基于OBE理念的創新課程改革與實踐

王冰洋 千紅濤 陳芳 王蒙蒙 孫淑瑞

摘 要：隨著當前專業認證和工科教育的發展，工科人才的培養模式也發生了巨大的變革。基于工程認證標準OBE理念，從教學體系、教學內容、課程實踐以及課程考核等方面對機械類專業的專業創新課程《企業技術改造創新》和綜合創新課程《機械創新綜合能力訓練》進行課程改革，希冀課程教學質量有所提高、學生學科競賽有所產出。

關鍵詞：OBE理念 課程改革 創新課程

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）是以成果為導向的教育理念，目的是使學生獲得預先設定的成果[1]。美國學者斯派帝在其著作《基于產出的教育模式：爭議與答案》一書中把OBE定義為：在清晰的培養目標下，對教學過程進行有組織系統的實施，以保證學生依據培養目標進行相應的學習活動，使學生在課程結束時獲得實質性的知識和技能[2-3]。OBE立足于學習成果，以預期產出作為目標，緊密結合教學過程，是一種逆向設計教學內容的教育理念[4]。OBE理念的關鍵在于突破固有的教學設計思維，從以教師為中心向以學生為中心轉變，以成果為導向，推動學生“協助式學習，自主式學習和探究式學習”[5]。

同時，“工業4.0”“中國制造2025”“中國智造”等戰略影響世界產業結構的方方面面，這些影響強烈要求高等院校的工程教育進行創新性改革[6]。基于OBE理念的創新課程改革與實踐能夠滿足新一代工業革命和我國智能化發展戰略的需求，改變傳統工程教育模式的培養缺陷，為“中國智造”培養優秀的工程技術人才。

2 課程現狀

為培養學生的專業素養和創新能力，《企業技術改造創新》細化專業點和技術點，結合企業實際需求，形成項目式教學。《機械創新綜合能力訓練》以實際項目為對象，綜合培養學生機械設計、機械制造、三維建模、電氣控制和項目管理等方面能力，使學生初步具備解決復雜工程問題的能力。但是當前課程的設置還存在問題，具體體現如下：

2.1 課程間承接關系不明確

當前《企業技術改造創新》的知識模塊之間自成體系，和《機械創新綜合能力訓練》的當前內容分離，各自唱戲。學生在《企業技術改造創新》中掌握了多種技能和技術應用，但是沒有經歷后期綜合項目的集成訓練，不足以培養學生分析、解決復雜工程問題的能力。

2.2 教學內容不優化

《企業技術改造創新》和《機械創新綜合能力訓練》的教學內容是基于教師認為學生應該學習的知識，而不是以社會和學生的需求制定教學內容。同時工業生產持續追求高效率、低能耗，發展迅速、日新月異。對比之下，當前教學內容缺少新知識、新技術的引入，不能對接社會和產業需求，不能適應培養目標。

2.3 理論與實踐教學脫節

課程包含理論講授和實踐操作兩方面，實踐操作是給學生安排一些驗證性的實驗和實踐，但缺少有創意的綜合實踐。同時，沒有結合企業需求和反饋，學生對實際產品開發、制造工藝、系統控制等實際工程問題缺乏了解。

2.4 學生學習積極性不高

創新類課程涉及多學科知識，對學生的各科專業能力要求高，使得學生產生畏難情緒，進而導致學習積極性不高。

3 課程改革內容和目標

3.1 課程改革內容

（1）“專業創新訓練和綜合創新訓練相結合”的教學體系構建

將《企業技術改造創新》和《機械創新綜合能力訓練》相結合，在教學內容、學生能力培養方面形成前后緊密承接的教學體系。《企業技術改造創新》是對機械工程及相關領域的前沿技術分模塊進行專項學習和訓練。《機械創新綜合能力訓練》作為后續承接課程，對《企業技術改造創新》中的各項技術進行綜合創新應用。

（2）“以產出為導向”的教學內容重塑

課程以產出為導向，改革教學內容，將學科競賽案例、企業復雜工程問題、教師科研教研項目和生活實際問題貫穿于教學中，使其與教學內容深度融合，更新教學內容，同時教學成果也成為學科競賽和企業復雜工程問題的支撐和準備，具體關系如圖1所示：

（3）“以學生為中心”的教學方法探討

遵照人才培養方案，強調學生的中心地位，教學模式從以教師“教”為中心向以學生“學”為中心轉變，以學生的最終學習成果和個人發展為中心優先設置教學活動和傾斜教育資源，采用任務驅動、翻轉課堂、線上和線下相結合等學生參與度高的方式，滿足學生的個性化需求，讓學生積極主動參與，獲得知識的同時順利轉化為專業技能，保證課程培養目標的達成。

（4）“持續改進”的教學評價實施

將課程考核結果、學生和后續課程教師反饋、畢業生和用人單位問卷調查作為評價結果用于教學改進，更新案例庫和知識點，從而為優化教學做支撐，各環節之間相互促進。具體體現如圖2所示。

3.2 課程改革目標

（1）明確課程間的承接關系，完善創新體系。將《企業技術改造創新》和《機械創新綜合能力訓練》的知識點前后統一，前者作為基礎和專項訓練，后者為各項技術、知識的匯集者，對其進行綜合創新應用。

