基于OBE理念的機械類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式改革與實踐

丁 飛，張興元，劉 輝

（1.阜陽師范大學 計算機與信息工程學院，安徽 阜陽 236037；2.遼寧工程技術大學 機械工程學院，遼寧 阜新 123000）

0 引言

實踐教學是機械類專業(yè)培養(yǎng)方案的重要內容，是學生由知識積累向能力和素質提升的關鍵環(huán)節(jié)，對學生培養(yǎng)目標的達成起著決定性作用。傳統(tǒng)實踐教學存在的問題有：實踐教學目標定位不準，建設方向不明確，各環(huán)節(jié)與學生培養(yǎng)目標的關聯(lián)性脫節(jié)；各個實踐內容缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，實踐訓練功能存在重疊和遺漏；學生成績評價方式較為單一，難以有效激發(fā)學生實踐創(chuàng)新積極性；軟硬件建設滯后，實踐基地功能單一，沒有充分利用社會資源；缺乏持續(xù)改進機制等[1]。

產出導向教育（OBE, Outcomes-Based Education）是國際上普遍認可的一種經(jīng)過理論和實踐檢驗行之有效的教育理念?！皩W生為中心”“產出為導向”和“持續(xù)改進”的工程認證三大理念已深入到高校實踐教學的整個過程[2-5]。為適應未來機械行業(yè)發(fā)展新態(tài)勢，高校必須培養(yǎng)工程實踐和創(chuàng)新能力強、具有國際化視野的高素質復合型機械“新工科”人才[6-8]。在此背景下，遼寧工程技術大學啟動了機械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，開展了以OBE理念為指導，基于開放式合作、多元評價的機械類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式的改革與實踐。

1 改革與實踐的總體規(guī)劃

改革與實踐的總體規(guī)劃是，將理論教學與實踐教學有機結合，以強化學生工程素質和實踐動手能力、提高學生創(chuàng)新思維與創(chuàng)造技能為目標，以市場多元化需求為導向，以逐級遞增的實踐能力要求為主線，設置一系列相對獨立又相互關聯(lián)的實踐教學環(huán)節(jié)，并設定了持續(xù)改進的機制；通過校內集中實習和課程實驗環(huán)節(jié)，強化學生對理論知識的理解和掌握；通過工程訓練鍛煉學生實踐動手能力；通過核心課程綜合訓練培養(yǎng)學生將理論知識轉化為應用的能力；通過科技創(chuàng)新大賽、申報專利、撰寫科技論文等課外創(chuàng)新訓練，激發(fā)學生的主動性、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；通過生產實習、合作教育、畢業(yè)實習等環(huán)節(jié)與企業(yè)開放合作，進行多元化合作培養(yǎng)，提升學生社會適應能力；以多元評價方式取代以往單一的評價方法，全面、客觀、準確、系統(tǒng)地評價學生的創(chuàng)新實踐能力，促進學生全面發(fā)展；通過過程監(jiān)控和畢業(yè)生反饋機制，以及社會參與的評價機制，促進各個實踐教學環(huán)節(jié)持續(xù)改進，不斷完善。

2 改革與實踐的主要內容

為了使學生能夠在扎實的理論基礎上具備較強的工程實踐創(chuàng)新能力，具備社會責任感、事業(yè)心、開放意識、進取精神，強烈的工程意識和工程素質，我們對機械類專業(yè)實踐教學的體系架構、教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等進行了研究與實踐。

2.1 優(yōu)化頂層設計，科學定位實踐教學環(huán)節(jié)體系架構

在新修訂的專業(yè)培養(yǎng)方案中，實踐學時占總學時的30%。做好頂層設計，科學定位各實踐環(huán)節(jié)及其功能（見圖1），實踐教學體系得到進一步完善。實施過程中充分利用了實驗教學示范中心、創(chuàng)新實踐中心、校企共建實驗室、校企合作產學研基地等資源，實踐教學效果得到充分保障。

圖1 實踐教學環(huán)節(jié)及其功能定位Fig.1 practice teaching stages and function orientation

