基于OBE理念進(jìn)行目標(biāo)細(xì)化的工程實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐

戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

基于OBE理念進(jìn)行目標(biāo)細(xì)化的工程實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐

戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

（嘉興學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

針對(duì)目前地方院校工程實(shí)踐類教學(xué)存在的問(wèn)題，提出了基于OBE理念的“細(xì)分可操作”目標(biāo)細(xì)化教學(xué)方法與舉措。以“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”為例，構(gòu)建了“小目標(biāo)—多目標(biāo)—總目標(biāo)”的目標(biāo)教學(xué)系統(tǒng)。教學(xué)過(guò)程中嚴(yán)格把控目標(biāo)完成度，并有效監(jiān)控、評(píng)價(jià)整個(gè)過(guò)程。結(jié)果表明，該教學(xué)改革初步取得良好效果。

OBE理念；工程實(shí)踐教學(xué)；評(píng)價(jià)體系

作為高等教育的一個(gè)重要組成部分，工程實(shí)踐教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、科技創(chuàng)新能力等有積極作用[1-2]。目前，工程實(shí)踐教學(xué)存在如下一些問(wèn)題：

（1）工程實(shí)踐教學(xué)中，綜合設(shè)備控制模塊、控制對(duì)象內(nèi)容較多，如果不針對(duì)具體項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)目標(biāo)分解，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握將難以找到切入點(diǎn)；

（2）工程實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的能力培養(yǎng)往往只側(cè)重操作能力及工程實(shí)踐能力，對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)注不夠，與人才培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合不緊密；

（3）未建立有效的過(guò)程監(jiān)控，只注重結(jié)果而不注重過(guò)程。

針對(duì)以上問(wèn)題，結(jié)合多年工程實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及人才培養(yǎng)大綱和學(xué)生需求，認(rèn)為引入成果導(dǎo)向教育理念OBE（outcome based education）很有必要[3-4]。

1 OBE理念及其應(yīng)用

OBE是一種以“學(xué)生為本”的教育哲學(xué)，聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養(yǎng)模式，一切教育活動(dòng)、教育過(guò)程和教學(xué)課程的設(shè)計(jì)都要圍繞預(yù)期學(xué)習(xí)成果的實(shí)現(xiàn)。OBE教育理念，主要強(qiáng)調(diào)以下問(wèn)題[5-8]：

（1）要求學(xué)生學(xué)習(xí)什么、掌握什么？針對(duì)這一問(wèn)題，要明確教學(xué)知識(shí)體系，要對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行細(xì)化目標(biāo)分解；

（2）為什么要求學(xué)生學(xué)習(xí)這些內(nèi)容？教學(xué)的最終目的是使學(xué)生達(dá)到一定的能力要求，這就需要將多目標(biāo)教學(xué)理念穿插其中，最終達(dá)到國(guó)家、社會(huì)和學(xué)生的要求和期望這一總目標(biāo)；

（3）如何幫助學(xué)生取得這些成果？這就要以學(xué)習(xí)目標(biāo)和成果為導(dǎo)向，對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行有效組織和把控；

（4）如何有效地指導(dǎo)學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？這就要求建立完善的考核評(píng)價(jià)體系，用以檢測(cè)教學(xué)成果。

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)進(jìn)行工程實(shí)踐教學(xué)改革，旨在探索一種以學(xué)生為中心，以學(xué)生不斷反饋為驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)目標(biāo)和結(jié)果的教學(xué)模式。以我校電氣專業(yè)工程實(shí)踐為例，要求學(xué)生在完成主要的應(yīng)用性課程學(xué)習(xí)后，還要對(duì)綜合的自動(dòng)化設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制方案設(shè)計(jì)、故障排除等內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)[9-10]。

本文以典型項(xiàng)目“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”為例，進(jìn)行“小目標(biāo)—多目標(biāo)—總目標(biāo)”體系構(gòu)建，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，監(jiān)控教學(xué)過(guò)程，評(píng)價(jià)教學(xué)效果，加強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、綜合能力的培養(yǎng)[11]。

六層電梯應(yīng)用系統(tǒng)采用開放式接口，包括真實(shí)的電梯配件、透明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于學(xué)生觀察、監(jiān)視各部件的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備接到外呼叫的控制信號(hào)后，轎廂即向該層運(yùn)行，在運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)順向響應(yīng)的原則，電梯轎廂將僅接受順向樓層的外呼叫信號(hào)和內(nèi)呼叫信號(hào)，順向運(yùn)行到達(dá)響應(yīng)層，轎廂門開門或關(guān)門，轎廂門上的門刀同時(shí)帶動(dòng)層門完成同時(shí)開門、同時(shí)關(guān)門的動(dòng)作。

