杜文遼 侯俊劍 王宏超

摘 要：基于工程教育專業(yè)認(rèn)證和CDIO工程教育理念，探索落實立德樹人根本任務(wù)，建立將行業(yè)特色轉(zhuǎn)化為專業(yè)特色、研究特色轉(zhuǎn)化為專業(yè)優(yōu)勢的方法，構(gòu)建機械類一流本科專業(yè)課程體系;通過融合工程教育專業(yè)認(rèn)證的“底線”合格標(biāo)準(zhǔn)和CDIO教學(xué)模式的“高線”教學(xué)方法論，強化課程思政，構(gòu)建融合專業(yè)認(rèn)證及CDIO教學(xué)模式的特色教學(xué)體系;建設(shè)具有工程沉浸感、突出專業(yè)特色、滿足培養(yǎng)“知識、能力、素質(zhì)”協(xié)調(diào)發(fā)展的工程技術(shù)人才實驗教學(xué)體系;通過貫徹CDIO理念的教學(xué)模式，構(gòu)建理論教學(xué)、實驗操作、學(xué)科競賽、科學(xué)研究、工程實踐“五位一體”的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證;CDIO理念;課程體系;教學(xué)體系;創(chuàng)新體系

“中國制造2025”部署全面推進(jìn)實施制造強國戰(zhàn)略，為滿足國家戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)具有全球視野、創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型人才，促進(jìn)多學(xué)科交叉融合的新型工程技術(shù)專業(yè)建設(shè)尤為重要。本科教育承載著高等教育人才培養(yǎng)的主要任務(wù)，工程教育專業(yè)認(rèn)證、卓越計劃2.0的實施，促進(jìn)了新工科教育的發(fā)展。習(xí)近平總書記提出，高等教育是一個國家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志，要求把建設(shè)一流作為推進(jìn)高等教育高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，把提升創(chuàng)新能力作為推進(jìn)高等教育高質(zhì)量發(fā)展的重大任務(wù)。教育部召開的新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議提出要著力提升專業(yè)建設(shè)水平，推進(jìn)課程內(nèi)容更新，提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)能力。

工程教育專業(yè)認(rèn)證以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向進(jìn)行專業(yè)合格性評價，貫徹“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，是一種“底線”合格標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行（CDIO）教學(xué)模式強調(diào)以工程全過程為載體，培養(yǎng)學(xué)生工程能力，培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展要求的人才。將先進(jìn)的教學(xué)理念與先進(jìn)的教學(xué)模式相結(jié)合，為高校培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型的工程技術(shù)人才提供了可行的思路。

一、新型課程體系與教學(xué)體系構(gòu)建

（一）構(gòu)建基于機電大平臺的一流特色專業(yè)建設(shè)課程體系

大學(xué)學(xué)習(xí)是一種兼收并蓄、不斷擴充知識涉及的領(lǐng)域和深化認(rèn)知的過程。在這個過程中，要兼顧基礎(chǔ)知識的更新和專業(yè)知識的豐富，避免知識無序的散亂堆積。因此，要在強化專業(yè)特色的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一流的專業(yè)課程體系。按照“綜合素質(zhì)好、專業(yè)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、創(chuàng)新能力強”的人才培養(yǎng)原則，充分發(fā)揮學(xué)校的專業(yè)特色優(yōu)勢，依托輕工裝備行業(yè)，貫徹CDIO教學(xué)模式。在深入研究輕工機械裝備設(shè)計、制造、控制、測量實際生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上，設(shè)置專業(yè)課程體系;從科研項目中提煉人才培養(yǎng)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容素材，融進(jìn)課程內(nèi)容，將科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為專業(yè)特色優(yōu)勢;認(rèn)真研究專業(yè)發(fā)展趨勢，把握科技發(fā)展脈絡(luò)，超前規(guī)劃專業(yè)課程群。

1.課程體系包括通識公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)特色方向課程、專業(yè)選修課程、實踐實訓(xùn)課程、項目管理課程和人文藝術(shù)課程等七類。這些課程體現(xiàn)文理藝術(shù)滲透、理工經(jīng)管結(jié)合，他們不是課程的堆積，而是貫徹工程認(rèn)證要求，按照CDIO教學(xué)模式，以項目全生命周期的要求建立課程之間的內(nèi)在聯(lián)系。在深入掌握工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在項目管理和經(jīng)濟決策等知識點上進(jìn)行延伸，擴寬知識面，消除知識盲區(qū)，使得畢業(yè)生在技術(shù)、管理和經(jīng)濟決策等方面能夠最大程度的滿足社會需求，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，能夠與不斷變化的社會需求相適應(yīng)。

