工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下OBE人才培養(yǎng)模式研究

郭紅，陳維民，劉勝輝

(哈爾濱理工大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150080)

1 工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念

以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)是工程教育專業(yè)認(rèn)證的3 個核心理念[1]。3 個核心理念對課程設(shè)置、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)改革以及畢業(yè)要求等都起著至關(guān)重要的作用。全體學(xué)生是工程教育的中心點，培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求是工程教育的導(dǎo)向，通過相應(yīng)條件，如課程體系、師資等進(jìn)行教學(xué)的有效實施，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。

以O(shè)BE 開展的教學(xué)以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和達(dá)成度為導(dǎo)向，具有學(xué)習(xí)結(jié)果明確性的特點，具體為學(xué)生對所學(xué)的理論知識能運用于實踐并滿足一定的達(dá)成度。“反向設(shè)計，正向施工”是OBE 理念的核心[2]，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為出發(fā)點，合理設(shè)計課程大綱和培養(yǎng)方案，從而制定相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和方法，并對學(xué)生的畢業(yè)達(dá)成度進(jìn)行考核。

作為OBE 人才培養(yǎng)模式重要部分的持續(xù)改進(jìn)（CQI）理念對工程教育認(rèn)證中的各個環(huán)節(jié)，如培養(yǎng)方案、 專業(yè)設(shè)置、 課程設(shè)計等都起到了很重要的作用。CQI 以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為目的[3]。

2 我國高等工程教育人才培養(yǎng)存在的問題

以下從學(xué)生、高校、教師和企業(yè)4 個層面來分析已存在的問題。

2.1 學(xué)生培養(yǎng)模式單一

傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式以教為主，學(xué)生被動接受，這使得各高校培養(yǎng)學(xué)生的模式相似，缺乏多樣性和有效性。學(xué)生在單一模式的培養(yǎng)下，缺乏工程實踐能力和創(chuàng)新能力，不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的多變性。

2.2 課程設(shè)置內(nèi)容滯后

工科專業(yè)的課程設(shè)置很少考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實要求，其調(diào)整上基本遵循知識邏輯，這導(dǎo)致專業(yè)設(shè)置與市場匹配度欠缺，靈活性降低[4]。

2.3 師資隊伍培訓(xùn)機(jī)制有待完善

高校教師應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的、持續(xù)的教學(xué)培訓(xùn)，以達(dá)到在一定程度上提高教師教學(xué)能力的目的。同時工科教師一般都是畢業(yè)直接進(jìn)高校上班，缺乏企業(yè)經(jīng)驗，工程實踐能力明顯不足。學(xué)生的工程創(chuàng)新能力在一定程度上是由教師的工程背景經(jīng)驗決定的，所以教師的企業(yè)工作經(jīng)歷對學(xué)生工程實踐能力的提高很有幫助，應(yīng)當(dāng)完善對于師資隊伍的培訓(xùn)機(jī)制。

2.4 學(xué)生的能力發(fā)展不均衡

“重理論、輕實踐”是我國傳統(tǒng)人才的培養(yǎng)模式，這種模式對生產(chǎn)實習(xí)、 課程設(shè)計和金工實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)重視程度不高。實踐課時所占比例較國外高校低，這對學(xué)生工程實踐能力的提高不利，造成學(xué)生能力發(fā)展不均衡的局面。

2.5 校企合作薄弱

校企合作可以使學(xué)生在學(xué)校期間提前熟悉企業(yè)環(huán)境與文化，了解企業(yè)的基本生產(chǎn)流程，參與企業(yè)工程項目的各個流程等。因此，企業(yè)實習(xí)是提高學(xué)生工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。

2.6 師資隊伍管理與考核評價機(jī)制有待完善

工科教師在隊伍管理和考核評價機(jī)制上都存在一定的問題。因為工科專任教師有很大一部分從非師范學(xué)校畢業(yè)，缺乏教學(xué)能力方面的培訓(xùn)。雖然對新進(jìn)教師會有相應(yīng)的教學(xué)培訓(xùn)，但持續(xù)培訓(xùn)才能促進(jìn)教師不斷成長進(jìn)步，提高教學(xué)水平。現(xiàn)階段高校對于工科教師的考核評價標(biāo)準(zhǔn)多為科研能力的評定，包括論文、項目、編著、專利等學(xué)術(shù)科研成果，而忽視工科教師的實踐能力和企業(yè)經(jīng)驗，同時對技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化等的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。學(xué)生在校期間的工程實踐能力、 創(chuàng)新動手能力在今后的就業(yè)和工作中尤為重要，作為他們?nèi)松缆芬啡说拇髮W(xué)教師是否具有工程背景和工程經(jīng)驗的重要性就尤為突出。因此，對現(xiàn)今高校以論文等科研成果作為教師業(yè)務(wù)的評價標(biāo)準(zhǔn)，以理論考試成績作為學(xué)習(xí)成績的最終衡量標(biāo)準(zhǔn)都是不全面的。這樣雖然可以提高學(xué)生對理論知識的重視，卻在一定程度上忽略了工程實踐和創(chuàng)新動手能力對提高教師工程實踐水平和學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的關(guān)鍵作用[5]。

