［摘 要］培養(yǎng)學生工匠精神是工科專業(yè)課程普遍設置的教學目標，屬于價值目標范疇。同時，工匠精神的培養(yǎng)近年來面臨著育人體系細化難、定量考核難、成果落地難等問題。文章在CDIO教育理念下，將工匠精神目標進行細化，創(chuàng)新性地將進階式項目實施引入課程鏈項目設計教學中，將知識點選題、小組統(tǒng)籌任務、平面作業(yè)、成績進階為多元化選題構(gòu)思、模塊化分工設計、立體化產(chǎn)品設計、賽事化產(chǎn)品運行，引導學生在課程鏈學習中完整參與工程分析設計全過程，最終達成工匠精神的培養(yǎng)目標。

［關(guān)鍵詞］CDIO教育理念；工匠精神；課程鏈；項目教學

［中圖分類號］G640 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）18-0079-05

CDIO教育理念是美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究團隊根據(jù)現(xiàn)代工程教育本質(zhì)提出的教育理念。2008年，教育部高等教育司發(fā)文成立“CDIO工程教育模式研究與實踐課題組”。2016年，“CDIO工程教育聯(lián)盟”在汕頭大學正式成立。

工匠精神是一種職業(yè)精神，它是職業(yè)道德、職業(yè)能力、職業(yè)品質(zhì)的體現(xiàn)，是從業(yè)者的一種職業(yè)價值取向和行為表現(xiàn)。在2020年全國勞動模范和先進工作者表彰大會上，習近平總書記將工匠精神的深刻內(nèi)涵概括為執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越。培養(yǎng)學生工匠精神是工科專業(yè)課程普遍設置的重要教學目標[1]，但工匠精神的培養(yǎng)近年來面臨著育人體系細化難、定量考核難、成果落地難等問題。

在CDIO教育理念視角下[2-3]，圍繞學生工匠精神培養(yǎng)，遼寧石油化工大學組織教學團隊構(gòu)建了課程鏈進階式項目[4]，以復合材料與工程專業(yè)的4門專業(yè)課程（復合材料安全與環(huán)保課程、復合材料基體課程、材料復合原理課程、復合材料工藝學課程）搭建課程鏈。課程鏈中各門課程建設互相關(guān)聯(lián)并保持一條連貫的工程主線，有效減少了學生探索復合材料工程的不同結(jié)構(gòu)、不同性能的時間，從而能夠?qū)⒕性趶秃喜牧蠘?gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）上。以復合材料從設計到運行的全生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程[5]，培養(yǎng)工匠精神。

一、工匠精神在現(xiàn)有課程鏈教學中難以落地

工科專業(yè)現(xiàn)有課程鏈是從課程出發(fā)，將內(nèi)容相關(guān)的課程或同一學期開設的課程或同一教師（教學團隊）開設的課程聯(lián)結(jié)而成，這類課程鏈如果缺乏對整體工程觀進階性的設計，就難以將項目設計分段融入，不利于學生工匠精神的培養(yǎng)。其主要原因有以下幾方面：其一，由于課程與課程之間的工程契合度不足，學生的項目選題往往只能以某一門課程內(nèi)容為主，而一門課程難以給學生提供一項工程完成過程的體驗，因此學生難以通過課程鏈的項目設計由淺入深地了解工匠精神。其二，現(xiàn)有項目設計的學生分組大多是基于學生的成績、學號、寢室等進行的，容易造成學優(yōu)生、學困生各自集中的情況出現(xiàn)，組員能力的趨同性使小組分層任務難以完成，無法形成良好的組間競爭氛圍，學生難以在分組分工不合理的情況下充分理解工匠精神。其三，項目設計在課程之間的不連通性，使得每門課的項目設計往往都需要學生從零開始，完成的設計作品只能作為平時成績，難以持續(xù)改進，也難以通過缺乏整體性的工程設計培養(yǎng)工匠精神。其四，現(xiàn)有課程鏈的項目設計主要為紙質(zhì)作業(yè)，缺少與工程實踐的聯(lián)系和對社會熱點的關(guān)注，學生難以通過缺乏挑戰(zhàn)度的課外作業(yè)培養(yǎng)工匠精神。

二、聚焦CDIO教育理念下工匠精神的培養(yǎng)

