新工科背景下以OBE為導向的機電傳動與控制課程教學改革

摘"要：該文針對機電傳動與控制課程教學中存在的問題，以新工科和OBE理念的成果導向、市場對人才的實際需求為切入點，提出一系列教學改革措施。引入典型工程應用微課視頻作為教學引導，指引學生在問題中尋求解決方案，促進學生高階思維的發展；增加工程實踐性實驗，讓學生在實踐中理解理論，幫助學生將所學知識應用到實際案例和項目中；多樣化的評價考核方式，兼顧學生的共性與個性的差異，更好地衡量學生的學習成果和能力。教學改革取得一定的成果，學生的理論學習和工程實踐能力都得到提升，可為其他學科的教學提供新思路。

關鍵詞：新工科；成果導向；市場需求；線上線下教學；工程實踐性實驗；多維評價

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）S1-0136-04

Abstract：Inresponsetotheproblemsintheteachingofthecourse\"TransmissionandControlofMechatronics\"，aseriesofteachingreformmeasuresareproposedbasedontheachievementorientationofthenewengineeringandOBEconcepts，andtheactualdemandfortalentsinthemarket.Typicalengineeringapplicationmicrocoursevideoswereintroducedasteachingguidance，whichguidesstudentstoseeksolutionstoproblemsandpromotesthedevelopmentofhigher-orderthinking.Practicalengineeringexperimentswereincreasedtoenablestudentstounderstandtheoryinpracticeandhelpthemapplytheirknowledgetopracticalcasesandprojects.Diversifiedevaluationandassessmentmethodsandtakingintoaccountstudents'commonalitiesanddifferencesinpersonalitywereusedtomeasurestudents'learningoutcomesandabilitiesbetter.Theteachingreformhasachievedcertainresults，students'theoreticallearningandengineeringpracticeabilitieshavebeenimproved，andthestudycouldprovidenewideasfortheteachingofotherdisciplines.

Keywords：newengineering;achievementoriented;marketdemand;onlineandofflineteaching;engineeringpracticalexperiments;multi-dimensionalevaluation

新工科專業是以智能制造、云計算、人工智能和機器人等用于傳統工科專業的升級改造，新工科人才應該具備較強的工程實踐能力和創新能力，是能夠引領未來技術和產業發展的高素質復合型人才[1]。在新工科建設“十百萬”計劃建設背景下，對高校工科課程建設提出了更高的要求[2-3]。

OBE（Outcomebasededucation，OBE）教育理念，又稱為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育[4]。基于OBE理念的教育以適應未來職業發展需要為目的，既滿足學生未來發展的需要，又完成對學生能力素質的整體培育，以學生為中心，重視學生真正擁有的能力[5]。

在如今新工科和OBE理念的大背景下，加大實踐教學的創新與升級力度，不斷創新、改進人才培養的模式，才能適應現代社會對人才的需要。新工科課程體系與OBE思想在培養人才方面更加注重實踐性，特別是在實踐中的教育成果，注重所學有所用，對學生的創造能力進行激勵，實現高等教育人才培養目標[6-7]。作為機械電子工程專業的專業基礎課程，機電傳動與控制課程覆蓋面廣、知識點多、實踐性強和應用面寬，課程以期培養專業基礎知識扎實、能夠解決復雜工程技術問題、具有優秀創造力并能快速適應時代改變的人才，與新工科課程體系和OBE理念不謀而合，但目前機電傳動與控制課程教學過程存在一定的問題，因此對機電傳動與控制課程進行改革刻不容緩，以期以更高的教學質量培養出滿足國家、社會需求的人才。

一"機電傳動與控制課程存在的問題

在新工科和OBE理念的背景下，對機電傳動與控制課程人才培養質量提出了更高的要求。機電傳動與控制課程教學內容涉及的知識廣泛且具有一定的復雜性，經過持續的課程建設，教學質量明顯提高，但教學過程中仍存在著不足，如圖1所示。