2 目標(biāo)布局

2.1 目標(biāo)分解

為使學(xué)生更迅速地進(jìn)入工程實(shí)踐狀態(tài)，更好地掌握工程實(shí)踐所要求的知識(shí)點(diǎn)，指導(dǎo)教師應(yīng)針對(duì)工程實(shí)踐中每個(gè)項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容、目標(biāo)及過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的歸納和總結(jié)。表1為“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”項(xiàng)目的目標(biāo)分解情況。

表1 “六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”項(xiàng)目的目標(biāo)分解情況

如表1所示，“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”實(shí)踐內(nèi)容首先是電氣設(shè)備認(rèn)知和機(jī)械設(shè)備認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備的控制進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并完成相應(yīng)的設(shè)備編程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成后，還要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和故障排除。

2.2 體系構(gòu)建

通過(guò)工程實(shí)踐中對(duì)每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)分解及達(dá)成，學(xué)生能夠具備專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本專業(yè)技能，但如果對(duì)工程實(shí)踐的最終目標(biāo)不甚明了，也很難把握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。因此，應(yīng)建立工程實(shí)踐教學(xué)的多目標(biāo)培養(yǎng)體系，使學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)該內(nèi)容，以及學(xué)習(xí)該內(nèi)容的最終目標(biāo)是什么，以便學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行自我提升?！傲鶎与娞輵?yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”的多目標(biāo)培養(yǎng)體系如圖1所示。

2.3 總目標(biāo)的達(dá)成

工程實(shí)踐的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生包括基礎(chǔ)知識(shí)能力、專業(yè)知識(shí)及應(yīng)用能力、個(gè)人素質(zhì)、職業(yè)能力、人際交往能力等在內(nèi)的的綜合能力。將這些能力細(xì)化為各個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的小目標(biāo)，再融合構(gòu)成多目標(biāo)培養(yǎng)體系，目的是使學(xué)生明白“為什么學(xué)”。工程實(shí)踐教學(xué)的總目標(biāo)可歸納為知識(shí)、能力、素質(zhì)3個(gè)方面，如圖2所示。

圖1“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”多目標(biāo)培養(yǎng)體系圖

結(jié)合工程實(shí)踐教學(xué)實(shí)際情況，以學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，鼓勵(lì)以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和研究開發(fā)能力、拓展知識(shí)和終身學(xué)習(xí)能力，以及管理時(shí)間、自我約束能力。此外，通過(guò)引領(lǐng)學(xué)生利用各種渠道進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，培養(yǎng)學(xué)生的中英文文獻(xiàn)檢索能力；通過(guò)相互交流及團(tuán)隊(duì)協(xié)作，提高學(xué)生的職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任感；通過(guò)深入工廠，幫助學(xué)生理解社會(huì)環(huán)境對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)的影響。

3 組織過(guò)程和評(píng)價(jià)體系

3.1 組織過(guò)程

不同于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，工程實(shí)踐教學(xué)改革強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，指導(dǎo)教師只提供基本的設(shè)計(jì)思路。學(xué)生通過(guò)查找資料、深入工廠等，最終確定設(shè)計(jì)方案，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。工程實(shí)踐教學(xué)流程如圖3所示，包括以下主要環(huán)節(jié)：

（1）團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建。學(xué)生自由組合，每組人數(shù)不超過(guò)5人，設(shè)組長(zhǎng)一名。

（2）選題。選定實(shí)踐課題，由指導(dǎo)教師下達(dá)實(shí)踐任務(wù)書。學(xué)生通過(guò)查找資料和走訪相關(guān)設(shè)備廠家，調(diào)查、了解相關(guān)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣結(jié)構(gòu)及其工作原理。

（3）方案設(shè)計(jì)及實(shí)施。通過(guò)小組討論產(chǎn)生設(shè)計(jì)方案，交由指導(dǎo)教師審核后，進(jìn)入具體設(shè)計(jì)階段，并鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況加以拓展。整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)學(xué)習(xí)成果及實(shí)訓(xùn)進(jìn)度，同時(shí)將遇到的困難進(jìn)行集體討論，并在教師幫助下解決。最后經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，完成最終設(shè)計(jì)。

（4）驗(yàn)收階段。分組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作和答辯，并提交紙質(zhì)報(bào)告。