（2）整合資源，優化教學內容。按照人才培養方案和教學大綱的要求，充分調研行業先進技術和實際需求，分析機械類學科競賽特點，廣泛調動教師科研教研資源，并結合相關的網絡教學資源對教學內容進行優化。

（3）完善教學案例，理論聯系實際。結合企業工程案例和學科競賽豐富教學案例，以教學案例中實際工程問題和優秀學科競賽案例為項目任務，培養學生解決復雜工程問題的能力。

（4）多種教學方法并用，充分調動學生求知欲望。采用翻轉課堂、線上和線下相結合、多樣化考核等方式，以啟發式教學為基礎，開展項目和案例教學，依據學科競賽的模式，設置任務驅動，并以解決實際的復雜工程問題為目標，使學生獲得成就感。

4 具體實施方案和方法

4.1 實施方案

論證后確定的專業創新課程《企業技術改造創新》技術模塊如圖3所示：

以上技術模塊是結合企業調研、學科競賽特點，從學習難度和重要程度兩個方面總結的項目模塊，包括人機界面、各類傳感器、機械執行機構、氣動元件、傳動控制、運動控制和可編程控制器等。據此對課程的內容重新進行了整理，更新了過時的知識點，使教學內容能夠滿足市場、企業和學生參加競賽的需求。

在《機械創新綜合能力訓練》中，采取工程項目驅動、學生選題設計的模式。根據畢業要求和《企業技術改造創新》中的技術模塊，所選項目結合了教科研實驗、大學生的科技競賽、教師的科研項目和企業實際問題，能切實代表和反映機械設計制造及其自動化領域復雜工程問題，如表1所示：

依據項目需求，學生自由組成團隊，每個團隊1個項目任務，按照項目要求進行開發。具體工作包括原理方案設計、技術方案可行性分析、機械機構設計、程序設計、人機界面設計、電氣控制設計、產品使用說明書及技術資料的整理，編寫匯報PPT，匯報考核。

4.2 實施方法

專業創新課程《企業技術改造創新》中的7個模塊，可以擴展10～15個項目，每個項目由常規任務和創新任務構成。在教學組織上，每個項目先進行理論知識講解，然后布置常規任務，分組進行實際操作，4～5人一組，實現效果驗證理論，記錄過程性成績。常規任務完成后，依據項目完成情況布置創新任務，依據項目理論和開發能力，完成創新設計，根據團隊協作、項目時間、技術方案和項目效果等因素，評判分數。

綜合創新課程《機械創新綜合能力訓練》為2周實踐環節，探索依據學科競賽模式考核辦法，依據項目需求，學生組成團隊合作進行原理方案設計、技術方案可行性分析、機械機構設計、程序設計、人機界面設計、電氣控制設計、產品使用說明書及技術資料的整理，演示匯報。課程的考核按照“自由組隊－選題目－設計－演示－答辯－評分”的比賽形式進行，使學生樂于參與，有主動學習的動力。

增加階段目標，進行階段性考核，檢查各組學生的項目完成情況及整體思路，對學生把握不清楚的地方及時給予指導。另外，在完成整個項目的過程中，可以給隊長一部分考核隊員權力，以增加團隊的凝聚力使整個團隊更好地完成項目。

5 課程改革的成果和效果

經過2個學期的實施，取得了良好效果。具體體現如下：

（1）加強了校企聯系，提升師資力量。專業教師深入企業，將企業需求作為課程項目來源，師生課堂解決項目，作為企業技術方案。

（2）提高了學生的專業能力、創新能力和團隊協作能力。學生積極參加全國大學生工程訓練綜合能力競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、全國大學生機械創新設計大賽等賽事，并取得良好成績。

（3）提高了學生的就業層次，得到了用人單位一致的認可，增強了學生的專業自信。

6 結語

為了更好地豐富學生的知識、提升專業素質，聚焦于學生學習的效果，改革教學內容，進行了基于OBE理念的創新課程改革和實踐，來提高專業人才培養能力和培養質量。對《企業技術改造創新》和《機械創新綜合能力訓練》提出課程教學改革，通過課程的改革使得學生能夠掌握系統的專業知識，形成專業的、嚴謹的思維方式并對所學知識有自己的思考，具備企業發展所需求的專業技能、擁有自主學習和創新的能力，從而更好的適應社會。后續將繼續優化課程內容和考核模式，探索更有趣味的學習模式，以更好的激活課堂。

基金項目：河南工學院教育教學改革研究與實踐項目（JXGC-2021005）；河南工學院教育教學改革研究與實踐重點項目（2021-ZD004）；河南工學院教育教學改革研究與實踐重點項目（2021-ZD014）。

參考文獻：

[1]王卉軍.基于OBE理念的機械類實踐課程教學應用研究[J].時代汽車，2022（19）：79-81.

[2]Spady， W.D. Outcome-Based Education： Critical Issues And Answers. Arlington， VA： American Association of school Administrators.1994：1-10.

[3]白光娜. O2O環境下OBE工程人才培養模式研究[D].哈爾濱理工大學，2017.

[4]劉峰，石永軍.OBE理念下機械創新設計實踐課程教學研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2018，37（10）：196-200.

[5]李志義，朱泓，劉志軍，夏遠景.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（02）：29-34+70.

[6]王顯清. 基于OBE的地方工科院校人才培養模式研究[D].哈爾濱理工大學，2019.