基于OBE理念的飛行器工程類專業課程學賽結合教學模式研究

［摘 要］針對飛行器工程類專業課程教學現存問題，文章基于OBE理念，提出將學科競賽深度融入課程教學，構建學賽結合的教學模式。該模式以學習產出為導向，貫穿整個教學過程，采用以學生為中心的教學法，融合實踐教學與翻轉課堂，旨在革新傳統教學模式，著力培養具有創新能力的飛行器工程類專業人才。

［關鍵詞］OBE理念；學賽結合；教學模式；飛行器工程類專業

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）22-0067-04

學校作為教育的主陣地，肩負著培養創新型人才的重任，而如何將理論和實踐相結合，激發學生的積極性和創造性是課程教學的關鍵問題[1]。學科競賽作為創新實踐平臺，能夠調動學生的積極性，同時培養學生的創新意識。飛行器工程類專業課程教學面臨學生課堂參與度低的問題，這主要源于課堂問題牽引不足、興趣激發不夠及思維啟發缺乏。因此，探索構建以學生為中心、教師為主導的教學模式，以提升課堂活躍度，成為人才培養的重要課題[2]。本文針對飛行器工程類專業課程教學現存問題，以學科競賽為牽引，基于OBE理念系統設計飛行器工程類專業課程的教學內容、訓練模式、考核方式等關鍵要素，旨在構建適應學生認知規律、符合知識類型差異、面向任職崗位需求的教學模式，為破解課堂教學難題提供有效路徑，對推動高質量課堂建設有重要意義和現實價值。

一、基于OBE理念的飛行器工程類專業課程學賽結合教學模式框架

美國學者斯派帝（Spady）于1981年提出成果導向教育（Outcome?Based Education，OBE）理念，以學習產出為導向，旨在達成預期的學習效果。經過多年發展，OBE教學模式已具備較為完善的整體框架，并廣泛應用于教學改革實踐。飛行器工程類專業課程的傳統教學模式側重于知識的傳授，而基于OBE理念的教學模式是以預期學習成果為導向來開展教學活動的新模式。預期學習成果是OBE教學模式的核心，教學方法與考核方式是其實施的關鍵。同時，OBE教學模式強調“學為中心”的不間斷改革，促進教與學互補，提升課堂質量[3]。

以OBE理念作為核心理論支撐，飛行器工程類專業課程學習成果圍繞三個方面展開：What——學習成果的具體內容；How——如何獲得這些學習成果；Why——為何追求這些學習成果及其評價標準。在教學模式設計上，以學習產出為導向，深度融合學科競賽于教學過程。在教學方式上，以學生為中心，融合實踐教學與翻轉課堂。在課程實踐設計上，首先，根據崗位需求精準定位教學目標；其次，緊跟技術發展動態更新教學內容；再次，以學科競賽為牽引，優化教學方法；最后，基于成果導向改革考核機制。基于OBE理念的飛行器工程類專業課程學賽結合教學模式框架如圖1所示。

二、學賽結合教學模式構建

為錨定培養具有崗位勝任力的專業人才培養目標，本文深入探討基于OBE理念的學賽結合教學模式（見圖2），并提出方案：參與學科競賽，以賽促學；巧用翻轉課堂，學為中心；強化實踐教學，提升能力。飛行器工程類專業課程圍繞飛行器類學科競賽展開，學生的參賽成果作為檢驗學習情況的重要依據[4]。

（一）參與學科競賽，以賽促學

飛行器工程類專業課程是在基礎理論課程之后開設的崗位任職課程，其工程性和實踐性較強。長期以來，海軍工程大學（以下簡稱我校）采用理實結合的教學模式，教師先講授理論知識，隨后布置實驗任務，最后進行總結反饋。在實踐階段，學生或先獨立完成任務后由教師點評，或在教師全程指導下完成任務。在上述教學過程中，教學效果未達預期，主要原因是部分學生主動性欠缺，過于依賴教師引導和外在考核壓力，從而影響了教學效果。當前，學生處在一個信息爆炸、技術多元化的時代，對科技創新活動展現出極高的熱情與興趣。為此，我校專門成立創新實踐俱樂部聯盟，其中航空航天創新實踐俱樂部為飛行器工程類專業學生搭建了實踐平臺。俱樂部實施梯度式、差異化引導，營造了師生間良好互動與聯動的氛圍。筆者作為航空航天創新實踐俱樂部建設負責人，長期指導學生參與航空航天類學科競賽，積累了豐富的實踐經驗，為探索學賽結合的教學模式奠定了堅實基礎。