2.為使行業(yè)特色轉(zhuǎn)化為專業(yè)特色，在課程體系中強調(diào)機械設(shè)計及其自動化專業(yè)低年級的輕工（包裝）機械概論與高年級的自動機原理、包裝機械設(shè)計相銜接，在實踐教學(xué)中設(shè)計輕工裝備實踐內(nèi)容，強化輕工裝備設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用制造、維護管理等行業(yè)特點，實現(xiàn)行業(yè)特色內(nèi)化為專業(yè)特色。重視英文教材的引進(jìn)和吸收，將本專業(yè)方向國際先進(jìn)的教材引入國內(nèi)，培養(yǎng)學(xué)生的國際視野。

3.建立基礎(chǔ)—提高—創(chuàng)新“三位一體”的實踐課程體系，按照CDIO教學(xué)模式，將認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計納入項目全生命周期進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

（二）構(gòu)建融合工程教育專業(yè)認(rèn)證及CDIO教學(xué)模式的特色教學(xué)體系

貫徹工程認(rèn)證和CDIO工程教育理念，依托機電大平臺，以輕工裝備設(shè)計、制造、維護整個產(chǎn)業(yè)鏈條為著眼點，建立融裝備設(shè)計、制造、控制、動力、測量為一體的課程體系。既保證課程之間重點內(nèi)容的相互獨立，又體現(xiàn)邏輯上的相互聯(lián)系，整合、優(yōu)化專業(yè)集群相關(guān)課程內(nèi)容。精簡理論教學(xué)學(xué)時，加強實踐教學(xué)和真實項目教學(xué);創(chuàng)新教學(xué)形式和手段，提高教學(xué)效果和質(zhì)量;建立科學(xué)的教學(xué)評價、監(jiān)督、持續(xù)改進(jìn)機制。

1.課程建設(shè)中首先是培養(yǎng)方案的制定和完善，它是師生進(jìn)行教學(xué)、學(xué)習(xí)的指導(dǎo)性、操作性文本。按照工程教育培養(yǎng)目標(biāo)的12個指標(biāo)點要求和CDIO項目全生命周期理念，科學(xué)制定專業(yè)培養(yǎng)方案。根據(jù)拓寬基礎(chǔ)、突出專業(yè)特色、加強素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思路，修改和完善培養(yǎng)方案。在培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，既要滿足產(chǎn)業(yè)需求，又要高于產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，圍繞人才需求發(fā)展趨勢進(jìn)行培養(yǎng)方案的謀劃。

2.統(tǒng)籌設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)規(guī)劃理論課和實踐課的課時分配，增強課程體系張力?；贠BE理念的課堂教學(xué)要求遵循成果導(dǎo)向的課程教學(xué)設(shè)計。通過課程矩陣定義出課程體系中各門課程對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，明確每門課程的教學(xué)任務(wù)。改變過去教學(xué)各門課程過分強調(diào)各自的系統(tǒng)性、完整性的狀況，而是在培養(yǎng)方案的指導(dǎo)下，以工程認(rèn)證培養(yǎng)目標(biāo)為指引，按照CDIO的理念統(tǒng)籌規(guī)劃專業(yè)課程內(nèi)容的知識體系。在保持知識體系一致性的前提下，壓縮理論教學(xué)內(nèi)容，探索“胖教材、瘦課堂”的教學(xué)形式，突出課程重點，加強知識縱向聯(lián)系。加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對原有基礎(chǔ)實驗、專業(yè)課程實驗內(nèi)容進(jìn)行整合提升，對實習(xí)內(nèi)容、畢業(yè)設(shè)計項目進(jìn)行特色強化，突出專業(yè)特色，增強教學(xué)體系中課程內(nèi)容張力。

3.加強精品課與雙語課建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)資源，突出“金課”在人才培養(yǎng)中的帶動作用。以學(xué)生為中心，對課程內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，跟蹤產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的新發(fā)展、新要求、新內(nèi)容，從課堂理論授課、課內(nèi)課外實驗、課下實踐等多個環(huán)節(jié)充實，建設(shè)精品線上、線下開放課程。在引進(jìn)國外原版教材的基礎(chǔ)上，吸收專業(yè)領(lǐng)域國際最新研究成果，融入教學(xué)內(nèi)容，大力提升雙語教學(xué)質(zhì)量。

