解:设正方形$ABCD$的边长为$4a。$
∵$BE = 3AE,$
∴$AE = a,$$BE = 3a。$
∵四边形$ABCD$是正方形,
∴$∠A=∠B=∠D = 90°。$
在$Rt\triangle BCE$中,$BE = 3a,$$BC = 4a,$
由勾股定理,得$EC=\sqrt {BE^2+BC^2}=5a。$
∵$M$是$AD$的中点,
∴$AM=MD=\frac {1}{2}AD = 2a。$
在$Rt\triangle AEM$中,由勾股定理,得
$EM=\sqrt {AE^2+AM^2}=\sqrt {5}a;$
在$Rt\triangle CDM$中,由勾股定理,得
$MC=\sqrt {MD^2+CD^2}=2\sqrt {5}a。$
∵$EM^2+MC^2=(\sqrt {5}a)^2+(2\sqrt {5}a)^2=5a^2+20a^2=25a^2=EC^2,$
∴$∠EMC = 90°。$
在$Rt\triangle CEM$中,$\tan ∠ECM=\frac {EM}{MC}=\frac {\sqrt {5}a}{2\sqrt {5}a}=\frac {1}{2},$
$\sin ∠ECM=\frac {EM}{EC}=\frac {\sqrt {5}a}{5a}=\frac {\sqrt {5}}{5},$
$\cos ∠ECM=\frac {MC}{EC}=\frac {2\sqrt {5}a}{5a}=\frac {2\sqrt {5}}{5}$