OBE理念下工程教育基礎(chǔ)課教學(xué)研究與實(shí)踐

王國華　王佳楠

摘 要：全球范圍內(nèi)的工程教育改革已基本形成了共識，越來越需要更多的技術(shù)學(xué)院與社會對接。而以學(xué)生為本的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出教育模式——OBE工程教育，強(qiáng)調(diào)成果導(dǎo)向教育。以畢業(yè)生成為“未來”工程師的教育培養(yǎng)目標(biāo)，有利于社會需求與學(xué)生個人成長，也明確了教育組織結(jié)構(gòu)和最終學(xué)習(xí)目標(biāo)是為社會服務(wù)。對職業(yè)化高校的基礎(chǔ)課教學(xué)改革提出了挑戰(zhàn)，在沒有相應(yīng)的專業(yè)支撐，課時、內(nèi)容難定奪的情況下，如何按照CDIO的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來量化，本文以O(shè)BE理念討論基礎(chǔ)課教學(xué)研究與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：OBE理念;職業(yè)化;基礎(chǔ)課;

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1008-1216（2019）09B-0120-03

一、OBE的歷史背景和基本理念

OBE（Outcome-Based Education）是1981年～2002年，由美國的W.D.Spady教授提出的一種以成果回溯方案的教育模式。上世紀(jì)80年代初，美國、日本、澳大利亞的教育幾經(jīng)改革，不斷改善教育內(nèi)容與社會需要之間的矛盾，即學(xué)習(xí)與成功、教育質(zhì)量問題、優(yōu)秀工程人才國際流動等三個突出問題。學(xué)校為社會提供和培養(yǎng)了多少可供現(xiàn)在和未來一段時間有用和可用的人才？學(xué)校的專業(yè)設(shè)置和技能培訓(xùn)是否是社會之需？是否出校門就能很快與社會先進(jìn)技術(shù)與操作對接，縮短工程師成長的培養(yǎng)時間。優(yōu)秀工程師本身是一個動態(tài)的社會資源群體，社會發(fā)展快，技術(shù)不斷更新，掌握新技術(shù)的工程師或技術(shù)工人比較匱乏。學(xué)校的專業(yè)設(shè)置新技術(shù)的發(fā)展，大部分儀器設(shè)備與社會脫節(jié)，更新太慢。教授、學(xué)生都不太會用。鑒于此，Spady提出了對工程教育的一種改革方案——學(xué)習(xí)產(chǎn)出OBE教育模式。他認(rèn)為清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之確保學(xué)生在未來生活中獲得實(shí)質(zhì)性成功的經(jīng)驗(yàn)更重要，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功更有意義。如何衡量呢？實(shí)際上是：

1.學(xué)生如何知道學(xué)習(xí)成果的重要性和怎樣取得這些學(xué)習(xí)成果，教師該如何有效地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。首先，教師要能對學(xué)生進(jìn)行個別化設(shè)計(jì)和評定，因材施教，對不同學(xué)生有不同的培養(yǎng)方式，類似于我國現(xiàn)在提出的“精準(zhǔn)扶貧”一樣，以學(xué)生個體的最終學(xué)習(xí)成果論。其次，學(xué)習(xí)的內(nèi)容確實(shí)可以使學(xué)生成功，這就要求教材本身具有先進(jìn)性和可行性。這是一個大缺口，需要認(rèn)真研究實(shí)踐。

2.教學(xué)評價應(yīng)以每位學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容為前提，以提供學(xué)生適宜的學(xué)習(xí)機(jī)會和個人內(nèi)化的歷程，強(qiáng)調(diào)學(xué)校比學(xué)生更應(yīng)該為學(xué)生的成績負(fù)責(zé)，并提出具體的評價及改進(jìn)意見。同時，要調(diào)節(jié)學(xué)生的能力本位——適應(yīng)未來社會發(fā)展和生活的能力。教師要成為評定學(xué)習(xí)成績的評判者，這與我國現(xiàn)行的班級授課制、 教務(wù)處職責(zé)管理有矛盾。

2004年Spady提出了CDIO（Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計(jì)、Implement實(shí)現(xiàn)、Operate運(yùn)行）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即1個愿景、1個大綱和12條標(biāo)準(zhǔn)，其愿景是為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立在新興的真實(shí)產(chǎn)品和完整的工藝流程上的標(biāo)準(zhǔn)。CDIO過程，要在不斷地設(shè)計(jì)產(chǎn)品和設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器中，將工程師必備的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團(tuán)隊(duì)能力逐級細(xì)化，使工程教育具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性、可操作性。當(dāng)然，它的課程和教材是能夠培養(yǎng)出好學(xué)生的。它類似于運(yùn)籌學(xué)中的投入產(chǎn)出模型，為預(yù)期目標(biāo)設(shè)定投入量產(chǎn)化，強(qiáng)調(diào)的是結(jié)果。按群元形式來規(guī)劃行列元素。這樣，就形成一個動態(tài)的、系統(tǒng)化的群元和最優(yōu)化設(shè)計(jì)，并不斷根據(jù)市場產(chǎn)品的真實(shí)變化來調(diào)整教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，有目的地注入到每一個學(xué)生的腦中和每一堂課程。