上述實踐環(huán)節(jié)以實現(xiàn)培養(yǎng)目標的達成度為依據(jù)，建立了管理、考核、實踐創(chuàng)新的教學體系，并確立了相應的“知識、能力和素質”的產出目標，突破了傳統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)的教學框架，豐富了實踐環(huán)節(jié)的內涵，充分保障了學生工程意識、工程素質和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和鍛煉。

2.2 以學生為中心，將“創(chuàng)新”貫穿于整個實踐教學過程

（1）建立以學生為中心的實踐教學模式

采用啟發(fā)式、討論式、案例式、探究式、任務驅動式的教學方法，調動學生的積極性和主動性，使學生參與到實踐訓練的全過程。如，在先進制造技術訓練時，學生通過查閱文獻資料，自行設計訓練題目，自行安排工藝過程，自行編寫數(shù)控程序，上機獨立操作完成加工，始終以學生為主導，教師參 與輔導和答疑。

（2）引導學生在實踐中學習

在實踐訓練中，始終貫徹“理論結合實際”和“學以致用”的原則。在實踐中讓學生進一步理解、應用以往所學的理論知識，同時學習一些新的知識和技能，將每項實踐訓練的目標達成度分解在各個環(huán)節(jié)。將知識、能力、素質提升貫穿到實踐訓練的全過程，堅持在實踐過程中學習理論知識，學習理論知識時并行實踐。

（3）在實踐訓練中培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力

始終貫穿“創(chuàng)新”理念，充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，每個實踐訓練項目都將自主性和創(chuàng)新性作為一項重要評價指標。在認識實習中，要求學生在查閱相關文獻后，能獨立提出自己的觀點；在工程實訓中，在完成各項指定訓練任務后，要求學生參加實訓中心組織的創(chuàng)新設計比賽和學校組織的機械設計大賽，通過“自主選題—自主設計—自編工藝—自主制作—自主組裝—自我評價”的模式，充分調動和發(fā)揮學生的想象力、創(chuàng)造力和動手能力。

（4）利用科技創(chuàng)新活動提升學生創(chuàng)新能力

組織學生參與指導老師的科研項目，鼓勵學生積極參與本專業(yè)相關的各級各類科技競賽，指導學生將參賽作品與成果申報專利，并將研究成果梳理、提升后撰寫科技論文，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力、表達能力和團隊精神。為確保該項工作的可持續(xù)性，學校還出臺了配套的激勵政策。

2.3 構建分級教學體系，優(yōu)化實踐訓練內容

構建從基礎課程到專業(yè)課程、從理論課程到實踐課程、由低年級到高年級的分級實踐教學體系；設置了“認識實習—工程訓練—核心課程實驗—核心課程綜合訓練—生產實習—合作教育—課外創(chuàng)新訓練—畢業(yè)實習”等相對獨立又相互關聯(lián)的實踐教學內容。各實踐模塊及其與專業(yè)培養(yǎng)目標的對應關系如表1。

表1 實踐訓練與培養(yǎng)目標的對應關系Tab.1 the relationship between practical training and educational objectives

2.4 創(chuàng)建多元化考核方式，科學評價學生實踐能力

對實踐課的考核方式進行了相應改革，構建了“過程評價與結果評價相結合”的多元化考核方式。如，工程訓練成績由訓練表現(xiàn)、實踐能力、創(chuàng)新意識等綜合評定；畢業(yè)設計成績由指導教師過程考核成績、教研室中期考核成績、教師評閱成績和畢業(yè)答辯成績等綜合協(xié)調各部分權重構成。

2.5 開放合作，加強實踐教學基地建設

整合學校資源，充分利用學校工程訓練中心及各實驗室現(xiàn)有設備，為學生提供便捷、優(yōu)質的硬件條件。實驗室根據(jù)實踐需要，購置了3D打印機、激光加工機床、柔性制造裝配線等先進設備，全天候對學生開放。

