一、項目類別

信息化及智慧教育類、實訓及機電類、產教融合項目

二、應用類別

新技術、解決方案

三、知識產權類型

教學成果獎勵

四、項目簡介

圍繞立德樹人根本任務，傳承“工學并舉”辦學特色，河北工業大學機械設計制造及其自動化專業以國家級專業綜合改革試點為契機，協同車輛工程、機械電子工程和測控技術與儀器專業，面向高端制造業的數字化、信息化和智能化人才需求，不斷夯實數字化教育新基建，創新數字化產教融合培養新模式，打造信息化泛在式人才培養新高地，探索線上線下混合式實踐教學新途徑，開辟螺旋迭代式一二課堂協同育人新體系，樹立兩段三層遞進式創新教育品牌，從而升華“工學并舉”新的時代內涵，培養具有制造強國熱情、扎實工程實踐能力、平視世界專業信心的機械類新工科創新人才。

一、把握數字化變革先機，引領新發展，提出并探索了“校內新三基訓練、校外多點實戰、內外多維融合”的數字化產教融合培養新模式。

校內“新三基”訓練，包括“手工繪圖-空間思維-結構設計-數字建模-仿真分析”五環節數字化產品基本設計能力訓練、“傳統加工-數控加工-特種加工-協同制造-智能制造”五層次智能化加工裝備基本操作能力訓練，和“創意-設計-加工-裝配-聯調”五階段基本貫通能力訓練，將數字化變革貫穿于培養全過程，從而夯實學生在校內實踐的基本功，為解決實際問題奠定基礎。

圖1 學生工程勝任能力提升策略

校外多點實踐模式，主要是通過實施“千生百縣”活動，開啟“學生先導+教師后援”訓練模式，在幫助企業實現產品數字化升級的同時構建企業工程問題案例庫，鍛煉學生溝通、發現及梳理工程問題的能力；通過內外多維融合，組建跨專業學生協作團隊、校企多導師聯合指導團隊，推進帶薪聯合畢業設計，提升學生綜合工程勝任能力。這一活動得到企業、地方政府和教育主管部門的高度評價。

圖2 陳寶生部長視察“機械+X”服務縣域企業成果

2020年9月26日，教育部長陳寶生、河北省副省長徐建培、教育廳廳長楊勇等領導到河北省威縣考察“機械+團隊服務縣域企業”典型項目“X射線檢測水果自動分級系統”，對本機械類專業長期以來在脫貧攻堅、縣域企業轉型升級和產學研合作方面取得的成績給與了充分肯定。

二、搭建數字化教學平臺，建設新支撐，構建“處處是課堂、時時可上網、人人能成長”的信息化泛在式人才培養新高地。

構建5G校園智慧化學習平臺，為自研機床陳列館和機構展廊配置數字二維碼，DIY工坊設置數字化社區，形成“樓外有機床、樓道有展廊、室內有工坊、處處是課堂”的泛在式育人環境，以優化自主學習氛圍。

圖3 以學生為中心的泛在式育人環境

自主開發云控實驗平臺，學生可以根據實驗任務要求，居家線下進行控制程序設計，通過云端平臺傳輸至實驗室設備的控制器，實現對現場設備的控制與調試任務。同時通過網絡實時傳輸的實驗室現場視頻畫面，觀察實驗設備的運行情況，判斷設備運行是否達到任務要求。指導教師可以通過現場和云端兩種方式獲得學生的實驗過程和結果，實現實時指導、雙向互動。

圖4 支持遠程實踐的云控實驗平臺

自主搭建教學質量管理平臺，通過140個觀測點的雙流程優化育人質量保障機制，將立德樹人與本領擔當相結合，鑄就時代新人；自主研發實踐教學管理平臺，集資源管理、實踐教學、考核評價、開放服務與創新競賽于一體，大大提高了實踐教學管理效率；堅持以學生為中心，按照交叉融合的新工科理念，建設四專業融合的國家級一流專業群，搭建5個國家級實踐與創新平臺，提升辦學條件，提升專業歸屬感。

