基于OBE理念的實踐教學體系改革——以安全工程專業為例

耿曉偉

基于OBE理念的實踐教學體系改革——以安全工程專業為例

耿曉偉

（遼寧工程技術大學安全科學與工程學院，遼寧 阜新 123000）

以安全工程專業為例，提出基于OBE理念構建實踐教學體系。其要點為：依據培養目標和畢業要求明晰實踐教學環節的教學目標，形成“一體化、多層次、遞進式”實踐教學內容；構建由教學目標、教學內容、教學方式、教學平臺、教學評價組成的實踐教學體系；實施教學與科研、虛擬與現實、校內與校外相結合的教學內容與教學方式；通過改變實踐教學的評價方式，實現實踐教學的持續改進。

OBE理念；教學目標；實踐教學體系；持續改進；安全工程

2016年6月中國加入《華盛頓協議》，成為正式的締約國，這標志著中國的工程教育質量得到國際認可，通過認證專業的人才培養質量實現了與國際的 實質等效[1]。工程教育專業認證最重視學生的能力達成[2]，因此必須貫徹以學生為中心，以成果為導向的OBE理念，即在人才培養中首先確定學生最終應具備的能力與素質，再依此開展教學設計與實施[3]。

1 學生實踐能力培養中存在的問題

隨著國內開展認證的專業逐年增加，OBE理念被廣泛接受，并貫徹于人才培養過程中，特別是人才培養方案制定和課程教學改革中[4-6]。但在實踐教學環節如何實施OBE理念，目前的研究并不多[7-8]，主要集中在加強實驗室建設、增加實踐基地、加大企業參與等方面。但實際上，面對實踐教學效果不理想所表現出來的諸如學生實踐能力不足，對現場工藝、技術、工程不了解不熟悉等問題[9]，應對形成原因進行更深入的分析。

（1）實踐教學目標不清晰，對培養目標和畢業要求支撐不足。各專業在描述實踐教學目標時，一般就是較籠統地了解現場實際和生產工藝過程、獲得與專業相關的實踐能力等。特別是對于培養方案中的實習環節，一般專業大都設置三段式，即認識實習、生產實習和畢業實習，但三段實習的目標趨同，能力培養要求區別不明顯。

（2）實踐教學體系不完善，不能有效保證實踐教學目標的達成。實踐教學中，往往主要關注做什么，但對怎么做、如何保證效果、如何保證目標達成考慮不足。

（3）實踐教學內容滯后于發展實際。專業實踐教學往往按照理論教學教材中所述的儀器和設備按部就班地進行，缺乏對工程實際情況的考慮，缺乏對新工藝、新方法和新設備的選用，滯后于工程發展實際。

（4）實踐教學形式單一。實習往往是走馬觀花似的參觀[10]，實驗往往是按部就班地進行，形式單一導致學生積極性不高。同時，安全工程等專業所涉及的一些高危險、高損耗、可重復性差的實驗無法開設，一些所謂的虛擬仿真實驗也只是感受式或者培訓式，缺乏對實際操作與實驗過程的體驗。

（5）實踐教學資源配置欠佳，綜合性實踐教學平臺不足，不能滿足實踐教學需求。

（6）持續改進機制沒有建立起來。在對實踐教學如何評價、如何改進方面，缺乏系統的質量監控與持續改進機制。

2 實踐教學體系改進

根據以上分析，實踐教學改革不僅要增加綜合性、創新性實驗，增大實踐教學環節，還要從實踐教學目標確定、教學體系構建、教學內容和教學方式改革、教學平臺建設、綜合性評價、持續改進等方面進行全方位改進。

2.1 依據畢業要求，明確實踐教學目標

實踐教學目標的確定必須以人才培養目標和畢業要求為依據。專業人才培養目標是依據社會經濟發展需要、學校定位和專業自身特色提出的，是對學生畢業一段時間后的知識素質、就業領域、工作內容及發展預期的描述，而畢業要求是為實現培養目標學生在畢業時應當具備的能力。

以安全工程專業為例，通過實踐教學活動應當培養學生以下5方面能力：

（1）認知能力：能夠對復雜安全工程問題進行識別與判斷；熟悉和掌握安全工程背景知識，熟悉生產工藝過程；能夠識別復雜安全工程問題對社會、健康、安全、法律以及文化的影響；理解工程實踐對環境和社會可持續發展的影響。

