基于OBE理念進行目標細化的工程實踐教學改革與實踐

戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

基于OBE理念進行目標細化的工程實踐教學改革與實踐

戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

（嘉興學院 機電工程學院，浙江 嘉興 314001）

針對目前地方院校工程實踐類教學存在的問題，提出了基于OBE理念的“細分可操作”目標細化教學方法與舉措。以“六層電梯應用教學系統”為例，構建了“小目標—多目標—總目標”的目標教學系統。教學過程中嚴格把控目標完成度，并有效監控、評價整個過程。結果表明，該教學改革初步取得良好效果。

OBE理念；工程實踐教學；評價體系

作為高等教育的一個重要組成部分，工程實踐教學對培養學生的工程實踐能力、科技創新能力等有積極作用[1-2]。目前，工程實踐教學存在如下一些問題：

（1）工程實踐教學中，綜合設備控制模塊、控制對象內容較多，如果不針對具體項目進行學習目標分解，學生對知識的掌握將難以找到切入點；

（2）工程實踐教學中，學生的能力培養往往只側重操作能力及工程實踐能力，對于學生綜合素質的關注不夠，與人才培養目標結合不緊密；

（3）未建立有效的過程監控，只注重結果而不注重過程。

針對以上問題，結合多年工程實踐教學經驗以及人才培養大綱和學生需求，認為引入成果導向教育理念OBE（outcome based education）很有必要[3-4]。

1 OBE理念及其應用

OBE是一種以“學生為本”的教育哲學，聚焦于學生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養模式，一切教育活動、教育過程和教學課程的設計都要圍繞預期學習成果的實現。OBE教育理念，主要強調以下問題[5-8]：

（1）要求學生學習什么、掌握什么？針對這一問題，要明確教學知識體系，要對教學過程進行細化目標分解；

（2）為什么要求學生學習這些內容？教學的最終目的是使學生達到一定的能力要求，這就需要將多目標教學理念穿插其中，最終達到國家、社會和學生的要求和期望這一總目標；

（3）如何幫助學生取得這些成果？這就要以學習目標和成果為導向，對教學過程進行有效組織和把控；

（4）如何有效地指導學生取得這些學習成果？這就要求建立完善的考核評價體系，用以檢測教學成果。

以OBE理念為指導進行工程實踐教學改革，旨在探索一種以學生為中心，以學生不斷反饋為驅動，強調主動學習及學習目標和結果的教學模式。以我校電氣專業工程實踐為例，要求學生在完成主要的應用性課程學習后，還要對綜合的自動化設備的電氣結構、機械結構、控制方案設計、故障排除等內容進行強化訓練，培養學生的專業綜合素質[9-10]。

本文以典型項目“六層電梯應用教學系統”為例，進行“小目標—多目標—總目標”體系構建，明確學習目標，設計教學內容，監控教學過程，評價教學效果，加強學生工程應用能力、創新能力、綜合能力的培養[11]。

六層電梯應用系統采用開放式接口，包括真實的電梯配件、透明的結構設計，便于學生觀察、監視各部件的運行狀態。當設備接到外呼叫的控制信號后，轎廂即向該層運行，在運行的過程中，根據順向響應的原則，電梯轎廂將僅接受順向樓層的外呼叫信號和內呼叫信號，順向運行到達響應層，轎廂門開門或關門，轎廂門上的門刀同時帶動層門完成同時開門、同時關門的動作。

2 目標布局

2.1 目標分解

為使學生更迅速地進入工程實踐狀態，更好地掌握工程實踐所要求的知識點，指導教師應針對工程實踐中每個項目所對應的實踐內容、目標及過程進行系統的歸納和總結。表1為“六層電梯應用教學系統”項目的目標分解情況。

表1 “六層電梯應用教學系統”項目的目標分解情況

如表1所示，“六層電梯應用教學系統”實踐內容首先是電氣設備認知和機械設備認識，在此基礎上對設備的控制進行方案設計，并完成相應的設備編程設計。在設計完成后，還要進行系統調試和故障排除。

2.2 體系構建

通過工程實踐中對每個實踐項目的目標分解及達成，學生能夠具備專業基礎知識和基本專業技能，但如果對工程實踐的最終目標不甚明了，也很難把握學習的重點。因此，應建立工程實踐教學的多目標培養體系，使學生明白為什么要學習該內容，以及學習該內容的最終目標是什么，以便學生根據自身特點進行自我提升。“六層電梯應用教學系統”的多目標培養體系如圖1所示。

2.3 總目標的達成

工程實踐的最終目標是培養學生包括基礎知識能力、專業知識及應用能力、個人素質、職業能力、人際交往能力等在內的的綜合能力。將這些能力細化為各個實踐項目的小目標，再融合構成多目標培養體系，目的是使學生明白“為什么學”。工程實踐教學的總目標可歸納為知識、能力、素質3個方面，如圖2所示。

圖1“六層電梯應用教學系統”多目標培養體系圖

結合工程實踐教學實際情況，以學習目標、學習成果為導向，鼓勵以學生為中心的自主學習，培養學生的綜合設計和研究開發能力、拓展知識和終身學習能力，以及管理時間、自我約束能力。此外，通過引領學生利用各種渠道進行文獻查閱，培養學生的中英文文獻檢索能力；通過相互交流及團隊協作，提高學生的職業道德及社會責任感；通過深入工廠，幫助學生理解社會環境對電氣工程設計的影響。

