基于OBE的實驗教學示范中心實踐教學改革探索
——以浙江工業大學為例

金利群,胡忠策,湯曉玲,王遠山,鄭裕國

(浙江工業大學 生物工程學院,浙江 杭州 310014)

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基于OBE的實驗教學示范中心實踐教學改革探索
——以浙江工業大學為例

金利群,胡忠策,湯曉玲,王遠山,鄭裕國

(浙江工業大學 生物工程學院,浙江 杭州 310014)

實驗實踐教學是培養學生實踐能力的主要途徑,在創新應用型人才培養中具有重要作用。浙江工業大學可再生資源利用與加工國家級實驗教學示范中心針對實驗實踐教學體系現狀,及時引入OBE教育理念,根據創新應用型人才的培養目標,從學生認知規律、實踐教學資源和實踐教師隊伍建設等方面對實驗實踐教學體系進行了改革和創新,構建了層次化、多元化和特色化的實踐教學體系,提升了學生學習和解決問題的能力,增強了學生實踐創新能力和社會適應性,為地方高校實驗實踐教學改革提供了借鑒。

可再生資源利用與加工；實驗教學中心；實踐教學體系；實踐能力；OBE

隨著經濟轉型和社會改革的深入,培養和造就大批具有創新精神和實踐能力的創新應用型人才培養是我國高等教育的根本任務。實踐創新能力是創新精神和實踐能力的有機結合,是能夠理論聯系實際,運用所學知識、技能,為社會解決現實工程問題的能力,是大學生綜合素質的集中體現。但是,當前的創新應用型人才培養模式與高速發展的產業人才需求之間存在著一定的脫節,高校與企業之間的合作不夠深入,不能適應產業對創新應用型人才的需求[1-2]。實驗室實踐教學是學生理論知識向工程應用技術轉換的橋梁,是培養創新應用型人才的重要環節,其主要目的就是要為學生創造一個提高解決實際問題能力的實踐環境。對學生創新能力與實踐能力的培養有著理論教學無法替代的特殊作用[3]。

一、工程類實驗實踐教學現狀與問題

盡管國內外教育家關于創新應用型人才定義視角不同,提法不一,但都有其共性,創新應用型人才最突出的特點就是應用型,而實踐能力培養是創新應用型人才培養的關鍵[4]。該類人才不僅要具有很強的知識轉化能力和動手操作能力,也要具有較強的創新意識和創新能力。而高校的各類實驗教學中心是學生從學子向創新應用型人才蛻變的起點,特別是工程類實驗教學中心是實施學生實踐能力培養的重要場所。自2005年教育部啟動了國家級實驗教學示范中心建設和評審工作,實驗教學中心的作用在學生實踐能力培養的教學實踐中逐步得到了印證,但要真正實現創新和實踐能力的提升,還需解決以下問題。

一是實驗實踐教學理念和社會需求脫節。雖然在工程類實驗教學中心建設中,大部分院校也都設有功能齊全的實驗教學中心,但多數實驗教學中心的建設還停留于基本知識的實驗和操作上,不以學生的全面發展為本,未能深層次地發揮實驗教學中心的功能與作用[5]。實驗教學大多是機械地完成理論配套實驗,沒有建立獨立于理論教學的實踐教學體系,缺乏以社會需求、產業需求為導向的大視覺,從而使培養出來的畢業生與社會和高速發展的產業需求嚴重脫節。

二是實踐教學體系培養模式過于單一。當前工程類實驗教學中心教學體系在因材施教、學生個性化培養方面有所欠缺,對同一專業的學生通常只按一個教育模式培養,沒有從學生認知規律和個性化發展考慮,缺少設計性、綜合性和創新型實驗,實踐教學質量難以登上新臺階。此外,很多實驗教學中心教學資源建設薄弱,缺乏多維度的科學評價標準,束縛了學生創新思維能力。

三是實踐教學中雙師型教師稀缺。師資隊伍是整個實踐教學活動的主導,是學生創新能力培養的主要推手。雖然高校的多數青年教師具有高學歷,但大多是從學校到學校,缺乏大型企業的工程實踐錘煉,無法用工程化的大視野來培養學生。另外,高校中部分具有企業背景的雙師型教師因把主要精力投入于科研項目申請和科研論文發表,也無暇顧及對學生實踐創新能力的培養,從而導致雙師型教師在學生實踐能力培養中更加稀缺。