（2）分析問題能力：能夠對復雜安全工程問題進行表達、分析和求解；能夠采用科學方法針對相關問題進行實驗設計、分析和解釋；針對復雜安全工程問題，能夠恰當運用現代安全檢測設備、計算機軟件及仿真工具，完成對項目的設計、模擬與仿真分析。

（3）解決問題能力：能夠根據安全工程實際需求，確定設計目標；在約束條件下，對設計方案的可行性進行研究；對方案進行設計與優化，設計中考慮環境與可持續發展，考慮工程與社會影響；能夠對生產中的危險有害因素進行研究；設計實驗、對實驗結果進行分析，并得出有效結論；能夠運用現代技術手段和工具，對復雜安全工程問題進行預測和模擬；能夠將工程管理和經濟決策方法用于解決安全工程問題；具有自主學習、終身學習的意識和不斷適應發展的能力。

（4）溝通協調能力：具有團隊意識[4]；具有一定的組織協調能力；能夠很好地承擔團隊隊員或負責人角色[11]；能夠就復雜的安全工程問題通過書面或口頭形式進行清晰、準確的表達。

（5）人文素養：能正確理解工程與社會問題，理解安全的工程實踐對環境與可持續發展的影響；具有人文社會科學素養、安全與職業健康理念、社會責任感，在工作中能理解并遵守安全職業道德和規范，履行工作職責。

上述前3個方面為專業技能要求，呈依次遞進關系[12]，是由易到難、由基礎到綜合的能力提升，后面2個方面屬于社會綜合素質。與12條畢業要求相對應，其支撐關系如表1所示。

為保證實踐教學目標的有效實現，應依據目標構建整個實踐教學體系，設置“一體化、多層次、遞進式”的實踐教學內容，包括實驗、課程綜合訓練、實訓、實習、合作教育、科研實踐、職業項目與創新訓練、畢業設計等。每個實踐教學內容對不同的教學目標形成支撐，同時依據由基礎到綜合、由初級到高級的能力提升順序，合理安排各實踐環節的設置時間、內容和方式。實踐內容對實踐目標的支撐關系如圖1所示。

表1 安全工程專業實踐教學目標對畢業要求的支撐關系

圖1 安全工程專業實踐教學內容與教學目標的支撐關系

2.2 以OBE理念為導向，構建實踐教學體系

要解決實踐教學中的各類問題，必須秉承OBE理念，即以成果為導向，聚焦學生的最終學習成果，反向推導應該以什么樣的教學設計來保證這一成果的實現。

以OBE理念為指導構建實踐教學體系的重點是明確為什么學、學什么、怎么學、如何評價4方面問題。其中，“為什么學”是目標問題，即基于工程現場對人才的實際需求、能力要求，分析學生最終應具備的能力、素質。這是構建實踐教學體系的依據，是實踐教學的目標；“學什么”是內容問題，即為了達成目標，應當進行哪些知識、技能的培養，是實踐教學的內容；“怎么學”是方法問題，即以怎樣的教、學方式實現教學目標，是實踐教學的方式與方法；“如何評價”指對最終達成成果的評價，即如何證明學生具備了實踐教學所要求的相關能力。與此同時，實踐教學平臺（包括師資）是開展實踐教學、實現實踐教學目標的重要保證。基于OBE理念的安全工程專業實踐教學體系如圖2所示。

圖2 基于OBE理念的安全工程專業實踐教學體系

2.3 基于實踐教學目標的實踐教學內容改革

為保證實踐教學目標的有效達成，在實踐教學內容改革上主要從以下幾方面進行。

（1）增加實踐教學內容，強化專業認知與分析能力。在專業基礎課程中增加實驗內容；加大專業綜合性、設計性實驗；加入來源于科研項目的實驗內容；增加課程設計時間與內容；增加實訓環節；在核心課程中設置來源于現場的綜合訓練。

（2）設置貼近科研測試的綜合實訓，固化實踐操作技能。將一門甚至多門課程中的實驗、測試項目進行融合，設立與現場要求貼近的測試項目和研究任務，通過實訓環節模擬現場環境開展綜合實訓。

（3）增加現場工程實踐，讓學生提前進入工作崗位。在原有3段式實習基礎上，加入6~8周的“合作教育”，讓學生真正進入企業現場，通過跟班工作、科研項目等多種方式，更好地了解企業實際，培養學生分析和解決實際問題的能力，提高學生的工作適應能力。