4.建立科學(xué)的教學(xué)評價機制。變革現(xiàn)有的考核方式，除注重課程理論和實驗操作內(nèi)容考核外，探索將項目設(shè)計過程中人際交往能力，以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)建造等能力納入考核范圍，建立科學(xué)的教學(xué)評價機制，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的提升。

二、構(gòu)建新型創(chuàng)新實踐體系

（一）構(gòu)建多學(xué)科、立體化創(chuàng)新實踐平臺

實踐教學(xué)是高校工程教育的重要環(huán)節(jié)，也是專業(yè)認(rèn)證中達(dá)到畢業(yè)要求、實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要抓手。實踐教學(xué)是學(xué)生理論聯(lián)系實際的橋梁，是增強解決復(fù)雜工程問題能力的重要手段，也是校園教育向產(chǎn)業(yè)延伸的重要途徑。圍繞特色專業(yè)實驗室的建設(shè)方向，機電創(chuàng)新實驗平臺的建設(shè)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念指導(dǎo)下，建立以現(xiàn)代輕工裝備及技術(shù)實驗室為基礎(chǔ)、省重點實驗室為校內(nèi)支撐、與龍頭企業(yè)聯(lián)合成立的機電一體化培訓(xùn)中心，以及校外實踐教學(xué)基地為企業(yè)支撐的多學(xué)科、多場域融合的立體式創(chuàng)新實踐平臺。通過實驗室理念建設(shè)和規(guī)劃、購置一批先進(jìn)儀器設(shè)備、購置及開發(fā)虛擬實驗平臺，建成立體化的、具有工程沉浸感、突出專業(yè)特色的工程技術(shù)人才教學(xué)實驗平臺，成為實現(xiàn)對培養(yǎng)素質(zhì)過硬、基礎(chǔ)扎實、實踐技術(shù)突出、創(chuàng)新能力強的創(chuàng)新型人才的有力支撐。

1.圍繞建設(shè)一流特色專業(yè)實驗室方向，制定實體實驗室和虛擬仿真實驗室互相補充、校內(nèi)實踐平臺和校外實踐基地相互融合的立體化創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)規(guī)劃。校內(nèi)以省市級實驗室、工程中心為支撐，完成專業(yè)人才培養(yǎng)基礎(chǔ)實驗以及創(chuàng)新型培養(yǎng)的設(shè)計性、綜合性實驗;校外實踐教學(xué)基地作為企業(yè)支撐，完成面向企業(yè)需求的、具有專業(yè)特色的實驗項目。

2.大力開發(fā)特色虛擬仿真實驗平臺，在掌握課程相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生主動查閱資料、收集文獻(xiàn)，建立項目開發(fā)小組。根據(jù)CDIO的理念，完成項目需求分析、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、開發(fā)實現(xiàn)、調(diào)試完善等步驟，完成虛擬仿真實驗平臺的開發(fā)。

3.在現(xiàn)有校內(nèi)實習(xí)、實訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，加強校外企業(yè)創(chuàng)新基地的建設(shè)，按照實際項目全生命周期開發(fā)的要求，貫徹專業(yè)認(rèn)證和CDIO理念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造精神和創(chuàng)業(yè)能力。建立校外工程實踐基地，讓學(xué)生可以在一定時間內(nèi)參與企業(yè)生產(chǎn)。

（二）建立和完善大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

通過研究教學(xué)過程中貫徹CDIO模式的教學(xué)理念和教學(xué)方法，以項目為導(dǎo)向，面向工程、突出應(yīng)用、體現(xiàn)創(chuàng)新，通過無限接近社會需求，構(gòu)建理論教學(xué)、實驗操作、學(xué)科競賽、科學(xué)研究、工程實踐“五位一體”的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。

1.建立理論教學(xué)、實驗操作、學(xué)科競賽、科學(xué)研究、工程實踐“五位一體”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。貫徹“基于項目學(xué)習(xí)和創(chuàng)新”的CDIO教學(xué)理念，在理論教學(xué)和實驗教學(xué)中，以項目思維組織教學(xué)，用聯(lián)系的觀點學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識。依托精品課程、學(xué)科平臺、校內(nèi)創(chuàng)新基地、校外實踐基地，以實驗訓(xùn)練、學(xué)科競賽、科學(xué)研究、工程實踐為載體，促進(jìn)知識—能力的轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2.實踐教學(xué)按照基礎(chǔ)—提高—綜合—創(chuàng)新四個層次設(shè)置創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學(xué)體系，包括課程體系和實踐體系。在每個層次中按照模塊化思維組織教學(xué)。為適應(yīng)在線開放課程以及慕課的學(xué)習(xí)形式，每個模塊中按知識點設(shè)置理論與實踐教學(xué)內(nèi)容，知識模塊物理上彼此獨立，內(nèi)容上又有一定的內(nèi)在邏輯聯(lián)系和銜接關(guān)系。課程體系和實踐體系均按照CDIO教學(xué)模式組織教學(xué)，即按照項目實施的思想，使學(xué)生既能夠掌握知識，又能夠?qū)W會在項目中怎么應(yīng)用。

