体系、创新方法+创业思维融入专业教育的教学新模式、多维互动的师生新关系”，即“认证引领、‘双创’融入、多维互动”的教学新范式，以符合专业认证对机械电子工程专业学生毕业要求的能力指标内容。

二、认证引领，优化课程体系

课程体系的合理设置有助于学生毕业要求的能力指标的达成。结合我校及机械电子工程专业特色和具体情况，按照专业培养目标和工程教育认证标准中的12项毕业要求，在前期实施CDIO模式的基础上，对专业课程体系进行了调整和优化。具体如下：将机械电子工程专业课程体系分为数学与自然科学类、工程科学类、实践类（包括思想政治实践、工程实践与毕业设计）、人文社科通识教育类等课程，调整了通识教育课程学分，拓展了第二课堂，增设了课外实践活动学分，第二课堂活动项目分为社会责任、创新能力、实践能力、身心修养、特色发展五个模块，进行分类记录和管理。工程科学类课程包括工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程，工程基础类课程和专业基础类课程体现数学和自然科学在本专业中应用能力的培养，专业类课程体现机电系统设计和实现能力的培养。在此基础上，形成专业课程体系对毕业要求指标的支撑关系矩阵，确定每门课程对所支撑指标点的支撑权重，根据支撑权重将每门课程学分细化到各指标，确定每门课程对所支撑指标点的支撑程度，课程支撑性质分为强支撑、中等支撑和弱支撑。每门课程的教学内容、教学活动、课程考核等都围绕所支撑的毕业要求指标进行，这样能更好地契合以产出为导向的毕业要求，满足工程教育专业认证标准要求。

三、“双创”融入，构建教学新模式

创新创业能力的培养是工程教育专业认证人才培养目标之一，专业教育是培养学生创新创业精神和能力的主阵地。根据我校人才培养定位、专业人才培养目标和创新创业教育要求，以提升学生专业创新能力为目标，充分发挥课程在创新创业教育中的基础作用，实施了“课程+创新方法+创业思维”的融合课程模式，对专业课程进行深度改革，在专业培养方案中的课程体系设置、课程教学、实践教学等方面融入创新方法和创业思维，实现课程内容、教学体系、教学模式的创新，提高学生的专业创新创业能力。

（一）“双创”融入专业培养方案

为促进学生全面发展，提高学生综合素质，调动学生参与科技、竞赛、学术、社会实践等活动的积极性，在专业培养方案中的通识教育课程模块设置“创新方法基础”“大学生创业基础”等课程，在工程实践课程模块中设置“机电系统设计与制造”“机电产品创新设计”等课程，还设置了学生参加大赛、撰写论文、发明等认证学分。其中，学生参加大赛、论文、发明等互认2个学分。此外，完善社会实践环节，引导学生正确认识社会需求并调整就业定位。

（二）“双创”融入课程教学

学生在“创新方法基础”“大学生创业基础”等通识教育课程中先学习创新创业理论知识和创新方法等，后续将创新创业理念和元素植入专业课程教学内容。在课程教学设计中融入创新方法，为学生创新思维的形成奠定基础，提升学生的创新创业能力和解决实际工程问题的能力，为学生毕业设计和未来从事工程技术工作与解决各种实际问题奠定基础。

（三）“双创”融入实践教学

以“机电产品创新设计”课程为例，融入创新方法和创业思维，见表1。在学生经过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写等一系列过程后，教师要引导学生观察、分析、思考和解决实际问题，培养学生的逻辑推理能力、创新能力和创业思维，提升学生的独立思考及团队协作能力。

四、多维互动，构建师生新关系

根据工程教育专业认证要求，细化机械电子工程专业培养目标，设计由以“教师为中心，课堂为中心”、以讲授为传递知识的主要形式向以学生为中心转变，突出学生在学习中的主体地位，形成以知识、能力、素质提升为目标的多维度的师生互动的教学模式。采取基于OBE教学理念的教学法、基于过程为导向的理实一体化教学法等，引导学生进行课前、课上、课后，线上线下以及理实一体化教学等多维度的师生互动，达到工程教育认证中机械电子工程专业的毕业指标要求。