（一）"有限課時與能力要求的矛盾

本課程總學時32學時，其中理論課28學時，實驗4學時。本課程課時有限，核心內容深度不夠，實現課程教學目標要求存在一定難度，且存在學生所學知識“考試過后就還給老師”的現象，不能有效內化為自己的知識，學生對于知識的掌握程度不夠。

（二）"課程驗證性實驗設定單一

機電傳動與控制課程涉及大量的數理知識，推導證明過程往往會讓學生覺得枯燥乏味，課程教學以理論教學方式為主，輔以課程實驗的形式驗證相關理論。而僅以數量有限的驗證性實驗來支撐課程，缺少了對最新技術的實際工程應用，不足以調動學生學習的積極性，學生缺乏學習興趣，被動學習情況普遍，創新實踐能力培養不足，工程實踐能力弱，畢業后適應市場需求的能力弱，無法達到新工科和OBE理念培養的目的。

（三）"考核方式不全面

課程成績的主要考核方式是由平時成績和期末考試成績兩部分組成。平時成績重點在于作業完成情況，而期末成績重點在于試卷。這樣的考核方式不能有效反映出學生對知識的理解情況及知識的工程應用能力，難以及時發現學生在學習中遇到的問題，難以考核到學生學習過程中的每一個環節，而且會極大程度上影響學生學習的興趣。

（四）"思辨能力欠缺

大學所學習到的知識可能會過時，但大學所學習到的如何學習知識卻是終身有用的。本課程作為機械電子工程專業的專業基礎課，講授內容相對抽象枯燥；思政元素和專業知識融合不夠，學生被動接收信息居多，缺少主動思考過程，缺乏思辨能力的培養。不主動思考和學習，隨著市場和用人單位需求的不斷變化，很容易就會被“淘汰”。

二"機電傳動與控制課程的改革實踐

在新工科和OBE理念對人才培養要求的背景下，針對機電傳動與控制課程的特點及目前教學方面存在的有限課時與學生能力培養的矛盾、課程驗證性實驗設定單一及思辨能力欠缺等不足之處，對課程教學過程進行改革，改革措施體系如圖2所示。

（一）"線上線下混合式教學

線上線下混合式教學，增加線上形式，教師充分挖掘線上與教學內容相關的知識和教學資源，對網絡教學資源進行開發設計，輔以微課教學視頻引導，學生線上提前預習，帶著問題去聽課，提高學習興趣，課后通過線上的形式，擴寬自己的知識面，線下教學則需重點聚焦核心內容。采用線下主導、線上輔助的混合式教學方法，可以有效解決有限課時與學生能力培養的矛盾。教師根據學生的實際情況制訂混合式教學計劃，讓學生學習到更多的知識。

（二）"驗證性實驗和工程實踐性實驗共同支撐課程

設定工程實踐性實驗是本次課程改革的重中之重，數量有限的驗證性實驗不足以調動學生的積極性，學生缺乏學習興趣。以實際市場需求為導向，對實驗部分進行改革。與機器人相關企業進行密切的合作與交流，了解市場對與機器人相關的機電專業人才需求和崗位變化，課程以企業對人才的需求為起點，反向進行課程內容設計，增加工程實踐性實驗，且教學過程中采用合作企業的實際工程項目作為實踐性實驗。這種面向工程實際的實踐性實驗教學，能有效地培養學生的工程實踐能力，提高學生的工程素養，達到新工科和OBE理念培養人才的目的。

（三）"考核方式多樣化

以學生能充分展示其學習成果為前提，兼顧學生的共性與個性的差異，設計教學評價。課程以期末考試成績與平時教學過程考核成績相結合的方式進行評價，全面考核學生的學習及實踐能力。平時過程考核除課后作業情況外，增設了綜合大作業及實踐性實驗。綜合大作業、實踐性實驗均與實際工程項目相關，旨在提高學生理論聯系實際，運用所學理論知識解決實際問題的能力?？己朔绞讲粏我苑治鰧嶒灲Y果及撰寫實驗報告的能力作為評價標準，現場的操作能力也是重點考查內容。

