認(rèn)證引領(lǐng)、“雙創(chuàng)”融入、多維互動(dòng)的教學(xué)新范式
——以機(jī)械電子工程專業(yè)為例

董愛梅，趙彥峻，趙慶志

（山東理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

引言

為適應(yīng)國家科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，面向山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，機(jī)械電子工程專業(yè)要培養(yǎng)具有現(xiàn)代科技理念、綜合人文素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才，滿足各企事業(yè)單位引進(jìn)相關(guān)緊缺人才的需求。面向社會(huì)發(fā)展，如何培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才，并與國際工程教育先進(jìn)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(gòu)思）、D為Design（設(shè)計(jì)）、I為Implement（實(shí)現(xiàn)）、O為Operate（運(yùn)作）。山東理工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)是CDIO培養(yǎng)模式的試點(diǎn)專業(yè)之一。隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的開展，如何在前期實(shí)施CDIO培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)課程體系進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，順利通過專業(yè)認(rèn)證，是現(xiàn)階段學(xué)校的迫切任務(wù)。結(jié)合我校高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)定位和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，我們提出了“認(rèn)證引領(lǐng)、‘雙創(chuàng)’融入、多維互動(dòng)”的教學(xué)新范式，以提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、工程教育模式簡述

工程教育專業(yè)認(rèn)證簡稱“專業(yè)認(rèn)證”，CDIO工程教育模式簡稱“CDIO模式”，二者都是全球領(lǐng)先的工程教育模式，發(fā)展愿景和理念一致，都是培養(yǎng)合格的滿足社會(huì)發(fā)展需求的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，但二者解決問題的方式和路徑不同。CDIO模式強(qiáng)調(diào)以人才知識(shí)能力素質(zhì)為牽引，通過正向分解，推動(dòng)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)的整體改革；專業(yè)認(rèn)證以畢業(yè)生質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，促進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系等適應(yīng)性改革［1］。這就要求我們?cè)趯?shí)施CDIO培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改變思路，根據(jù)機(jī)械電子工程專業(yè)畢業(yè)生質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，確定本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，構(gòu)建“工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的課程新體系、創(chuàng)新方法+創(chuàng)業(yè)思維融入專業(yè)教育的教學(xué)新模式、多維互動(dòng)的師生新關(guān)系”，即“認(rèn)證引領(lǐng)、‘雙創(chuàng)’融入、多維互動(dòng)”的教學(xué)新范式，以符合專業(yè)認(rèn)證對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求的能力指標(biāo)內(nèi)容。

二、認(rèn)證引領(lǐng)，優(yōu)化課程體系

課程體系的合理設(shè)置有助于學(xué)生畢業(yè)要求的能力指標(biāo)的達(dá)成。結(jié)合我校及機(jī)械電子工程專業(yè)特色和具體情況，按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的12項(xiàng)畢業(yè)要求，在前期實(shí)施CDIO模式的基礎(chǔ)上，對(duì)專業(yè)課程體系進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。具體如下：將機(jī)械電子工程專業(yè)課程體系分為數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類、工程科學(xué)類、實(shí)踐類（包括思想政治實(shí)踐、工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)）、人文社科通識(shí)教育類等課程，調(diào)整了通識(shí)教育課程學(xué)分，拓展了第二課堂，增設(shè)了課外實(shí)踐活動(dòng)學(xué)分，第二課堂活動(dòng)項(xiàng)目分為社會(huì)責(zé)任、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、身心修養(yǎng)、特色發(fā)展五個(gè)模塊，進(jìn)行分類記錄和管理。工程科學(xué)類課程包括工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程，工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專業(yè)中應(yīng)用能力的培養(yǎng)，專業(yè)類課程體現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，形成專業(yè)課程體系對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)的支撐關(guān)系矩陣，確定每門課程對(duì)所支撐指標(biāo)點(diǎn)的支撐權(quán)重，根據(jù)支撐權(quán)重將每門課程學(xué)分細(xì)化到各指標(biāo)，確定每門課程對(duì)所支撐指標(biāo)點(diǎn)的支撐程度，課程支撐性質(zhì)分為強(qiáng)支撐、中等支撐和弱支撐。每門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)、課程考核等都圍繞所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)進(jìn)行，這樣能更好地契合以產(chǎn)出為導(dǎo)向的畢業(yè)要求，滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、“雙創(chuàng)”融入，構(gòu)建教學(xué)新模式