二、基于OBE的實驗教學示范中心實踐能力培養新理念

為解決上述問題,強化對學生實踐能力的培養,浙江工業大學可再生資源利用與加工實驗教學中心(以下簡稱“實驗教學中心”)在實踐教學體系建設中引入了OBE(Outcome Based Education, OBE)理念。實驗教學中心的OBE理念,就是以學生能力培養為核心,積極探索創新應用型人才培養的實踐教學體系,圍繞實驗實踐教學資源建設、產學研合作深化和師資隊伍建設等方面進行探索與改革,構建多層次、多元化和特色化的實踐教學體系,充分激發學生的“潛能”,進一步培養學生的綜合能力,進而改進人才培養模式,使其具備較強的市場競爭力和社會適應力。2009年本實驗教學中心被教育部批準成為“可再生資源利用與加工”國家級實驗教學示范中心建設單位。

(一)OBE的主要內涵

OBE教育理念也稱為成果導向教育,是基于學習產出的教育模式,最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革,注重對學生學習的產出進行分析,反向設計學生的教育結構以及相關評價體系。在此理念下,教育者需要對學生的學習結果有清晰的構想,即學生在完成學業后能夠干什么,進而通過設計合適的教育結構來促進和保證學生達到預期目的[6-7]。可見,OBE強調學生的主體作用,以社會需求為導向,注重培養學生把學術知識轉化為解決實際問題的能力,該理念下的各個環節都是緊緊圍繞學生進行設計并實施的,在創新應用型人才培養方面具有十分重要的意義。

(二)基于OBE的實驗實踐能力培養新理念

以OBE對實驗實踐教學方面的要求為基礎,本實驗教學中心根據應用型人才創新實踐能力培養的需要,提出以學生為主體的教育觀,強化學生實踐能力和創新思維培養的預期目標,構建遞進式、多元化的實踐教學體系新理念。

1.尊重學生個性化發展,以學生為主體的教育理念。實踐教學中貫穿以學生為本的精神,以社會對工程類人才的需求為導向來規劃實驗教學內容和實施方案。傳統實踐教學依附于理論教學的缺陷導致學生動手能力低,解決問題能力薄弱。實驗教學中心建設尊重學生個性發展、思考如何創新實踐教學體系,如何調動學生主觀能動性,挖掘學生潛質,提高學生知識運用的綜合能力和融合能力。

2.強化實踐能力和創新能力培養的預期目標。根據當前的社會發展需求與學生現狀提出以實踐創新能力培養為目標開展實踐教學內容和實踐教學資源建設。在傳統的理念下,學生對理論知識的掌握很充分,但對于實際操作以及實際問題缺乏相應的能力。在實踐教學中,緊緊圍繞實驗教學中心的人才培養定位,考慮如何通過引入最前沿的研究成果,創新實驗內容和方法,提升學生分析問題、解決問題以及知識轉化運用的能力。

3.加強雙師型教師培養,回歸教師教學本職。以實驗教學中心為人才培養載體,最大限度地發揮校企合作的作用,改進實踐教學體系,強化師資內涵建設,是創新應用型人才培養的基本保障[8]。實驗教學中心通過改革教學評價制度,扭轉教師只熱衷于發表論文、申報課題等科研活動的狀況,確保教師把精力投入學生實踐教育和能力培養中。同時通過制度強化和傳幫帶等形式加大雙師型教師培養力度,引導青年教師提高自身的工程實踐能力。

三、實踐能力培養新理念在實驗教學示范中心的探索

基于OBE的實踐教學新理念,近年來浙江工業大學可再生資源利用與加工國家級實驗教學示范中心圍繞國家資源、環境可持續發展戰略,服務于浙江省優勢產業的需要,明確實驗教學中心功能定位。經過廣泛調研,實驗教學中心功能定位為：課程實驗中心、生產實習中心、課外科技活動中心、教學科研成果孵化中心和社會服務中心,以創新應用型人才培養為目標,在實驗實踐教學體系上取得不錯成效,受到企業和社會的廣泛好評。