在飛行器工程類專業課程教學中，教師介紹睿抗機器人開發者大賽（RAICOM）、“智勝空天”無人機挑戰賽、全國未來飛行器創新設計大賽、“彩虹杯”全國無人飛行器設計大賽等競賽，旨在讓學生全面了解飛行器工程類專業學科競賽的模式、規則以及參賽所需的知識儲備和技能。飛行器任務規劃課程介紹飛行器運動模型、航路規劃及障礙規避原理，以航路規劃為例，通過智能優化算法解決任務分配與航路點優化，引導學生思考與探索。綜合設計課程基于課程實驗，結合睿抗機器人開發者大賽（RAICOM）、“智勝空天”無人機挑戰賽、全國未來飛行器創新設計大賽、“彩虹杯”全國無人飛行器設計大賽等競賽，開展小組項目化訓練，包括飛行器設計、飛行器避障飛行、飛行器編隊飛行等內容，旨在提升學生的實踐與研究水平。

多年教學實踐表明，將學科競賽融入飛行器工程類專業課程，并將競賽成果作為成績最終評定的重要指標，能夠有效激發學生的創新潛能，深化他們對知識的理解。學生若能在競賽中獲獎，其競賽作品將對其評獎評優及畢業選崗有積極影響。經過數年發展，俱樂部成員的學習成績顯著提升，同時在各學科競賽、科技創新大賽以及科研項目中的成績等級和參與人數也逐年提高[5]。

（二）巧用翻轉課堂，學為中心

翻轉課堂是經由美國引入我國的教學方法，將教師活動由講授變成組織，學生活動由聽講變成學習和表達，充分發揮了學生的主觀能動性。通過前置或后置學習內容，將課堂升級為高階知識交流平臺。與此同時，學賽結合有效激發了學生的學習積極性，并提升了他們的實踐能力。因此，將競賽與翻轉課堂巧妙融合，以課堂核心知識點為引導，鼓勵學生積極參與競賽，能夠強化他們的理論基礎和實踐技能。在翻轉課堂的實施過程中，通過互動和問題解決，有效活躍了課堂氛圍，促使學生實現了從“要我學”到“我要學”的積極轉變，無形中提升了課堂教學的效果。

在飛行器工程類專業課程中，鑒于基礎理論知識的復雜性，教師在學生掌握基礎知識后，可在綜合實踐環節引入學賽結合的翻轉課堂模式。學生需提前完成競賽選題分析、資料查閱、實地調研、理論解析、硬件組裝等準備工作。教師憑借豐富的教學經驗，指導學生參與飛行器工程類學科競賽，并圍繞競賽項目布置預習任務。初期，盡管學生對任務目標的理解較為模糊，僅憑初步想法嘗試，但通過翻轉課堂中的小組合作、討論及教師講評環節，他們能夠更深入地理解知識，不斷優化作品，并最終提交高質量的參賽作品。這一過程不僅強化了學生的實踐能力，還顯著提高了課堂教學的成效。

（三）強化實踐教學，提升能力

在飛行器工程類專業課程教學中，理論與實踐相輔相成，為學生參與學科競賽提供了堅實的理論基礎與豐富的技能儲備。飛行器工程類專業課程知識全面覆蓋競賽核心要點，其實踐內容設計尤為強調知識的綜合應用與整合，旨在有效提升學生的融會貫通與綜合運用能力。在課程規劃中，教師應適當增加實踐教學的比重，以進一步強化學生將理論知識應用于解決實際問題的能力。同時，確保教學條件與競賽需求相匹配，如為飛行器任務規劃課程配備專用教學與競賽場地（見圖3），以全方位支持學生參與睿抗機器人開發者大賽（RAICOM）等競賽，促進學生學習與實踐的深度融合。在實踐環節中，學生全員積極參與，各司其職，協同合作，依次完成了理論推導、算法開發、硬件組裝、數據分析以及報告撰寫等任務。最終呈現的學習成果充分展現了團隊成員間的默契配合與高效協作，生動詮釋了團隊精神。在學科競賽成果的驅動下，通過全周期的學賽結合教學模式訓練，學生的理論素養與實踐能力均得到了顯著提升。具體而言，在飛行器任務規劃課程相關的競賽中，學生榮獲全國二等獎1項、省級一等獎2項，這些佳績極大地增強了學生的成就感與獲得感，為其未來的成長與發展奠定了堅實基礎，同時也促進了課堂質量的持續優化與提升。

