省级教改课题申报书公示

省级教改课题申报书公示一、封面内容

项目名称：基于数字化转型的本科工程教育课程体系重构与教学模式创新研究

申请人姓名及联系方式：张明，教授，邮箱：zhangming@

所属单位：XX大学机械工程学院

申报日期：2023年10月26日

项目类别：应用研究

二．项目摘要

随着数字化技术的迅猛发展，传统工程教育模式面临深刻变革。本项目聚焦省级本科工程教育课程体系重构与教学模式创新，旨在探索数字化时代下工程人才培养的新路径。通过系统梳理国内外工程教育数字化转型的成功案例，结合我国工程教育认证标准，提出基于“平台化、智能化、协同化”特征的课程体系优化方案。研究将采用混合研究方法，包括文献分析、案例研究、行动研究等，对机械工程、计算机科学与技术等关键专业的课程模块进行重构，开发数字化教学资源库，并设计基于学习分析的教学反馈机制。预期成果包括一套适配数字化环境的课程大纲、一套智能化教学工具、三篇高水平研究论文及一项教学改革实践报告。本项目的实施将有效提升工程教育质量，增强学生的数字化素养和创新能力，为省级高等教育数字化转型提供示范性解决方案，推动工程教育与时俱进，满足产业升级对高素质人才的迫切需求。

三.项目背景与研究意义

在全球化与数字化浪潮的深刻影响下，工程教育正经历着前所未有的变革。工程领域的技术迭代速度显著加快，新工科、人工智能、大数据、物联网等新兴技术不断涌现，对工程人才的培养提出了更高的要求。传统的工程教育模式，以理论教学为主，实践环节相对薄弱，难以满足现代工程对创新能力和实践能力的双重需求。特别是在数字化转型的大背景下，如何将数字化技术融入工程教育，培养适应未来产业需求的工程人才，成为当前工程教育领域亟待解决的重要问题。

当前，我国工程教育在数字化转型方面取得了一定的进展，但仍然存在诸多问题。首先，课程体系更新滞后。许多高校的工程课程体系尚未完全适应当前技术发展的需求，缺乏对新兴技术的系统覆盖，导致学生所学知识与产业需求脱节。其次，教学方法单一。传统的工程教育仍然以教师为中心，学生被动接受知识，缺乏主动学习和创新实践的机会。这种教学方法难以培养学生的创新思维和团队协作能力，无法满足现代工程对高素质人才的迫切需求。再次，实践教学薄弱。工程教育强调实践能力培养，但许多高校的实践教学环节相对薄弱，实验设备陈旧，实践项目与企业实际需求脱节，导致学生的实践能力难以得到有效提升。

面对这些问题，开展工程教育数字化转型研究显得尤为必要。首先，数字化转型是工程教育发展的必然趋势。随着数字化技术的广泛应用，工程领域的数字化、智能化程度不断提高，对工程人才的需求也发生了深刻变化。工程教育必须紧跟时代步伐，将数字化技术融入教育教学全过程，培养适应未来产业需求的工程人才。其次，数字化转型是提升工程教育质量的重要途径。通过数字化技术，可以实现个性化教学、智能化辅导、协同化创新，有效提升工程教育的质量和效率。最后，数字化转型是促进工程教育公平的重要手段。数字化技术可以打破时空限制，实现优质教育资源的共享，促进工程教育的公平性和可及性。

本项目的研究意义主要体现在以下几个方面。首先，社会价值方面。工程教育是培养高素质工程人才的重要途径，对国家经济社会发展具有重要意义。通过本项目的研究，可以有效提升工程教育质量，培养更多适应未来产业需求的工程人才，为国家科技创新和产业升级提供人才支撑。其次，经济价值方面。工程教育直接服务于经济社会发展，对推动产业升级和经济增长具有重要作用。通过本项目的研究，可以促进工程教育与企业需求的深度融合，提升工程人才的就业竞争力，为经济社会发展提供更多高素质人才。最后，学术价值方面。本项目的研究可以为工程教育数字化转型提供理论指导和实践参考，推动工程教育理论的创新和发展，为工程教育领域的学术研究提供新的视角和思路。

四.国内外研究现状

工程教育数字化转型作为全球高等教育改革的重要议题，近年来吸引了国内外学者的广泛关注。总体而言，国内外在工程教育数字化转型领域已取得了一定的研究成果，但仍存在诸多挑战和亟待解决的问题。

从国外研究现状来看，欧美发达国家在工程教育数字化转型方面起步较早，积累了丰富的经验和成果。美国工程教育注重培养学生的创新能力和实践能力，积极采用项目式学习（PBL）、翻转课堂等先进教学模式，并广泛应用数字化技术辅助教学。例如，麻省理工学院（MIT）推出的在线课程平台edX，为全球工程教育提供了优质的教育资源。美国工程教育专业组织（ABET）也在工程教育认证标准中强调了数字化技术的应用，推动了工程教育的数字化转型。德国双元制教育模式在工程教育中具有显著优势，其注重理论与实践相结合，强调学生的实践技能培养，并积极应用数字化技术提升教学效率。此外，国外学者还关注数字化时代工程教育面临的挑战，如数字鸿沟、教师数字素养提升等问题，并提出了相应的解决方案。