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)是工程教育專業(yè)認(rèn)證人才培養(yǎng)目標(biāo)之一，專業(yè)教育是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和能力的主陣地。根據(jù)我校人才培養(yǎng)定位、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育要求，以提升學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，充分發(fā)揮課程在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的基礎(chǔ)作用，實(shí)施了“課程+創(chuàng)新方法+創(chuàng)業(yè)思維”的融合課程模式，對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行深度改革，在專業(yè)培養(yǎng)方案中的課程體系設(shè)置、課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等方面融入創(chuàng)新方法和創(chuàng)業(yè)思維，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)模式的創(chuàng)新，提高學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（一）“雙創(chuàng)”融入專業(yè)培養(yǎng)方案

為促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科技、競(jìng)賽、學(xué)術(shù)、社會(huì)實(shí)踐等活動(dòng)的積極性，在專業(yè)培養(yǎng)方案中的通識(shí)教育課程模塊設(shè)置“創(chuàng)新方法基礎(chǔ)”“大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)”等課程，在工程實(shí)踐課程模塊中設(shè)置“機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造”“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等課程，還設(shè)置了學(xué)生參加大賽、撰寫論文、發(fā)明等認(rèn)證學(xué)分。其中，學(xué)生參加大賽、論文、發(fā)明等互認(rèn)2個(gè)學(xué)分。此外，完善社會(huì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)社會(huì)需求并調(diào)整就業(yè)定位。

（二）“雙創(chuàng)”融入課程教學(xué)

學(xué)生在“創(chuàng)新方法基礎(chǔ)”“大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)”等通識(shí)教育課程中先學(xué)習(xí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論知識(shí)和創(chuàng)新方法等，后續(xù)將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念和元素植入專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容。在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中融入創(chuàng)新方法，為學(xué)生創(chuàng)新思維的形成奠定基礎(chǔ)，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和解決實(shí)際工程問題的能力，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和未來從事工程技術(shù)工作與解決各種實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)。

（三）“雙創(chuàng)”融入實(shí)踐教學(xué)

以“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程為例，融入創(chuàng)新方法和創(chuàng)業(yè)思維，見表1。在學(xué)生經(jīng)過資料搜集、方案分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與報(bào)告撰寫等一系列過程后，教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、思考和解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)思維，提升學(xué)生的獨(dú)立思考及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

表1 “雙創(chuàng)”融入“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程實(shí)踐教學(xué)過程

四、多維互動(dòng)，構(gòu)建師生新關(guān)系

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，細(xì)化機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)由以“教師為中心，課堂為中心”、以講授為傳遞知識(shí)的主要形式向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，形成以知識(shí)、能力、素質(zhì)提升為目標(biāo)的多維度的師生互動(dòng)的教學(xué)模式。采取基于OBE教學(xué)理念的教學(xué)法、基于過程為導(dǎo)向的理實(shí)一體化教學(xué)法等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前、課上、課后，線上線下以及理實(shí)一體化教學(xué)等多維度的師生互動(dòng)，達(dá)到工程教育認(rèn)證中機(jī)械電子工程專業(yè)的畢業(yè)指標(biāo)要求。

