基于OBE的系統可靠性設計與分析課程教學改革

方鵬亞 王瑤瑤 尹莉萍

[摘 要] 系統可靠性設計與分析是飛行器質量與可靠性專業的核心課程，開展教學改革至關重要。首先，對課程現狀進行分析，查找原因;然后，基于OBE理念，對教學矩陣進行設計，分解各章節所支撐的畢業要求，并據此確定課程目標;最后，提出改善教學活動的舉措建議。

[關鍵詞] OBE;系統可靠性設計與分析;畢業要求;教學改革

[作者簡介] 方鵬亞（1986—），男，河南鄭州人，博士，講師，研究方向為失效物理與可靠性方向。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0178-02? ? [收稿日期] 2019-12-14

Outcome-based Education（OBE），是一種以學習產出為導向的教育模式，其核心是“清晰地聚焦和組織教育系統，以確保學生獲得在未來生活中取得實質性成功所需要的能力與經驗”[1]。在OBE教育體系中，教育者必須對學生畢業時達到的能力及其水平有清楚的認知和構想，然后設計構建合適的教育結構和課程體系，來保證學生達到預期目標[2]。OBE教育理念的核心是以學生為中心，以產出為導向[3]，對教育活動進行反向設計并持續改進。基于OBE理念對教學過程進行改革，對提高我國高等教育水平和大學生專業素質培養質量，具有重要意義。

飛行器質量與可靠性專業是教育部新批準的急需專業，對于應用型本科高校，該專業主要培養能在航空、航天等領域從事產品可靠性、維修性設計以及試驗技術等方面工作的復合型應用人才。“系統可靠性設計與分析”是該專業的核心課程，如何通過教學改革提升教學效果是關乎該專業人才培養質量的重要課題。本文基于OBE理念，對該課程進行教學改革，旨在查找課程建設存在的突出問題，優化教學內容和教學活動來落實能力培養要求，實現教學質量的提升。

一、課程建設現狀分析

課程改革之前，從學生和用人單位回訪情況看，課程建設存在如下問題：①教學內容和實際運用存在兩張皮現象。學生畢業后，看似掌握課程規定的知識要點，但是對于知識的認識和理解程度還不夠，對于如何運用所學知識解決具體工程問題，還缺乏方法和能力;②教學過程的組織形式相對單一、針對性不強。以往的教學活動更多以理論教學和課堂講授為主，學生參與度不高，挑戰性訓練不夠;考核方式也多以結果考核為主，缺乏過程監督和能力考核。針對上述問題，通過教師座談和學生調研，認為主要原因包括兩個方面：①教育理念存在誤區，缺乏問題導向意識。以往的教學活動按照正向思維組織，多根據所用教材內容，結合教師個人想法，確定教學內容，提煉課程目標，對于教學和就業的銜接性問題缺乏認識。②對于社會需求缺乏準確判斷，對于學生應具備的能力素質認識不足。飛行器質量與可靠性為國家新批準急需專業，畢業生人數相對較少，加之對于國內可靠性崗位的人才需求和能力要求調研不足，導致教學設計缺乏針對性。為此，需轉變教學觀念，基于OBE理念，以產出為導向，反向設計教學活動，實現人才培養與社會所需精準對接，能力素質與崗位需求匹配適用。

二、基于OBE的教學矩陣設計

結合OBE培養方案和教學大綱，對“系統可靠性設計與分析”課程的教學矩陣進行設計，見下頁表。其中，參照文獻[4]，“畢業要求”選擇對OBE畢業要求具有較強支撐作用（即支撐強度為H或M）的能力指標點，（1）—（12）依次代表工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習。然后，根據這些指標點的能力要求，確定本課程的課程目標。

三、基于OBE的教學舉措建議

為確保上述教學矩陣落到實效，課程組從以下三個方面進行教學探索：

（一）貫徹課程思政和專業教育，培養學生的專業認同、嚴實精神和責任擔當

在教學過程時，可以通過介紹波音737MAX失事案例，使學生深刻體會到可靠性對于飛行安全的重要性，強化學生對本專業的認同感，繼而激發學習興趣和積極性;通過講解挑戰者號航天飛機失事案例，闡釋單元對于系統可靠性的重要性，強化學生對待學習和工作的嚴實精神和嚴謹作風;通過介紹我國可靠性實踐環節中存在的突出問題，引發學生思考，激發學生從事可靠性工作的責任擔當。

（二）加大學術教學和案例教學，強化學生的理論認知和應用感知

學術教學應突出將可靠性領域最新研究成果引入課堂。如在講解馬爾科夫過程時，可以帶領學生閱讀和分析馬爾科夫理論在故障診斷領域的研究文獻，加深學生的知識理解，培養科學素養和鉆研精神。案例教學應闡明方法理論在可靠性工程中的具體應用，如在介紹FMECA理論時，可以結合飛機發動機設計和維修問題組織討論，培養學生的知識運用和解決問題能力。

（三）用好課程設計和命題作業，鍛煉學生的綜合實踐和團隊協作能力

能力更多是靠專業場合訓練出來的，需要給學生布置富有挑戰性的課題和任務。例如，本專業課程設計要求學生基于Isograph軟件對飛機典型系統完成RBD、FMECA、FTA等模塊的分析任務。學生被分為若干小組，每組承擔飛機1個子系統的分析工作，小組成員首先圍繞子系統的結構功能、故障模式集中討論，在此基礎上按照任務分工，各成員單獨完成某個模塊的分析任務，并提交分析報告。通過此類的綜合鍛煉，學生的知識運用、溝通交流和報告撰寫能力得到了大幅提升。

四、總結

本文圍繞系統可靠性設計與分析課程教學，指出了傳統教學的弊端，提出了基于OBE的教學設計和建議舉措。一個教學周期的實踐表明，教師教學針對性和學生學習積極性進一步增強，教學效果得到了大幅提升。

參考文獻

[1]Spady W G.Outcome-based Education：Critical issues and answers[M].Arlington，VA：American Association of School Administrator，1995.

[2]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[3]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[4]盧科青，王文，呂明，徐振龍.面向OBE的課程目標構建方法——以《工程圖學》為例[J].教育教學論壇，2019（44）：207-208.