(一)以學生為本,優化實踐教學體系

1.實驗課程設置的創新。打破以往實驗課依附理論課的教輔模式,實驗課與理論課單獨設課,單計學分。在實驗教學方法上,實現“三個轉變”,即：由教師被動灌輸向學生主動思考轉變,由單純驗證問題向綜合設計問題轉變,由模仿操作向創新設計轉變。自建設以來,實驗教學中心新增設實驗課10門,組織編寫了相關實驗系列教材7部。所開設的實驗課程含綜合設計性和創新性實驗,且綜合設計和創新型實驗項目總數超過全部實驗項目數的80%。

2.遞進式、多元化的實驗項目。根據創新應用型人才培養的需求,設置了“基礎型、綜合設計型、研究創新型”多層次、多元化的實驗內容,逐步提高學生實驗技能和綜合應用能力,突顯了學生為主體、因材施教的教育理念(圖1)。基礎實驗以課程實驗、課程設計和基本驗證為主,主要考察學生對所學知識的理解和強化,掌握科學的實驗方法和基本的實驗技能,在培養實踐能力方面起著重要作用。綜合設計型實驗以專業實驗、綜合性實驗和畢業設計等為主,提高學生綜合設計和應用所學知識解決問題的能力。研究創新型實驗以校企聯合和競賽項目為主,主要培養學生應用所學知識和技能方法,進行綜合創新,強化創新精神和實踐能力。實驗教學中心的層次化實踐教學體系構建遵循了人的認知規律,形成了層次分明、各有側重、互相促進的遞進式實驗教學體系,能滿足不同專業不同學生的個性需求。

3.積極鼓勵支持學生課外創新。在實踐教學建設中,專門設立了課外科技活動經費,每年以《學生科技創新基金項目》的形式進行立項,每年投入約50余萬元活動經費,立項了近500個科技創新項目,參與學生人數達1000多人次,對于取得良好研究成果的項目采取額外獎勵或持續支持等措施。此舉有效地激發了學生積極性,培養了學生分析綜合、抽象概括、歸納演繹等科學思維方法,提高了學生實踐能力。在此基礎上,積極鼓勵高年級的學生參與申報校內外各類課外科技項目,如“挑戰杯”“創新創業訓練計劃項目”“運河杯項目”和“新苗人才計劃項目”等,并給予相應的配套經費支持,使更多的學生參與實踐訓練,推動實驗教學中心教學體系的進一步完善。此外,實驗教學中心每兩年舉辦一屆“可再生資源利用與加工實驗項目競賽”,學生自選題目、自定方案,實驗教學中心提供實驗設施和場地。

4.舉辦實踐類學術講座,激勵學生參與實驗的熱情。為了使學生動態了解社會前沿工程實踐技術和先進思想,激發其主動參與實驗實踐的興趣,據不完全統計,實驗教學中心持續邀請國內外社會知名專家開設相關領域知識講座,前后共舉辦了50余場工程技術學術報告。其中,實驗教學中心顧問沈寅初院士為學生做了“科學思維與方法”的系列講座,以自身科研經歷為主線,講述如何把抽象的學術知識通過實驗實踐轉化成具體的科研成果,傳授科學思維和科學實驗的訣竅等,在場學生熱情高漲。通過知名院士、教授和企業工程專家的言傳身教與交流互動,既可以培養學生“探索未知,激情求解”的科研熱情,又可以激發學生把學術知識轉換成實踐能力的興趣。

(二)轉化科研優勢為實踐教學優勢,加快實踐教學體系改革

1.學生共享科研平臺。實驗教學中心基于OBE的反向設計,以學生創新實踐能力的培養為目標,依托生物工程、環境工程和化學工程等優勢學科資源,在滿足科研要求的基礎上,對實驗教學中心的布局和實驗條件進行完善和提升,購置先進儀器設備,確保實驗教學中心的硬件資源能滿足學生實踐能力培養需求和持續建設。依托國家工程技術研究中心、教育部工程中心和浙江省重點實驗室等高水平科研平臺,建立了生物質資源基礎實驗中心、生物質預處理實驗室、生物質資源產品分析實驗室、生物質資源利用與加工中試實驗室和生物質資源利用與加工提取實驗室等專用實驗室,并設立專項研究課題,從而最大程度上保證了學生實踐能力培養的實施。