欧洲联盟也在积极推动工程教育的数字化转型。欧盟通过“欧洲教育区”建设，促进成员国工程教育资源的共享和流动。欧盟还推出了“数字化教育行动计划”，旨在提升欧洲工程教育的数字化水平。例如，欧洲工程教育联盟（EEIG）致力于推动欧洲工程教育的合作与交流，促进工程教育的数字化转型。此外，欧洲一些高校还积极探索了基于数字化技术的教学模式，如虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术在工程教育中的应用，取得了显著成效。

在国内研究现状方面，我国工程教育数字化转型起步相对较晚，但近年来发展迅速，取得了一定的成果。许多高校开始探索数字化技术在工程教育中的应用，如在线课程、虚拟仿真实验等。例如，清华大学、浙江大学等高校推出的在线课程平台，为工程教育提供了丰富的教学资源。一些高校还积极探索了基于数字化技术的教学模式，如翻转课堂、混合式学习等，提升了工程教育的质量和效率。国内学者也关注工程教育数字化转型面临的挑战，如数字鸿沟、教师数字素养提升等问题，并提出了相应的解决方案。例如，一些学者提出了基于数字素养的工程教育课程体系构建方案，强调培养学生的数字化思维能力、数据分析和应用能力等。

尽管国内外在工程教育数字化转型领域已取得了一定的研究成果，但仍存在诸多挑战和亟待解决的问题。首先，数字化技术与工程教育的融合仍不深入。虽然一些高校开始应用数字化技术辅助教学，但总体而言，数字化技术与工程教育的融合仍不深入，数字化技术尚未真正融入工程教育的各个环节。其次，数字化教学资源建设仍需加强。虽然一些高校开始建设数字化教学资源库，但总体而言，数字化教学资源建设仍需加强，优质数字化教学资源相对匮乏。再次，教师数字素养提升仍需重视。数字化时代对教师的数字素养提出了更高的要求，但目前许多教师的数字素养仍需提升，难以适应数字化教学的需求。最后，工程教育数字化转型评价体系尚不完善。目前，我国工程教育数字化转型评价体系尚不完善，难以有效评估数字化转型的成效和影响。

综上所述，国内外在工程教育数字化转型领域已取得了一定的研究成果，但仍存在诸多挑战和亟待解决的问题。未来，需要进一步加强数字化技术与工程教育的融合，加强数字化教学资源建设，提升教师数字素养，完善工程教育数字化转型评价体系，推动工程教育数字化转型向纵深发展。

五.研究目标与内容

本项目旨在系统性地探索和构建适应数字化时代需求的本科工程教育课程体系与教学模式，以解决当前工程教育在数字化转型过程中面临的挑战，提升人才培养质量。围绕这一核心目标，本项目设定了以下具体研究目标，并设计了相应的研究内容。

（一）研究目标

1.识别与重构：识别现有本科工程教育课程体系中与数字化转型需求不匹配的模块，重构形成一套体现数字化特征、融合新兴技术、对接产业需求的课程体系框架。

2.模式创新：基于课程体系重构，创新设计一套融合线上线下、理论与实践、个性化与协同化特征的教学模式，并开发相应的教学策略与实施方案。

3.资源开发：开发支撑新课程体系和新教学模式所需的数字化教学资源，包括在线课程模块、虚拟仿真实验平台、智能教学辅助工具等。

4.评价构建：构建一套科学有效的评价体系，用于评估新课程体系与新教学模式对学生工程能力、数字化素养及创新能力的提升效果。

5.案例验证：在选定的试点专业或课程中实施所构建的课程体系与教学模式，验证其可行性与有效性，总结实践经验，形成可推广的改革成果。

（二）研究内容

1.数字化转型背景下工程教育需求分析

*研究问题：在数字化转型背景下，产业界对工程人才的核心能力素质需求发生了哪些具体变化？现有本科工程教育课程体系在满足这些新需求方面存在哪些显性与隐性问题？

*假设：产业界对工程人才的数字化技术应用能力、数据分析能力、跨学科协作能力及终身学习能力提出了更高要求；现有课程体系在新兴技术覆盖度、实践环节深度、创新能力培养等方面存在短板。

*具体内容：通过问卷调查、企业访谈、行业报告分析等方法，系统梳理数字化转型对工程人才能力素质的新要求；对比分析国内外典型高校工程教育课程体系，评估现有课程体系与产业需求的匹配度；识别出课程体系中的关键薄弱环节。

2.基于数字化特征的课程体系重构研究

*研究问题：如何基于数字化转型需求和工程教育认证标准，设计一套包含基础、专业、拓展等多个层级，并体现数字化、智能化、平台化特征的模块化课程体系？如何在新课程体系中有效融入人工智能、大数据、物联网、数字孪生等新兴技术元素？

*假设：通过模块化设计和跨学科融合，可以构建一个灵活、开放、适应快速技术变化的课程体系；将新兴技术作为独立模块或融入现有模块，能够有效提升学生的数字素养和未来竞争力。

*具体内容：依据国家工程教育专业认证标准，结合数字化转型需求分析结果，设计课程体系总体框架；研究新兴技术在工程教育中的融入路径与方式，开发相应的课程模块或教学单元；构建课程学分分配与选修机制，确保体系的完整性与灵活性；制定课程大纲及教学基本要求。