大作業和實踐性實驗環節進行分組設定，學生之間完成自評與互評，評價成績可以幫助學生正視自己的不足，促進共同進步。

（四）"對學生思辨能力的培養貫穿課程始終

將與課程內容相關的經典思政案例融入教學，使學生有代入感，通過對案例的分析討論，使學生明確所肩負的社會責任，樹立正確的人生觀、價值觀。大學所學習到的知識可能會過時，但大學所學習到的如何學習知識卻是終身有用的。課堂重在引導、鼓勵學生獨立思考完成各個環節，教師依據課程特性，設定學生獨立思考的時間和內容，增強思辨能力的培養。

教師布置一些思辨能力培養的項目，讓學生思考最佳解決方案，教師充分掌握各種教育教學信息和技能，準確評價學生成就，有助于學生全面掌握教學內容，增強思辨能力的培養。

（五）"“學為人師，行為世范”

教學改革對教師專業素養及思政教育能力提出了更高的要求，例如工程實踐性實驗的設定，教師沒有一定的實際參與項目的經歷和能力，很難設定好實踐環節；教師沒有一定的思想覺悟也很難設計出好的思政案例。所以，教師需要不斷學習和進步，在專業上精進自己，在思想覺悟上不斷提高，在教學實踐中不斷摸索、反思、總結經驗，同時向有經驗的教師學習，才能為學生的成長和進步作出更大的貢獻。

三"機電傳動與控制課程的改革實施過程

以新工科和OBE理念下的機電傳動與控制課程改革內容為基礎進行教學，通過借助學習通平臺開放線上教學課程，在教學過程中融合課程思政，布置協同工程性實踐任務等方式為課程的改革實施做足準備，具體實施過程如下。

（一）"混合式教學模式

通過課前的線上自主預習，課后的知識面拓展，擴寬了學生的學習時間與空間。例如，發布微課引入教學內容，以科研成果——化學危險品檢測與修補移動機器人系統介紹及視頻作為直流伺服電機導學微課，課堂引導學生思考機器人是如何準確完成任務的，動力源類型，電機及其控制系統如何實現準確修補控制。由此引入直流伺服電機在特種機器人中的應用，后續進一步展開直流伺服電機工作原理和控制技術等教學內容的講解。工程項目微課視頻引導的課前預習，可以激發學生的學習興趣，學生帶著問題去聽課，學生在課堂上的專注度和求知欲大大提高，線下課堂教學效果也有很大的提升。

課后教師通過線上的方式，補充以常見的工業機器人為載體的交流伺服電機相關技術，擴展了學生的知識面，也為后續交流伺服電機的控制技術講解做好鋪墊。采用這種線下主導線上輔助的混合式教學方法，可以有效地解決有限課時與學生能力培養的矛盾，教學效果和學生的學習興趣都有很大的提升。

（二）"工程實踐性實驗的設定

以機器人相關企業的實際項目為基礎，設計工程實踐性實驗。例如，將實驗室三自由度機器人平臺模擬工業機器人現場抓取作業中的電機控制部分引入課程。課堂學習電機控制理論，課下實踐工程項目，理論與實踐相結合，有利于激發學生興趣，提高學生工程實踐能力。讓學生走進模擬工業現場，實踐性實驗的學習，真正培養學生做工業實際項目的能力。

教師向學生發布實踐內容后，對內容實施的重點、技術關鍵點進行必要講解，組織學生分6個小組進行實驗，教師巡堂，隨時回答學生實踐過程中遇到的問題，必要時進行有效示教，實時檢測學生實踐過程中的每一個環節。實踐完成后，教師逐一檢查任務清單，及時發現學生在實踐中遇到的問題，并給予指導。對于學有余力的同學，鼓勵設計創新型的實踐內容，自主開展創新實踐項目。創新能力的培養需要學生具備分析問題、解決問題的能力，教師通過實踐項目的設定，引導學生分析問題，尋求解決方案，通過培養解決問題的能力，提高其創新能力。工程實踐性實驗的增加，大大提高了學生在實際工程項目中的實踐能力及創造力。