3.建立和完善大學(xué)生參與科研項目、科技競賽、工程實踐機制。鼓勵大學(xué)生參與教師科研項目，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，對參與項目的科研成績折合創(chuàng)新學(xué)分。鼓勵大學(xué)生積極參與各種創(chuàng)新大賽并給予指導(dǎo)，對有潛力的項目進(jìn)行重點培育，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新潛能，制定在校大學(xué)生參加科技競賽細(xì)則，確保每名大學(xué)生至少全程參與一項科技競賽賽事。

4.強化學(xué)生工程創(chuàng)新實踐。制定畢業(yè)設(shè)計選題規(guī)范，保證實際工程課題占畢業(yè)設(shè)計題目的比重;突出課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、工程實踐面向?qū)嶋H工程課題的導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生將專業(yè)知識能力與生產(chǎn)管理、團隊協(xié)作、溝通能力相結(jié)合。

三、教學(xué)改革成效

融合工程教育專業(yè)認(rèn)證及CDIO教學(xué)模式的課程體系及特色教學(xué)體系，為機械設(shè)計制造及其自動化、測控技術(shù)與儀器一流專業(yè)建設(shè)提供了支持。以項目引領(lǐng)的工程技術(shù)人才實驗平臺的建設(shè)，既具有工程沉浸感、突出專業(yè)特色，又滿足培養(yǎng)“知識、能力、素質(zhì)”協(xié)調(diào)發(fā)展的工程技術(shù)人才要求。實驗室建設(shè)通過機械、電子信息和計算機應(yīng)用等學(xué)科的交叉綜合，充分體現(xiàn)機電結(jié)合的特色和優(yōu)勢。

項目首先在鄭州輕工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、測控技術(shù)與儀器專業(yè)推廣運行，在教學(xué)體系和課程體系建設(shè)方面均取得了良好效果。以互換性與技術(shù)測量課程為例，針對“課程設(shè)置的實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容是否能增強對理論知識的理解”這一問題，課題組對歷屆學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，學(xué)生選擇“可以”以上的比例從2019年的70%提高到了2021年的94%，即使受新冠疫情影響，一些實驗項目受到影響，在2022年度，學(xué)生選擇“可以”以上的比例也達(dá)到92%，特別是由于疫情期間線上課程，探索出更多師生交流渠道，選擇“非?？梢浴钡谋壤_(dá)到43%。

圍繞一流特色專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，依托輕工裝備行業(yè)，貫徹工程認(rèn)證理念和CDIO教學(xué)模式，構(gòu)建基于機電大平臺的一流特色專業(yè)建設(shè)課程體系，探索將行業(yè)特色轉(zhuǎn)化為專業(yè)特色、研究特色轉(zhuǎn)化為專業(yè)優(yōu)勢的方法。通過貫徹工程認(rèn)證和CDIO工程教育理念，以輕工裝備設(shè)計、制造、維護整個產(chǎn)業(yè)鏈為著眼點，建立融裝備設(shè)計、制造、控制、動力、測量為一體的課程體系。圍繞特色專業(yè)實驗室的建設(shè)方向，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念指導(dǎo)下，建設(shè)實體實驗室和虛擬仿真實驗平臺互相補充、校內(nèi)實踐創(chuàng)新平臺和校外實踐基地相互融合的立體化創(chuàng)新實踐平臺。以項目為導(dǎo)向，面向工程、突出應(yīng)用、體現(xiàn)創(chuàng)新，通過無限接近社會需求，構(gòu)建理論教學(xué)、實驗操作、學(xué)科競賽、科學(xué)研究、工程實踐“五位一體”的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系。教學(xué)改革實踐表明，通過把前者的“底線”合格標(biāo)準(zhǔn)和后者的“高線”教學(xué)方法論有機結(jié)合起來，能夠更有效地落實專業(yè)認(rèn)證理念，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的合格人才。

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