3.融合数字化技术的教学模式创新研究

*研究问题：如何设计一种线上线下混合、理论与实践结合、师生互动与智能辅导并重、强调项目驱动与团队协作的数字化教学模式？如何利用学习分析技术实现个性化学习路径推荐与教学效果实时反馈？

*假设：基于学习科学的混合式教学模式能够有效提升学生的学习投入度和学习效果；利用学习分析技术可以实现对学生学习过程的精准监控与个性化指导，促进教学质量的持续改进。

*具体内容：研究混合式学习理论，设计线上线下教学环节的互动机制与衔接方式；探索项目式学习（PBL）、问题导向学习（PBL）等先进教学方法在数字化环境下的应用；研究智能教学辅助工具（如AI助教、虚拟导师）的设计与实现；开发基于学习分析的教学反馈与预警机制。

4.数字化教学资源开发与应用研究

*研究问题：针对新课程体系与教学模式的需求，应开发哪些类型的数字化教学资源？如何有效整合、共享与应用这些资源，构建支撑教学的数字化平台？

*假设：结构化、智能化、交互式的数字化教学资源能够显著提升教学效率和学生学习体验；构建统一的数字化教学资源平台能够促进资源共享与协同教学。

*具体内容：根据课程模块和教学模式需求，规划并开发在线课程视频、虚拟仿真实验、案例库、习题库、电子教材等数字化资源；设计资源metadata标准，构建数字化教学资源库；研究资源平台的架构与功能，实现资源的有效管理与便捷访问；探索资源应用策略，如翻转课堂、混合式学习中的应用模式。

5.新课程体系与教学模式的效果评价研究

*研究问题：如何构建一套能够全面、客观地评价新课程体系与教学模式实施效果的多元评价体系？如何评价学生在工程能力、数字化素养、创新能力等方面的实际提升？

*假设：结合过程性评价与终结性评价、定量评价与定性评价、学生自评与他评、能力测评与满意度调查等方法，可以构建一个全面的评价体系；新课程体系与教学模式能够显著提升学生的工程实践能力、数字化应用能力和创新思维能力。

*具体内容：基于工程教育认证的评价理念，结合数字化人才培养特点，设计评价指标体系，涵盖知识掌握、能力提升、素养发展等多个维度；研究适用于数字化环境的评价方法，如在线测试、项目作品评价、学习过程数据分析、能力访谈等；在试点教学中收集评价数据，运用统计分析、对比分析等方法，评估改革成效；根据评价结果，对课程体系与教学模式进行迭代优化。

通过对上述研究内容的深入探讨与实践验证，本项目期望能够为省级本科工程教育课程体系重构与教学模式创新提供一套系统性的理论框架、实践方案和评价方法，推动工程教育的高质量发展。

六.研究方法与技术路线

本项目将采用混合研究方法（MixedMethodsResearch），结合定量分析与定性分析的优势，系统深入地探讨省级本科工程教育课程体系重构与教学模式创新的理论与实践问题。研究方法的选择旨在确保研究的科学性、系统性和实效性，能够全面、客观地评估改革方案的设计、实施效果及其影响。

（一）研究方法

1.文献研究法：系统梳理国内外工程教育数字化转型、课程体系重构、教学模式创新、学习分析等相关领域的文献，包括学术期刊、会议论文、研究报告、专著等。重点关注数字化转型背景下工程教育的趋势与挑战、国内外成功案例、相关理论模型（如混合式学习理论、建构主义学习理论、能力本位教育理念等）以及评价方法。通过文献研究，为项目研究奠定理论基础，明确研究方向，借鉴已有经验，并识别现有研究的不足与本项目的研究切入点。

2.案例研究法：选取省内具有代表性的高校及其工程教育相关专业作为案例研究对象。深入剖析这些高校在工程教育数字化转型方面的现状、做法、经验与问题。通过实地调研、访谈、文档分析等方式，获取一手资料，了解不同类型高校在课程体系重构和教学模式创新方面的具体实践。案例研究有助于本项目获取生动、具体的实践情境信息，为理论构建和实践方案设计提供实证支持，并增强研究结果的解释力和借鉴价值。

3.专家咨询法：组建由工程教育专家、行业专家、信息技术专家、教学管理人员等组成的专家咨询组。在项目设计、课程体系框架构建、教学模式创新、资源开发策略制定、评价体系构建等关键环节，定期组织专家研讨会或咨询活动。通过专家的智慧，为项目研究提供专业指导，确保研究方向的正确性、研究内容的科学性以及研究成果的先进性和实用性。

4.行动研究法：将研究过程与教学实践紧密结合，采用行动研究循环（计划-行动-观察-反思）的模式。在试点专业或课程中，根据研究设计逐步实施新的课程体系与教学模式（行动），通过课堂观察、学生访谈、学习数据跟踪等方式收集实施过程中的反馈信息（观察），对收集到的信息进行分析，评估实施效果，总结经验教训，并据此对课程体系、教学模式、教学资源等进行调整和优化（反思与计划），形成持续改进的闭环。行动研究法强调研究者与实践者的协同，确保研究成果能够真正解决实践问题，并得到实践的检验和修正。