2.建立產學研結合的綜合性實踐基地。在校企互動方面,實驗教學中心充分依托學科的行業優勢,實現校企深度融合,促進科研教學共贏。實驗教學中心充分利用依托學科的產業化開發優勢,不斷引入產業資源,在優勢學科為企業提供長期技術服務,具有合作關系穩定良好的基礎上,和企業共建了產學研結合的綜合性實踐基地。截至2016年12月,實驗教學中心先后與杭州中美華東制藥有限公司、浙江錢江生物化學股份有限公司和杭州九源基因工程有限公司等30多家知名企業建立了實踐教學基地,為實驗教學中心學生的學習和研究提供了優質的硬件資源平臺。

依托綜合性實踐基地,在認識實習和專業實習環節中,學生可以深入生產一線,熟悉相關操作流程,掌握基本生產工藝,增強工程意識。在畢業論文(設計)等環節,實驗教學中心遴選企業實際生產過程中遇到的難題為項目,如針對企業在棘白菌素發酵過程粘度很大導致溶氧不足問題,我們擬定了學生樂于實踐和完成的項目“攪拌漿對棘白菌素發酵影響”,選派學生到企業進行研究,與學生隨時溝通,探討實驗方案,交流實驗過程心得,逐漸提高學生的實踐創新能力。

3.優勢科研成果反哺實驗教學。“將科研成果轉化為實驗教學內容,以科研促進實驗教學,科研促進人才培養,科研與人才培養相得益彰”,是實驗教學中心在實驗教學過程中形成的特色。為了能夠有效地提升學生實踐能力培養的質量,達到預期的學習效果,實驗教學中心針對性地將現代的科研成果融入實驗教學中,更新實踐教學內容。近年來,實驗教學中心先后獲得了3項國家科學技術二等獎等獎項,我們從這些重大科研成果中汲取營養,轉化為實驗教學內容,開設了“微生物法生產井岡霉素”“阿卡波糖發酵工藝”“可再生資源生物加工過程控制優化及中試放大(井岡霉素)”和“生物催化劑(酰胺酶)大規模制備技術”等系列實驗項目。這些實驗內容以成功的科研技術開發為基礎,探究性強,有利于學生生動地體驗到科研的歷程,同時也能充分掌握社會發展所需的技術與技能,頗受歡迎,在學生實踐能力訓練和創新思維培養中獲得滿意的效果。

(三)強化雙師型教師隊伍建設,落實實踐教學環節效果

1.制度強化。為全面提高教師的工程實踐能力,實驗教學中心制定了《可再生資源利用與加工國家級實驗教學示范中心關于加強教師工程實踐能力培養的實施意見》。明確規定：2003年1月1日以后參加工作承擔實驗教學中心實踐教學的教師,必須在企業連續工作3個月以上并通過對應專業的工程實踐能力培養或認定。目前實驗教學中心有70余位教師已通過了相應的認定。

2.以老帶新,推行教授/副教授團隊負責制。在實踐教學中推行團隊負責制,教授/副教授必須直接參與實踐教學工作,帶動整個實驗教學中心實踐教學水平的提高。每位青年教師必須進入教授/副教授團隊,團隊內對青年教師培養推行老教師傳幫帶,指導青年教師的實踐教學能力,新老教師一起備課、互相聽課、教授現場指導,強化實驗教學課堂現場管理,加強雙師型教師的建設。

3.邀請社會工程專家進門。實驗教學中心充分利用學科優勢,出臺一些政策和措施鼓勵具有行業相關領域博士學位及工程師資質的企業工程技術人員擔任實踐教學兼職教授。目前,實驗教學中心已聘請了華東醫藥股份有限公司、浙江醫藥股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司和浙江海正藥業股份有限公司等10名具有豐富實踐經驗的“老師傅”擔任青年教師的工程指導教師,開拓了青年教師的專業視野。