（一）基于OBE教学理念的教学法

为引导学生自主学习，主动进行有效学习和深度学习，“机械设计”课程教学团队对课程进行信息化教学改革实践。经过长期的多轮教学试验，形成了基于OBE教学理念的“四点五步过程式教学法”。“四点”即教学目标、学生学习、支撑环境、有效教学策略，根据“四点”进行网络平台信息化教学设计。“五步”即开学前、课前、课上、课后、结课后，以“五步”引导学生利用网络开展自主学习、协作学习、团队合作学习等。根据课程教学目标制定并公布过程性考核标准，过程考核贯穿每节课，实时公布考核成绩。过程性考核标准激励学生主动学习，从被动接受评价转变为评价的主体和积极参与者。“四点五步过程式教学法”体现了学生“学”的价值，实现了“授人以渔”的教学理念［2］。应用该方式培养的学生，参加机械创新设计比赛，多次获得省级特等奖和全国一等奖。

（二）以工作过程为导向的理实一体化教学法

以工作过程为导向的理实一体化教学理念是借鉴德国职业教育经验的一种有效教学模式。其根据学习某一知识涉及的工作活动所需要的行动、物质条件、学习者内在调节机制，组织、实施和评价教学效果。该模式要求学生在学习过程中不仅用脑，还要用心、动手，体现理论与实践融为一体的特点，实现“在学中做，在做中学”。通过行为的引导，学生在活动中了解知识点的理论和应用原理等［3］。在这一理念的指导下，“数控技术”课程教学团队进行了一系列教学改革与探索，实施以工作过程为导向的“网络信息化预习、理实一体化教学、实训、实训+设计”的教学过程，使科学理论、工程应用、工匠技能有机融合，基本达到了“通原理、融实践、能设计、熟调试、懂故障、会维修”的教学目标，提高了学生的工程设计、应用和创新能力。

（三）思想政治教育融入网络信息化案例教学法

案例教学法是教师根据教学目标、教学内容及教学要求，安排一些具体案例，引导学生参与思考、分析、讨论和表达等多项活动，是一种培养学生认识问题、分析问题和解决问题等综合能力的行之有效的方法。机械电子工程专业多门课程教学团队开发和组建了基于网络教学平台的案例库，选取一系列难度与复杂程度适当的案例项目，让学生由浅入深、由易到难地进行自主学习，从分析系统到应用机电一体化相关技术进行产品设计。同时，将思想政治教育和职业素养教育融入部分工程实际案例，引导学生参与思考、分析、讨论和表达，培养学生技术报国、科技报国的情怀，使学生具备良好的政治思想素质和职业道德素养。另外，可将教师科研成果融入工程案例，让学生参与科研项目，打破传统课堂的教与学模式，让学生认识到理论知识在实践中的应用价值，提高学生的学习兴趣和热情，加强学生对基础知识的理解，激发学生学习的主动性，让学生切身体会学有所用。将不同学科的知识融合到一起，拓宽学生视野，使学生深入了解专业知识。通过参加科研基金项目，学生能够学会在科研中寻找答案，遇到问题积极独立思考，学会从多角度分析问题，寻找解决问题的方案，培养创新精神。参与科研还可以锻炼学生的交流与沟通能力，帮助学生树立团队合作意识，培养学生的团结协作精神和协调能力。

参考文献

［1］杨毅刚，宋庆，唐浩.工程教育专业认证与CDIO模式异同分析与相互借鉴［J］.高等工程教育研究，2018（5）：45-51.

［2］张彦斐，任传波，宫金良，等.基于信息化网络教学平台的四点五步教学模式研究［J］.中国教育信息化，2016（20）：43-46.

［3］赵庆志，赵国勇，李丽，等.卓越工程师方向电气控制技术课程设计教学改革［J］.中国教育技术装备，2014（22）：106-108.

A new Teaching Paradigm of Certification Lead， “Entrepreneurship and Innovation” Integration and Multi-dimensional Interaction： Taking Mechanical and Electronic Engineering as an Example

DONG Ai-mei， ZHAO Yan-jun， ZHAO Qing-zhi

（School of Mechanical Engineering， Shandong University of Technology， Zibo，

Shandong 255000， China）