圖5 數字化工程訓練教學平臺

三、用好國家級教學平臺，建設新資源，探索“打破場地限制、突破裝備限制、沖破校園限制”的線上線下混合式實踐教學新途徑。

推進以學生為中心的課堂教學改革，鼓勵教師充分利用現代信息技術，持續建設線上線下混合式課程建設。注重打造建設數字化、網絡化、立體化課程資源，其中，對接中國大學MOOC網絡化教學平臺，上線我國首個《工程訓練》MOOC課程，通過線上觀摩和知識點學習與線下實際操作實踐相結合，為學生提供線上線下混合式的自主實踐教學學習資源，從而突破實踐教學對設備的依賴、對場地的依賴，也為疫情沖擊下的工程實踐教學提供了共享資源，為浙江大學、哈爾濱工業大學等100余所高校近7萬名學生使用。

圖6 中國大學MOOC上線的首個工程訓練課程

開發工程圖學等課程虛擬仿真實驗平臺，利用虛擬現實、增強現實、無線體感等信息技術，建立交互式工程圖學的信息化虛擬仿真實驗平臺，將教學、實驗助學、自學的功能均融于此平臺中，通過信息化手段優化工程制圖的教與學，學生無需依賴專門的圖學訓練場地，無需依賴專用學習軟件，可以利用手機終端即可開展圖學訓練，為12本教材配套，全國約80所學校選用，軟件配套教材銷售近10萬冊。

圖7 工程圖學虛擬仿真實驗平臺與一流課程建設

實施虛實混合立體化教學，通過構建虛實混合立體化教室，把虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合現實（MR）技術引入課程教學中，自主開發了“機械加工工藝虛擬仿真平臺”、“組合夾具虛擬拆裝實踐平臺”等教學資源，使學生能夠隨時觀察結構的細節，機構的運行過程，極大地提高了學生的學習興趣和對知識的掌握程度。

圖8 虛實混合立體化教室教學案例

四、創新方法教育對接國際協同在線，開辟新渠道，樹立“兩段三層遞進、四位一體突破”式機械類創新能力培養新品牌。

以創新方法為引領，開展創新思維、創新能力和創新素質三層遞進式培養，實施匠心班、創客實驗室、拔尖生計劃等，強化創新能力培養。依托國際合作項目歐盟伊拉斯謨CEPHEI（高等教育在工業創新的協同在線教育平臺），主要面向本科各階段基礎知識扎實、創新興趣濃厚、創新能力較強的學生，構建“四位一體”工創融合模式，以高水平學科競賽、企業課題和科研項目為載體，提升學生創新能力、塑造創新人格。

成果注重突破性創新能力培養，率先實現創新方法教育專業覆蓋率100%，創新方法教育覆蓋全校，年受益5000余人，為50多所高校進行師資培訓，吸引近200所高校來校學習，樹立了創新教育品牌。創新方法研究與教育成果得到賈慶林、萬鋼等國家領導人的充分肯定。

圖9 國家領導人聽取機械創新方法研究與教育匯報

五、綜合素質評價數字化，描繪新畫像，探索“科教融合-競賽實踐融通-產教聯通”的螺旋迭代式一二課堂協同育人新體系。

出臺大學生綜合素質評價方案，并充分應用信息技術，通過大數據分析多維度選點，以雷達圖的形式給學生個體或群體在一、二課堂中的成長軌跡分別畫像，第一課堂以通識類課程、專業類課程和實訓類課程平均成績為維度，顯示學生在知識層獲得水平的評價；第二課堂以理想信念、學術科技、實踐服務、文化藝術、體育素質、社會工作六類培養目標總學分為維度，顯示學生在意識層和能力層獲得水平的評價。依托第一課堂和第二課堂的全面數據，通過大數據分析準確把握大學生的成長規律和成才軌跡，從供給側完善大學生綜合素質提升培養模式。

構建螺旋迭代式人才培養體系，一是以教師為主體的“科教融合”育人機制提供保障，二是以學生為主體的“競賽實踐融通”育人機制提供動力，三是以企業為主體的“產教聯通”育人機制構建新格局。實施匠心班、創客實驗室、拔尖生計劃等，強化創新能力培養。近五年來，機械類專業學生參加各類競賽人數占比與獲獎人數大幅上升。獲批國家級大學生創新創業項目50余項，大學生工程訓練綜合能力大賽連續取得好成績，在機械創新大賽中蟬聯四屆國家最高獎，大學生方程式賽車近五年獲全國一等獎4次，位列全國第九，2018年作為國內唯一車隊赴美參賽。學生宋中越獲河北省大學生創業之星、第十一屆中國大學生年度人物入圍獎，領創企業為高新技術企業。

