基于OBE理念的機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐

丁 飛，張興元，劉 輝

（1.阜陽師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000）

0 引言

實(shí)踐教學(xué)是機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)方案的重要內(nèi)容，是學(xué)生由知識(shí)積累向能力和素質(zhì)提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成起著決定性作用。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)存在的問題有：實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)定位不準(zhǔn)，建設(shè)方向不明確，各環(huán)節(jié)與學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)聯(lián)性脫節(jié)；各個(gè)實(shí)踐內(nèi)容缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，實(shí)踐訓(xùn)練功能存在重疊和遺漏；學(xué)生成績評價(jià)方式較為單一，難以有效激發(fā)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新積極性；軟硬件建設(shè)滯后，實(shí)踐基地功能單一，沒有充分利用社會(huì)資源；缺乏持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等[1]。

產(chǎn)出導(dǎo)向教育（OBE, Outcomes-Based Education）是國際上普遍認(rèn)可的一種經(jīng)過理論和實(shí)踐檢驗(yàn)行之有效的教育理念?！皩W(xué)生為中心”“產(chǎn)出為導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)”的工程認(rèn)證三大理念已深入到高校實(shí)踐教學(xué)的整個(gè)過程[2-5]。為適應(yīng)未來機(jī)械行業(yè)發(fā)展新態(tài)勢，高校必須培養(yǎng)工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國際化視野的高素質(zhì)復(fù)合型機(jī)械“新工科”人才[6-8]。在此背景下，遼寧工程技術(shù)大學(xué)啟動(dòng)了機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，開展了以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，基于開放式合作、多元評價(jià)的機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐。

1 改革與實(shí)踐的總體規(guī)劃

改革與實(shí)踐的總體規(guī)劃是，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，以強(qiáng)化學(xué)生工程素質(zhì)和實(shí)踐動(dòng)手能力、提高學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)造技能為目標(biāo)，以市場多元化需求為導(dǎo)向，以逐級遞增的實(shí)踐能力要求為主線，設(shè)置一系列相對獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并設(shè)定了持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制；通過校內(nèi)集中實(shí)習(xí)和課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對理論知識(shí)的理解和掌握；通過工程訓(xùn)練鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力；通過核心課程綜合訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的能力；通過科技創(chuàng)新大賽、申報(bào)專利、撰寫科技論文等課外創(chuàng)新訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力；通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)、合作教育、畢業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)與企業(yè)開放合作，進(jìn)行多元化合作培養(yǎng)，提升學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力；以多元評價(jià)方式取代以往單一的評價(jià)方法，全面、客觀、準(zhǔn)確、系統(tǒng)地評價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展；通過過程監(jiān)控和畢業(yè)生反饋機(jī)制，以及社會(huì)參與的評價(jià)機(jī)制，促進(jìn)各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)持續(xù)改進(jìn)，不斷完善。

2 改革與實(shí)踐的主要內(nèi)容

為了使學(xué)生能夠在扎實(shí)的理論基礎(chǔ)上具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力，具備社會(huì)責(zé)任感、事業(yè)心、開放意識(shí)、進(jìn)取精神，強(qiáng)烈的工程意識(shí)和工程素質(zhì)，我們對機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的體系架構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等進(jìn)行了研究與實(shí)踐。

2.1 優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)定位實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)體系架構(gòu)

在新修訂的專業(yè)培養(yǎng)方案中，實(shí)踐學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的30%。做好頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)定位各實(shí)踐環(huán)節(jié)及其功能（見圖1），實(shí)踐教學(xué)體系得到進(jìn)一步完善。實(shí)施過程中充分利用了實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、創(chuàng)新實(shí)踐中心、校企共建實(shí)驗(yàn)室、校企合作產(chǎn)學(xué)研基地等資源，實(shí)踐教學(xué)效果得到充分保障。

圖1 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及其功能定位Fig.1 practice teaching stages and function orientation

