基于OBE理念的高校學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)路徑探究

秦 俊

(武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070)

伴隨新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入深度調(diào)整與變革的新時期。新能源、新材料和智能化成為新的發(fā)展主題。在此背景下，學(xué)生工程創(chuàng)新能力與工程實踐能力受到行業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注。學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)首先是工程素質(zhì)的培養(yǎng)與提高。美國發(fā)起的《2020的工程師：新世紀(jì)工程的愿景》中指出，未來工程師應(yīng)具備的關(guān)鍵素質(zhì)包含：實踐經(jīng)驗、創(chuàng)造力、溝通和管理能力、倫理道德和終身學(xué)習(xí)能力。[1]

武漢理工大學(xué)作為工科優(yōu)勢高校，具有行業(yè)背景的特色高校，如何利用學(xué)校工科優(yōu)勢與特色，加強學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，是當(dāng)前工程教育的一項重要使命。

一、 工程素質(zhì)內(nèi)涵

不同時代背景下，高校對學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)提出不同的要求，所賦予的內(nèi)涵也發(fā)生了變化。狹義地講，學(xué)生工程素質(zhì)主要包含其理論知識與實踐操作技能的掌握。廣義地講，還包括了其它工程倫理、經(jīng)濟法學(xué)、法學(xué)以及人文素質(zhì)等多方面?，F(xiàn)階段，我國接受高等教育的工科生比例約占高等教育學(xué)生總數(shù)的40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)達(dá)國家的比例，[2]學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)也要回歸工程本身。

工程素質(zhì)的內(nèi)涵基本可概括為專業(yè)知識、思想道德品質(zhì)和基本能力。毋庸置疑，專業(yè)知識的掌握，是任何一類專業(yè)技術(shù)人才所必備的知識儲備，除專業(yè)基礎(chǔ)知識，還需掌握學(xué)科的前沿知識，即知識面的掌握要廣而深。思想道德品質(zhì)主要指人文素質(zhì)的教育。包括樹立正確的三觀，世界觀、人生觀和價值觀，良好的職業(yè)道德、誠信理念和執(zhí)著的精神等?；灸芰Πㄋ季S能力、溝通能力、學(xué)習(xí)能力和實踐操作能力。[3]如圖1所示。

圖1 學(xué)生工程素質(zhì)的基本構(gòu)成

二、OBE實施要點解析

基于結(jié)果教育(OBE)理念最早出現(xiàn)于美國的教育改革，[4]與傳統(tǒng)教育理念強調(diào)的學(xué)習(xí)過程的統(tǒng)一與按部就班的學(xué)習(xí)方式不同，OBE強調(diào)的是學(xué)生的個性化教育模式，[5]培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、組織溝通能力和團隊協(xié)作能力等一系列綜合素質(zhì)。OBE以反向設(shè)計為原則，以最終學(xué)習(xí)成果為起點，反向進(jìn)行課程體系建構(gòu)、教學(xué)方法與教學(xué)模式設(shè)計、評價體系及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)等。[6]其實施要點如下：

(一)確定預(yù)期學(xué)習(xí)成果

學(xué)習(xí)成果，字面上可理解為一個階段的學(xué)習(xí)完成后所獲得的知識。一般概念中學(xué)習(xí)成果指具體的量化指標(biāo)，如考試所取得的分?jǐn)?shù)、讀完了多少本專業(yè)書籍等。OBE理論中學(xué)習(xí)成果指的是學(xué)生所獲得的能力，并沒有具體的量化指標(biāo)去衡量。此時的學(xué)習(xí)成果既是OBE的預(yù)期終點，同時也是起點。由此可見，學(xué)習(xí)成果的設(shè)定在OBE的實施過程中，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

(二)反向構(gòu)建課程體系

學(xué)習(xí)成果確定后，為實現(xiàn)這一學(xué)習(xí)成果需要反向設(shè)計課程體系。課程體系是指不同性質(zhì)的課程按照一定的編排分類整合，共同構(gòu)成該專業(yè)的所有課程。不同的課程編排順序會導(dǎo)致不同的知識架構(gòu)，無論哪種課程體系的構(gòu)建都需要遵循特定的原則。[7]企業(yè)需求導(dǎo)向原則指工程科技人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)始終是服務(wù)于行業(yè)企業(yè)，只有充分了解不同階段企業(yè)對工程人才的需求，才能使課程體系的設(shè)置更好地滿足社會對工程人才的需要。畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度的支撐原則是課程體系是整個人才培養(yǎng)過程的支撐框架，每一門課程都為滿足畢業(yè)要求與實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)做出了一定貢獻(xiàn)，也支撐每一項畢業(yè)要求。不同類型課程之間的合理配置，能有效提高畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。