顯然，這是一個好的教育模式，只是對教師有很高的要求。西澳大利亞教育部門把它定義為基于實(shí)現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育過程，教育結(jié)構(gòu)和課程被視為手段而非目的。如果它們無法為培養(yǎng)學(xué)生特定能力作出貢獻(xiàn)，就要被重組。學(xué)生產(chǎn)出驅(qū)動教育系統(tǒng)運(yùn)行。二十年間，不斷有學(xué)者支持OBE的框架，并不斷地豐富和發(fā)展。

同時，一些國家的工程認(rèn)證委員會也積極配合。美國工程委員會（ABET）在EC2000中就將其作為一條質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)推出?！度A盛頓協(xié)議》各成員國也積極響應(yīng)，以成果導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)促進(jìn)各專業(yè)持續(xù)改進(jìn)。加拿大工程認(rèn)證委員會（CEAB）規(guī)定參加高校專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)生到2014年必須達(dá)到12條能力。日本工程教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)（JABEE）于2012年也實(shí)施這一新的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，即從規(guī)劃（Plan，制定8點(diǎn)能力）、做（Do，實(shí)現(xiàn)能力）、評估（Check，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出）、改善（Act，改善教學(xué)），簡稱PDCA。歐洲、南非等也準(zhǔn)備實(shí)施這個標(biāo)準(zhǔn)。《華盛頓協(xié)議》《悉尼協(xié)議》《都柏林協(xié)議》都認(rèn)可12條能力的CDIO標(biāo)準(zhǔn)。中國2013年6月被接納為《華盛頓協(xié)議》簽約成員，教育部在各高校推行“卓越工程師”方案。

說到底，OBE理念就是：教育者對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有明確的認(rèn)識，并通過相應(yīng)的教育組織結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)。措施就是CDIO。

二、學(xué)生的現(xiàn)狀

我國目前一些應(yīng)用型學(xué)院多為民辦職業(yè)化本科學(xué)校，多數(shù)有十幾年的辦學(xué)歷程，長期以來也是模仿工科高校的辦學(xué)模式，先是學(xué)習(xí)德國的1+1（理論與實(shí)踐比例）模式，提倡教師要有“雙師證”。近些年，按照教育部普通高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型提升的試點(diǎn)要求，提倡按OBE理念、CDIO質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行N+1+1的考核模式，提倡考核方式的多樣化和全面性（N），降低期末考試（1）權(quán)重（0.5），增加“課堂學(xué)習(xí)（1）”的權(quán)重（0.4）。應(yīng)該說，都在改革進(jìn)步中。對于工科基礎(chǔ)課，CDIO沒有現(xiàn)成的教學(xué)模式，而且基礎(chǔ)課（高數(shù)、大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)、大學(xué)英語、公體、思政類等通識課）的培養(yǎng)目標(biāo)、大綱、課時、內(nèi)容，方法與各個不同工科（如電力、化工、機(jī)械、建工、生農(nóng)、商務(wù)、傳媒等）院系的課程銜接都存在較大的問題，如何滿足各學(xué)院的不同要求，合理銜接是需要研究的問題。從2016年開始，我們進(jìn)行了專門的針對性研究實(shí)踐。

三、職業(yè)化高校基礎(chǔ)課的教學(xué)研究和實(shí)踐

高等學(xué)校的人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃是教育部宏觀制定的，教師實(shí)際上是一個執(zhí)行者，如何真正成為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、操作、執(zhí)行和評判者是教育改革的根本。尤其是基礎(chǔ)課的改革實(shí)際上是一個相當(dāng)大的難題。我們主要進(jìn)行了如下改革：

（一）由“內(nèi)容為本”到“學(xué)生為本”的轉(zhuǎn)變

不同專業(yè)的課程對基礎(chǔ)課要求不同，在本科階段，要從教他們“做人、做事、做學(xué)問”開始，既要教他們學(xué)會認(rèn)知，又要為各專業(yè)課做理論鋪墊是比較難的。比如，建工專業(yè)，大量用到的是力的平衡和力矩的平衡，數(shù)學(xué)上主要是用微積分和矩陣，那么，高數(shù)和物理怎么開，開到什么程度，如何評價和檢驗(yàn)。它并沒有直接接觸實(shí)物，只是一個中間過程，教學(xué)目標(biāo)先于教學(xué)內(nèi)容而存在，課程資源開發(fā)、學(xué)生管理和輔導(dǎo)都要圍繞預(yù)期目標(biāo)而展開，就必須要按專業(yè)、按學(xué)生來設(shè)計(jì)。