圖3 工程實(shí)踐教學(xué)流程

3.2 過(guò)程監(jiān)督及評(píng)價(jià)體系

OBE理念還強(qiáng)調(diào)過(guò)程監(jiān)督和教學(xué)評(píng)價(jià)。

全程監(jiān)督對(duì)把控進(jìn)度、督促學(xué)生、提高質(zhì)量有積極作用。首先，采用小組學(xué)生共建，組內(nèi)成員相互監(jiān)督。其次，各組組長(zhǎng)每周以PPT形式匯報(bào)設(shè)計(jì)的總體進(jìn)度、工作成果及所遇到的問(wèn)題，指導(dǎo)教師給出意見(jiàn)建議。再次，各組組員每周提交各自在本周所承擔(dān)的工作內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄及實(shí)驗(yàn)成果分析的紙質(zhì)材料，指導(dǎo)教師進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)未實(shí)際參與實(shí)踐過(guò)程的學(xué)生提出警告，并勒令其改進(jìn)。

實(shí)訓(xùn)完成后要進(jìn)行實(shí)踐成果答辯。答辯以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作演示為主，指導(dǎo)教師通過(guò)提問(wèn)檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，并根據(jù)答辯情況及工作完成度進(jìn)行打分。最后，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師的意見(jiàn)，完善設(shè)計(jì)方案，提交紙質(zhì)報(bào)告。

學(xué)生工程實(shí)踐的個(gè)人成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)依據(jù)組內(nèi)成員打分、平時(shí)考核、答辯操作、實(shí)踐報(bào)告等方面情況，采用優(yōu)秀、良好、中等、合格以及不合格等5個(gè)等級(jí)。六層電梯實(shí)訓(xùn)的具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

3.3 改革效果

工程實(shí)踐教學(xué)改革前后學(xué)生表現(xiàn)情況對(duì)比如表3所示。其中，學(xué)生主動(dòng)參與度根據(jù)考勤情況及提交的實(shí)踐報(bào)告總結(jié)得出，學(xué)生滿意度由問(wèn)卷調(diào)查得出；改革前后學(xué)生實(shí)踐成績(jī)對(duì)比情況如表4所示。

表2 六層電梯實(shí)例成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3 工程實(shí)踐教學(xué)改革前后學(xué)生表現(xiàn)情況對(duì)比

表4 綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革前后學(xué)生成績(jī)情況對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐教學(xué)是工科專業(yè)本科教學(xué)的重要內(nèi)容，將OBE理念引入工程實(shí)踐教學(xué)是一次積極嘗試。具體來(lái)說(shuō)，是從OBE理念強(qiáng)調(diào)的4個(gè)問(wèn)題入手，對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行分解，提出每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的小目標(biāo)，并將教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)融入教學(xué)過(guò)程中，同時(shí)建立有效的過(guò)程監(jiān)控和評(píng)價(jià)體系。

實(shí)踐表明，該教學(xué)改革充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)和能力，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。

[1] 吳濤，尤卓煒.適應(yīng)新工科建設(shè)的機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018, 37(12): 209–212.

[2] 屈召貴，周永強(qiáng).應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018, 37(12): 240–244.

[3] 劉峰，石永軍. OBE理念下機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018, 37(10): 196–200.

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[7] 韓同樣，劉志明，胡燕士，等.開放式工程訓(xùn)練與OBE教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016, 33(5): 174–177.

[8] 周春月，劉穎，姚東偉，等. OBE理念下的本科生畢業(yè)實(shí)習(xí)創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016, 33(10): 19–22.

[9] 閔永智，李紅，王秀華.電氣工程專業(yè)研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015,32(12): 177–179.

[10] 文俊浩，徐玲，熊慶宇，等.漸進(jìn)性階梯式工程實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)造[J].高等工程教育研究，2014(1): 159–162, 180.

[11] 張今朝. GE可編程控制技術(shù)實(shí)踐教程[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2018.

Reform and practice of engineering practical teaching with operability and target refinement based on OBE concept

DAI Ting, ZHU Haiyan, ZHANG Jinzhao, WANG Anhong, ZHU He, LI Hongwu

(College of Mechanical and Electrical engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

In view of the problems existing in engineering practical teaching in local colleges and universities, this paper puts forward the teaching methods and measures of “Subdividing and operable” target refinement based on OBE concept. By taking “Teaching system for six-storey elevator application” as an example, a target teaching system with “Small objectives-multiple objectives-general objectives” is established, the target completion degree in the teaching process is strictly controlled, and the whole process is effectively monitored and evaluated.

OBE concept; engineering practical teaching; evaluation system

G642.0

A

1002-4956(2019)10-0211-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.051

2019-03-12

浙江省“十三五”第一批教學(xué)改革研究項(xiàng)目（jg20180241）；浙江省科技廳軟科學(xué)項(xiàng)目（2017C35065）

戴婷（1989—），女，江蘇泰州，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)閷?shí)踐教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)管理。E-mail: 1010308502@qq.com