工匠精神的培養(yǎng)目標較為抽象，在教學實踐中難以通過課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、考試成績等簡單地進行衡量。因此，本研究對工匠精神培養(yǎng)目標進行了細化，形成了易于衡量的8個學習目標即環(huán)境保護、安全意識、溝通合作、自主學習、問題分析、解決方案、勇于挑戰(zhàn)和社會責任。在CDIO教育理念下，依托課程鏈的4門課程反向設計多項教學活動，設計進階式項目教學來匹配這些目標，給學生搭建階梯，層層遞進，再與工匠精神內(nèi)涵融合，最終達成工匠精神培養(yǎng)目標。

課程鏈4門課程的分布合理，覆蓋復合材料與工程專業(yè)大學三年級整個學年的課程，采取基于賽教融合的雙課堂協(xié)同混合式團隊指導模式，分為春季學期和秋季學期兩個時段來完成。春季學期依托復合材料安全與環(huán)保課程和復合材料基體課程，學生在專業(yè)課教師和思政課教師協(xié)助下完成分組以及項目設計選題，工程導師與專業(yè)課教師協(xié)同指導學生完成小組分層任務和匯報。秋季學期，依托材料復合原理課程和復合材料工藝學課程，由專業(yè)課教師和創(chuàng)業(yè)導師輔導學生進行產(chǎn)品整體設計和實體制備，并參加競賽課程學習和社會實踐活動，在結(jié)課周由學生完成項目設計答辯，教學團隊全體參與評價。

課程鏈教學團隊采取主講教師集體教研協(xié)作方式，每學期開展10次教研活動，圍繞不同課程工匠精神的育人元素進行整合，使之得以一以貫之地融入課程鏈。

三、引導和支持學生學習的途徑

教學團隊設計教學活動，構(gòu)成“構(gòu)思選題執(zhí)著專注、分工設計精益求精、立體實踐一絲不茍、產(chǎn)品運行追求卓越”進階式項目，并與課程鏈一一對應，層層遞進，缺一不可。 CDIO教育理念下的課程鏈進階式項目創(chuàng)新模式如圖1所示。

（一）多元化選題構(gòu)思

為解決課程鏈選題單一、無法融入現(xiàn)實熱點的問題，項目選題由原來的知識重點結(jié)合工程難點，進階為融入育人元素和現(xiàn)實熱點問題。教學團隊依托復合材料安全與環(huán)保課程，按照工程能力連續(xù)性進行項目設計，教師評價與生生互評同步進行、師生共同把關(guān)。注重課內(nèi)與課外、理論與實踐、工程與生活的聯(lián)系，構(gòu)思多元化、接地氣的選題。例如，2023年秋季學期，課程設計選題結(jié)合鄉(xiāng)村振興、疫情防控、“雙碳”目標等現(xiàn)實熱點，基于工程能力連續(xù)性設計進階式項目選題，將工程實踐能力拆解落實到每個項目選題中并匹配育人元素，使學生能夠從工程項目整體層面了解工匠精神。課程鏈進階式項目題目設計表如表1所示。

同時，選題還有效契合了教學團隊的科研成果。例如，將教學團隊參與的“國家自然科學基金委中俄國際合作研究項目”的重點研究內(nèi)容“鎂鋰合金表界面形成過程”融入復合材料機翼安全設計內(nèi)容中；將教學團隊與寧夏漢堯石墨烯儲能材料科技有限公司合作的千萬級別“二維碳材料規(guī)模化應用項目” 融入鋁基復合材料制備設計內(nèi)容中等。3年來，總計有9名教師的20余項橫縱向科研項目及成果被融入課程設計選題中，充分體現(xiàn)了課題的挑戰(zhàn)度。學生在選題過程中，可以充分了解我國復合材料發(fā)展情況以及與國際先進水平的差距，更好地激發(fā)學生的科技報國精神。

（二）模塊化分組設計

為解決課程鏈小組分工不合理、無法讓每個學生都得到適當鍛煉的問題，復合材料基體課程由原有的僅僅按成績、學號、寢室等來劃分小組進階為競賽互補式組隊，以學生素質(zhì)拓展等大數(shù)據(jù)為依據(jù)，全面考查學生特長并賦分，按分數(shù)高低匹配分組。對于學業(yè)績點較低的學生，采用個別干預分組的方法，將其盡量平均分配在各個組里，以盡量保證組間能力配置均衡。教學過程中，各小組通過互助探究式學習協(xié)作完成課程設計，通過良性競爭激發(fā)學生集體榮譽感。按照學生的不同特長，由原有的全組統(tǒng)籌分配任務進階為落實到每個人的明確模塊化分工，實行合理明確的組內(nèi)分工合作（見表2）。