基于OBE的學生實驗實踐能力培養新理念,本實驗教學示范中心實踐教學體系改革取得了良好效果。調查顯示,近五年來,實驗教學中心畢業的大部分學生融于企業、接受新知識和新事物的能力,明顯優于前幾屆的學生,就業競爭能力強,企事業等用人單位對經實驗教學中心系統訓練的學生滿意度顯著提高。另外,據不完全統計,近3年來實驗教學中心本科生獲得全國“挑戰杯”創業計劃大賽金獎等國家級獎勵10項,省級“挑戰杯”大賽特等獎等省級獎勵20項,其他各類校級獎項50項,本科學生參與發表論文50篇,參與申請國家發明專利15項。

雖然浙江工業大學可再生資源利用與加工國家級實驗教學示范中心在實驗實踐教學方面取得一些成效,但問題也依然存在。相比前幾年,實驗教學中心雙師型教師數量持續增長,但依然缺乏。我們將持續鼓勵青年教師深入企業一線,獲得最新的工程實踐經驗,爭取雙師型教師比例達到90%以上,只有提高教師自身的實踐能力,才能更好地正確引導學生參與實驗實踐。

[1] 宋廣元,李永平,劉云利.實踐創新能力是應用型人才培養的關鍵[J].中國高等教育,2015(Z2):65-67．

[2] 展濤.我國研究型大學創新型人才培養的思考[J].高等教育研究,2011(1):7-13．

[3] 鄧廣濤,崔志恒,趙俊偉,等.改革實踐教學管理,培養創新能力[J].實驗室研究與探索,2013(6):361-364.

[4] 王盛水.從美國高等教育的特點看創新型人才培養[J].高校教育管理,2012(2):65-71．

[5] 張莉,曲振濤,魯嘯軍,等.應用型人才培養的創新思維模式探索[J].中國高等教育,2012(19):62-63.

[6] 成卓韋,吳石金,陳建孟.OBE理念下3-3-3融合的新型培養模式——地方高校環境工程專業人才培養體系構建與實踐[J].浙江工業大學學報(社會科學版),2016(4):452-458．

[7] 鳳權.OBE教育模式下應用型人才培養的研究[J].安徽工程大學學報,2016(3):81-85．

[8] 曹國震.高等學校的創新教育與培養創新型人才的探索[J].教育教學論壇,2015(8):156-157．

(責任編輯：薛 蓉)

Practical teaching system reform and the practice of ExperimentalTeaching Demonstrating Center based on the concept of OBE—Taking Zhejiang University of Technology as an example

JIN Liqun, HU Zhongce, TANG Xiaoling, WANG Yuanshan, ZHENG Yuguo

(College of Biotechnology and Bioengineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Experimental teaching is the main way to cultivate the college students’ practical ability, and plays an important role in the cultivation of innovative engineering talents. In response to the current problems in the experimental and practical teaching system, the OBE education concept was introduced in the National Experimental Teaching Demonstrating Center of Renewable Resources Utilization and Processing (NETDC-RRUP) of Zhejiang University of Technology (ZJUT). In accordance with the requirement of practical ability training resource construction, the students’ cognitive rule and individual development of the teachers, the experimental teaching system of NETDC-RRUP would be reformed and innovated, and a hierarchical, diversified and characteristic experimental teaching system would be established based on the training objectives of innovative applied talents. Furthermore, this concept would be applied to substantially improve the ability of students in learning and solving problems, enhance their innovation capability and social adaptability as well, and thus to provide references for the cultivation of innovative and applied talents in local universities．

renewable resources utilization and processing; Experimental Teaching Center; practice teaching system; practical ability; Outcome Based Education

2017-04-16

浙江省“十三五”優勢專業建設計劃項目(083001)；浙江工業大學校級優秀課程(群)建設項目(YX1404)

金利群(1976—),女,浙江東陽人,副教授,博士,從事教學科研及平臺建設研究；胡忠策(1971—),男,浙江永嘉人,教授,博士生導師，博士,從事教學科研及平臺建設研究；湯曉玲(1984—),女,浙江杭州人,副教授,博士,從事教學科研及人才培養研究；王遠山(1972—),男,安徽亳州人,副教授,博士,從事教育教學及人才培養研究；鄭裕國(1961—),男,浙江象山人,教授,博士生導師，博士,從事教育教學及平臺建設管理研究。

G642.0

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1006-4303(2017)02-0227-05