（4）結合教師科研開展科研實踐和創新訓練，培養學生解決問題能力和綜合素養。通過“工程職業項目與創新訓練”“畢業設計”“大學生創新實驗項目”等實踐環節，指導學生以個人或團隊形式，進行實驗項目、科研項目和實驗設備的設計、制作。培養學生獨立解決問題能力、創新精神和團隊合作能力[13]。

2.4 基于實踐教學目標的實踐教學方式創新

（1）實現虛擬仿真與實體實驗的有機結合。在實驗項目開設上，以實體實驗為主，但對于部分危險性大、損耗大、可重復性差的實踐內容，如安全工程專業中礦井通風系統改造、礦井瓦斯防治、礦井火災防治、粉塵爆炸等，開展虛擬仿真實驗。這里的虛擬仿真實驗，不是簡單地觀看爆炸過程或者帶上VR眼鏡觀看礦井起火，而是動手參與發生危險時通風系統調節或在事故發生前進行通風系統改造，即通過虛擬仿真對具體問題進行分析，提出解決方案。特別是可將實體實驗與虛擬仿真相結合，利用實驗礦井進行基礎數據測試，利用仿真模擬軟件對數據進行虛擬仿真處理，實現模擬實驗，得到有效結論。

（2）實現校內實訓與校外實踐的有機結合。在校內組織學生利用實驗礦井和實驗室開展綜合實訓。讓學生有“身臨其境”的感受，同時對企業實際建立初步認識和理解。在校外，利用實踐教學基地和合作教育基地，開展實習、合作教育和科研訓練，讓學生快速熟悉現場，進入“工作狀態”。在校外實習中，要改變傳統實習方式，變參觀式實習為測試式、問題式實習，如到煤炭企業開展礦山安全測試實習。實習前學生首先在了解企業存在的安全問題，帶著問題去企業查找答案，從而激發學生的學習興趣，提升學習熱情，改善實習效果。

（3）開展合作教育，實現由學習到工作的“全適應”。合作教育是在暑期工作學期里，到企業參加“工作”，實現校企聯合培養，這是旨在促進學生實踐技能提升的一種全新的人才培養模式。合作教育可以采取多種形式，如到合作教育基地進行“跟班工作”、與教師科研項目相結合開展“科研工作”、參加與企業獎學金相結合的“頂崗工作”等。

（4）邀請現場專家到校講課或指導實踐，促進學生工程實踐能力提升。為增加學生對現場的了解，除了到現場開展實踐外，還應盡可能多邀請企業專家到學校為學生講授理論課程或開設講座，參與對學生課程設計和畢業設計的指導，使學生在設計中能綜合考慮工程與社會、環境與可持續發展、經濟與管理、安全與法律法規等多方面問題。

2.5 支撐學生實踐能力培養的校內外實踐教學平臺搭建

（1）開放共享的校內實踐教學平臺搭建。任何一個專業的建設都需要多學科的有力支撐。對于安全工程專業來說，涉及到的支撐學科以安全科學與工程為主，同時涉及礦山、建筑、機械等。因此應充分利用校內的相關專業資源，建設開放共享專業實踐教學平臺，這是提升實踐教學質量的重要舉措。

（2）加大實驗設備的自主研發與采購。要實現人才培養目標，教師結合教學內容自主研發實驗設備十分必要。這既包括結合科研內容完成的實體實驗設備研制，也包括虛擬仿真軟件的開發與應用。還可在實驗中心設立大學生創新活動實驗室，讓學生參與自主研發實驗設備的設計與制作，為學生實踐能力與創新能力培養搭建平臺。

（3）搭建校外產學研實踐教學基地。在校外實踐基地建設上，必須實現從重“形”到重“質”、從重數量到重內涵的轉變，從而改變以往走馬觀花式的實習方式，通過與實踐基地的產、學、研合作，保證學生實習內容的有效落實，并將實踐基地建設重點放在大型、現代化與專業結合緊密的企業上，使學生獲得盡可能多的收獲。

