基于OBE工程教育模式的能源動力類專業創新實驗類課程體系研究與實踐

王海明 曾令艷 宋彥萍 帥永 姜寶成 翟明 溫風波

[摘 要] 培養具有創新精神和實踐能力的人才，是當前高校人才培養的重要任務。該文闡述了OBE教學模式意義及應用在能源動力類專業教學中顯著效果，詳細論述了基于OBE工程教育模式的能源動力類專業創新實驗類課程體系的建設內容，高校與企業密切合作，以行業實際工程為背景，結合創新類課程和科技創新活動，培養學生的創新思維能力，提升分析和解決問題的能力。實踐表明，學生自主創新創業實踐能力明顯提高。

[關鍵詞] OBE;工程教育;能源動力;創新;實驗;實踐

[基金項目] 2018年度黑龍江省高等教育教學改革研究項目（SJGY20180147）

[作者簡介] 王海明（1981—），男，黑龍江海倫人，碩士，哈爾濱工業大學能源科學與工程學院講師，主要從事教學與管理研究;曾令艷

（1982—），女，黑龍江海倫人，博士，哈爾濱工業大學能源科學與工程學院副教授（通信作者），主要從事煤炭潔凈燃燒研究。

[中圖分類號] G652? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0217-03? ? [收稿日期] 2020-04-01

一、前言

實踐類課程教學是能源動力類專業本科教學的重要組成部分，對學生實踐能力和創新精神的培養起到重要作用，是培育高素質人才的基礎。因此，能源動力類專業的教學質量與實踐教學效果密不可分。受到“重理論、輕實踐”等傳統教學模式的影響，導致實踐教學環節安排方面有較多不合理的地方，存在著很多的漏洞，使得學生對實驗操作不夠重視。當前實驗課，以驗證性實驗居多，綜合性實驗少。學生在實驗課中被動地參與實驗，不能充分發揮想象力，無法培養創新精神[1]。專業課在課程設計上缺乏對理論的針對性實踐，學生不能把所學知識充分運用到實踐中，導致教學效果不盡如人意。因此，對能源動力類專業實踐教學的改革勢在必行。

二、OBE教育模式的應用情況

OBE（Outcome Based Education，簡稱OBE）教育理念也稱為成果導向教育，是一種以學生的學習成果為導向的教育理念。它代表了專業工程教育改革的主流方向，明確構建了教育中的各個環節，學生可以在學習過程中達到預期的目標。美國學者斯派帝深入研究了OBE教育理念，并將研究結果匯總在《基于產出的教育模式：爭議與答案》一書中[2-3]。該書中OBE的定義是“清晰地聚焦和組織教育系統，使之圍繞確保學生獲得在未來生活中獲得實質性成功的經驗”[4]。他研究得出OBE實現教育范式的轉換過程。

自美國工程認證委員會（ABET）頒布和實施強調學生產出的EC2000認證標準后，從上世紀末開始，歐美各國工程教育認證組織也逐步改革認證標準，將學習產出作為重要的質量準則之一，因此學習產出成為了高校專業培養計劃、教育目標和國家學位標準的重要質量準則。《華盛頓協議》各成員國（或地區）較多使用“成果導向”的認證標準，以學生表現作為評價教學成果的依據，將推動專業影響力連續進步作為認證的終極目標[5-8]。各會員國的認證規范與之本質相似。OBE模式已成為美國工程教育界全面采用的模式，《華盛頓協議》只認可采用OBE模式培養的本科工程學位。臺灣高等教育建立了基于學生學習產出的認證模式，評鑒中心在認證周期（2012—2016年）中實施了此標準。馬來西亞工程認證委員會明確指出，OBE模式要體現在工程教育改革與發展中。

近幾年我國高校也逐步探索性的開展OBE理念的教學模式。東北林業大學機電工程學院將OBE教學理念引入運動控制課程，以學習結果驅動替代傳統教學內容驅動，即“學習結果—教學內容設計—評估體系”的教學模式，引導學生的學習興趣，提高其工程實踐能力，逐步提高教學質量[9]。

三、能源動力類專業引入OBE教育模式的優點

OBE模式的教學比傳統的課程教學，具有更多的彈性和優勢。它以學生為中心，引領學生自覺自主的學習，以學習成果為最終目標，而教師是學生的指導者，起著輔助學習的作用，著重培養學生自我探索和學習的能力，使教學效率和質量得以提高。傳統的能源動力類專業課程教學，以教師為中心，按照給定的教學進程開展教學，注重了課本理論知識的傳授，忽略了學生實踐能力的培養。能源動力類課程及其實驗課程的理論知識量巨大，主要包含兩大部分的內容，一部分為能源動力類專業基礎課程，另一部分為專業核心課程。若僅僅經過課堂學習，學生只掌握基礎理論，而缺少實踐動手能力培養，學生缺乏動手、分析和解決問題的能力。OBE模式中，給學生提出挑戰性任務，讓其自主完成，學生充分發揮思考、處理、解決問題的能力，在實踐中完成對學生專業技能和素養的培養。還通過組團的形式完成復雜的任務，使學生獲得處理整合信息、組織策劃等高階能力。傳統教育考核評價通常采用分數衡量學生優劣，局限于對學生記憶力的考察，缺少實踐教學培養出的實踐能力。