因此，建工專業(yè)的高數(shù)開到微積分的前五章，線性代數(shù)從36學(xué)時調(diào)整為48學(xué)時，大學(xué)物理從48學(xué)時調(diào)整為64學(xué)時，且大學(xué)物理重點(diǎn)在力學(xué)部分，高數(shù)以物理中的實(shí)例、物理以工程實(shí)例組織教學(xué)，做一些應(yīng)用型實(shí)例鋪墊。

（二）以“能用、夠用、好用”為主題的內(nèi)容改革

“能用、夠用、好用”是學(xué)校前一個階段按德國1+1模式的一個試點(diǎn)，實(shí)踐證明是有效的，也符合OBE教學(xué)理念。針對職業(yè)化學(xué)校的學(xué)生和未來職業(yè)去向，不需要對高數(shù)和大學(xué)物理有那么深的理解，因此，在內(nèi)容上做一些調(diào)整，也是有必要的，只是相應(yīng)的教材怎么編寫，需要花費(fèi)大量時間和精力研究，也需要由精熟高數(shù)和大學(xué)物理的教授來編著，我們通過幾年的實(shí)踐，編著了一本大學(xué)物理，實(shí)踐證明是比較好用的。

（三）學(xué)生從“知道什么”到“能做什么”的轉(zhuǎn)變

這是傳統(tǒng)教育和OBE教育理念的一個區(qū)別，傳統(tǒng)教育要求學(xué)生是從幾個給定答案中選擇一個正確的答案，或者給定問題按公式來計(jì)算，測試的是學(xué)生的記憶力，而沒有讓學(xué)生展示出他學(xué)會了什么;OBE強(qiáng)調(diào)的是理解而不是記憶，對內(nèi)容的理解所體現(xiàn)出的認(rèn)知能力比記憶重要得多，是一種開放式的解決問題的能力。

（四）從不同教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行中學(xué)會各種不同需求

近些年，民辦學(xué)院，基于教育部和各省人民政府的要求和民辦職業(yè)化特點(diǎn)，社會需求不斷變化，學(xué)校也在不斷地進(jìn)行著各種改革嘗試，總希望畢業(yè)生有一個好的去處。

根據(jù)市場變化和學(xué)校發(fā)展，大學(xué)物理學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)計(jì)劃分為80+24=104，64+16=80等四種學(xué)時，不斷改變實(shí)踐，企圖找到最佳學(xué)時，見上表。從表中看到，物理課學(xué)時調(diào)整較多，它與教育部推薦的本科教學(xué)評估128～160學(xué)時相差很大。原因出在各院系前些年按綜合性大學(xué)改革為名，將一門課分解為4～6門，如建筑力學(xué)分解為建筑力學(xué)、工程力學(xué)、理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)及設(shè)計(jì)、抗震結(jié)構(gòu)力學(xué)及設(shè)計(jì)。每門課都占課時，最后，只有擠壓基礎(chǔ)課課時了。實(shí)際上，走上社會才發(fā)現(xiàn)，真正使用最多的是基礎(chǔ)課，這就是教育部反復(fù)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)課時不能減，專業(yè)課要整合資源，適度重組的原因。

（五）以不同工程案例引出物理概念，并重組教學(xué)設(shè)計(jì)

物理規(guī)律，說到底就是概念和定律。概念的產(chǎn)生來源于生活、實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用。我們盡量把物理概念結(jié)合各專業(yè)的一些工程案例中引出，主要是加強(qiáng)親和感，也容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

總之，學(xué)校是一個系統(tǒng)，工程教育要按OBE模式執(zhí)行，對學(xué)校、對學(xué)生、對社會都是一件好事，也是教育的本源。但具體做事需要系統(tǒng)性考慮。從學(xué)校層面上講，需要有一定量的工程實(shí)訓(xùn)中心和比較現(xiàn)代的機(jī)器設(shè)備，可供師生共同實(shí)踐。從教師層面上講，要不斷地緊跟現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展步伐，并經(jīng)常性地下企業(yè)，與企業(yè)家一起設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、新機(jī)器，實(shí)時組編合適的教材、針對性地分組組織教學(xué)及教學(xué)設(shè)計(jì)。否則，談工程教育改革是一句空話。

基金項(xiàng)目：本項(xiàng)目系廣州工商學(xué)院2018校級科研項(xiàng)目，編號? KA201837。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林建.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.