上述實(shí)踐環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度為依據(jù)，建立了管理、考核、實(shí)踐創(chuàng)新的教學(xué)體系，并確立了相應(yīng)的“知識(shí)、能力和素質(zhì)”的產(chǎn)出目標(biāo)，突破了傳統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)框架，豐富了實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)涵，充分保障了學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和鍛煉。

2.2 以學(xué)生為中心，將“創(chuàng)新”貫穿于整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過程

（1）建立以學(xué)生為中心的實(shí)踐教學(xué)模式

采用啟發(fā)式、討論式、案例式、探究式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生參與到實(shí)踐訓(xùn)練的全過程。如，在先進(jìn)制造技術(shù)訓(xùn)練時(shí)，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計(jì)訓(xùn)練題目，自行安排工藝過程，自行編寫數(shù)控程序，上機(jī)獨(dú)立操作完成加工，始終以學(xué)生為主導(dǎo)，教師參 與輔導(dǎo)和答疑。

（2）引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)

在實(shí)踐訓(xùn)練中，始終貫徹“理論結(jié)合實(shí)際”和“學(xué)以致用”的原則。在實(shí)踐中讓學(xué)生進(jìn)一步理解、應(yīng)用以往所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)一些新的知識(shí)和技能，將每項(xiàng)實(shí)踐訓(xùn)練的目標(biāo)達(dá)成度分解在各個(gè)環(huán)節(jié)。將知識(shí)、能力、素質(zhì)提升貫穿到實(shí)踐訓(xùn)練的全過程，堅(jiān)持在實(shí)踐過程中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)并行實(shí)踐。

（3）在實(shí)踐訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力

始終貫穿“創(chuàng)新”理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，每個(gè)實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目都將自主性和創(chuàng)新性作為一項(xiàng)重要評價(jià)指標(biāo)。在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中，要求學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，能獨(dú)立提出自己的觀點(diǎn)；在工程實(shí)訓(xùn)中，在完成各項(xiàng)指定訓(xùn)練任務(wù)后，要求學(xué)生參加實(shí)訓(xùn)中心組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽和學(xué)校組織的機(jī)械設(shè)計(jì)大賽，通過“自主選題—自主設(shè)計(jì)—自編工藝—自主制作—自主組裝—自我評價(jià)”的模式，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力和動(dòng)手能力。

（4）利用科技創(chuàng)新活動(dòng)提升學(xué)生創(chuàng)新能力

組織學(xué)生參與指導(dǎo)老師的科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與本專業(yè)相關(guān)的各級各類科技競賽，指導(dǎo)學(xué)生將參賽作品與成果申報(bào)專利，并將研究成果梳理、提升后撰寫科技論文，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)精神。為確保該項(xiàng)工作的可持續(xù)性，學(xué)校還出臺(tái)了配套的激勵(lì)政策。

2.3 構(gòu)建分級教學(xué)體系，優(yōu)化實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容

構(gòu)建從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程、從理論課程到實(shí)踐課程、由低年級到高年級的分級實(shí)踐教學(xué)體系；設(shè)置了“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)—工程訓(xùn)練—核心課程實(shí)驗(yàn)—核心課程綜合訓(xùn)練—生產(chǎn)實(shí)習(xí)—合作教育—課外創(chuàng)新訓(xùn)練—畢業(yè)實(shí)習(xí)”等相對獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。各實(shí)踐模塊及其與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系如表1。

表1 實(shí)踐訓(xùn)練與培養(yǎng)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)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(xué)評價(jià)學(xué)生實(shí)踐能力

對實(shí)踐課的考核方式進(jìn)行了相應(yīng)改革，構(gòu)建了“過程評價(jià)與結(jié)果評價(jià)相結(jié)合”的多元化考核方式。如，工程訓(xùn)練成績由訓(xùn)練表現(xiàn)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)等綜合評定；畢業(yè)設(shè)計(jì)成績由指導(dǎo)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(diào)各部分權(quán)重構(gòu)成。

