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摘要:基于cdio和工程教育專業認證背景下，山東理工大學機械電子工程專業通過優化實踐課程教學體系，實施實驗與實訓、校內/校外實習、產學研用、畢業設計等多維融合的實踐教學模式，將思政教育融入實踐教學環節等一系列改革措施，提升工程教育人才培養質量。

關鍵詞:CDIO;工程教育專業認證;實踐教學模式;改革

山東理工大學是一所以理工為主的多科性省屬大學，于2009年成為全國CDIO工程教育模式試點高校之一，是山東省第一批實施CDIO項目的高校。機械電子工程專業是CDIO培養模式的試點專業，從2010級實施CDIO培養模式，10多年來，積累了豐富的經驗，取得了顯著成果。但隨著工程教育改革的深入，特別是工程教育專業認證工作的開展，現階段如何在前期實施CDIO培養模式的基礎上，實現與工程教育專業認證的銜接，順利通過專業認證是現階段面臨的迫切任務。實踐教學作為人才培養非常重要的環節，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，基于“以生為本”，按照實踐教學培養能力遞進原則，優化了機械電子工程專業實踐教學體系，進行了實踐教學模式改革。

1實踐教學改革方案

CDIO教育模式和工程教育專業認證都是全球領先的工程教育實踐，CDIO教育模式是從2000年開始，瑞典皇家工學院和麻省理工學院等四所大學經過四年的探索和研究，最早創立了CDIO工程教育理念。國際專業認證于1989年由美國、英國等6個國家最早發起，是《華盛頓協議》通行的國際工程教育質量保障制度，是實施國際工程教育和工程師資格互認的基礎。兩者是國際工程教育的兩大主流改革模式，發展愿景和理念是一致的，都是面向經濟社會發展培養高質量的工程科技人才，但解決問題的方式和路徑不同。我國擁有全球規模最大的高等工程教育，工科專業學生總人數占全球工科學生超過30%。據中國工程教育專業認證協會數據統計，我國每年有約120余萬工科專業本科畢業生，專業布點17037個。如何提高工程教育人才培養質量，與國際工程教育先進水平接軌成為高等院校首當其沖要解決的問題，為此越來越多的高校開展專業認證和實施CDIO教育模式。據《教育部高等教育教學評估中心中國工程教育專業認證協會關于發布已通過工程教育認證專業名單的通告》〔2021〕第1號文件中統計，截至2020年底，全國一共有257所高校的1600個專業通過專業認證，相對于全國17037個專業，各高校專業認證通過數量和實施CDIO模式數量(100余個)微乎其微。通過專業認證是衡量一所高校工程類專業建設發展成就的重要標志，CDIO培養模式是順利通過工程教育專業認證的途徑。快速推進我國工程教育改革，提升專業認證通過數量和實施CDIO模式的數量，是目前提高工程教育人才培養質量的有效途徑。工程教育認證標準由通用標準和專業補充標準兩部分構成。通用標準規定了專業在培養目標、課程體系、畢業要求、持續改進等方面的要求。按照通用標準，機械電子工程專業學生畢業要求應滿足12項指標。現階段學生畢業時具備的能力與畢業要求指標還有一定差距。為達到畢業指標的要求，根據本專業的特色和具體情況，對機械電子工程專業實踐教學模式進行了多方位改革創新，實施方案如圖1所示。

2優化課程教學體系

按照CDIO培養模式和工程教育認證的整體規劃和創新設計，強調基礎知識與能力素質并重，建立與工程教育專業認證體系相適應的專業人才培養方案。結合我校高水平應用型人才培養的辦學定位和機械電子工程專業的培養目標，根據本專業的特色和具體情況，優化實踐課程教學體系，以專業應用能力培養為主線，實現課程體系綜合化、課程結構整體化、實踐教學體系化、課程設置柔性化。構建包含通識教育平臺、學科基礎平臺、專業教育平臺、實踐教學平臺和通識教育選修模塊、學科基礎選修模塊、專業方向選修模塊、創新創業模塊的完整課程體系，實現理論課程體系、實踐課程體系、素質教育體系既相對獨立又相互融合的完整的課程體系。基于CDIO理念，將機械電子工程專業實踐課程體系分為三個層次，第一層次包括課程層面的設計項目，在項目實踐過程中重點應用課程知識，加強課程要求的知識和能力培養等，如電工電子實訓、生產實習等。第二層次包括課程群層面的設計項目，相當于綜合性課程設計，在設計過程中綜合應用課程群的知識，如機電系統設計與制造模塊I、模塊II、模塊III。其中模塊II應用到產品設計相關的知識，如運動學和機構學、機械設計、工程材料等。第三層次涉及產品研發和創新全過程的項目，培養學生創新、設計、協調、溝通和領導能力，使學生把知識有機地聯系起來，應用知識、持續學習、培養綜合應用能力，如機電產品創新設計和畢業設計。