5.定量研究方法：采用问卷调查、学业成绩分析、学习数据分析等方法收集量化数据。例如，通过问卷调查了解学生对新课程体系与教学模式的满意度、学习投入度、自我效能感变化等；通过分析学生的课程成绩、项目作品评分等，评估其知识掌握和能力提升情况；利用学习分析技术，挖掘学生在数字化学习平台上的行为数据，分析其学习模式、困难点及学习效果，为个性化教学提供依据。定量数据分析将主要采用描述性统计、差异性检验（如t检验、方差分析）、相关性分析、回归分析等统计方法，对数据进行处理和解读。

6.定性研究方法：采用半结构化访谈、焦点小组座谈、课堂观察、文档分析（如教学日志、学生反思报告、项目文档等）等方法收集质性数据。例如，通过访谈深入了解教师对新教学模式的理解、实施过程中的挑战与应对策略，以及学生对学习体验的深层感受和看法；通过课堂观察记录教学互动情况、学生参与度等；通过分析学生反思报告、项目文档等，深入了解其知识内化、能力习得和思维发展过程。定性数据分析将采用主题分析法、内容分析法等，对访谈记录、观察笔记、文档资料等进行编码、归纳和提炼，揭示现象背后的意义和规律。

（二）技术路线

本项目的研究将遵循“理论探索-现状分析-方案设计-试点实施-效果评价-成果提炼”的技术路线，分阶段、有步骤地推进。

1.第一阶段：理论探索与现状分析（预计6个月）

***关键步骤1：文献梳理与理论构建。**广泛收集并深入研读国内外相关文献，界定核心概念，梳理相关理论，构建初步的理论框架和研究模型。

***关键步骤2：政策与标准分析。**解读国家及省级关于高等教育改革、工程教育认证、数字化转型等相关政策文件和标准要求。

***关键步骤3：调研对象选择与初步调研。**选取具有代表性的高校和专业，进行初步的问卷调查或访谈，了解工程教育数字化转型现状、需求与挑战，为案例研究选择提供依据。

***关键步骤4：案例学校深入调研。**对选定的案例学校进行实地考察、访谈、文档分析，深入了解其工程教育改革实践，特别是数字化转型方面的具体做法和成效。

***关键步骤5：专家咨询与方向确认。**组织专家咨询会，汇报初步研究成果，听取专家意见，修订研究方案，明确研究重点和方向。

2.第二阶段：课程体系与教学模式设计（预计8个月）

***关键步骤1：需求确认与目标细化。**基于现状分析和专家咨询，进一步确认数字化转型背景下的人才培养需求和项目研究目标。

***关键步骤2：课程体系框架构建。**结合工程教育认证标准和数字化转型要求，设计包含基础、专业、拓展模块的全新课程体系框架，明确各模块核心内容与能力要求。

***关键步骤3：教学模式创新设计。**设计融合线上线下、理论与实践、个性化与协同化特征的数字化教学模式，包括具体的教学流程、互动机制、资源利用策略等。

***关键步骤4：数字化资源规划与初步开发。**规划所需数字化资源类型、内容和平台功能，启动部分关键资源的初步开发（如核心课程在线模块、基础虚拟仿真实验）。

***关键步骤5：设计方案论证与修订。**邀请专家对设计的课程体系框架和教学模式进行论证，根据反馈意见进行修订完善。

3.第三阶段：试点实施与过程监控（预计12个月）

***关键步骤1：试点学校与班级确定。**选择意愿强烈且条件适宜的高校和班级作为试点单位。

***关键步骤2：方案介绍与教师培训。**向试点教师详细介绍新的课程体系与教学模式，并进行必要的数字化教学技能培训。

***关键步骤3：教学实施与管理。**试点班级按照新方案开展教学活动，研究者通过课堂观察、教师访谈、学生座谈等方式，全程跟踪实施过程，记录遇到的问题与调整。

***关键步骤4：过程性数据收集。**收集教学过程中的各类数据，包括教师教学日志、学生学习活动数据（线上平台）、课堂互动记录、阶段性测验成绩等。

***关键步骤5：行动研究循环迭代。**根据实施过程中的反馈和数据，运用行动研究方法，及时调整和优化课程内容、教学策略和资源配置。

4.第四阶段：效果评价与成果总结（预计10个月）

***关键步骤1：终结性数据收集。**在一个完整的教学周期结束后，收集终结性评价数据，包括期末考试成绩、项目作品评估、学生满意度问卷、毕业生跟踪调查（若条件允许）等。

***关键步骤2：学习数据分析。**对收集到的学习过程数据和终结性数据进行定量分析，评估学生在知识、能力、素养等方面的提升效果，分析新方案的有效性。

***关键步骤3：质性资料深入分析。**对访谈记录、观察笔记、反思报告等质性资料进行主题分析，深入理解新方案对学生学习体验、学习效果及教师教学实践的影响。

***关键步骤4：综合效果评价。**结合定量和定性分析结果，对课程体系重构与教学模式创新的整体效果进行综合评价，验证研究假设。

***关键步骤5：撰写研究报告与提炼成果。**系统总结研究过程、结果与结论，撰写详细的研究报告，提炼可供推广的教学模式、课程模块、资源建设经验及评价方法。

5.第五阶段：成果凝练与推广准备（预计4个月）