(三) 教學(xué)方法設(shè)計與實施

OBE理念強調(diào)以學(xué)生為中心，尊重學(xué)生的個性化發(fā)展，以最終學(xué)習(xí)成果來評價學(xué)生能力的高低，而非在意每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。這種個性化的教學(xué)模式要求教師了解每一位學(xué)生的特點，有針對性地把握每一個人的學(xué)習(xí)進(jìn)程，著重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新性思維能力。

(四)學(xué)生個體評價與持續(xù)改進(jìn)

OBE理念中對學(xué)生的評價在于學(xué)習(xí)成果的取得，而非單一的學(xué)習(xí)成績等量化指標(biāo)。OBE強調(diào)個體化評價，即每個個體與之前相比，自身所取得的進(jìn)步和所獲得的能力，而不是不同個體之間的比較。與此同時，還要對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

三、高校學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)中問題分析

隨著工程教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作不斷深入開展，在政府、教育行政部門以及企業(yè)行業(yè)等多方協(xié)同下，各高校都結(jié)合學(xué)校實際積累了具有自身特色的工程科技人才培養(yǎng)模式，在學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)方面存在較為突出問題如下。

(一) 工程實踐能力薄弱

工程素質(zhì)培養(yǎng)中最重要的一部分是學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。工科院校培養(yǎng)的學(xué)生中大多實踐應(yīng)用能力明顯不足。一方面，部分工科教師缺乏工程實踐背景。教師在理論教學(xué)方面有很強的學(xué)術(shù)性與專業(yè)性，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)實踐經(jīng)驗不足，課堂理論無法解決工程實踐的問題。另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)模式注重課程知識點的灌輸與填鴨式教學(xué)，學(xué)生僅掌握每個知識點的內(nèi)容，且完全被動接受知識，導(dǎo)致學(xué)生的理論知識與實踐環(huán)節(jié)嚴(yán)重分離。為增強學(xué)生的實踐能力，政府明確了“普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校轉(zhuǎn)型”、“深化產(chǎn)教融合、校企合作、工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)導(dǎo)向。

(二)工程創(chuàng)新能力不足

創(chuàng)造力培養(yǎng)，是學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。我國發(fā)展正在經(jīng)歷新舊經(jīng)濟交替的關(guān)鍵時期，新經(jīng)濟催生了一大批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要新型工程科技人才支撐。高校基于傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式缺乏將創(chuàng)新性訓(xùn)練活動與職業(yè)能力培訓(xùn)等內(nèi)容納入實踐教學(xué)體系，導(dǎo)致實踐教學(xué)內(nèi)容更新不及時，科技前沿與企業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)不能及時融入教學(xué)，學(xué)生無法深入接觸企業(yè)生產(chǎn)實際等諸多問題。此外，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)仍以教師為中心，以課程考試分?jǐn)?shù)的高低劃分學(xué)生的等級。這樣的教學(xué)理念導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新的能力，學(xué)生的重點全部放在考試取得高分上，對實際解決問題的能力不足。

(三)課程體系設(shè)計模式仍以學(xué)科專業(yè)為導(dǎo)向

目前，我國大多數(shù)工科院校的課程體系仍是知識導(dǎo)向型的，利用已有知識實現(xiàn)創(chuàng)新活動的可能性很小。[2]每個專業(yè)的課程體系設(shè)置都圍繞學(xué)生專業(yè)知識展開，每門課程的教學(xué)大綱也按知識點分解而展開，課程學(xué)習(xí)過程中，強調(diào)知識點的掌握程度。學(xué)生完成單門課程的學(xué)習(xí)后，也僅掌握該門課程的相關(guān)知識點，對其專業(yè)的知識框架結(jié)構(gòu)卻不甚了解，所學(xué)知識無法衍生，導(dǎo)致學(xué)生的知識面局限狹隘。且出于學(xué)科的保護(hù)與限制，大多高校專業(yè)課程體系的設(shè)置無法融入其它相關(guān)學(xué)科的課程，即學(xué)科交叉培養(yǎng)的可能性很小。陸必應(yīng)等學(xué)者在工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究中強調(diào)合理的課程體系，是提高創(chuàng)新能力的前提。[7]

