OBE理念下工程教育基礎課教學研究與實踐

王國華　王佳楠

摘 要：全球范圍內的工程教育改革已基本形成了共識，越來越需要更多的技術學院與社會對接。而以學生為本的預期學習產出教育模式——OBE工程教育，強調成果導向教育。以畢業生成為“未來”工程師的教育培養目標，有利于社會需求與學生個人成長，也明確了教育組織結構和最終學習目標是為社會服務。對職業化高校的基礎課教學改革提出了挑戰，在沒有相應的專業支撐，課時、內容難定奪的情況下，如何按照CDIO的質量標準來量化，本文以OBE理念討論基礎課教學研究與實踐。

關鍵詞：OBE理念;職業化;基礎課;

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2019）09B-0120-03

一、OBE的歷史背景和基本理念

OBE（Outcome-Based Education）是1981年～2002年，由美國的W.D.Spady教授提出的一種以成果回溯方案的教育模式。上世紀80年代初，美國、日本、澳大利亞的教育幾經改革，不斷改善教育內容與社會需要之間的矛盾，即學習與成功、教育質量問題、優秀工程人才國際流動等三個突出問題。學校為社會提供和培養了多少可供現在和未來一段時間有用和可用的人才？學校的專業設置和技能培訓是否是社會之需？是否出校門就能很快與社會先進技術與操作對接，縮短工程師成長的培養時間。優秀工程師本身是一個動態的社會資源群體，社會發展快，技術不斷更新，掌握新技術的工程師或技術工人比較匱乏。學校的專業設置新技術的發展，大部分儀器設備與社會脫節，更新太慢。教授、學生都不太會用。鑒于此，Spady提出了對工程教育的一種改革方案——學習產出OBE教育模式。他認為清晰地聚焦和組織教育系統，使之確保學生在未來生活中獲得實質性成功的經驗更重要，強調學生學到了什么和是否成功更有意義。如何衡量呢？實際上是：

1.學生如何知道學習成果的重要性和怎樣取得這些學習成果，教師該如何有效地幫助學生學習。首先，教師要能對學生進行個別化設計和評定，因材施教，對不同學生有不同的培養方式，類似于我國現在提出的“精準扶貧”一樣，以學生個體的最終學習成果論。其次，學習的內容確實可以使學生成功，這就要求教材本身具有先進性和可行性。這是一個大缺口，需要認真研究實踐。

2.教學評價應以每位學生理解教學內容為前提，以提供學生適宜的學習機會和個人內化的歷程，強調學校比學生更應該為學生的成績負責，并提出具體的評價及改進意見。同時，要調節學生的能力本位——適應未來社會發展和生活的能力。教師要成為評定學習成績的評判者，這與我國現行的班級授課制、 教務處職責管理有矛盾。

2004年Spady提出了CDIO（Conceive構思、Design設計、Implement實現、Operate運行）質量標準，即1個愿景、1個大綱和12條標準，其愿景是為學生提供一種強調工程基礎的、建立在新興的真實產品和完整的工藝流程上的標準。CDIO過程，要在不斷地設計產品和設計生產產品的機器中，將工程師必備的工程基礎知識、個人能力、團隊能力逐級細化，使工程教育具有更加明確的方向性、系統性、可操作性。當然，它的課程和教材是能夠培養出好學生的。它類似于運籌學中的投入產出模型，為預期目標設定投入量產化，強調的是結果。按群元形式來規劃行列元素。這樣，就形成一個動態的、系統化的群元和最優化設計，并不斷根據市場產品的真實變化來調整教學的每一個環節，有目的地注入到每一個學生的腦中和每一堂課程。

顯然，這是一個好的教育模式，只是對教師有很高的要求。西澳大利亞教育部門把它定義為基于實現學生特定學習產出的教育過程，教育結構和課程被視為手段而非目的。如果它們無法為培養學生特定能力作出貢獻，就要被重組。學生產出驅動教育系統運行。二十年間，不斷有學者支持OBE的框架，并不斷地豐富和發展。

同時，一些國家的工程認證委員會也積極配合。美國工程委員會（ABET）在EC2000中就將其作為一條質量標準推出。《華盛頓協議》各成員國也積極響應，以成果導向為目標促進各專業持續改進。加拿大工程認證委員會（CEAB）規定參加高校專業認證的畢業生到2014年必須達到12條能力。日本工程教育認證機構（JABEE）于2012年也實施這一新的認證標準，即從規劃（Plan，制定8點能力）、做（Do，實現能力）、評估（Check，檢查學生的學習產出）、改善（Act，改善教學），簡稱PDCA。歐洲、南非等也準備實施這個標準。《華盛頓協議》《悉尼協議》《都柏林協議》都認可12條能力的CDIO標準。中國2013年6月被接納為《華盛頓協議》簽約成員，教育部在各高校推行“卓越工程師”方案。