2.7 教師教學(xué)投入和能力提升亟待加強(qiáng)

現(xiàn)今很多高校在教師教學(xué)中的投入，尤其是深層投入明顯不足，特別是教學(xué)研究和改革這兩方面。這就要求教師要深層次地投入到教學(xué)研究中，積極主動地參與教學(xué)改革，這樣可以很大幅度地提升教學(xué)質(zhì)量，提高教師能力。

3 OBE 工程人才培養(yǎng)模式的改進(jìn)策略

根據(jù)工程教育認(rèn)證核心理念，以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為例，提出以下幾點改進(jìn)對策。

3.1 引入“36550 框架”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)大綱

作為軟件工程專業(yè)核心課程之一的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”有理論性、設(shè)計性與實踐性相結(jié)合的特點。依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，課程大綱的設(shè)置應(yīng)遵循該課程在“課程支撐畢業(yè)要求”矩陣圖中的支撐點，由此設(shè)置的課程大綱形象地描述了從矩陣圖中領(lǐng)取任務(wù)，隨之的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段制定就是為了完成該“任務(wù)”。

在OBE 理念的指引下，“以學(xué)生為中心”是人才培養(yǎng)模式的出發(fā)點，因此促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)是課程教學(xué)設(shè)計改革的目標(biāo)。把學(xué)習(xí)效果作為效果檢驗的主要依據(jù)，以“36550”框架作為課程教學(xué)設(shè)計基本原則進(jìn)行教學(xué)大綱設(shè)計，并作為教學(xué)大綱設(shè)計好與壞的評價工具?！?6550”框架是“3-6-5-5-10”的縮寫，即新三中心、布魯姆六類認(rèn)知模型、課程五要素邏輯依賴關(guān)系、 積極學(xué)習(xí)五要素和有效學(xué)習(xí)十法?！?6550”框架如表1 所示。

表1 36550 框架

在“36550”框架下，根據(jù)課程目標(biāo)、學(xué)生特點、教學(xué)目的和教學(xué)環(huán)境等具體情況選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式和方法。

3.2 OBE 理念融入課程體系構(gòu)建

課程體系的構(gòu)建要以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)。教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論知識與算法設(shè)計方法，結(jié)合OBE 理念教學(xué)手段，以啟發(fā)式和互動式為主，以問題驅(qū)動來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性?？傊n程體系的構(gòu)建要以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、激發(fā)創(chuàng)新意識、提高工程實踐能力為目的，通過實踐鞏固理論知識，通過自學(xué)擴(kuò)充知識結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到由被動接受向主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。采用線上、線下多種授課方式，可在網(wǎng)上設(shè)立交互平臺，對學(xué)習(xí)過程中存在的具體問題通過交流的方式得以及時解決。教學(xué)大綱中綜合設(shè)計性實踐學(xué)時在一定程度上應(yīng)給予增加[6]。通過理論講授和實踐的互相補(bǔ)充，以及講授過程中的典型案例展開啟發(fā)式教學(xué)等多種方式來形成本課程的OBE 課程體系。

3.3 以布魯姆模型構(gòu)建教學(xué)設(shè)計

圖1 為新布魯姆教育目標(biāo)模型。從教學(xué)過程中看，知識的記憶及理解主要應(yīng)由理論教學(xué)實現(xiàn)，大力推廣“課前閱讀、課中討論、課后大作業(yè)”的課堂教學(xué)方式。為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，在課堂教學(xué)和設(shè)計中，要考慮以下幾點：（1）對象的真實性；（2）知識的有用性；（3）任務(wù)的挑戰(zhàn)性；（4）活動的互動性；（5）過程的社會性。

圖1 新布魯姆教育目標(biāo)模型

3.4 以O(shè)BE 教育理念建立課程評價體系

工程教育認(rèn)證要求各課程環(huán)節(jié)的達(dá)成度是學(xué)生是否達(dá)到畢業(yè)要求的基礎(chǔ)，OBE 教育理念根據(jù)社會對工程人才的需求，改進(jìn)教育目標(biāo)以及調(diào)整課程模式。制定各教學(xué)環(huán)節(jié)清晰評價體系的依據(jù)。課程評價方式應(yīng)具有如下特點：（1）科學(xué)性；（2）合理性；（3）真實性。好的課程評價體系為教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。