（一）基于OBE教學(xué)理念的教學(xué)法

為引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)進(jìn)行有效學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程進(jìn)行信息化教學(xué)改革實(shí)踐。經(jīng)過長期的多輪教學(xué)試驗(yàn)，形成了基于OBE教學(xué)理念的“四點(diǎn)五步過程式教學(xué)法”。“四點(diǎn)”即教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)習(xí)、支撐環(huán)境、有效教學(xué)策略，根據(jù)“四點(diǎn)”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。“五步”即開學(xué)前、課前、課上、課后、結(jié)課后，以“五步”引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)等。根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)制定并公布過程性考核標(biāo)準(zhǔn)，過程考核貫穿每節(jié)課，實(shí)時(shí)公布考核成績。過程性考核標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，從被動(dòng)接受評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)樵u(píng)價(jià)的主體和積極參與者。“四點(diǎn)五步過程式教學(xué)法”體現(xiàn)了學(xué)生“學(xué)”的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了“授人以漁”的教學(xué)理念［2］。應(yīng)用該方式培養(yǎng)的學(xué)生，參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽，多次獲得省級(jí)特等獎(jiǎng)和全國一等獎(jiǎng)。

（二）以工作過程為導(dǎo)向的理實(shí)一體化教學(xué)法

以工作過程為導(dǎo)向的理實(shí)一體化教學(xué)理念是借鑒德國職業(yè)教育經(jīng)驗(yàn)的一種有效教學(xué)模式。其根據(jù)學(xué)習(xí)某一知識(shí)涉及的工作活動(dòng)所需要的行動(dòng)、物質(zhì)條件、學(xué)習(xí)者內(nèi)在調(diào)節(jié)機(jī)制，組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)教學(xué)效果。該模式要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅用腦，還要用心、動(dòng)手，體現(xiàn)理論與實(shí)踐融為一體的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“在學(xué)中做，在做中學(xué)”。通過行為的引導(dǎo)，學(xué)生在活動(dòng)中了解知識(shí)點(diǎn)的理論和應(yīng)用原理等［3］。在這一理念的指導(dǎo)下，“數(shù)控技術(shù)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列教學(xué)改革與探索，實(shí)施以工作過程為導(dǎo)向的“網(wǎng)絡(luò)信息化預(yù)習(xí)、理實(shí)一體化教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)+設(shè)計(jì)”的教學(xué)過程，使科學(xué)理論、工程應(yīng)用、工匠技能有機(jī)融合，基本達(dá)到了“通原理、融實(shí)踐、能設(shè)計(jì)、熟調(diào)試、懂故障、會(huì)維修”的教學(xué)目標(biāo)，提高了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

（三）思想政治教育融入網(wǎng)絡(luò)信息化案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求，安排一些具體案例，引導(dǎo)學(xué)生參與思考、分析、討論和表達(dá)等多項(xiàng)活動(dòng)，是一種培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(jī)械電子工程專業(yè)多門課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)和組建了基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的案例庫，選取一系列難度與復(fù)雜程度適當(dāng)?shù)陌咐?xiàng)目，讓學(xué)生由淺入深、由易到難地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從分析系統(tǒng)到應(yīng)用機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。同時(shí)，將思想政治教育和職業(yè)素養(yǎng)教育融入部分工程實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生參與思考、分析、討論和表達(dá)，培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)報(bào)國、科技報(bào)國的情懷，使學(xué)生具備良好的政治思想素質(zhì)和職業(yè)道德素養(yǎng)。另外，可將教師科研成果融入工程案例，讓學(xué)生參與科研項(xiàng)目，打破傳統(tǒng)課堂的教與學(xué)模式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用價(jià)值，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓學(xué)生切身體會(huì)學(xué)有所用。將不同學(xué)科的知識(shí)融合到一起，拓寬學(xué)生視野，使學(xué)生深入了解專業(yè)知識(shí)。通過參加科研基金項(xiàng)目，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)在科研中尋找答案，遇到問題積極獨(dú)立思考，學(xué)會(huì)從多角度分析問題，尋找解決問題的方案，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。參與科研還可以鍛煉學(xué)生的交流與溝通能力，幫助學(xué)生樹立團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和協(xié)調(diào)能力。