基于OBE理念的創(chuàng)新課程改革與實(shí)踐

王冰洋 千紅濤 陳芳 王蒙蒙 孫淑瑞

摘 要：隨著當(dāng)前專業(yè)認(rèn)證和工科教育的發(fā)展，工科人才的培養(yǎng)模式也發(fā)生了巨大的變革?；诠こ陶J(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)OBE理念，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、課程實(shí)踐以及課程考核等方面對(duì)機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)創(chuàng)新課程《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》和綜合創(chuàng)新課程《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》進(jìn)行課程改革，希冀課程教學(xué)質(zhì)量有所提高、學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽有所產(chǎn)出。

關(guān)鍵詞：OBE理念 課程改革 創(chuàng)新課程

Abstract：With the developing of engineering education and professional certification in todays world， great changes have taken place in the training mode of engineering talents. Based on OBE educational model of engineering certification standard， from the aspects of teaching system， teaching content， course practice and course assessment， the curriculum reform is carried out for the specialized innovative course "Enterprise Technological Transformation and Innovation" and the comprehensive innovative course "Comprehensive Ability Training for Mechanical Innovation" of the mechanical specialty. It is expected to improve the quality of course teaching， promote the output of students' achievements.

Key words：OBE; curriculum reform; innovative curriculum

1 引言

OBE理念（Outcome-based Education）是以成果為導(dǎo)向的教育理念，目的是使學(xué)生獲得預(yù)先設(shè)定的成果[1]。美國(guó)學(xué)者斯派帝在其著作《基于產(chǎn)出的教育模式：爭(zhēng)議與答案》一書中把OBE定義為：在清晰的培養(yǎng)目標(biāo)下，對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行有組織系統(tǒng)的實(shí)施，以保證學(xué)生依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)獲得實(shí)質(zhì)性的知識(shí)和技能[2-3]。OBE立足于學(xué)習(xí)成果，以預(yù)期產(chǎn)出作為目標(biāo)，緊密結(jié)合教學(xué)過程，是一種逆向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的教育理念[4]。OBE理念的關(guān)鍵在于突破固有的教學(xué)設(shè)計(jì)思維，從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，以成果為導(dǎo)向，推動(dòng)學(xué)生“協(xié)助式學(xué)習(xí)，自主式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)”[5]。

同時(shí)，“工業(yè)4.0”“中國(guó)制造2025”“中國(guó)智造”等戰(zhàn)略影響世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方方面面，這些影響強(qiáng)烈要求高等院校的工程教育進(jìn)行創(chuàng)新性改革[6]?；贠BE理念的創(chuàng)新課程改革與實(shí)踐能夠滿足新一代工業(yè)革命和我國(guó)智能化發(fā)展戰(zhàn)略的需求，改變傳統(tǒng)工程教育模式的培養(yǎng)缺陷，為“中國(guó)智造”培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。

2 課程現(xiàn)狀

為培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》細(xì)化專業(yè)點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，形成項(xiàng)目式教學(xué)?！稒C(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》以實(shí)際項(xiàng)目為對(duì)象，綜合培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、三維建模、電氣控制和項(xiàng)目管理等方面能力，使學(xué)生初步具備解決復(fù)雜工程問題的能力。但是當(dāng)前課程的設(shè)置還存在問題，具體體現(xiàn)如下：

2.1 課程間承接關(guān)系不明確

當(dāng)前《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》的知識(shí)模塊之間自成體系，和《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》的當(dāng)前內(nèi)容分離，各自唱戲。學(xué)生在《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》中掌握了多種技能和技術(shù)應(yīng)用，但是沒有經(jīng)歷后期綜合項(xiàng)目的集成訓(xùn)練，不足以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜工程問題的能力。

2.2 教學(xué)內(nèi)容不優(yōu)化

《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》和《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》的教學(xué)內(nèi)容是基于教師認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的知識(shí)，而不是以社會(huì)和學(xué)生的需求制定教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)追求高效率、低能耗，發(fā)展迅速、日新月異。對(duì)比之下，當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容缺少新知識(shí)、新技術(shù)的引入，不能對(duì)接社會(huì)和產(chǎn)業(yè)需求，不能適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)。

2.3 理論與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)

課程包含理論講授和實(shí)踐操作兩方面，實(shí)踐操作是給學(xué)生安排一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，但缺少有創(chuàng)意的綜合實(shí)踐。同時(shí)，沒有結(jié)合企業(yè)需求和反饋，學(xué)生對(duì)實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)、制造工藝、系統(tǒng)控制等實(shí)際工程問題缺乏了解。