2.5 開放合作，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

整合學(xué)校資源，充分利用學(xué)校工程訓(xùn)練中心及各實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，為學(xué)生提供便捷、優(yōu)質(zhì)的硬件條件。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)踐需要，購置了3D打印機(jī)、激光加工機(jī)床、柔性制造裝配線等先進(jìn)設(shè)備，全天候?qū)W(xué)生開放。

加強(qiáng)對外合作，與企業(yè)聯(lián)合建設(shè)了20余家實(shí)習(xí)與合作教育基地，形成了穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作基地。聘請具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)技術(shù)人員與學(xué)院教師組成課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，合作完成實(shí)踐性較強(qiáng)課程的講授；聘請企業(yè)和行業(yè)的技術(shù)人員參加實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與答辯工作[9]。

充分發(fā)揮校內(nèi)外資源優(yōu)勢，合作建設(shè)大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)基地，為學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)提供一體化硬件環(huán)境，吸引學(xué)生廣泛參與科技活動(dòng)，提高創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力。

2.6 建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，加強(qiáng)軟環(huán)境建設(shè)

建立自我評價(jià)體系，定期對實(shí)踐課程體系和教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)各項(xiàng)實(shí)踐項(xiàng)目對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的支持度，建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，通過實(shí)踐教學(xué)過程監(jiān)控和畢業(yè)生反饋機(jī)制引入社會(huì)評價(jià)，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。選擇雙師型教師作為實(shí)踐教學(xué)的主導(dǎo)教師；明確實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師的崗位職責(zé)，完善績效考評體系，充分調(diào)動(dòng)教師的工作積極性；提供更多學(xué)習(xí)進(jìn)修條件，鼓勵(lì)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師自我提升，提高業(yè)務(wù)水平；聘請行業(yè)和企業(yè)專家充實(shí)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師隊(duì)伍。

健全規(guī)章制度，強(qiáng)化制度建設(shè)。組織專家制定了實(shí)踐環(huán)節(jié)大綱和指導(dǎo)書，明確實(shí)踐課程設(shè)置的目標(biāo)、主要任務(wù)和要求、學(xué)業(yè)評價(jià)方式、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度等；制定了創(chuàng)新實(shí)踐基地運(yùn)行工作條例、教師崗位職責(zé)、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作條例等一整套規(guī)章制度。

3 改革與實(shí)踐取得的成效

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

3.1 學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力顯著提升

各實(shí)踐環(huán)節(jié)的科學(xué)定位，多層次實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施，以及開放式工程實(shí)踐訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)以解決實(shí)際工程問題的興趣，切實(shí)提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力；多元化考核方式全面評價(jià)了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新全過程的綜合表現(xiàn)；各相關(guān)激勵(lì)政策極大增強(qiáng)了學(xué)生參與科技創(chuàng)新活動(dòng)的信心。

3.2 創(chuàng)新活動(dòng)成績優(yōu)異

5年來，機(jī)械類專業(yè)獲批校級科研訓(xùn)練項(xiàng)目279項(xiàng)，國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎(jiǎng)勵(lì)106項(xiàng)，省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎(jiǎng)勵(lì)142項(xiàng)。學(xué)生以第一作者公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文34篇，授權(quán)發(fā)明專利12件、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)專利63件[9]。有2名同學(xué)獲“中國青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)”，1支團(tuán)隊(duì)獲全國“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”。

3.3 就業(yè)優(yōu)勢更加明顯

經(jīng)過系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練，學(xué)生具備了較強(qiáng)的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力、綜合性設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，就業(yè)優(yōu)勢更加明顯，企業(yè)對畢業(yè)生認(rèn)可度普遍較高。

4 結(jié)語

基于OBE理念，以培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度為依據(jù)，確立了相應(yīng)的“知識(shí)、能力和素質(zhì)”目標(biāo)，建立了開放合作、多元評價(jià)的機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，優(yōu)化了實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，進(jìn)一步豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)了完整的育人功能。經(jīng)過連續(xù)多年的教學(xué)實(shí)踐，取得了明顯成效，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力顯著提升，科技創(chuàng)新活動(dòng)成績優(yōu)異，畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢更加明顯，為學(xué)校機(jī)械類應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力支撐。