為了落實分工任務，課程規(guī)定負責不同任務的學生均需分階段進行匯報，匯報可以思維導圖繪制、模型制作、科技報告撰寫等多種形式完成，教師對匯報進行點評與提出改進意見，并隨堂進行匿名的生生互評，得分占作匯報的學生的平時成績的25%，促使學生精益求精地做好設計。此分組在課程鏈內(nèi)一直持續(xù)，可根據(jù)學生特長變化更改，以便于學生通過合理分工充分理解工匠精神。

（三）立體化產(chǎn)品設計

為解決課程鏈知識內(nèi)容拼接、無法鍛煉實踐能力的問題，進階式項目在材料復合原理課程中以課程設計大作業(yè)形式呈現(xiàn)，幫助學生樹立整體工程觀。全組協(xié)同設計，雙課堂銜接，由原有的“小作文式”平面作業(yè)進階為立體化設計作品。

課程采取線上線下虛實融合方法[6]，依托虛擬仿真實驗平臺、虛擬現(xiàn)實資源庫等技術(shù)實現(xiàn)項目產(chǎn)品的立體化，提出將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)植入產(chǎn)品設計的各個環(huán)節(jié)，全面對接“智能工廠”生產(chǎn)實時化、過程自動化、管理協(xié)同化、分析模塊化等方面內(nèi)容。

線下依托工程實訓工廠，以撫順石化常減壓蒸餾裝置、重油催化裂化裝置等工業(yè)化生產(chǎn)裝置為原型，在保持工業(yè)級大尺寸特征的前提下按照比例縮?。?︰1），完整體現(xiàn)工業(yè)化裝置的工藝流程，建成校內(nèi)實訓工廠，模塊對接生產(chǎn)實際，學生在實習實訓中自主操作，鍛煉“用得上”的技能。同時，省級創(chuàng)新材料實驗室為學生自主設計材料等實踐操作提供了便捷的實驗場所。教學團隊引導、幫助學生從原料選擇、形狀設計到環(huán)境評估、材料成型，完整地進行復合材料3D設計、性能模擬測試和實物制作，讓學生將工匠精神運用到整體性的項目產(chǎn)品設計中。

在軟件支撐方面，將與課程鏈相關(guān)的軟件工具3DMAX、CAD、Chemdraw等軟件編輯成慕課資源，內(nèi)置于立體化教材中供學生自學，并聘請信息學科專業(yè)教師跨界指導學生使用。

進階式項目設置答辯、評分環(huán)節(jié)，其中評分量表分為組員自評、組長評價組員、教師評價組員和教師評價組長。對于分工任務的完成情況必須提供支撐材料，教學團隊根據(jù)每個學生的自評量表提問并由學生現(xiàn)場回答，根據(jù)具體的評分規(guī)則進行評分，一絲不茍地真實檢驗分工任務的實現(xiàn)情況。

（四）賽事化產(chǎn)品運行

為解決課程鏈課內(nèi)作業(yè)無法實現(xiàn)課外拓展的問題，教學團隊基于復合材料工藝學課程實驗學時和項目最終答辯等環(huán)節(jié)，幫助、促進學生持續(xù)改進，項目設計衡量由原有的平時成績進階為參與競賽。教師引導（發(fā)布相關(guān)競賽通知）、支持學生參賽（競賽輔導、實驗設備投入），學生在參與競賽過程中通過反復完善參賽作品踐行工匠精神。

以全國大學生材料設計競賽、全國大學生3D設計大賽等科技競賽為抓手，結(jié)合具體的工程案例，將現(xiàn)代企業(yè)標準、現(xiàn)代工程工具等要素融入課程鏈課內(nèi)設計項目中，進一步要求學生通過查閱文獻—設計方案—修訂方案—實施方案等方式完善課內(nèi)設計作品，形成以學生為主、導師為輔的培養(yǎng)機制，有效提升學生綜合設計能力，更好地發(fā)揮學生主觀能動性，有利于培養(yǎng)學生工匠精神。

引導學生主動參與到“青年紅色筑夢之旅”等社會實踐以及“材料助力鄉(xiāng)村振興”等科普活動中，將“讀萬卷書”與“行萬里路”相結(jié)合，注重調(diào)研報告的交流和反饋，在艱苦的社會實踐中踐行工匠精神。借助抖音、快手等視頻平臺和公眾號等閱讀平臺呈現(xiàn)學生社會實踐成果和科普宣傳作品。學生在平臺上進行相互交流學習，根據(jù)平臺上其他同學的反饋對自己的調(diào)研成果進行質(zhì)量評估。他們在與他人交流的同時，也能夠得到來自對方的肯定，提升自我認同感。