（4）加強實踐教學的師資隊伍建設。實踐教學的師資隊伍包括專業教師、實驗室教師和企業兼職指導教師。在專業教師和實驗室教師方面，學校應為他們到企業進行掛職鍛煉和進行企業實踐創造條件，提高教師的科研能力和工程實踐水平。企業兼職指導教師是實踐教學中的重要力量[14]，要保證實踐教學質量，企業兼職教師應當具有相對的穩定性，同時對指導內容、指導方式有前期的準備。還應積極邀請現場人員為學生講授理論課程、指導設計實踐、參與專業培養方案制修訂等。

2.6 實踐教學質量評價與持續改進

以往對實踐教學評價主要采取實習基地走訪、學生座談等方式，評價內容主要是了解學生是否真正進入現場開展實習，實習情況如何。以OBE理念為導向的實踐教學體系改革中，評價是至關重要的一環，是確定實踐教學目標達成、實現持續改進的依據。圖3為基于實踐目標達成建立的校內外相結合的實踐教學質量評價與持續改進體系。

在對實踐教學質量進行評價時，目標達成度評價是核心和重點[9]。以我校安全工程專業畢業設計為例，畢業設計的成績構成為指導成績（10分）+中期考核（20分）+評閱成績（20分）+答辯成績（50分）。但畢業設計的目標是具備應用專業知識解決礦山復雜安全工程問題的能力；分析礦山復雜安全工程問題能力；進行煤礦“一通三防”系統的設計能力；設計中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境因素；能夠選擇與使用恰當的技術、資源；合理分析、評價安全工程實踐和復雜安全工程問題解決方案對健康和安全的影響，并理解應承擔的責任；溝通交流能力；理解并掌握工程經濟決策方法，并能在安全、礦業、建筑等多學科環境中應用等。上述畢業設計成績構成顯然與畢業目標不能很好地對應。為此，設計了如表2所示的實習環節教學質量評價方法。

圖3 實踐教學質量評價與持續改進體系

表2 實習環節教學質量評價方法

3 結語

OBE是以成果為導向，反向進行教學設計的一種教學理念。按照OBE理念進行實踐教學體系構建，是保證學生培養目標和畢業要求順利達成的重要舉措。

（1）OBE是實踐教學體系構建的引領。依據OBE理念構建實踐教學體系，即是以實踐教學目標為引導，構建包括教學目標、教學內容、教學方式方法、教學平臺、教學評價的五位一體的實踐教學體系。

（2）實踐教學目標是實踐教學體系構建的關鍵。要明確實踐教學目標為培養學生5方面能力，包括認知能力、分析問題能力、解決問題能力、溝通協調能力、從事安全工作所需的人文素養，還要明確教學目標對12項畢業要求的支撐關系。

（3）創新實踐教學模式是實踐教學體系構建的重點。實現實體實驗與虛擬仿真、校內實訓和校外實踐的有機結合，將實踐教學與合作教育、教師科研有機結合，切實保證實踐教學質量提升。

（4）實踐教學評價是實踐教學體系構建的保障。改變過去實踐教學的評價方式方法，保證實踐教學成

績能夠體現學生能力的達成程度，通過過程評價、目標達成度評價和畢業生、用人單位評價，實現實踐教學的持續改進。

References)

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Reform of practical teaching system based on OBE idea: Taking Safety Engineering speciality as example

GENG Xiaowei

(School of Safety Science and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)

By taking the Safety Engineering speciality as an example, a practical teaching system based on OBE (outcome-based education) idea is proposed. The main points are as follows: according to the training objectives and graduation requirements, the teaching objectives of practical teaching links are clarified, an “Integrated, multi-level and progressive” practical teaching content is set up, a practical teaching system consisting of teaching objectives, teaching contents, teaching methods, teaching platforms and teaching evaluation is constructed, and teaching contents and teaching methods that combine teaching with scientific research, virtuality with reality, and in-university training with out-of-university training are implemented. Through changing the evaluation method of practical teaching, the continuous improvement of practical teaching has been realized.

OBE idea; teaching objective; practical teaching system; continuous improvement; safety engineering

G642.0

A

1002-4956(2019)07-0192-05

10.16791/j.cnki.sjg.2019.07.047

2018-12-06

遼寧省高等教育學會“十三五”規劃高教研究課題（GHYB160037）；遼寧省教改項目“基于新工科建設的安全工程專業人才培養模式改革與實踐”

耿曉偉（1977—），女，遼寧阜新，博士，副教授，碩士生導師，副院長，主要從事安全工程專業教學與科研工作.E-mail:fxzxg2002@163.com