OBE理念下機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)模式研究

李東亞 蘇家兵 吳一帆

[摘 要] 針對應(yīng)用型本科生在專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)中如何提高專業(yè)技能和創(chuàng)新能力，在教學(xué)過程中如何以學(xué)生為中心和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、自主學(xué)習(xí)能力等問題，結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程特點，在OBE教育模式下，教學(xué)過程中堅持“以人為本，多元培養(yǎng)”的培養(yǎng)模式，采用理實結(jié)合、開放實驗室、分層次、企業(yè)技能與學(xué)科競賽相結(jié)合的方式來提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，同時引入全過程的課程評價體系，對培養(yǎng)自動化專業(yè)學(xué)生的現(xiàn)代工程意識、創(chuàng)新意識和工程實踐能力，取得較好的人才培養(yǎng)效果，也為自動化專業(yè)課程體系的內(nèi)涵建設(shè)提供了新的思路。

[關(guān)鍵詞] 工程教育;創(chuàng)新意識;課程改革

[基金項目] 2020年度第二批蘇州高等職業(yè)教學(xué)教改研究課題“基于OBE理念的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程的改革與研究”（SGJGB0225）;2020年度江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究一般項目“基于OBE理念應(yīng)用型本科高校專業(yè)競賽的開展機(jī)制研究——以獨立學(xué)院為例”（2020SJA2330）

[作者簡介] 李東亞（1984—），男，山東棗莊人，碩士，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事現(xiàn)代制造技術(shù)研究;蘇家兵（1995—），男，安徽六安人，學(xué)士，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院技師，主要從事數(shù)控加工技術(shù)研究;吳一帆（1972—），男，江蘇蘇州人，學(xué)士，蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院高級技師，主要從事現(xiàn)代制造技術(shù)研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）20-0113-04? ? ? [收稿日期] 2021-02-28

基于OBE（Outcome-Based Education）的《華盛頓協(xié)議》和工程教育認(rèn)證，強(qiáng)調(diào)將“產(chǎn)出導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”“持續(xù)改進(jìn)”的教學(xué)理念貫穿人才培養(yǎng)全過程。OBE教育模式?jīng)]有指定具體的教學(xué)或評估方式，而是指出課程體系、實踐機(jī)會和評估方式應(yīng)幫助學(xué)生達(dá)到指定的產(chǎn)出目標(biāo)[1]。面向產(chǎn)出的OBE教育模式要求人才培養(yǎng)體系的每個環(huán)節(jié)都圍繞產(chǎn)出目標(biāo)進(jìn)行，每個學(xué)生都應(yīng)該在學(xué)習(xí)結(jié)束時達(dá)到一定的目標(biāo)[2]。在OBE理念指導(dǎo)下，深入分析學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，形成了“專業(yè)能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力”三階段教育模式，教學(xué)內(nèi)容堅持“實踐、應(yīng)用、創(chuàng)新”的工程教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程意識、創(chuàng)新意識和工程實踐能力，取得了較好的人才培養(yǎng)效果。

該課程目前在國內(nèi)大多高校基本上是以傳統(tǒng)的教學(xué)模式為主，以老師課程教學(xué)為主，按照書本上的章節(jié)按部就班地講課，多側(cè)重理論知識的學(xué)習(xí)，相關(guān)教材更新不及時，教學(xué)內(nèi)容多年不變，教學(xué)手段多用PPT課件和相關(guān)視頻傳授知識，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低、效果差，嚴(yán)重影響培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。實驗教學(xué)方面以參觀相關(guān)實驗室為主，很少讓學(xué)生動手操作，即使課程設(shè)置了相關(guān)實驗課程，實驗設(shè)備也相對較少，無法滿足每個學(xué)生訓(xùn)練所需的設(shè)備，即使有學(xué)生對其感興趣也是自主學(xué)習(xí)。部分專業(yè)教師提出：在以成果導(dǎo)向為目標(biāo)的教學(xué)模式下，教師要實現(xiàn)設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，需要以學(xué)生要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)為基礎(chǔ)制訂相應(yīng)的教學(xué)計劃，可以針對不同基礎(chǔ)和類型的學(xué)生進(jìn)行區(qū)別對待，實時調(diào)整教學(xué)方案，使其達(dá)到成果導(dǎo)向這一最終目標(biāo)。驅(qū)動教育系統(tǒng)運作的動力不再是教科書或教師的經(jīng)驗，而是學(xué)生的產(chǎn)出，這與以內(nèi)容驅(qū)動和重視投入的傳統(tǒng)教育模式形成鮮明對比。通過結(jié)果導(dǎo)向，學(xué)生和老師能夠快速實現(xiàn)學(xué)習(xí)和教學(xué)目標(biāo)，真正實現(xiàn)學(xué)以致用[3]。