***关键步骤1：成果形式化。**将研究报告转化为可供发表的学术论文、可推广的教学案例集、可应用的教学资源包等形式。

***关键步骤2：成果交流与反馈。**通过学术会议、研讨会、校际交流等形式，分享研究成果，收集反馈意见。

***关键步骤3：制定推广方案。**基于研究成效和反馈，初步制定成果推广应用的建议和方案。

通过上述技术路线的稳步实施，本项目将确保研究的系统性和科学性，逐步解决研究问题，达成研究目标，并为省级本科工程教育改革提供有价值的参考和借鉴。

七．创新点

本项目立足于省级本科工程教育实际，聚焦数字化转型背景下的课程体系重构与教学模式创新，在理论、方法和应用层面均体现了显著的创新性。

（一）理论层面的创新

1.体系化融合数字化理念于工程教育核心要素：本项目并非简单地将数字化技术应用于现有工程教育框架，而是致力于将数字化、智能化、网络化、协同化的理念深度融入工程教育的人才培养目标、课程体系、教学模式、师资发展、资源建设乃至评价体系等全部核心要素之中，构建一个系统性的、内生的数字化转型理论框架。这超越了当前部分研究中数字化技术应用的碎片化状态，强调数字化转型对工程教育本质的重塑，是对传统工程教育理论在数字化时代背景下的拓展与深化。

2.构建动态适应型课程体系理论模型：针对技术快速迭代对工程人才培养带来的挑战，本项目提出构建一个具有高度灵活性和动态适应性的“模块化、平台化、智能化”课程体系理论模型。该模型强调基础平台共享、专业模块可选、交叉融合拓展，并内置基于学习分析的技术预警与调整机制，理论上突破了传统课程体系相对固化、更新滞后的困境，为工程教育如何适应未来不确定性提供了新的理论视角和解决方案。

3.提出融合“能力进阶”与“数字素养”双维度的教学模式理论：本项目创新性地提出，数字化教学模式不仅要关注知识传授和能力培养，更要同步提升学生的数字素养。在理论层面，构建了“知识-能力-素养”三位一体，且以数字素养为重要维度驱动的教学模式理论框架。该理论强调在数字化教学活动中，不仅要培养学生的工程实践能力、创新思维能力，还要培养其信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力、信息社会责任等数字化时代必备素养，为数字化时代工程人才培养提供了更全面的理论指导。

4.发展基于学习分析的工程教育质量持续改进理论：本项目将学习分析技术深度融入教学评价与反馈环节，旨在发展一套基于学习数据的、能够实现教学质量闭环管理和持续改进的理论方法。理论上，超越了传统以结果评价为主的评价模式，转向过程性与结果性相结合、数据驱动的评价范式，强调通过分析学生的学习行为数据，精准诊断教学问题，实现个性化学习支持和教学决策优化，为提升工程教育质量提供了数据智能化的理论支撑。

（二）方法层面的创新

1.混合研究设计的深度整合与循环应用：本项目并非简单地将定量与定性方法拼凑，而是采用深度融合的混合研究设计。创新之处在于，将行动研究法作为核心方法论贯穿研究全过程，使理论研究、方案设计、试点实施、效果评价各环节相互交织、螺旋上升。例如，通过行动研究中的“观察-反思”环节，及时获取质性反馈用于指导定量数据的收集策略，或利用定量分析结果（如学习数据）来调整行动方案；同时，通过案例研究和专家咨询为定量分析提供理论框架和效度检验，为定性分析提供情境背景。这种深度整合与循环应用，使得研究方法能够更全面、深入地揭示复杂现象，提高研究结论的信度和效度。

2.多源数据交叉验证与三角互证：为确保研究结论的可靠性与有效性，本项目将采用多种来源的数据进行交叉验证和三角互证。数据来源将包括：来自学习分析系统的海量学生行为数据、来自问卷调查的学生主观感受与满意度数据、来自教师访谈和课堂观察的教师实践反馈与教学效果判断、来自项目作品/成果评估的客观能力表现数据、来自企业（若有可能）的评价意见等。通过对这些不同性质、不同来源数据的相互比对和印证，能够更全面、客观地评估课程体系重构与教学模式创新的实际效果，减少单一数据来源可能带来的偏颇。

3.运用学习分析技术进行大规模、精细化学生画像与教学诊断：本项目将创新性地应用学习分析技术，不仅追踪学生的学习行为轨迹，更旨在构建精细化的学生能力发展画像和教学过程诊断模型。方法上，将利用数据挖掘、机器学习等技术，对学生在线学习行为、互动参与度、测验表现、项目协作贡献等多维度数据进行深度分析，识别不同学生的学习风格、知识薄弱点、潜在困难，并为教师提供个性化的教学建议和预警信息；同时，分析教学活动数据，诊断教学模式运行中的问题，为教学优化提供精准依据。这种大规模、精细化的数据应用，是传统研究方法难以实现的，为个性化教学和精准教学改进提供了强大的方法论支持。

（三）应用层面的创新

1.构建一套具有推广价值的“数字化-工程化”融合课程体系模式：本项目的研究成果将不仅仅是针对特定学校或专业的试点经验，而是力求构建一套具有普适性和推广价值的、体现“数字化”特征与“工程化”本质深度融合的本科工程教育课程体系框架。该框架将包含标准化的模块设计、灵活的学分构成、清晰的培养目标描述以及配套的教学实施指南，能够为其他高校，特别是同类省份高校的工程教育改革提供可直接参考或借鉴的蓝本。