四、OBE對學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)的啟示

OBE以其理論的先進(jìn)性與實踐的易操作性，對現(xiàn)代工程教育模式中學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)具有指導(dǎo)性意義。針對當(dāng)前高校學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)過程中存在的問題，以O(shè)BE實施要點為指導(dǎo)，從創(chuàng)新工程實踐、課程體系構(gòu)建以及教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)提升學(xué)生工程素質(zhì)。

(一)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐創(chuàng)造力

傳統(tǒng)的工程實踐環(huán)節(jié)依托學(xué)校的工程訓(xùn)練中心來完成，金工實習(xí)的教學(xué)模式。現(xiàn)代工程教育的新形勢下，傳統(tǒng)的工程實踐模式已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對工程科技人才的需求。通過搭建開放性實踐教學(xué)平臺，在實踐教學(xué)過程培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生的工程素質(zhì)。通過產(chǎn)學(xué)研合作，根據(jù)不同專業(yè)的需要，系統(tǒng)規(guī)劃實驗內(nèi)容和體系、裝備條件和人員結(jié)構(gòu)。引入或自主開發(fā)具有時代特征和先進(jìn)性的實踐教學(xué)方法，逐層遞進(jìn)地建設(shè)開放式實踐平臺，形成基礎(chǔ)穩(wěn)固的創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，覆蓋整個本科教育階段。開放性實踐教學(xué)平臺的使用，可實現(xiàn)單一的技能訓(xùn)練模式向綜合能力訓(xùn)練轉(zhuǎn)變，課內(nèi)教學(xué)向課內(nèi)課外教學(xué)相結(jié)合轉(zhuǎn)變，知識點教學(xué)模式向工程實例教學(xué)轉(zhuǎn)變，以教師傳授知識為主向以學(xué)生自主學(xué)習(xí)與師生共同探討為主的轉(zhuǎn)變，也可為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃的實施與拓展提供平臺支持。

學(xué)生自主性學(xué)習(xí)方面，可建立“柔性化”工程教育實踐教學(xué)組織模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。高校可在全校范圍內(nèi)，推進(jìn)各級科研基地和實驗室面向本科生開放，結(jié)合基地研究方向面向全校學(xué)生開設(shè)課程，接納學(xué)生開展自主創(chuàng)新研究基金項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、課外科技作品競賽以及各類創(chuàng)業(yè)大賽等。

武漢理工大學(xué)在大學(xué)生學(xué)科競賽方面具有較強優(yōu)勢，2018年全國普通高校競賽排行結(jié)果(本科)榜單中位列全國第一?？山梃b我校成熟的工科專業(yè)競賽經(jīng)驗，組建本科生科技創(chuàng)新團隊，促進(jìn)工科院系與其它人文社科專業(yè)協(xié)同合作，培養(yǎng)學(xué)生的其它管理與溝通能力。建立實驗室開放運行管理、探索虛擬仿真實驗教學(xué)模式以及學(xué)生校內(nèi)雙向選擇的頂崗實習(xí)與學(xué)生集中與分散相結(jié)合的實習(xí)方式，滿足學(xué)生個性化發(fā)展需要和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要?？山梃b美國工科院校工程科技人才培養(yǎng)的模式，開展“體驗式教育”，通過在真實情境下的鍛煉，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。[8]學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式如圖2所示。

圖2 學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

(二)構(gòu)建科學(xué)合理的課程教學(xué)體系

OBE理念中根據(jù)學(xué)習(xí)成果，即畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)定，反向設(shè)計專業(yè)課程教學(xué)體系,關(guān)鍵在于學(xué)生的參與度與學(xué)生的積極性。[9]傳統(tǒng)課程與前沿課程的融合，傳統(tǒng)課程與現(xiàn)代前沿課程各自具有特點和優(yōu)勢，傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)性與專業(yè)性方面，經(jīng)過了多年實踐教學(xué)經(jīng)驗的認(rèn)可，在培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)中，專業(yè)基礎(chǔ)知識方面是不可替代的。一些經(jīng)典的專業(yè)與專業(yè)基礎(chǔ)課以及基礎(chǔ)性實驗與實踐課程，都是現(xiàn)代前沿課程無法比擬的。然而，現(xiàn)代前沿課程以其新穎的知識創(chuàng)意，可極大地提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，這正是OBE理念中所倡導(dǎo)的；也有助于學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)。毋容置疑，傳統(tǒng)課程與前沿課程，應(yīng)各取所長，有效整合，共同培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)中的專業(yè)知識水平。