3 組織過程和評價體系

3.1 組織過程

不同于傳統實驗教學，工程實踐教學改革強調學生自主學習，指導教師只提供基本的設計思路。學生通過查找資料、深入工廠等，最終確定設計方案，完成設計任務。工程實踐教學流程如圖3所示，包括以下主要環節：

（1）團隊創建。學生自由組合，每組人數不超過5人，設組長一名。

（2）選題。選定實踐課題，由指導教師下達實踐任務書。學生通過查找資料和走訪相關設備廠家，調查、了解相關設備的機械結構、電氣結構及其工作原理。

（3）方案設計及實施。通過小組討論產生設計方案，交由指導教師審核后，進入具體設計階段，并鼓勵學生根據實際情況加以拓展。整個過程中，學生定期向指導教師匯報學習成果及實訓進度，同時將遇到的困難進行集體討論，并在教師幫助下解決。最后經過反復調試，完成最終設計。

（4）驗收階段。分組進行現場操作和答辯，并提交紙質報告。

圖3 工程實踐教學流程

3.2 過程監督及評價體系

OBE理念還強調過程監督和教學評價。

全程監督對把控進度、督促學生、提高質量有積極作用。首先，采用小組學生共建，組內成員相互監督。其次，各組組長每周以PPT形式匯報設計的總體進度、工作成果及所遇到的問題，指導教師給出意見建議。再次，各組組員每周提交各自在本周所承擔的工作內容、實訓數據記錄及實驗成果分析的紙質材料，指導教師進行嚴格把關，對未實際參與實踐過程的學生提出警告，并勒令其改進。

實訓完成后要進行實踐成果答辯。答辯以現場設備操作演示為主，指導教師通過提問檢驗學生學習成果，并根據答辯情況及工作完成度進行打分。最后，學生根據指導教師的意見，完善設計方案，提交紙質報告。

學生工程實踐的個人成績評價依據組內成員打分、平時考核、答辯操作、實踐報告等方面情況，采用優秀、良好、中等、合格以及不合格等5個等級。六層電梯實訓的具體評價標準如表2所示。

3.3 改革效果

工程實踐教學改革前后學生表現情況對比如表3所示。其中，學生主動參與度根據考勤情況及提交的實踐報告總結得出，學生滿意度由問卷調查得出；改革前后學生實踐成績對比情況如表4所示。

表2 六層電梯實例成績評價標準

表3 工程實踐教學改革前后學生表現情況對比

表4 綜合實訓教學改革前后學生成績情況對比

4 結語

工程實踐教學是工科專業本科教學的重要內容，將OBE理念引入工程實踐教學是一次積極嘗試。具體來說，是從OBE理念強調的4個問題入手，對工程實踐教學項目進行分解，提出每個實踐項目的小目標，并將教學培養目標融入教學過程中，同時建立有效的過程監控和評價體系。

實踐表明，該教學改革充分調動了學生的積極性和主動性，提高了學生的個人素質和能力，為學生今后的學習和工作打下了良好的基礎。

[1] 吳濤，尤卓煒.適應新工科建設的機電專業實踐教學改革與探索[J].實驗室研究與探索，2018, 37(12): 209–212.

[2] 屈召貴，周永強.應用型本科電子信息工程專業實踐教學體系探索[J].實驗室研究與探索，2018, 37(12): 240–244.

[3] 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.

[4] 趙巍，劉夢瑩，劉學斌，等.基于OBE理念的虛實結合實訓教學體系實踐[J].實驗技術與管理，2018, 35(03): 185-189, 232.

[5] 周春月，劉穎，張洪婷，等.基于產出導向OBE的階梯式實踐教學研究[J].實驗室研究與探索，2016, 35(11): 206-208, 220.

[6] 吳秋鳳，李洪俠，沈楊.基于OBE視角的高等工程類專業教學改革研究[J].教育探索，2016(05): 97–100.

[7] 韓同樣，劉志明，胡燕士，等.開放式工程訓練與OBE教學模式探索[J].實驗技術與管理，2016, 33(5): 174–177.

[8] 周春月，劉穎，姚東偉，等. OBE理念下的本科生畢業實習創新[J].實驗技術與管理，2016, 33(10): 19–22.

[9] 閔永智，李紅，王秀華.電氣工程專業研究性實驗教學新模式探索[J].實驗技術與管理，2015,32(12): 177–179.

[10] 文俊浩，徐玲，熊慶宇，等.漸進性階梯式工程實踐教學體系的構造[J].高等工程教育研究，2014(1): 159–162, 180.

[11] 張今朝. GE可編程控制技術實踐教程[M].上海：上海交通大學出版社，2018.

Reform and practice of engineering practical teaching with operability and target refinement based on OBE concept

DAI Ting, ZHU Haiyan, ZHANG Jinzhao, WANG Anhong, ZHU He, LI Hongwu

(College of Mechanical and Electrical engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

In view of the problems existing in engineering practical teaching in local colleges and universities, this paper puts forward the teaching methods and measures of “Subdividing and operable” target refinement based on OBE concept. By taking “Teaching system for six-storey elevator application” as an example, a target teaching system with “Small objectives-multiple objectives-general objectives” is established, the target completion degree in the teaching process is strictly controlled, and the whole process is effectively monitored and evaluated.

OBE concept; engineering practical teaching; evaluation system

G642.0

A

1002-4956(2019)10-0211-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.051

2019-03-12

浙江省“十三五”第一批教學改革研究項目（jg20180241）；浙江省科技廳軟科學項目（2017C35065）

戴婷（1989—），女，江蘇泰州，碩士，助理實驗師，研究方向為實踐教學改革、實踐教學管理。E-mail: 1010308502@qq.com