2.4 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

創(chuàng)新類課程涉及多學(xué)科知識(shí)，對(duì)學(xué)生的各科專業(yè)能力要求高，使得學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。

3 課程改革內(nèi)容和目標(biāo)

3.1 課程改革內(nèi)容

（1）“專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練相結(jié)合”的教學(xué)體系構(gòu)建

將《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》和《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》相結(jié)合，在教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生能力培養(yǎng)方面形成前后緊密承接的教學(xué)體系?！镀髽I(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》是對(duì)機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)分模塊進(jìn)行專項(xiàng)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》作為后續(xù)承接課程，對(duì)《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》中的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行綜合創(chuàng)新應(yīng)用。

（2）“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教學(xué)內(nèi)容重塑

課程以產(chǎn)出為導(dǎo)向，改革教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)科競(jìng)賽案例、企業(yè)復(fù)雜工程問題、教師科研教研項(xiàng)目和生活實(shí)際問題貫穿于教學(xué)中，使其與教學(xué)內(nèi)容深度融合，更新教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)教學(xué)成果也成為學(xué)科競(jìng)賽和企業(yè)復(fù)雜工程問題的支撐和準(zhǔn)備，具體關(guān)系如圖1所示：

（3）“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方法探討

遵照人才培養(yǎng)方案，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心地位，教學(xué)模式從以教師“教”為中心向以學(xué)生“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，以學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成果和個(gè)人發(fā)展為中心優(yōu)先設(shè)置教學(xué)活動(dòng)和傾斜教育資源，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂、線上和線下相結(jié)合等學(xué)生參與度高的方式，滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，讓學(xué)生積極主動(dòng)參與，獲得知識(shí)的同時(shí)順利轉(zhuǎn)化為專業(yè)技能，保證課程培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

（4）“持續(xù)改進(jìn)”的教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)施

將課程考核結(jié)果、學(xué)生和后續(xù)課程教師反饋、畢業(yè)生和用人單位問卷調(diào)查作為評(píng)價(jià)結(jié)果用于教學(xué)改進(jìn)，更新案例庫和知識(shí)點(diǎn)，從而為優(yōu)化教學(xué)做支撐，各環(huán)節(jié)之間相互促進(jìn)。具體體現(xiàn)如圖2所示。

3.2 課程改革目標(biāo)

（1）明確課程間的承接關(guān)系，完善創(chuàng)新體系。將《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》和《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》的知識(shí)點(diǎn)前后統(tǒng)一，前者作為基礎(chǔ)和專項(xiàng)訓(xùn)練，后者為各項(xiàng)技術(shù)、知識(shí)的匯集者，對(duì)其進(jìn)行綜合創(chuàng)新應(yīng)用。

（2）整合資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。按照人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的要求，充分調(diào)研行業(yè)先進(jìn)技術(shù)和實(shí)際需求，分析機(jī)械類學(xué)科競(jìng)賽特點(diǎn)，廣泛調(diào)動(dòng)教師科研教研資源，并結(jié)合相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。

（3）完善教學(xué)案例，理論聯(lián)系實(shí)際。結(jié)合企業(yè)工程案例和學(xué)科競(jìng)賽豐富教學(xué)案例，以教學(xué)案例中實(shí)際工程問題和優(yōu)秀學(xué)科競(jìng)賽案例為項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

（4）多種教學(xué)方法并用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生求知欲望。采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上和線下相結(jié)合、多樣化考核等方式，以啟發(fā)式教學(xué)為基礎(chǔ)，開展項(xiàng)目和案例教學(xué)，依據(jù)學(xué)科競(jìng)賽的模式，設(shè)置任務(wù)驅(qū)動(dòng)，并以解決實(shí)際的復(fù)雜工程問題為目標(biāo)，使學(xué)生獲得成就感。

4 具體實(shí)施方案和方法

4.1 實(shí)施方案

論證后確定的專業(yè)創(chuàng)新課程《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》技術(shù)模塊如圖3所示：

以上技術(shù)模塊是結(jié)合企業(yè)調(diào)研、學(xué)科競(jìng)賽特點(diǎn)，從學(xué)習(xí)難度和重要程度兩個(gè)方面總結(jié)的項(xiàng)目模塊，包括人機(jī)界面、各類傳感器、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)元件、傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制和可編程控制器等。據(jù)此對(duì)課程的內(nèi)容重新進(jìn)行了整理，更新了過時(shí)的知識(shí)點(diǎn)，使教學(xué)內(nèi)容能夠滿足市場(chǎng)、企業(yè)和學(xué)生參加競(jìng)賽的需求。