圖10 中國大學生工程訓練綜合能力大賽獲獎團隊

圖11 中國大學生方程式汽車大賽獲獎團隊

六、強化“工學并舉”辦學特色，凝煉新內涵，鑄就“立校與報國、辦學與興工、理論與實踐”過硬素質，培養平視世界的機械類新工科人才。

在工業創新的浪潮中實現人才培養創新，在知識學習的道路上突出實踐教學作用，在服務國家經濟建設的實踐中彰顯學校價值。蘊含新工科建設的思想與方法，賦予“工學并舉”新的時代內涵。成果在國內著名期刊和實踐教學國際會議發表教研論文57篇，在人民日報、中國教育報、新華網等媒體報道52次。其中，“堅持工學并舉辦學思想推動學校新工科發展”理論成果發表在《中國高等教育》，“‘新工科’+‘老特色’，打造工程教育‘新樣板’”發表在《中國教育報》。加拿大工程院院士、天津大學新工科教育中心主任顧佩華教授認為：“工學并舉”新的時代內涵與新工科理念相輔相成，構建的工程教育模式達到國際先進水平。

圖12 《中國高等教育》刊登教學成果文章

在“工學并舉”新內涵引領下，機械類專業立德樹人成效顯著。“情系水泉”社會實踐隊堅守21年，榮獲團中央授予的“全國優秀實踐服務隊”等稱號；“傳承紅色基因，講好黨史故事”專項社會實踐隊得到中宣部“學習強國”等推送；測控2011級楊乃斌被評為第十屆中國大學生年度人物，獲得2014年感動中國年度人物，是唯一獲此兩項殊榮的在校本科生；22名畢業國防生獲空軍“藍天邊陲貢獻獎”，其中，航天搜救隊地面指揮孫利文被央視軍事頻道贊譽為“飛天鑄夢人”。學生綜合素質全面提升，機械類畢業生的985考研升學率一直居于學校前列，專業在全國各地的招生錄取分數逐年提高，體現出機械類一流專業群的良好社會聲譽。

專業還以“平視世界”的專業自信，在國際高等工程教育的舞臺上積極發聲，貢獻著中國智慧與方案。專業建設過程中，一方面遵循華盛頓協議和OBE建設理念，堅持以學生為中心，堅持成果導向和持續改進，在國內率先實現機械類專業100%通過專業認證；另一方面積極對接國內高端制造需求，以信息化、數字化和智能化手段促進課程建設和專業建設，實現了機械類專業100%入選國家一流專業建設序列。

在國際舞臺上積極發聲，利用在世界智能大會開設分論壇、在工程實踐教育國際會議作大會報告等機會，向國際社會推廣專業改革和建設成果，在愛課程國際在線上線我國首個《Engineering Training》慕課，突出專業辦學特色，吸引國外20余所大學來校交流借鑒機械類新工科建設經驗。

圖13 韓旭教授在世界智能大會做主旨報告

2019年，依托機械設計制造及其自動化等專業，學校率先在發達國家建立海外校區，招收當地學生，派出教師在芬授課，中國駐芬蘭大使2次前往訪問，芬蘭駐華使館參贊率團來校訪問；與亞利桑那大學共建河北工業大學亞利桑那工業學院，該校教務長認為：“工學并舉”引領工程教育，有效提高了學生的工程實踐和綜合創新能力，為美國高等工程教育提供了借鑒。

本項目以立德樹人為根本任務，深化課堂教學改革，大力推進信息技術與教學深度融合，建立“互聯網+教學”“智能+教學”新形態，加快網絡學習空間和教學平臺建設，持續加強多場景智慧互動型教學高地建設，建設滿足實踐教學需要的實驗、實習平臺等，抓住數字化轉型的機遇與挑戰，培養面向未來的創新人才。

五、夯實數字化教育新基建 培養機械類新工科人才視頻