三、課程實踐路線設計

課程實踐路線根據教學的四個方面進行設計：根據崗位需求精準定位教學目標；緊跟技術發展動態更新教學內容；以學科競賽為牽引，優化教學方法；基于成果導向改革考核機制[6]。

（一）根據崗位需求精準定位教學目標

飛行器工程類專業課程應用性強，未來就業崗位多為使用與維護類，其教學目標是讓學生通過系統學習，熟練掌握未來任務情境下的飛行器設備運用技能，而非僅限于基礎操作。因此，飛行器工程類專業課程在鞏固基礎理論的同時，應立足工程教育專業認證標準，深度融合理論與實踐教學。課程教學目標緊密圍繞未來飛行器應用場景和具體使命任務，旨在讓學生掌握飛行器設備的使用流程及高效維護保養方法。

（二）緊跟技術發展動態更新教學內容

在新工科建設背景下，飛行器工程類專業課程教學應構建現代工科教育的基本框架，深度融合理論與實踐，緊跟飛行器類及相關行業的最新發展趨勢；同時，依據專業特色與前沿科技動態，持續更新知識體系，確保教學內容具有時效性和前瞻性。針對教學內容更新滯后的問題，教師需緊密對接最新科技成果，優化設計并動態調整教學內容，通過多輪迭代與擴充，保持其豐富性和新穎性。我校致力于打破傳統教室的界限，全方位提供教學支持，強化現代教學資源的建設與應用，實現教學空間的有效拓展與延伸。

（三）以學科競賽為牽引，優化教學方法

針對飛行器類專業實踐教學過程中長期存在的問題，教師應堅持以學生為中心的教學理念，注重激發學生的積極主動性，并引導他們在課堂教學中發揮主體作用。基于教學過程和學生認知規律，采用以學科競賽為牽引的教學模式，將課堂教學從時間維度上延伸至課前與課后，以培養學生的高階能力。依托海軍工程大學航空航天創新實踐俱樂部提供的競賽平臺，充分利用工程訓練中心、重點實驗室、實飛訓練場等教學資源和條件，構建線上線下、課內課外一體化的混合式教學模式，教學方法科學高效，理論聯系實際。

（四）基于成果導向原則，深化改革考核機制

科學的考核機制能夠有效促進學生取得良好的學習效果。目前，部分實踐類課程考核標準單一、考核方式固化。基于OBE理念，飛行器工程類專業課程主要采取過程性考核，輔以結果性考核作為參考，同時積極融入學科競賽的元素，以全面評價學生的學習成效與能力提升。過程性考核以學生為中心，通過將考核任務分解到學生學習過程中，不僅增強了“學”與“教”的反饋機制，促進了學習效果與教學效果的持續優化，還凸顯了學生的學習成果，有效激發了學生的自主學習動力。

四、結語

飛行器工程類專業課程實踐性強，但教學中仍存在教學方法單一、學生積極性不高等問題。因此，本文基于OBE理念，創新性地融合了學科競賽與飛行器工程類專業課程教學，構建了基于OBE理念的學賽結合教學模式。該教學模式在設計上以學習產出為導向，將學科競賽貫穿教學過程；在教學方式上以學生為中心，融合實踐教學與翻轉課堂；在課程實踐上圍繞教學的四個方面精心規劃實踐路線，旨在改革飛行器工程類專業課程的傳統教學模式，打造高效課堂，提升學生的創新實踐能力，培養高素質專業人才。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 吳青聰，陳柏，吳洪濤.“課程+項目+競賽”三位一體的“專創融合”課程教學改革與實踐：以機器人工程學綜合課程設計課程為例[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（20）：136-138.

[2] 張蕾，王興華，陳志銘，等.新工科背景下“工程+競賽”模式的實踐教學改革[J].中國現代教育裝備，2023（1）：90-92.

[3] 陳靖，李川勇，陳宗強，等.基于OBE理念的物理學術競賽教育模式[J].物理與工程，2022，32（6）：80-86.

[4] 張燕.“翻轉+實踐+競賽”：基于OBE教育理念的實踐類課程改革探索[J].科學咨詢（教育科研），2024（1）：78-81.

[5] 古妮娜，郭攀成，張繼林，等.“項目任務+學科競賽”雙核驅動的教學創新與實踐：以機械原理課程為例[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（17）：20-22.

[6] 林志龍，張玉華，王志麗，等.OBE理念下無人機實戰化教學改革研究與實踐：以無人機裝備實踐類課程為例[J].中國現代教育裝備，2023（17）：154-156.

［責任編輯：梁金鳳］