OBE理念創(chuàng)新能力培養(yǎng)的項(xiàng)目式教學(xué)模式探討

劉春香 王司 馬慧良 寧慧燕 徐莉 劉喜平

摘要：隨著全球新一輪的產(chǎn)業(yè)革命和科技變革，在全國新工科建設(shè)興起的大背景下，以改革創(chuàng)新為核心的工程教育轉(zhuǎn)型呼之欲出。文章基于OBE理念以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的機(jī)械原理項(xiàng)目式教學(xué)模式設(shè)計(jì)、教學(xué)計(jì)劃設(shè)定等方面進(jìn)行了探討和實(shí)踐，并對成果進(jìn)行了展示。為項(xiàng)目式教學(xué)在其他科目的實(shí)施提供了參考，并為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式的開拓夯實(shí)了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：OBE理念;創(chuàng)新能力;項(xiàng)目式教學(xué)

隨著全球新一輪的產(chǎn)業(yè)革命和科技變革的到來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，發(fā)展動力須轉(zhuǎn)換，以改革創(chuàng)新為核心的新動能正在加速孕育，培育面向新工業(yè)體系的工程技術(shù)人才很有必要，這就亟須全面深化工程教育改革。在此大背景下，借助國際工程認(rèn)證契機(jī)，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才為目標(biāo)的顛覆傳統(tǒng)教學(xué)模式的重大變革呼之欲出。

美國學(xué)者斯派帝將OBE（outcomes-based Education）教育理念定義為“清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學(xué)生在未來生活中獲得實(shí)質(zhì)性成功的經(jīng)驗(yàn)”，其理念在于學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠(yuǎn)比怎樣學(xué)習(xí)和什么時(shí)候?qū)W習(xí)更重要。這種教育模式的實(shí)施需要積極探索能促進(jìn)學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建傳授知識和培養(yǎng)能力的互動關(guān)系，教師導(dǎo)學(xué)和學(xué)生主動學(xué)習(xí)的新型教與學(xué)關(guān)系的工科課程教學(xué)模式，與新形勢下工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)契合度較高。

1? 項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式

項(xiàng)目式教學(xué)法（Project-Based Learning，簡稱PBL）是一種工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目驅(qū)動以產(chǎn)出為導(dǎo)向的新型教學(xué)模式，其優(yōu)點(diǎn)在于能適時(shí)有效將理論與實(shí)踐對接。其要求以學(xué)生為中心，使學(xué)生置身于解決工程實(shí)際問題的情境中，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，在增強(qiáng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力專業(yè)技能、表達(dá)與溝通、文獻(xiàn)收集應(yīng)用及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面發(fā)揮了巨大作用，與國際工程認(rèn)證的非技術(shù)性指標(biāo)培養(yǎng)完全吻合，有力地打破了傳統(tǒng)教學(xué)的壁壘。

它所關(guān)注的是學(xué)科的核心概念和原理，要求學(xué)生從事的是問題解決、基于現(xiàn)實(shí)世界的探究活動以及其他的一些有意義的工作，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)并通過制作作品完成自己知識意義的構(gòu)建。

項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)的一般思路如圖1所示。在課程授課初始下達(dá)項(xiàng)目任務(wù)書，隨著理論知識的不斷積累，學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)主題逐步完成設(shè)計(jì)方案，不斷發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)過程中的實(shí)際問題，通過完整的工程實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)踐加深對理論知識的理解。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，這些實(shí)際的問題沒有固定的解決方法和過程，沒有定論，只能在學(xué)生不斷地探索和發(fā)現(xiàn)中解決，這就大大增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，在逐步解決問題的過程中掌握并理解本專業(yè)相關(guān)理論和應(yīng)用方法。

2? 項(xiàng)目驅(qū)動法在機(jī)械原理教學(xué)中的實(shí)踐

機(jī)械原理課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課程的橋梁。傳統(tǒng)的教學(xué)方式集中授課，按章節(jié)布置作業(yè)或階段設(shè)計(jì)小型項(xiàng)目，就題論題，往往是學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識時(shí)不知道怎么應(yīng)用，當(dāng)遇到實(shí)際問題時(shí)又忘記了理論知識如何運(yùn)用，導(dǎo)致教與學(xué)仍然時(shí)空分離。本文的教學(xué)理念旨在讓學(xué)生帶著項(xiàng)目中遇到的問題學(xué)習(xí)理論知識，將機(jī)械原理各個(gè)章節(jié)的理論內(nèi)容有機(jī)融合，將理論課堂演變成解決實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在做中學(xué)，不僅擴(kuò)展了項(xiàng)目的有效周期，還建立了知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的互動關(guān)系。如表1為機(jī)械原理課程項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)的計(jì)劃安排。