3.5 基于CDIO 的教學(xué)環(huán)境創(chuàng)建

良好的互動教學(xué)環(huán)境對教師和學(xué)生、 學(xué)生和學(xué)生之間的教學(xué)互動起到了重要的促進(jìn)作用。同時，在教師所創(chuàng)設(shè)的特定環(huán)境中，學(xué)生可以通過持續(xù)地學(xué)習(xí)不斷地提升自己的知識水平。教學(xué)環(huán)境可以通過線上和線下兩種形式展現(xiàn)。其中，線上教學(xué)的側(cè)重點是通過各種形式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和在線互動來獲取知識。主要表現(xiàn)為O2O 課程、微課視頻、線上討論等教學(xué)形式； 線下教學(xué)的側(cè)重點是通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行面對面的師生交流來獲取知識，主要表現(xiàn)為課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、線下討論等活動形式。二者相輔相成，相互融合，且沒有獨立的界限。圖2 為互動環(huán)境下線上與線下教學(xué)的示意圖。

圖2 互動環(huán)境下線上、線下教學(xué)示意圖

在工程教育認(rèn)證的背景下，學(xué)生作為主體，要摒棄傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，主動學(xué)習(xí)知識、接受知識。應(yīng)由被動接受者向主動構(gòu)建者轉(zhuǎn)變，切實保證學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位要做到以下幾點：（1）學(xué)生對理論學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)要主動、自覺，積極地參與到其過程中，并熟練掌握工科專業(yè)的學(xué)習(xí)方法與技能；（2）學(xué)生要合理規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)，制訂相應(yīng)教學(xué)計劃，按照自身情況安排學(xué)習(xí)時間及地點，同時做好對于教學(xué)視頻的選擇及教學(xué)進(jìn)度的把控，依據(jù)興趣愛好、知識構(gòu)建水平等進(jìn)行選擇。（3）學(xué)生可以通過組織互動學(xué)習(xí)小組的形式將自己在線上線下教學(xué)活動中所獲得的學(xué)習(xí)成果與經(jīng)驗進(jìn)行交流、討論與分享。

3.6 依據(jù)ADDIE 模型建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

ADDIE 課程模型將整個課程教學(xué)過程分為5個階段，如圖3 所示。5 個過程循環(huán)往復(fù)、持續(xù)改進(jìn)。為了有效提高“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)質(zhì)量，更好地滿足企業(yè)對軟件工程專業(yè)畢業(yè)生在算法設(shè)計和應(yīng)用能力的需求，可以定期對企業(yè)專家做問卷調(diào)查或召開座談會，按照企業(yè)專家提出的建議對課程教學(xué)內(nèi)容、實踐項目以及學(xué)時安排等進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

圖3 ADDIE 模型

3.7 基于OBE 的有效考核評價機(jī)制

有效的考核評價機(jī)制可以作為對畢業(yè)要求的支撐。有效的課程考核應(yīng)包括完整的過程考核，各過程考核環(huán)節(jié)都應(yīng)具有明確的標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)學(xué)生有效地“學(xué)”作為考核的目的，從多維度進(jìn)行考核，通過考試等環(huán)節(jié)來考查學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)程度。因此，如何設(shè)計考核方式，制定明確的評分標(biāo)準(zhǔn)是有效考核評價機(jī)制的重要環(huán)節(jié)。以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為例，遵循OBE 理念，其課程考核對課程目標(biāo)的支撐見表2。表中課程目標(biāo)的1、2、3、4 分別如下所示。

表2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程考核對課程目標(biāo)的支撐

（1）理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、計算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)對象的表示和特性，并能夠?qū)こ虇栴}建立合理的數(shù)據(jù)模型并求解。

（2）能夠識別、判斷軟件工程問題的數(shù)據(jù)元素及其相互關(guān)系，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法進(jìn)行表達(dá)。

（3）能夠針對工程問題設(shè)計數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法。

（4）能夠運用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的基本原理和基本方法，研究和分析復(fù)雜軟件工程問題的解決方案。

4 結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證可以促進(jìn)高校的專業(yè)建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。該文通過研究國內(nèi)外工程教育認(rèn)證背景下OBE 課程設(shè)置的有效途徑，借鑒其先進(jìn)的經(jīng)驗成果，提出在工程認(rèn)證背景下OBE 課程設(shè)置依據(jù)和參考思路。將36550 框架標(biāo)準(zhǔn)、ADDIE 課程模型等理論滲透到研究的過程中，在提出現(xiàn)階段我國OBE 工程人才培養(yǎng)模式所存在問題的基礎(chǔ)上給出建設(shè)性的解決方案。以工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)為切入點，對OBE 人才培養(yǎng)模式提出新思路。