“工匠精神+CDIO”视域下电气信息专业实验教学研究与实践

摘  要：工匠精神是中华民族宝贵的精神财富，培养学生工匠精神是电气信息类专业学生培养的重要目标。随着新工科的发展，CDIO工程教育理念逐渐成为高等工程教育的重要行动指南，将工匠精神与CDIO工程教育理念融合，形成“工匠精神+CDIO”教育模式，促进电气信息类专业实验教学水平的提升，取得良好的育人效果。文章论述工匠精神融入电气信息类专业实验教学重要意义，讨论CDIO工程教育理念对电气信息类专业实验教学的重要指引作用。通过对“工匠精神+CDIO”教育模式的探讨，构建“四位一体”应用型高素质创新人才教育生态系统。提出在实验教学中打造人文环境和科技环境的实施路径：通过建立以学生为中心，以扎实的理论知识体系、卓越的工程实践能力为基础的工匠精神模型，激发学生乐学潜质的人文环境;通过构建实验教学的CDIO模型，形成激发学生持续创造力的科技环境。文章还对“工匠精神+CDIO”教育模式的创新性进行论述。

关键词：工匠精神;CDIO;电气信息;实验教学

中图分类号：G642.0      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）22-0054-05

Abstract： The craftsmanship spirit is the precious spiritual wealth of the Chinese nation， and cultivating students' craftsmanship spirit is an important goal for students majoring in electrical information. With the development of new engineering disciplines， the CDIO engineering education concept has gradually become an important action guide for higher engineering education， integrating the craftsman spirit with the CDIO engineering education concept to form a "craftsman spirit + CDIO" education model， which promotes the experimental teaching level of electrical information majors. The improvement has achieved a good education effect. The article discusses the importance of the craftsman spirit being integrated into the experimental teaching of electrical information majors， and discusses the important guiding role of the CDIO engineering education concept on the experimental teaching of electrical information majors. Through the discussion of the "craftsman spirit + CDIO" education model， the "four-in-one" application-oriented high-quality innovative talent education ecosystem has been constructed. It proposed the implementation path of creating a humanistic and technological environment in experimental teaching through the establishment of a student-centered， a solid theoretical knowledge system and excellent engineering practice ability based on the craftsman spirit model， a humanistic environment that stimulates students' potential for learning and learning; by constructing a CDIO model of experimental teaching， a technological environment that stimulates students' continuous creativity is formed. The article also discusses the innovation of the "craftsman spirit + CDIO" education model.

Keywords： craftsman spirit; CDIO; electrical information; experimental teaching

工匠精神是中华民族宝贵的精神财富，培养学生工匠精神是电气信息类专业学生培养的重要目标。随着“新基建”等一系列大国方略的提出，以及“新工科”“新农科”等高等教育改革的实施，工匠精神的新时代内涵更加丰富和深刻。习近平总书记高度重视弘扬工匠精神，提出了工匠精神“执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越”的深刻内涵[1]。新工科的提出与发展，使工程教育进入一个全新的阶段，CDIO工程教育理念逐渐成为高等工程教育的重要行动指南，推动了新工科的不断发展。实验教学是专业培养方案中实践教学的重要组成部分，将工匠精神与CDIO工程教育理念融合，在电气信息类专业实验教学中探索构建“工匠精神+CDIO”教育模式，是促进高校实践教学水平提升，培养工科应用型高素质创新人才的重要途径。

一、培养大学生工匠精神是电气信息类专业实验教学的重要目标

（一）培养大学生工匠精神是电气信息类专业实验

教学课程思政的必然要求

要牢固树立立德树人是根本任务的理念，将立德树人贯穿于教育的全过程，实施于教学的每一个环节[2]。一是工匠精神是中华民族优秀传统文化的结晶，是中华民族对待技术、技艺、技能的鲜明态度。在漫漫的历史长河中，工匠精神留给我们的不仅有雄伟的宫殿、巧夺天工的玉雕这些瑰宝，更留给我们追求卓越、勇攀高峰的精神财富。培养具有工匠精神的大学生，是地方工科院校弘扬传统文化的重要途径。二是工匠精神具有鲜明的时代特征。工匠精神所诠释的卓越理念在新时代更加靓丽与鲜活，港珠澳大桥、北斗系统、神州系列等，这些大国工程所凝结的工匠精神，激励着广大青年学生奋勇前行。在传统与现代之间、在传承与弘扬之间，以工匠精神武装当代大学生是高等工程教育发展的必然要求。三是工匠精神是实验教学课程思政的重要载体。要挖掘工匠精神的课程思政元素，通过模范人物、典型事迹等，将工匠精神融入课程思政，实现教学与育人的统一。