注重實踐環(huán)節(jié)課程設(shè)置，逐步提高實踐課程比例。實踐操作能力是學(xué)生工程素質(zhì)的基本能力，對學(xué)生走上社會后被企業(yè)行業(yè)所認(rèn)可至關(guān)重要?，F(xiàn)行培養(yǎng)方案中，對實踐環(huán)節(jié)課程的設(shè)置所占學(xué)分比例不高，僅可滿足基本的實踐訓(xùn)練。在制訂專業(yè)培養(yǎng)方案時，應(yīng)著重提高實踐課程的比例，適量增加實際工程類項目的實習(xí)、研討以及課程設(shè)計環(huán)節(jié)，重點培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力與溝通能力?？蓪⒉煌瑢I(yè)學(xué)生或同一專業(yè)不同方向?qū)W生進(jìn)行組合實踐，在學(xué)校的開放性實踐教學(xué)平臺進(jìn)行團隊協(xié)作，共同完成工程項目的實踐活動。

在課程體系中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程群，高校學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)中，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)仍是薄弱環(huán)節(jié)。高校應(yīng)在專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系的設(shè)置中適當(dāng)增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程?？稍谌ＭㄗR教育課程群和各專業(yè)課程群中增設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育類課程。李正在華南理工大學(xué)工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系改革中開設(shè)人文、社會和科學(xué)三大領(lǐng)域課程，拓展學(xué)生思維，強化學(xué)生素質(zhì)。[10]蓋江南在北京化工大學(xué)的實踐研究中開設(shè)技術(shù)創(chuàng)新講座等通識課程，對學(xué)生創(chuàng)新思維進(jìn)行強化。[11]還可建立大類專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程群，依照創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育“嵌入”的方式，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研合作教育項目，構(gòu)建工程教育創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系。并通過第二課堂，改革創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系。將學(xué)生課外科技、文化和社團實踐活動整合形成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，納入到各專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，形成第一課堂與第二課堂的相互聯(lián)動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，尤為重要?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代興起的在線開放課程、虛擬仿真實驗教學(xué)引領(lǐng)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的改革。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師為中心的照本宣科的教，教學(xué)設(shè)計是由教師決定教學(xué)方式與內(nèi)容。OBE理念強調(diào)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式，教學(xué)設(shè)計由學(xué)生自主決定。教學(xué)設(shè)計圍繞最初確定的學(xué)習(xí)成果完成、每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與學(xué)習(xí)能力不同而設(shè)計。教師需了解每位學(xué)生的特點，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，并實時評價，及時調(diào)整學(xué)習(xí)過程。

就人才培養(yǎng)效果而言，混合式教學(xué)側(cè)重于課外培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，其教學(xué)效果體現(xiàn)在學(xué)生的自主創(chuàng)新與創(chuàng)造力上。就教學(xué)方法而言，混合式教學(xué)強調(diào)師生之間的互動，其教學(xué)效果體現(xiàn)在學(xué)生的人際交往能力上。就教學(xué)質(zhì)量而言，混合式教學(xué)是適應(yīng)信息化教學(xué)的需求，既有利于拓展學(xué)習(xí)者的思維，又有利于學(xué)習(xí)者提高實踐探索能力。[12]

五、結(jié)語

OBE作為一種全球先進(jìn)的教育理念，引領(lǐng)著高等教育教學(xué)改革的方向。在新經(jīng)濟時代，我國高校學(xué)生工程素質(zhì)與國際工程教育培養(yǎng)的現(xiàn)代工程師存在一定差距。將OBE的教育理念引入高校學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)過程中，滲透到課堂教學(xué)、工程實踐以及課程體系構(gòu)建等環(huán)節(jié)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代信息技術(shù)手段與數(shù)字化思維方式，探索以學(xué)習(xí)者為中心的個性化工程素質(zhì)教育培養(yǎng)模式，培養(yǎng)符合時代發(fā)展需求的現(xiàn)代化工程師。