2.形成一套可复制的数字化工程教学模式包与实施指南：项目将提炼出在试点实践中证明行之有效的数字化工程教学模式，并将其打包成一套包含教学设计、资源清单、实施流程、评价标准、教师指导手册等的可复制、可操作的方案。该模式包将突出线上线下混合、项目驱动、能力导向、数据支持等特征，并包含详细的实施步骤和注意事项，旨在降低其他高校应用数字化教学模式的门槛，加速工程教育数字化转型的进程。

3.开发一套集成化的数字化教学资源平台与工具集：项目将基于需求设计和开发一系列支撑新课程体系与教学模式运行的数字化教学资源与工具，并考虑其集成性。这可能包括一个集在线课程、虚拟仿真、案例库、学习分析工具、互动社区于一体的综合性教学平台，或是一套轻量级的、可嵌入现有教学系统的教学辅助工具集。这些资源与工具的开发，旨在为教师提供高效的教学支持，为学生提供丰富的学习资源和个性化的学习支持，直接服务于工程教育数字化转型的实际需求，具有较强的应用推广潜力。

4.建立基于证据的工程教育数字化转型效果评价标准与工具：本项目将致力于建立一套科学、可行、可操作的工程教育数字化转型效果评价指标体系和评价工具。该体系将不仅关注学生学业成绩的提升，更将全面评估学生工程能力、数字素养、创新精神、学习体验等多方面的变化，并提供相应的评价问卷、测评量表、数据分析模板等工具。这套评价标准与工具的开发，将有助于高校更准确地衡量数字化转型成效，为持续改进提供依据，并为区域乃至国家层面评估工程教育改革效果提供参考，具有重要的应用价值和示范意义。

综上所述，本项目在理论构建、研究方法及实践应用层面均展现出显著的创新性，有望为省级本科工程教育应对数字化转型挑战提供一套系统、科学、可行的解决方案，产生重要的社会效益和学术价值。

八．预期成果

本项目旨在通过系统研究与实践探索，在理论认知、实践应用和人才培养等多个层面产生一系列预期成果，为省级本科工程教育的数字化转型与高质量发展提供有力支撑。预期成果具体包括以下几个方面：

（一）理论成果

1.提出数字化转型背景下工程教育课程体系重构的理论模型：基于对国内外相关理论梳理、现状分析及实践探索，本项目预期构建一个具有创新性的“模块化-平台化-智能化-动态适应型”工程教育课程体系理论模型。该模型将系统阐述数字化时代工程教育人才培养目标的新内涵、课程内容组织的原则与方法、以及课程体系与产业需求、技术发展、学生成长相适应的动态调整机制，为工程教育课程理论在数字化转型背景下的发展提供新的理论视角和概念框架。

2.形成融合“能力进阶”与“数字素养”双维度的数字化教学模式理论框架：预期提炼并系统阐述一种新型的数字化工程教学模式理论，该理论强调线上线下混合、理论与实践结合、个性化学习与协同创新，并突出对学生工程核心能力（如问题解决、团队协作、创新设计等）和数字素养（如信息意识、计算思维、数字化学习与创新等）的双重培育。该理论框架将为理解和指导数字化时代工程教学活动的创新提供理论依据。

3.发展基于学习分析的工程教育质量持续改进理论方法：预期在研究基础上，发展一套融合学习分析技术的、能够实现工程教育质量闭环管理和持续改进的理论方法。该方法将阐明如何利用学习分析技术进行精准的学生画像、教学诊断、个性化反馈与预警，以及教学效果的量化评估与模型优化，为数据驱动的工程教育质量提升提供理论支撑和实践指导。

4.产出系列高水平学术论文与研究报告：预期在核心期刊发表3-5篇关于工程教育数字化转型、课程体系重构、教学模式创新、学习分析应用等方面的学术论文；形成一份详实的总研究报告，全面总结项目的研究过程、理论创新、实践成果与评价结论；可能形成1-2份面向政府或高校决策者的政策建议报告，为区域工程教育改革提供参考。

（二）实践成果

1.构建一套可推广的省级本科工程教育数字化课程体系框架与模块：预期完成一套包含基础、专业、拓展等模块，体现数字化特征的工程教育课程体系框架设计，并开发部分核心模块的教学大纲、核心知识点图谱、能力要求描述等。该框架将具有模块化、柔性化特点，能够适应不同高校、不同专业的具体需求，为省内高校提供可直接借鉴或依据其进行本土化开发的课程资源。

2.形成一套可复制的数字化工程教学模式实施方案与教学资源包：预期提炼出一套在试点实践中行之有效的数字化工程教学模式实施方案，包括详细的教学流程、互动设计、资源使用指南、评价方式等，并配套开发相应的教学案例集、项目任务书、在线课程模块、虚拟仿真实验资源等。该模式包将易于理解和操作，便于其他高校教师学习和应用。

3.开发一套集成化的数字化教学资源平台（原型）与核心教学工具集：预期开发或集成一个支持新课程体系与教学模式运行的数字化教学平台原型，该平台可能包含在线学习环境、虚拟仿真实验模块、智能教学辅助工具（如AI助教）、学习分析看板、教学资源库等核心功能。同时，预期开发一系列轻量级、实用的教学辅助工具，如教学设计模板、在线协作工具、过程性评价工具等，直接服务于教学一线。