在《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》中，采取工程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、學(xué)生選題設(shè)計(jì)的模式。根據(jù)畢業(yè)要求和《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》中的技術(shù)模塊，所選項(xiàng)目結(jié)合了教科研實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生的科技競(jìng)賽、教師的科研項(xiàng)目和企業(yè)實(shí)際問題，能切實(shí)代表和反映機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，如表1所示：

依據(jù)項(xiàng)目需求，學(xué)生自由組成團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)1個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，按照項(xiàng)目要求進(jìn)行開發(fā)。具體工作包括原理方案設(shè)計(jì)、技術(shù)方案可行性分析、機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、電氣控制設(shè)計(jì)、產(chǎn)品使用說明書及技術(shù)資料的整理，編寫匯報(bào)PPT，匯報(bào)考核。

4.2 實(shí)施方法

專業(yè)創(chuàng)新課程《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》中的7個(gè)模塊，可以擴(kuò)展10～15個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目由常規(guī)任務(wù)和創(chuàng)新任務(wù)構(gòu)成。在教學(xué)組織上，每個(gè)項(xiàng)目先進(jìn)行理論知識(shí)講解，然后布置常規(guī)任務(wù)，分組進(jìn)行實(shí)際操作，4～5人一組，實(shí)現(xiàn)效果驗(yàn)證理論，記錄過程性成績(jī)。常規(guī)任務(wù)完成后，依據(jù)項(xiàng)目完成情況布置創(chuàng)新任務(wù)，依據(jù)項(xiàng)目理論和開發(fā)能力，完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)，根據(jù)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、項(xiàng)目時(shí)間、技術(shù)方案和項(xiàng)目效果等因素，評(píng)判分?jǐn)?shù)。

綜合創(chuàng)新課程《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》為2周實(shí)踐環(huán)節(jié)，探索依據(jù)學(xué)科競(jìng)賽模式考核辦法，依據(jù)項(xiàng)目需求，學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行原理方案設(shè)計(jì)、技術(shù)方案可行性分析、機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、電氣控制設(shè)計(jì)、產(chǎn)品使用說明書及技術(shù)資料的整理，演示匯報(bào)。課程的考核按照“自由組隊(duì)－選題目－設(shè)計(jì)－演示－答辯－評(píng)分”的比賽形式進(jìn)行，使學(xué)生樂于參與，有主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

增加階段目標(biāo)，進(jìn)行階段性考核，檢查各組學(xué)生的項(xiàng)目完成情況及整體思路，對(duì)學(xué)生把握不清楚的地方及時(shí)給予指導(dǎo)。另外，在完成整個(gè)項(xiàng)目的過程中，可以給隊(duì)長(zhǎng)一部分考核隊(duì)員權(quán)力，以增加團(tuán)隊(duì)的凝聚力使整個(gè)團(tuán)隊(duì)更好地完成項(xiàng)目。

5 課程改革的成果和效果

經(jīng)過2個(gè)學(xué)期的實(shí)施，取得了良好效果。具體體現(xiàn)如下：

（1）加強(qiáng)了校企聯(lián)系，提升師資力量。專業(yè)教師深入企業(yè)，將企業(yè)需求作為課程項(xiàng)目來源，師生課堂解決項(xiàng)目，作為企業(yè)技術(shù)方案。

（2）提高了學(xué)生的專業(yè)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生積極參加全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等賽事，并取得良好成績(jī)。

（3）提高了學(xué)生的就業(yè)層次，得到了用人單位一致的認(rèn)可，增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)自信。

6 結(jié)語

為了更好地豐富學(xué)生的知識(shí)、提升專業(yè)素質(zhì)，聚焦于學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，改革教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了基于OBE理念的創(chuàng)新課程改革和實(shí)踐，來提高專業(yè)人才培養(yǎng)能力和培養(yǎng)質(zhì)量。對(duì)《企業(yè)技術(shù)改造創(chuàng)新》和《機(jī)械創(chuàng)新綜合能力訓(xùn)練》提出課程教學(xué)改革，通過課程的改革使得學(xué)生能夠掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，形成專業(yè)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式并對(duì)所學(xué)知識(shí)有自己的思考，具備企業(yè)發(fā)展所需求的專業(yè)技能、擁有自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，從而更好的適應(yīng)社會(huì)。后續(xù)將繼續(xù)優(yōu)化課程內(nèi)容和考核模式，探索更有趣味的學(xué)習(xí)模式，以更好的激活課堂。

基金項(xiàng)目：河南工學(xué)院教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（JXGC-2021005）；河南工學(xué)院教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐重點(diǎn)項(xiàng)目（2021-ZD004）；河南工學(xué)院教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐重點(diǎn)項(xiàng)目（2021-ZD014）。

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