基于OBE+CDIO理念的電工學(xué)教改探索與實(shí)踐

摘"要：電工學(xué)作為一門非電類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，其特點(diǎn)是內(nèi)容包含面廣、學(xué)科綜合性強(qiáng)、概念抽象性高，而電工技術(shù)也是每名學(xué)生必須掌握的基本生存技能。本文以新疆理工學(xué)院為例，針對(duì)目前課堂存在重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)、輕創(chuàng)新的痛點(diǎn)問(wèn)題，結(jié)合新疆地方特色提出了以O(shè)BE+CDIO教育理念為模型，以培育應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力、人文素質(zhì)以及職業(yè)道德標(biāo)準(zhǔn)為宗旨的教學(xué)改革方案。通過(guò)一個(gè)學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解深度與廣度顯著加強(qiáng)，運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力顯著提升，在各類設(shè)計(jì)大賽中也獲得了較好的名次。

關(guān)鍵詞：“電工學(xué)”課程；OBE+CDIO；應(yīng)用型人才；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TB"""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.18.087

0"引言

隨著國(guó)家工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，各行各業(yè)對(duì)電力電子技術(shù)人才的要求也在逐步提升，電工學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容以及涉及的新技術(shù)不斷更新迭代，意味著任課教師的授課方式必須緊跟技術(shù)前沿，圍繞學(xué)生興趣制定教學(xué)計(jì)劃，完善教學(xué)手段。

OBE理念是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)方法，也就是說(shuō)首先授課教師要知道學(xué)生在本門課程中要達(dá)到什么樣的成果？為什么要達(dá)到這樣的成果？教師如何幫助學(xué)生達(dá)到這樣的成果？如何檢驗(yàn)學(xué)生已經(jīng)達(dá)到這樣的成果？采用這種逆向思維的方式，形成一個(gè)閉環(huán)的教學(xué)過(guò)程。CDIO"理念代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行，它是以產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、"實(shí)施、運(yùn)行全生命周期為背景的教育理念為載體，以"CDIO"教學(xué)大綱和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力，包括個(gè)人的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)、終身學(xué)習(xí)能力、交流和團(tuán)隊(duì)工作能力以及在社會(huì)及企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力，符合工程人才的培養(yǎng)規(guī)律。本文結(jié)合新疆理工學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，將OBE（Outcome"based"education）理念和CDIO（conceive、design、implement、"operate）理念融入電工學(xué)的授課過(guò)程中，教學(xué)實(shí)踐顯示，學(xué)生對(duì)于電工新技術(shù)理論知識(shí)的理解程度和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力顯著提升。

1"電工學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)兩個(gè)學(xué)年電工學(xué)的授課，并且跟同課題組的老師討論之后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課堂中存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1.1"理論枯燥，學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)心理

電工學(xué)是非電類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，在新疆理工學(xué)院總學(xué)時(shí)為48，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8，理論課程只有40學(xué)時(shí)。該課程內(nèi)容涵蓋電磁與電機(jī)學(xué)、電路原理、可編程控制系統(tǒng)等，內(nèi)容覆蓋面廣，理論性強(qiáng)，多學(xué)科交叉融合。這就導(dǎo)致教師在授課過(guò)程中只能講授其基礎(chǔ)知識(shí)，忽略了學(xué)生對(duì)于新知識(shí)與新技術(shù)的渴求，使得部分學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣，產(chǎn)生厭學(xué)心理，往往為了應(yīng)付期末考試，在最后兩周突擊復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容，但是對(duì)該課程的學(xué)習(xí)只是略懂皮毛，而不能深入地挖掘其應(yīng)用，與應(yīng)用型本科院校以培養(yǎng)國(guó)家社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型技能人才的目標(biāo)相悖。

1.2"缺乏自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生只能被動(dòng)接受

隨著近些年網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展，部分學(xué)生對(duì)自己要求不夠嚴(yán)格，課程的學(xué)習(xí)局限于課堂上的兩個(gè)小時(shí)，在課后沉迷電子游戲，網(wǎng)絡(luò)小說(shuō)或者小視頻，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。但是該學(xué)科的學(xué)習(xí)需要大量的公式推導(dǎo)與例題練習(xí)，才能真正地掌握理論的精髓，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生活中的實(shí)際應(yīng)用。另一方面，教材內(nèi)容更新較慢，無(wú)法記錄電工電子最前沿的技術(shù)，而這一部分恰恰是學(xué)生最感興趣的，這在很大程度上降低了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，只能被動(dòng)地接受課本上已有的理論與知識(shí)。

1.3"考核方式單一，不能激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的成就感

根據(jù)本校2021年修訂的教學(xué)大綱，將電工學(xué)課程設(shè)置為考試課，以期末卷面成績(jī)?yōu)橹?，平時(shí)成績(jī)?yōu)檩o的方式進(jìn)行考核，其中平時(shí)成績(jī)主要構(gòu)成為學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作以及平時(shí)作業(yè)。這種考核方式最大的弊端是平時(shí)成績(jī)不能反映學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)狀態(tài)，部分學(xué)生雖然滿勤，但是往往出現(xiàn)課堂上人在心不在，為了拿到出勤分?jǐn)?shù)而上課的情況；另外部分同學(xué)雖然課后作業(yè)正確率非常高，但真實(shí)情況是從網(wǎng)絡(luò)上找答案或者直接抄襲其他同學(xué)的作業(yè)；實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核以實(shí)驗(yàn)報(bào)告、簽到為主。本課程實(shí)驗(yàn)多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)某一同學(xué)連接好電路之后，其他同學(xué)照搬的情況，弱化了學(xué)生自主思考與創(chuàng)新的能力，而實(shí)驗(yàn)成績(jī)也不能夠很好地反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況