（二）培养大学生工匠精神是电气信息类专业实验

教学提升教学水平的必由之路

作为实践性教学环节，实验教学水平的高低对理论教学具有很大影响，如何贯通课堂教学与实验教学，使两者相互促进共同提升，是实验教师的重要职责。一是要培养电气信息类专业学生执着专注的学习态度。电气信息类专业实验教学在形式上包含验证性实验、探索性实验、开放性实验等，在教学中要激发学生的乐学兴趣，使学习成为一种持续的行动，使学生专注于专业、执着于实践。二是要培养电气信息类专业学生精益求精的求学作风。将精益求精作为一种思维方式，形成一种良好的习惯，必将影响学生的一生。三是要培养电气信息类专业学生一丝不苟的治学方法。“鱼”与“渔”的选择用在实验教学上更具有现实意义，有了方法找对了方向才能到达成功的彼岸。四是要培养电气信息类专业学生追求卓越的向学理想。在实验中探索电气信息专业无穷的魅力，丰富每一名学生的想象力，激发每一名学生的探索精神。工匠精神的丰富内涵为提升电气信息类专业实验教学课程思政水平明确了要求，指明了方向。

二、CDIO工程教育理念是电气信息类专业实验教学的重要指南

（一）CDIO工程教育理念使电气信息类专业实验教学更具系统性

以电气工程及其自动化专业为例，按照CDIO理念设计工程知识、问题分析、设计开发解决方案等十二个方面的毕业要求，每项毕业要求由相应的课程进行支撑，从而形成相应的实验教学体系。其基础课程实验课安排见表1。

表1 电气工程及其自动化专业基础课程实验

以课程来支撑毕业要求，有效提升了实验课程教学的系统性。一是体现在专业知识的架构逐级上升，从大学物理实验到电路基础实验，从供配电实验到专业综合实验，培养的要求越来越高。二是从知识的运用上逐渐综合，实用性越来越强，形成了系统化的实验教学体系。

（二）CDIO工程教育理念使电气信息类专业实验教学更具科学性

合理的教学安排对教育效果有着重要意义，在电气信息类专业的实验课程中，CDIO理念提供的科学性指引表现在以下几个方面，一是实验教学的内容更加合理，通过对具体实验的设计，与课堂教学形成整体，并有力地推进课堂教学效果，实现学生专业素质的提升。二是体现在实验教学的安排更加科学，所有实验教学环节都有明确的目标，使教学活动有的放矢，也使学生的学习目的更加明确，增强了学生学习的主动性。三是体现在实验教学的实施更加科学，电气信息类专业的实验课程具有典型的CDIO实践性，构思和设计、实现和运作[3]，四个环节与阶段的实施，拉长了实验教学的过程，丰富了实验教学的内容，确保了实验教学的效果。

（三）CDIO工程教育理念使电气信息类专业实验教学更具先进性

电气信息类专业实验教学长期的积累形成了较为固定的内容和模式，对专业技术人才的培养起到了很好的作用。但在新工科、新基建背景下，电气信息技术的发展日新月异，这就要求教育理念也应该与时俱进。在CDIO理念下，实验教学实现了以环境构建促进教学效果的实施。环境构建的过程也就是学生教育模式的探索过程，外部机制建设使实验教学规范性得到保障。二是CDIO理念下实验教学更关注学生个体的主动性与持续性，更能激发学生主动学习的潜质。通过构思到运作的长期训练，使学生养成良好的学习习惯。三是CDIO理念注重生态的系统性，注重各驱动要素的挖掘与利用，使实验教学形成闭环的、稳定的运行机制。

三、构建“工匠精神+CDIO”模式是提升电气信息类专业实验教学质量的有效途径

（一）聚焦电气信息类专业实验教学的三个教学问题

从影响工科大学生创造力和人文精神培养的生态环境进行研究，利用工匠精神和CDIO教育理念相结合，围绕怎样培养学生成为人文素质、科技智慧全面发展的工科应用型高素质创新人才，聚焦电气信息类专业实验教学的三个教学问题。

（1）如何为学生打造坚实的创新基础？实验教学要面向工程领域人才需求，主动应用先进的工程教育理念，解决传统实验教学模式造成的课程之间、理论教学与实践教学之间缺乏联系与联动、课程孤岛现象明显、知识体系不完整、实践能力不足、团队协作精神缺乏等一系列问题，通过创新实验教学的教育模式，培养学生形成坚实的理论知识体系，具备卓越的实践能力，打好高素质创新基础。

（2）如何激发学生的乐学潜质？乐学潜质以学生内在的原动力为目标，解决了学生学习的主动性问题。针对学生学习主动性不强、注重逻辑思维、缺乏创新思维能力和人文关怀等问题，通过工匠精神与CDIO理念的耦合，将形象思维、逻辑思维等结合，文化感性和学术智性联合，将中国传统文化下的“道的思维”和现代精细化的“术的方法”融合[4]，通过以人为本、目标为导向寻找颠覆性创新方案的方法模式，激发学生内在的乐学潜质。