4.建立一套适用于省级本科工程教育的工程教育数字化转型效果评价指标体系与评价工具：预期构建一套包含知识、能力、素养、体验等多维度，可操作、可量化的工程教育数字化转型效果评价指标体系，并开发相应的评价问卷、测评量表、数据分析工具等配套评价工具。该评价体系与工具将为省内高校提供科学评估自身数字化转型成效的方法论和工具支持。

（三）人才培养与社会效益

1.提升试点高校工程人才培养质量与数字化素养：通过项目实施，预期显著提升试点专业学生的工程实践能力、创新思维能力和数字化学习能力，培养出更符合数字化转型时代需求的复合型工程人才。学生的数字素养将得到系统性提升，为其适应未来职业发展和终身学习奠定坚实基础。

2.推动省级工程教育数字化转型进程：本项目的成功实践与成果推广，预期将在省内高校中产生积极的示范效应，带动更多高校关注并投身于工程教育的数字化转型探索，形成一批可复制、可推广的改革经验，从而整体提升省级本科工程教育的现代化水平。

3.增强高校服务区域产业发展能力：通过课程体系与教学模式的改革，使人才培养更紧密对接区域产业需求，特别是战略性新兴产业和未来产业的发展需求，预期将提升毕业生就业竞争力，增强高校服务地方经济社会发展的能力，为区域产业转型升级提供人才支撑。

4.为国家工程教育改革提供区域经验：本项目的理论与实践成果，特别是针对省级工程教育特点提出的数字化转型路径、模式和评价方法，将为国家层面推进工程教育改革提供有价值的区域实践经验和案例参考。

综上所述，本项目预期产出一批具有理论创新性、实践应用性和推广价值的成果，不仅能够有效促进试点高校工程教育改革，更能为整个省份乃至国家的工程教育数字化转型提供重要的理论指导和实践借鉴，产生显著的社会效益和人才效益。

九.项目实施计划

本项目实施周期为三年，将严格按照研究计划分阶段推进各项研究任务。为确保项目按计划顺利进行，特制定以下详细实施计划，明确各阶段任务、进度安排，并考虑潜在风险及应对策略。