根據OBE模式的教育理念，將打破傳統能源動力類專業課堂教學與考核的教學模式，構建“教師—學生”的良性互動、動態評價的教學、考核新模式，形成自上而下、自下而上的結合力。這種新穎的教學和評價模式，引導教師需要不斷優化教學方法，增強學習效果。改變傳統教學模式為OBE是適應教育發展的需求，旨在使學生取得良好的學習成果。

四、主要建設舉措

基于OBE工程教育模式的能源動力類專業創新實驗類課程體系，著重從四個方面進行建設：

1.實驗課程體系根據需求持續改進。根據OBE模式建立的課程體系能夠自我調整和更新，課程體系應該根據需求持續發展。院系在建設課程體系時，要充分考慮專業定位、行業技術發展、社會需求、專業優勢、學科專家以及企業需求。同時對每一屆畢業生與用人單位進行調研，根據調研結果更新和改進課程體系，使整個課程體系不斷改進、持續更新。

2.明確課程目標和培養目標的關系及自身作用。根據OBE模式“自頂向下，反向設計”，教師明確掌握課程目標、培養目標和畢業需求的內在關聯，以及自身在學生達成最終目標中的作用。

3.研究生成知識、能力與素質一體化實踐類課程體系。為了能夠有效地提高能源動力類專業實驗實踐教學質量，達到預期的學習成果，將在OBE教育理念基礎上對能源動力類專業的實驗教學體系進行改革。

4.研究學生創新能力培養的改革目標。主要包括：本科生創新課程體系建設;大學生創新實踐活動組織體系建設;學生科技創新實踐成果展示途徑多元化;創新實踐成果積累與交流平臺。

主要構建能源動力專業實驗教學體系。根據培養學生的實踐能力這個目標，按照多層次和階段、科研融入教學的模式，將實驗內容模塊化。實驗項目和內容，要與理論教學相互銜接;依托哈工大動力工程及工程熱物理學科的強大科研基礎，以科研引領能源動力專業實驗教學，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合。增加設計、創新及綜合性實驗，形成滿足學生動手和創新能力培養的開放實驗教學體系和模式。學生通過自主、合作、研究性學習的方法和思維模式完成實驗，能力得以不斷提升。經過改革實踐，已逐步構建了基于學習成效下學科知識體系的能源動力類大類專業實驗教學體系。

對哈工大能源動力類在校生加強創新思維的培養，學院開設了種類繁多的創新類課程，主要有基于項目學習的方法、創新研修課、創新實驗課。并從三個方面著手實施，促進學生培養：

1.鼓勵學生參加創新實驗和科技創新活動。將創新類實驗分為三個層次（創新研修課、創新實驗課、基于具體科研項目為導向的實驗。見下圖），教學過程有機結合、發揮協同作用培養的學生科研創新能力。解決了傳統實驗教學內容占實驗教學主導地位，科研創新教育內容缺乏的問題;解決了創新實驗資金受限，但同時教師科研儀器設備閑置的問題;解決了本科學生較難接觸學科前沿，應試教育背景下大學生對本科實驗教學熱情不高問題;解決了科研創新實驗不易大范圍推廣的問題。

2.以指導教師制度為前提建立了基于具體科研項目為導向的系列創新實驗項目，增加了能源動力類專業科技創新教育內容，強化了以科技創新為突破的科技實踐活動;學生參加具體科研項目，在創新實踐過程中創新精神與實踐能力得到明顯提升，一批學生取得了相關科研成果。

3.創建開放式實驗教學模式，包括時間開放與實驗內容開放。其中時間開放分為兩種情況：一是針對專業基礎課和專業課實驗實行預約式開放;二是針對創新實驗課及學生創新實踐活動全方位開放。我們更注重實驗教學內容的開放，充分利用學科科研資源，建設內容豐富的創新實驗教學內容，供學生選擇。

五、實踐成果

創建基于OBE工程教育模式的能源動力類專業創新實驗類課程體系后，已實施一年左右。經調研表明，學生對專業的認知明顯加深，對專業課程學習的興趣和知識點的掌握度增強，創新意識、實踐及動手能力明顯提高。學生參加各類科技創新競賽的數目及獲獎數目增加，國家發明專利申請和發表科研論文數量較歷年提升，學生的創新實踐能力得到充分訓練，自主創新創業實踐能力明顯提高。

六、結束語

本文根據世界先進的OBE模式工程實驗教育理論及經驗，創建基于OBE工程教育模式的能源動力類專業創新實驗類課程體系，發展高校與企業聯合培養偏重工程應用復合型人才的教育模式。通過高校和企業的密切合作，科研融于教學，以行業實際案例為背景，設立創新類課程、科技創新活動和開放式實驗，提高了學生的創新和實踐能力，培養符合當代企業發展需要的優秀人才。

參考文獻

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[6]鄒一琴，朱錫芳.基于OBE的應用型創新人才冰山模型研究[J].電氣電子教學學報，2017，39（05）：100-102.

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[8]李剛，秦昆，萬幼川.新工科背景下遙感實驗教學CDIO-OBE模式改革[J].測繪通報，2019（06）：140-145+151.

[9]張澎濤，謝永華，張佳薇，等.基于OBE教學模式的運動控制工程教育改革與實踐[J].智庫時代，2019（27）：195-196.

Research and Practice on the Innovative Experimental Course System of the Energy and Power Specialty Based on OBE Engineering Education Model

WANG Hai-ming，ZENG Ling-yan，SONG Yan-ping，SHUAI Yong，JIANG Bao-cheng，

ZHAI Ming，WEN Feng-bo