3加強師資隊伍建設，改善實驗實訓條件，為實踐教學提供強有力保障

高水平師資隊伍是實施教學改革的保障。采用“深造、實踐、培訓、引進、聘請”并舉的方法，引進高層次人才，加強年輕教師的培養。采取國內外進修、學術交流、企業鍛煉等方式，進一步培養專業帶頭人。組建教學帶頭人、教學骨干和教學新秀等構成的教學團隊，充分發揮教學團隊在教學模式改革中的引領作用。機電專業是教育部CDIO試點專業，建有校內專門的機電系統設計與制造模塊實訓教室和支持異地多人協同的三維虛擬現實實驗室，改變以往采用參觀、演示性操作的實踐模式，利用虛擬現實優秀的沉浸性和交互性，由二維擴展到三維，由靜態擴展到動態，學生由被動學習轉變為主動學習，有利于學生理解理論知識，調動學生學習積極性，培養學生動手能力和創新意識。同時將學生的視覺、聽覺、感覺等全部調動起來，學生有一種身臨其境的感覺，在虛擬環境中學生可以進行各種操作，提高了學習的直觀性、趣味性、實踐性。

4實施實驗/實訓，校內/校外實習相融合的實踐教學模式

在實踐教學中堅持多條實踐線:一條線以實驗實訓模塊為主，以典型的機電產品—智能機器人為項目對象，綜合應用所學課程的相關知識，進行產品拆裝、設計、控制等，采用“教—學—做”教學模式，加強課程目標要求的知識和能力培養;一條線以機電產品創新設計模塊為主，采用“做—學—導”相結合的教學模式，讓學生設計/開發機電系統，培養學生設計/開發機電系統能力和創新精神。另一條線選擇具有鮮明行業特色的大中型企業，如山東豪邁機械科技有限公司作為校外實習實訓基地，采用“看—學—做”教學模式，培養學生綜合應用能力。生產實習分為校內和校外兩部分，首先在校內就實習的基礎知識、基本技能進行強化培訓，使學生提前了解實習內容。機電專業和實習單位雙方簽訂合作協議，密切合作，建立和形成一整套切實可行的實習規范和制度。和企業相關技術人員簽訂了兼職教師協議，負責指導學生實習。在實習的過程中，機電專業教師一同參加實習，和企業指導教師共同指導。通過實習，學生了解產品的生產過程、相應的機電裝備等內容，結合課堂教學知識，理論聯系實際，使理論知識得到了驗證和升華。同時，鍛煉學生的工程意識，為創新能力的培養奠定基礎。

5探索產學研用，畢業設計等多維創新培養模式

通過與山東豪邁機械科技有限公司、淄博市博山華成鍛壓有限公司、山東新華醫療器械股份有限公司多家企業進行校企合作等實施產學研用培養模式。基于科教融合，在現有的機械工程國家級實驗教學示范中心、省重點學科、省重點實驗室、省工程技術研究中心等學科平臺基礎上，構建一個集基礎實驗、專業實驗、科技創新為一體的綜合性實驗教學平臺服務于教學和科研。以科教融合為依托，融入企業主體，實現科研、產業、教學、實踐運用四位一體的新模式，實現專業和學科的一體化發展，安排學生參與教師科研活動，鼓勵學生參加大學生科技創新競賽，為學有余力的學生提供學以致用的實踐機會，培養學生學習興趣和創新精神。為滿足學生個性化培養和提高學生自主學習能力，建立并實施畢業設計雙向選擇制度。雙向選擇可以使畢業設計題目和學生的學習興趣相結合，有效激發學生學習能動性。采用“合—分—合”的畢業設計指導方法，對本專業培養目標知識點進行全面認知。在進行開題報告之前，每個學生有自己的固定題目，在熟悉題目過程中，要學習、探索與其他題目相關的知識點，再互相交流、聽老師講解，總結各題目內容時所有同學都跟著學習，這樣就帶動了專業培養目標中對相關知識點的認知、學習、深化和鞏固。開題報告結束后再進行修改，每人再進行各自的課題設計，老師再針對每個學生的不同題目進行個性化指導，對學生共性問題集中講授輔導。畢業設計任務基本完成后，老師再集中所有同學進行總結、點評和互評，講解畢業設計文檔資料的整理、答辯等共性問題，答辯后再結合學生就業單位的情況進行交流、討論、修改等。這樣在畢業設計過程中每個學生雖然設計一個題目，但復習、應用和鞏固了專業培養目標中涉及的多個知識點，也培養了大學生的個人和團隊精神。

6將思政教育融入實踐教學環節

工程教育專業認證要求實現價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體的教學目標。實習環節融入思政教育內容，實習前開動員會，加強安全教育和素質教育;實習中企業專門安排人員負責實習工作，白天按照實習流程學習，晚上學習企業管理制度和企業文化。在實習中加入企業發展史、企業文化、勵志教育、社會擔當等內容，實習企業車間到處都有體現企業文化的標語。如去山東豪邁機械科技有限公司實習時，安排董事長、企業骨干和優秀校友做報告，講述個人成長歷程和企業發展，對學生進行勵志教育。公司堅守“誠信是本、創新是源”的文化理念，發揚“工作著、學習著、進步著、創造著、收獲著、快樂著”的工作理念，營造“享自尊、得關愛、崇公平、敬創新、愛團體、重效率”的公司氛圍，讓學生體會到作為大學生和將來從業人員必須具有能力、責任和擔當，提升學生人文社會科學素養和社會責任感。

結語

總之，機械電子工程專業通過以上系列實踐教學模式改革，取得了一定成效。近五年來，本專業學生在機器人大賽、機電產品創新設計大賽、挑戰杯競賽、機械設計大賽等重要賽事中，累計獲得國家級和省部級獎勵200余人次，人才培養質量得到社會各界的廣泛認可。

作者：董愛梅 趙彥峻 張磊安 黃雪梅 單位：山東理工大學機械工程學院機電系