設計作品（競賽作品和社會實踐作品）都可用于后續(xù)課程復合材料綜合課程設計的結(jié)課作業(yè)，同時，還可以上傳到立體化教材和校級慕課平臺的學生作業(yè)模塊中，形成教學資源閉環(huán)。

四、課程鏈建設成果應用及推廣情況

（一）建設成果豐碩，應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量有保障

高分子材料與工程獲評國家級一流本科專業(yè)建設點并通過工程教育專業(yè)認證，材料化學、復合材料與工程獲評省級示范專業(yè)。課程鏈4門課程中有2門課程獲批省級一流本科課程、3門課程獲批校級課程思政示范課。教學團隊獲批國家級新工科研究與實踐項目1項、其他類省級以上教改項目10余項，先后在《高分子物理學報》《微生物學通報》等核心期刊發(fā)表相關(guān)教改論文5篇。

（二）學生受益面廣，實踐和創(chuàng)新能力有了提升

課程鏈教改班級與普通班級使用完全相同的筆試試卷，教改班學生與普通班學生一起考試、閱卷，成績的對比具有可信度，教改班學生有4門課程的分數(shù)分布都明顯整體向高分區(qū)間移動。

教學團隊將創(chuàng)新設計賽事化，帶動全體學生積極參與各級各類工程技能大賽，近 3年學生以所學課程的課內(nèi)設計為基礎，獲得各類省級、國家級工程技能競賽獎項共計 40余人次，獲獎人數(shù)占班級總?cè)藬?shù)的50%以上。

教學團隊將創(chuàng)新實踐社會化，以社會實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽為抓手，取得了“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎等3項省級以上獎勵，獲獎人數(shù)超過班級總?cè)藬?shù)的40%。

（三）育人成果顯著，用人單位和社會認可度高

本研究成果獲得國家級課程思政案例獎1項，被在線新華網(wǎng)課程思政示范專區(qū)、遼寧衛(wèi)視等主流媒體報道2次，CDIO教育理念下培養(yǎng)學生工匠精神的項目教學法推廣到沈陽工程學院、北華大學等6所高校應用，育人效果良好，在省內(nèi)外宣傳了課程思政教育理念和推廣了相關(guān)教學經(jīng)驗。

2018屆復合材料與工程專業(yè)畢業(yè)生宋申元以科技報國為理念創(chuàng)辦科技公司，為解決磷石膏污染問題做出了貢獻，其相關(guān)事跡被《中國建材報》報道。2019屆應用化學專業(yè)畢業(yè)生、齊魯石化員工彭金嬡在工作中精益求精，榮獲 “全國行業(yè)職業(yè)技能競賽聚乙烯裝置操作工競賽”金牌?！哆|寧日報》、新華網(wǎng)等媒體先后報道和宣傳了上述專業(yè)人才培養(yǎng)的成效，已形成一定的品牌效應。

五、結(jié)語

本文探討了一條專業(yè)課程鏈建設之路，尤其適用于地方應用型高校的工科專業(yè)課程鏈建設。這項課程建設在CDIO教育理念下，引導學生基于進階式項目教學模式，將多門專業(yè)課程協(xié)同起來進行“鏈式”學習，在培養(yǎng)學生完整工程觀念的同時，通過項目構(gòu)思選題、分工設計、立體化實現(xiàn)到賽事化運行的進階式訓練，培養(yǎng)執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越的工匠精神。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 祝琳琳.高?；I(yè)工匠精神培育融入課程思政的重要性與實施路徑分析[J].化學工程，2022，50（12）：94-95.

[2] 王慶，李鳳華，董翠華，等.CDIO教學理念在課程建設中的應用及理論升級[J].包裝工程，2020，41（S1）：82-86.

[3] 唐茜， 劉艷， 任思曼，等.基于CBE 與CDIO 交互設計教學模式探索[J].實驗室研究與探索，2022，41（2）：228-232.

[4] 史春薇，楊占旭，王吉林，等.“新工科”背景下環(huán)境微生物學課程實踐教學育人模式的探索[J].微生物學通報，2020，47（4）：1202-1209.

[5] 吳濤，吳福培，包能勝.知識探究導向的層次化教學方法研究與實踐[J].高等工程教育研究，2018（1）：146-153.

[6] 鄭凱，董興輝.激發(fā)學生自主創(chuàng)新學習的工程制圖AR教學探索[J].實驗室研究與探索，2022，41（7）：190-193.

［責任編輯：龐丹丹］