2.1 機(jī)械原理項(xiàng)目式教學(xué)計(jì)劃

2.1.1項(xiàng)目主題選定

以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生層次和課程性質(zhì)，以學(xué)?，F(xiàn)有的硬件設(shè)施為根本，由任課教師選定項(xiàng)目主題，并對題目的難易程度和可行性進(jìn)行初步評估，進(jìn)而下達(dá)相應(yīng)任務(wù)書。本次以“全國大學(xué)生第八屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”主題為選題范圍即小型停車裝置的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)和小型水果采摘輔助機(jī)械裝置設(shè)計(jì)。

2.1.2團(tuán)隊(duì)建立

在機(jī)械原理課程授課的前兩周內(nèi)，明確項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)，學(xué)生自行組建合作團(tuán)隊(duì)，小組規(guī)模為3～4人，在設(shè)計(jì)過程中鍛煉組員團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及個(gè)人表達(dá)溝通能力，保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.1.3項(xiàng)目規(guī)劃

基于PBL的學(xué)習(xí)方法對學(xué)生和老師都是挑戰(zhàn)。學(xué)生需要合理安排時(shí)間，如問題設(shè)計(jì)、項(xiàng)目定題、資料搜集、技術(shù)手段、小組討論及匯報(bào)工作進(jìn)展等;教師須宏觀把握設(shè)計(jì)進(jìn)度，確保項(xiàng)目如期完成。學(xué)生要隨著理論課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度及教師的引導(dǎo)，規(guī)劃階段目標(biāo)，定期進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)。

2.1.4效果評價(jià)

課程通過對理論知識、項(xiàng)目實(shí)踐和平時(shí)表現(xiàn)三個(gè)方面進(jìn)行考核評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。其中，理論知識考核（閉卷）占60%、項(xiàng)目實(shí)踐占30%、平時(shí)其他表現(xiàn)占10%。課程鼓勵(lì)學(xué)生在完成項(xiàng)目實(shí)踐后申請專利和撰寫論文，并在考核中分別給予5分的額外加分。對于項(xiàng)目效果優(yōu)異的小組推選參加省級大學(xué)生機(jī)構(gòu)創(chuàng)新競賽，以賽促學(xué)，學(xué)出知識，賽出水平，帶動全校學(xué)生組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，積極培養(yǎng)能夠解決實(shí)際問題的工程應(yīng)用型復(fù)合人才。

2.2? 成果展示

本次教學(xué)改革實(shí)施的班級為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)2015級的學(xué)生。項(xiàng)目實(shí)施過程中，由組員共同推舉一位組長，負(fù)責(zé)組織和協(xié)同總體工作，各組員分工明確，在方案設(shè)計(jì)、校驗(yàn)、繪圖、三維仿真及各階段匯報(bào)、文字材料組織、PPT的制作及現(xiàn)場答辯等職責(zé)分明，充分調(diào)動學(xué)生積極性。對于方案成熟的設(shè)計(jì)，經(jīng)過遴選，直接推薦省級機(jī)構(gòu)創(chuàng)新競賽。如圖3及圖5分別為蘋果及草莓水果采摘裝置的設(shè)計(jì)，已推薦參加第八屆全國大學(xué)生機(jī)構(gòu)創(chuàng)新競賽，現(xiàn)在實(shí)做階段;圖4為慧魚組件搭接的氣動式多品種梨采摘工具，已參加全國大學(xué)生慧魚競賽，目前為初審階段;圖6為框架式雙層立體車庫方案設(shè)計(jì)及仿真，為機(jī)構(gòu)創(chuàng)新競賽作品。

3結(jié)論與展望

“未來已來，將至已至”在多種教學(xué)輔助手段爆發(fā)的時(shí)代，改革已成必然。項(xiàng)目式教學(xué)以產(chǎn)品輸出為導(dǎo)向，配合深刻的教學(xué)改革，利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，引入新技術(shù)新手段，新式教學(xué)模式已然形成。在現(xiàn)今大學(xué)建設(shè)新工科的背景下，有望成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)突破的制高點(diǎn)。打破陳規(guī)，推陳出新，教研相長，學(xué)以致用，有效發(fā)揮機(jī)械原理課程在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力方面的重要作用。不僅培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識，也為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)、企業(yè)培養(yǎng)合格的工程創(chuàng)新型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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