（一）项目时间规划

1.第一阶段：理论探索与现状分析（第1-6个月）

***任务分配与进度安排：**

***第1-2个月：**完成文献梳理与理论框架构建，组织初步调研，确定案例学校范围。

***第3个月：**对案例学校进行深入调研（实地考察、访谈、文档分析），完成初步调研报告。

***第4个月：**召开专家咨询会，汇报初步研究成果，修订研究方案，明确研究重点。

***第5-6个月：**系统分析调研数据，完成现状分析报告，为课程体系与教学模式设计奠定基础。

***阶段产出：**文献综述报告、初步调研报告、现状分析报告、修订后研究方案、专家咨询意见汇总。

2.第二阶段：课程体系与教学模式设计（第7-14个月）

***任务分配与进度安排：**

***第7-8个月：**确认人才培养需求与目标，完成课程体系框架设计。

***第9-10个月：**完成教学模式创新设计，初步规划数字化资源类型与平台功能。

***第11个月：**组织专家对课程体系框架和教学模式进行论证，根据反馈进行修订。

***第12-13个月：**完成课程体系设计方案、教学模式设计方案、数字化资源规划方案。

***第14个月：**完成所有设计方案的最终定稿，形成设计成果集。

***阶段产出：**课程体系框架设计方案、教学模式设计方案、数字化资源规划方案、专家论证意见汇总、设计成果集。

3.第三阶段：试点实施与过程监控（第15-27个月）

***任务分配与进度安排：**

***第15个月：**选择试点学校与班级，完成方案介绍与教师培训。

***第16-18个月：**试点班级按照新方案开展教学实施，研究者进行全程跟踪观察与记录。

***第19-20个月：**收集教学过程中的过程性数据（教师日志、学生活动数据、课堂观察记录等），进行初步分析。

***第21-22个月：**基于行动研究循环，根据初步分析结果和教师反馈，调整和优化课程内容、教学策略。

***第23-27个月：**持续实施新方案，持续收集过程性数据，进行迭代优化，完成一个完整教学周期的试点。

***阶段产出：**试点实施记录、过程性数据集、阶段性调整方案、行动研究反思报告。

4.第四阶段：效果评价与成果总结（第28-37个月）

***任务分配与进度安排：**

***第28个月：**完成终结性数据收集（期末成绩、项目评估、满意度问卷等）。

***第29-30个月：**对学习过程数据和终结性数据进行定量分析。

***第31-32个月：**对访谈记录、观察笔记、反思报告等质性资料进行定性分析。

***第33个月：**结合定量和定性分析结果，进行综合效果评价，验证研究假设。

***第34-35个月：**撰写研究报告初稿，提炼研究成果，形成可推广的教学模式、课程模块、资源建设经验及评价方法。

***第36个月：**修订研究报告，形成最终版本。

***第37个月：**准备成果交流与推广材料。

***阶段产出：**终结性数据集、定量分析报告、定性分析报告、综合效果评价报告、研究报告初稿、成果提炼材料。

5.第五阶段：成果凝练与推广准备（第38-42个月）

***任务分配与进度安排：**

***第38-39个月：**将研究报告转化为学术论文、教学案例集、教学资源包等形式。

***第40个月：**通过学术会议、研讨会等形式分享研究成果，收集反馈意见。

***第41-42个月：**基于反馈意见完善成果形式，制定成果推广应用建议和初步方案。

***阶段产出：**学术论文（投稿或已发表）、教学案例集、教学资源包、成果推广方案初稿。

（二）风险管理策略

1.**研究风险及应对策略：**

***风险描述：**理论模型构建滞后或缺乏创新性；研究方法选择不当导致数据无法有效支撑研究结论；案例学校配合度不高影响数据收集质量。

***应对策略：**组建高水平研究团队，加强理论前沿追踪与跨学科交流；在项目初期进行方法培训与研讨，确保方法选择的科学性与可行性；与试点学校建立长期稳定合作关系，签订合作协议明确双方权责，提供必要的支持与激励。

2.**实践风险及应对策略：**

***风险描述：**新课程体系与教学模式实施过程中遇到教师抵触或学生适应性差；数字化资源开发进度滞后或质量不达标；试点效果未达预期。

***应对策略：**加强教师培训，强调改革的意义与教师专业发展的机会，建立教师成长支持体系；采用分步实施策略，先进行小范围试点，及时调整；采用公开招标或合作开发方式确保资源开发质量与进度；建立动态调整机制，根据试点反馈灵活调整方案，确保改革方向正确。

3.**管理风险及应对策略：**

***风险描述：**项目经费使用不当或出现缺口；项目组成员协作不畅或人员变动导致项目中断；项目进度延误。

***应对策略：**制定详细经费预算，严格按照财务规定使用经费，定期进行财务审计；建立有效的沟通协调机制，定期召开项目组会议，明确分工与责任；购买相关保险，制定人员备份计划，确保关键人员稳定；建立进度监控与预警机制，及时发现问题并采取补救措施。

4.**外部风险及应对策略：**

***风险描述：**政策环境变化影响项目方向；产业需求快速变化导致人才培养方案滞后；技术更新迭代快，现有数字化工具难以满足需求。

***应对策略：**密切关注国家及地方教育政策动态，及时调整研究方案；建立与产业界的常态化沟通机制，定期调研产业需求变化，动态优化人才培养方案；加强与科技企业的合作，及时引入和应用新技术、新工具，保持技术领先性。

通过上述时间规划和风险管理策略的实施，本项目将努力克服潜在困难，确保研究任务按时保质完成，达到预期目标，为省级本科工程教育数字化转型提供有价值的成果与参考。

十.项目团队

本项目拥有一支结构合理、经验丰富、专业互补的高水平研究团队，核心成员均来自国内知名高校的工程教育领域，具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，能够确保项目研究的科学性、创新性和实效性。团队成员专业背景涵盖机械工程、计算机科学与技术、教育技术学、工程教育等多个学科方向，研究经验丰富，主持或参与过多项国家级、省部级教改项目或相关研究课题。

（一）团队成员专业背景与研究经验

1.项目负责人：张明教授，机械工程学院院长，博士生导师。长期从事工程教育改革研究，尤其在工程教育数字化转型、课程体系重构、教学模式创新等方面具有深厚造诣。主持完成多项国家重点研发计划项目，在国内外核心期刊发表多篇高水平论文，出版专著一部，获省部级教学成果奖三项。具备丰富的项目管理和团队协调经验。

2.副项目负责人：李红研究员，教育技术学院教授，教育技术学博士。专注于数字化学习环境设计、学习分析、人工智能教育应用等研究方向。在数字化技术与教育融合领域积累了大量研究成果，主持完成多项国家级教育科学规划项目，发表高水平论文数十篇，担任多个国内外学术期刊编委。负责项目的技术路线设计、数字化资源开发与平台建设。

3.核心成员A：王强副教授，机械工程学院，工学博士。研究方向为机械设计制造及其自动化，具有多年的工程教育一线教学经验。熟悉工程教育认证标准，参与过多个工程教育改革项目，擅长项目式教学和工程实践能力培养。负责课程体系中机械工程相关模块的设计与重构，以及教学模式的实践探索。

4.核心成员B：赵敏讲师，计算机科学与技术学院，计算机科学硕士。研究方向为人工智能与数据科学，熟悉数字化学习平台开发与应用。在数字化教学资源建设和学习数据分析方面具有丰富经验，参与开发过多个在线课程平台和虚拟仿真实验系统。负责项目数字化资源平台的数据分析模块开发，以及数字化教学模式中数据驱动部分的设计与实践。

5.核心成员C：陈静教授，教育学院，教育学博士。研究方向为课程与教学论，在工程教育评价、教师专业发展等方面具有深入研究。主持完成多项省部级教育科学规划项目，发表多篇高水平论文，出版专著一部。负责项目评价体系设计、教师培训与教学效果评估。

6.核心成员D：刘伟，XX大学教务处，教育学硕士。长期从事高校教学管理工作，熟悉高等教育政策与改革动态。负责项目与试点高校的沟通协调，组织教师培训与教学研讨，保障项目顺利实施。

项目团队成员均具有高级专业技术职称，拥有丰富的工程教育研究和实践经历，能够满足项目研究需求。团队成员之间专业背景互补，研究经验丰富