說到底，OBE理念就是：教育者對學生畢業時應達到的能力及其水平有明確的認識，并通過相應的教育組織結構來保證學生達到這些預期目標。措施就是CDIO。

二、學生的現狀

我國目前一些應用型學院多為民辦職業化本科學校，多數有十幾年的辦學歷程，長期以來也是模仿工科高校的辦學模式，先是學習德國的1+1（理論與實踐比例）模式，提倡教師要有“雙師證”。近些年，按照教育部普通高校向應用型轉型提升的試點要求，提倡按OBE理念、CDIO質量標準進行N+1+1的考核模式，提倡考核方式的多樣化和全面性（N），降低期末考試（1）權重（0.5），增加“課堂學習（1）”的權重（0.4）。應該說，都在改革進步中。對于工科基礎課，CDIO沒有現成的教學模式，而且基礎課（高數、大學物理及實驗、大學英語、公體、思政類等通識課）的培養目標、大綱、課時、內容，方法與各個不同工科（如電力、化工、機械、建工、生農、商務、傳媒等）院系的課程銜接都存在較大的問題，如何滿足各學院的不同要求，合理銜接是需要研究的問題。從2016年開始，我們進行了專門的針對性研究實踐。

三、職業化高校基礎課的教學研究和實踐

高等學校的人才培養方案、課程體系、教學大綱、教學計劃是教育部宏觀制定的，教師實際上是一個執行者，如何真正成為規劃、設計、操作、執行和評判者是教育改革的根本。尤其是基礎課的改革實際上是一個相當大的難題。我們主要進行了如下改革：

（一）由“內容為本”到“學生為本”的轉變

不同專業的課程對基礎課要求不同，在本科階段，要從教他們“做人、做事、做學問”開始，既要教他們學會認知，又要為各專業課做理論鋪墊是比較難的。比如，建工專業，大量用到的是力的平衡和力矩的平衡，數學上主要是用微積分和矩陣，那么，高數和物理怎么開，開到什么程度，如何評價和檢驗。它并沒有直接接觸實物，只是一個中間過程，教學目標先于教學內容而存在，課程資源開發、學生管理和輔導都要圍繞預期目標而展開，就必須要按專業、按學生來設計。

因此，建工專業的高數開到微積分的前五章，線性代數從36學時調整為48學時，大學物理從48學時調整為64學時，且大學物理重點在力學部分，高數以物理中的實例、物理以工程實例組織教學，做一些應用型實例鋪墊。

（二）以“能用、夠用、好用”為主題的內容改革

“能用、夠用、好用”是學校前一個階段按德國1+1模式的一個試點，實踐證明是有效的，也符合OBE教學理念。針對職業化學校的學生和未來職業去向，不需要對高數和大學物理有那么深的理解，因此，在內容上做一些調整，也是有必要的，只是相應的教材怎么編寫，需要花費大量時間和精力研究，也需要由精熟高數和大學物理的教授來編著，我們通過幾年的實踐，編著了一本大學物理，實踐證明是比較好用的。

（三）學生從“知道什么”到“能做什么”的轉變

這是傳統教育和OBE教育理念的一個區別，傳統教育要求學生是從幾個給定答案中選擇一個正確的答案，或者給定問題按公式來計算，測試的是學生的記憶力，而沒有讓學生展示出他學會了什么;OBE強調的是理解而不是記憶，對內容的理解所體現出的認知能力比記憶重要得多，是一種開放式的解決問題的能力。

（四）從不同教學計劃的執行中學會各種不同需求

近些年，民辦學院，基于教育部和各省人民政府的要求和民辦職業化特點，社會需求不斷變化，學校也在不斷地進行著各種改革嘗試，總希望畢業生有一個好的去處。

根據市場變化和學校發展，大學物理學及實驗課程的教學計劃分為80+24=104，64+16=80等四種學時，不斷改變實踐，企圖找到最佳學時，見上表。從表中看到，物理課學時調整較多，它與教育部推薦的本科教學評估128～160學時相差很大。原因出在各院系前些年按綜合性大學改革為名，將一門課分解為4～6門，如建筑力學分解為建筑力學、工程力學、理論力學、結構力學及設計、抗震結構力學及設計。每門課都占課時，最后，只有擠壓基礎課課時了。實際上，走上社會才發現，真正使用最多的是基礎課，這就是教育部反復強調基礎課時不能減，專業課要整合資源，適度重組的原因。

（五）以不同工程案例引出物理概念，并重組教學設計

物理規律，說到底就是概念和定律。概念的產生來源于生活、實驗和工程應用。我們盡量把物理概念結合各專業的一些工程案例中引出，主要是加強親和感，也容易激發學生的學習興趣。

總之，學校是一個系統，工程教育要按OBE模式執行，對學校、對學生、對社會都是一件好事，也是教育的本源。但具體做事需要系統性考慮。從學校層面上講，需要有一定量的工程實訓中心和比較現代的機器設備，可供師生共同實踐。從教師層面上講，要不斷地緊跟現代企業發展步伐，并經常性地下企業，與企業家一起設計新產品、新機器，實時組編合適的教材、針對性地分組組織教學及教學設計。否則，談工程教育改革是一句空話。

基金項目：本項目系廣州工商學院2018校級科研項目，編號? KA201837。

參考文獻：

[1]查建中.論工程教育國際化[J]，高等工程教育研究，2008，（5）.

[2]林建.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容的改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.