加強對外合作，與企業(yè)聯(lián)合建設了20余家實習與合作教育基地，形成了穩(wěn)定的產學研合作基地。聘請具有豐富實踐經(jīng)驗的企業(yè)技術人員與學院教師組成課程教學團隊，合作完成實踐性較強課程的講授；聘請企業(yè)和行業(yè)的技術人員參加實習實訓、課程設計和畢業(yè)設計的指導與答辯工作[9]。

充分發(fā)揮校內外資源優(yōu)勢，合作建設大學生科技創(chuàng)新活動基地，為學生科技創(chuàng)新活動提供一體化硬件環(huán)境，吸引學生廣泛參與科技活動，提高創(chuàng)造性設計能力、綜合設計能力和工程實踐能力。

2.6 建立持續(xù)改進機制，加強軟環(huán)境建設

建立自我評價體系，定期對實踐課程體系和教學質量進行評價。根據(jù)各項實踐項目對專業(yè)培養(yǎng)目標的支持度，建立持續(xù)改進機制，通過實踐教學過程監(jiān)控和畢業(yè)生反饋機制引入社會評價，進行持續(xù)改進。

強化實踐教學團隊建設。選擇雙師型教師作為實踐教學的主導教師；明確實踐教學指導教師的崗位職責，完善績效考評體系，充分調動教師的工作積極性；提供更多學習進修條件，鼓勵實踐教學指導教師自我提升，提高業(yè)務水平；聘請行業(yè)和企業(yè)專家充實實踐教學指導教師隊伍。

健全規(guī)章制度，強化制度建設。組織專家制定了實踐環(huán)節(jié)大綱和指導書，明確實踐課程設置的目標、主要任務和要求、學業(yè)評價方式、專業(yè)培養(yǎng)目標的達成度等；制定了創(chuàng)新實踐基地運行工作條例、教師崗位職責、畢業(yè)設計工作條例等一整套規(guī)章制度。

3 改革與實踐取得的成效

按“邊研究、邊實踐、邊完善”的思路，及時將理論研究成果與教育教學實踐相結合。部分研究成果已在我校機械類專業(yè)2013版和2017版培養(yǎng)方案中實施，受到學生的普遍歡迎，先后有3 000余名學生參與其中，2016年12月9日，中國青年網(wǎng)專題報道了我校在學生科技創(chuàng)新方面的做法和成績[10]。

3.1 學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力顯著提升

各實踐環(huán)節(jié)的科學定位，多層次實踐教學體系的實施，以及開放式工程實踐訓練，激發(fā)了學生主動學習以解決實際工程問題的興趣，切實提升了學生的創(chuàng)新實踐能力；多元化考核方式全面評價了學生實踐創(chuàng)新全過程的綜合表現(xiàn)；各相關激勵政策極大增強了學生參與科技創(chuàng)新活動的信心。

3.2 創(chuàng)新活動成績優(yōu)異

5年來，機械類專業(yè)獲批校級科研訓練項目279項，國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎勵106項，省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎勵142項。學生以第一作者公開發(fā)表學術論文34篇，授權發(fā)明專利12件、實用新型和外觀設計專利63件[9]。有2名同學獲“中國青少年科技創(chuàng)新獎”，1支團隊獲全國“小平科技創(chuàng)新團隊”。

3.3 就業(yè)優(yōu)勢更加明顯

經(jīng)過系統(tǒng)實踐教學訓練，學生具備了較強的創(chuàng)造性設計能力、綜合性設計能力和工程實踐能力，具有較強的創(chuàng)新思維、動手能力、表達能力和團隊協(xié)作精神，就業(yè)優(yōu)勢更加明顯，企業(yè)對畢業(yè)生認可度普遍較高。

4 結語

基于OBE理念，以培養(yǎng)目標的達成度為依據(jù)，確立了相應的“知識、能力和素質”目標，建立了開放合作、多元評價的機械類專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，優(yōu)化了實踐訓練環(huán)節(jié)，進一步豐富了實踐教學內涵，實現(xiàn)了完整的育人功能。經(jīng)過連續(xù)多年的教學實踐，取得了明顯成效，學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力顯著提升，科技創(chuàng)新活動成績優(yōu)異，畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢更加明顯，為學校機械類應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力支撐。