（三）"綜合教學評價

從學生整個學習過程進行全面評價，兼顧學生的共性與個性的差異，設計教學考核評價。課程以期末考試成績與平時教學過程考核成績相結合的方式進行評價，全面考核學生的學習及實踐能力，期末考試采用閉卷考試方式，卷面成績100分，以其60%計入課程總成績；考試題型采用基本概念題、簡答題、分析題和計算題等。平時教學過程考核成績占總成績的40%，包括課后作業（10%）、綜合大作業（10%）、驗證性實驗（10%）和工程實踐性實驗（10%）。平時過程考核除課后作業情況外，增設了綜合大作業及實踐性實驗。綜合大作業與實際工程項目相關，旨在考核學生對課程的理解和創新性思維。實驗部分除驗證性實驗外，增加了工程實踐性實驗，考核方式不單以分析實驗結果及撰寫實驗報告的能力作為評價標準，在實踐環節中采用教師巡堂，實時檢測學生實踐過程中的每一個環節，現場的操作能力是重點考查內容。

同時，大作業和實踐性實驗環節進行分組設定，學生之間完成自評與互評，評價成績計入各個環節最終成績。多樣化考核方式兼顧學生的共性與個性的差異，學生能充分展示其學習成果，有利于提高學生的積極性。

（四）"思辨能力的培養

通過與課程相關的生活中的場景，引入教學，激發學生的求知欲及家國情懷。如將電機的典型應用案例——高鐵融入教學，以高鐵的發展歷程引導學生了解我國高鐵電機技術的發展，從高鐵的發展，由異步電動機驅動到同步電動機驅動，由無到有，由有到優，明確優勢和不足，增強學生愛國情懷，堅定民族自信，明確責任感和使命擔當。同時，教師可以提出與課程教學內容相關的問題：為什么我們國家的高鐵發展如此之快？高鐵的發展由有到優具體指哪方面？隨著高鐵的發展，驅動電機由異步電動機轉變為永磁同步電動機的原因是什么？教師引導學生分析、了解高鐵的動力源同步電機，激發學生思考及學習興趣，明確后續學習目標，為進一步講解同步電機的原理和應用特性等內容做好準備。將與生活息息相關的思政案例引入到課程中來，可以增強愛國情懷，同樣也可以增強學生思辨能力，極大地提高了學生們的求知欲和興趣。

（五）"實施成效

新工科和OBE理念下的機電傳動與控制課程教學改革，極大地調動了同學們的學習熱情，工程性實踐性實驗使學生的實踐動手能力得到充分提升，大作業和實踐性實驗的分組設定，改善了學生團隊協調溝通能力，提高了人才培養質量，教學改革效果良好，獲得同學們的廣泛好評。金杯銀杯不如學生的口碑，學生的評價和肯定是教學改革效果最有力的證明。

四"結束語

本文提出了一系列機電傳動與控制課程教學改革探索的建議，在新工科和OBE理念背景下，堅持成果導向，以市場對人才的實際需求為切入點，對課程進行改革。選取典型工程應用視頻作為教學引導案例，引導學生在問題中尋求解決方案，促進了學生高階思維的發展；工程實踐性實驗的引入，提高了學生的實踐能力，讓學生在實踐中理解理論，幫助學生將所學知識應用到實際案例和項目中；通過多樣化的評價考核方式，兼顧學生的共性與個性的差異，更好地衡量學生的學習成果和能力。教學改革取得了一定的成果，學生的理論學習和工程實踐能力都得到了提升，為其他學科的教學提供了新思路。

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