一、研究方法

OBE的教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，其核心理念是根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，劃分不同的學(xué)習(xí)結(jié)果[4]。OBE的教學(xué)體系應(yīng)該是逆向性的，重視學(xué)習(xí)成果的封閉式循環(huán)，同時又以學(xué)生未來就業(yè)環(huán)境中應(yīng)獲取的成果為終極目標(biāo)。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程，作為機(jī)械工程和機(jī)械電子工程專業(yè)技能課，是以探索者/慧魚機(jī)器人和“互聯(lián)網(wǎng)+中國制造2025”產(chǎn)教融合創(chuàng)新基地為平臺開設(shè)的課程。它采用項目式教學(xué)方式，設(shè)計“真實項目引領(lǐng)、理實一體”的課程內(nèi)容，走出傳統(tǒng)的“理論與實踐脫節(jié)”的困境，構(gòu)建“線下教學(xué)與線上教學(xué)相結(jié)合”的混合教學(xué)模式。通過探索者/慧魚系列構(gòu)件和控制器完成構(gòu)思→設(shè)計→實現(xiàn)（優(yōu)化）→運作（創(chuàng)新）四步教學(xué)法，教學(xué)內(nèi)容以項目為載體，引入企業(yè)的真實案例作為教學(xué)內(nèi)容，使工作任務(wù)課程化，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為基礎(chǔ)項目、應(yīng)用項目、綜合項目、拓展項目，教學(xué)實施方法（見圖1）。通過課程改革，培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計、創(chuàng)新、邏輯思維、表達(dá)和工程實踐技能，使其達(dá)到工程技術(shù)人員必備的基本素質(zhì)。

二、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

以工作過程為導(dǎo)向重構(gòu)課程內(nèi)容，按照應(yīng)用型模式開展教學(xué)活動，以理論知識（創(chuàng)新方法及應(yīng)用案例的學(xué)習(xí)）為基礎(chǔ)（見圖2）。基于慧魚、探索者和履帶機(jī)器人平臺，采用項目式案例開展實踐教學(xué)（見圖3）。以理論教學(xué)、實踐教學(xué)、企業(yè)項目、專業(yè)競賽相結(jié)合的方式設(shè)計教學(xué)內(nèi)容[5]，理論教學(xué)與實踐教學(xué)交叉開展，教學(xué)內(nèi)容更具模塊化。學(xué)生可以根據(jù)能力和興趣選擇適合自己的課程內(nèi)容進(jìn)行組合，改變以課堂教師主講的教學(xué)模式，變?yōu)橐浴敖獭睘橹飨蛑亍皩W(xué)”為主、以“我講”為主到“你講”為主、走出“教室”到走進(jìn)“企業(yè)”為主的教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容按照機(jī)器的組成及機(jī)械系統(tǒng)、運動系統(tǒng)的方案設(shè)計流程（企業(yè)一般采用的設(shè)計流程）進(jìn)行重構(gòu)。按照應(yīng)用型課程模式設(shè)置情境，情境1為手動控制的機(jī)器（常用機(jī)構(gòu)組合），情境2為自動控制的機(jī)器，情境3為智能控制的機(jī)器。教學(xué)內(nèi)容融合校內(nèi)、省級、國家級競賽和企業(yè)橫向課題，使課程按照應(yīng)用型模式建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力（探索者/慧魚/履帶機(jī)器人平臺）、實踐能力（校內(nèi)企業(yè)技能競賽）、應(yīng)用能力（橫向課題）和創(chuàng)新能力（省級/國家級競賽主題）。

三、多種教學(xué)方法相融合

1.理實相結(jié)合。打破常規(guī)的教學(xué)模式，讓理論課走進(jìn)實驗室，以具體項目為載體進(jìn)行引導(dǎo)式教學(xué)，采取教師講→學(xué)生做→學(xué)生講→教師講的循環(huán)授課模式，教學(xué)內(nèi)容由簡單到復(fù)雜，學(xué)習(xí)內(nèi)容循序漸進(jìn)，能力要求逐步提高。基礎(chǔ)項目由教師講解、學(xué)生跟著做的方式教學(xué);應(yīng)用項目由教師指導(dǎo)、學(xué)生學(xué)著做的方式教學(xué);綜合項目由教師引導(dǎo)、學(xué)生獨立做的方式教學(xué);拓展項目由企業(yè)工程師、教師和學(xué)生探討，學(xué)生獨立做的方式教學(xué)。