2"課程改革措施

將OBE+CDIO理念融入電工學(xué)課程改革的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以學(xué)生需要什么技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，課程知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)為基礎(chǔ)，建立從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行、到檢驗(yàn)以及反饋的閉環(huán)教學(xué)體系框架，如圖1所示。

圖1"教學(xué)改革方案

2.1"OBE+CDIO理念下的教學(xué)內(nèi)容改革

針對(duì)電工學(xué)課程理論難理解，枯燥乏味的特點(diǎn)，基于OBE+CDIO理念下的課程改革在培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)與應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，充分挖掘課程思政內(nèi)容。例如，將大國(guó)工匠精神貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)、精益、專注和創(chuàng)新的職業(yè)操守；將愛(ài)國(guó)主義情懷烙印在每一位學(xué)生的心頭，強(qiáng)化每一位同學(xué)科技強(qiáng)國(guó)，科技興國(guó)的民族自信心，積極引導(dǎo)學(xué)生充分利用當(dāng)前便捷的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，了解前沿技術(shù)，為我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力添磚加瓦；將道德規(guī)范植入到學(xué)生日常生活中，提高學(xué)生的行為規(guī)范，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)本科生在社會(huì)上的帶頭和榜樣作用。通過(guò)構(gòu)建、設(shè)計(jì)課程思政內(nèi)容，使其與課程內(nèi)容相結(jié)合，從寬度、廣度、深度和高度四個(gè)維度豐富課程內(nèi)容，達(dá)到知識(shí)育人，思想化人的目的。

2.2"OBE+CDIO理念下的教學(xué)方法改革

相較于傳統(tǒng)“多媒體+板書(shū)”的教學(xué)形式，OBE+CDIO理念下的教學(xué)改革以學(xué)生為中心，緊扣“想讓學(xué)生取得什么成果”這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，用成果構(gòu)思“學(xué)生取得這個(gè)成果對(duì)未來(lái)的人生有什么幫助”，進(jìn)一步根據(jù)成果導(dǎo)向設(shè)計(jì)“如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果”，最終通過(guò)實(shí)踐的方式檢驗(yàn)學(xué)生“是否已經(jīng)取得了這種成果”。這種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向的理念應(yīng)用于電工學(xué)的教學(xué)中，主要包括根據(jù)不同的課堂內(nèi)容，有效利用當(dāng)前豐富的教育資源和教學(xué)手段，達(dá)到提高課堂效果的目的。比如在課前通過(guò)雨課堂向?qū)W生發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)小組討論的方式提前了解這些任務(wù)，每一個(gè)小組可以分為查閱文獻(xiàn)，課堂匯報(bào)等角色。在課中采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，讓學(xué)生站上講臺(tái)，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔助和引導(dǎo)，而其他小組同學(xué)可以對(duì)當(dāng)前內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與完善，最終由教師進(jìn)行總結(jié)，指出學(xué)生的誤區(qū)。就電工課而言，課后可以讓學(xué)生用仿真軟件對(duì)相應(yīng)的理論知識(shí)進(jìn)行模擬仿真，通過(guò)仿真結(jié)果反饋給教師課堂學(xué)習(xí)的效果，形成教與學(xué)的完整閉環(huán)。這種任務(wù)式的教學(xué)一方面可以使學(xué)生在完成任務(wù)之后獲得成就感，極大程度地提高學(xué)生的課堂參與度，另一方面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，杜絕了學(xué)生為得到平時(shí)成績(jī)而抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。

2.3"OBE+CDIO理念下的考核方式改革

美國(guó)課程評(píng)論專家泰勒認(rèn)為：所謂的課程考核，其目的應(yīng)該是確認(rèn)教學(xué)效果是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，而不是用來(lái)評(píng)判一個(gè)學(xué)生的好壞。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不應(yīng)該被動(dòng)地接受評(píng)判，而應(yīng)該是主動(dòng)參與者。因此多元化、多方面考核學(xué)生尤為重要?；贠BE+CDIO的課程考核體系相較于傳統(tǒng)期末與平時(shí)6∶4的方式，將期末考核設(shè)定為50%，診斷性考核設(shè)定為30%，過(guò)程性考核設(shè)定為20%。其中，診斷性考核是針對(duì)電工學(xué)這門課程，在45分鐘的理論知識(shí)學(xué)習(xí)完之后，學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)生活中常見(jiàn)的實(shí)際電路，從查閱文獻(xiàn)，分析電路功能，最終通過(guò)模擬軟件進(jìn)行電路的調(diào)試。在這個(gè)過(guò)程中，主要靠學(xué)生獨(dú)立來(lái)完成，授課教師適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，幫助學(xué)生找到電路中的故障緣由。一方面學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握更加深入，另一方面，學(xué)生可以從這種簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)中體會(huì)到成就感與自豪感，能夠?qū)⒗碚撆c生活聯(lián)系起來(lái)，這也更加符合本校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦學(xué)定位。

3"結(jié)語(yǔ)

基于OBE+CDIO理論的電工學(xué)課程改革，打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，一方面通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容的深度挖掘，避免了思政內(nèi)容過(guò)度生硬的“插播”，以潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的方式達(dá)到育人和化人的目的；另一方面以O(shè)BE+CDIO教育理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)以學(xué)生為主體，以學(xué)生需求為導(dǎo)向，將教學(xué)內(nèi)容細(xì)化，任務(wù)化，深度挖掘?qū)W生在不同方面的潛力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，改變了“滿堂灌”的教學(xué)方式。最終考核通過(guò)多方面、多元化、全方位的評(píng)價(jià)方式，更加客觀公正地對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層和篩選，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)一步培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生職業(yè)道路的順利發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這也是應(yīng)用型本科教學(xué)的核心任務(wù)。

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