基于OBE理念的機械類專業“一主雙翼”教學體系構建與實踐

張小奇，仲夢媛，馮英浩

(長春師范大學工程學院，吉林 長春 130032)

成果導向教育(OBE)是一種“以學生為本”的教育，圍繞學生受教育后所獲得的知識、能力和素養開展各項教育活動和教學過程，以學生的學習結果界定培養目標、評價人才培養質量，這與培養工程技術人才的工程教育的本質和理念不謀而合[1-2]。機械類專業具有鮮明的工程特色，主要培養從事機械行業領域內設計、制造、檢修、運營管理等方面工作的工程技術人才，要求培養的學生具備基本工程實踐能力、專業知識綜合運用能力，強調教育產出，即學生能學到什么、做到什么，特別是學生畢業后在相關工作崗位上的勝任能力。因此，將OBE理念融入人才培養過程，構建符合機械類專業特點、符合企業發展需求、符合學生畢業后職業發展需求的人才培養模式并落到實處尤為重要。長春師范大學工程學院開設機械設計制造及其自動化、車輛工程兩個機械類專業，以培養應用型工程技術人才為培養目標，針對地方高師院校機械類專業特點與實際情況，在 “雙坐標”人才培養模式下，構建“一主雙翼”教學體系，以期提高應用型人才培養質量，提高畢業生與社會需求的契合度，提高畢業生對工作崗位的適應速度。

1 機械類專業人才培養現狀

目前，我國高等院校的工程教育大多仍采用以知識為導向、教師為主體的課程體系和教學方式，學生仍在被動地接受教師的知識灌輸，并將通過課程考試作為培養質量的主要評價依據，導致培養的工程技術人員解決實際工程問題的能力相對較弱，即學生將理論知識轉化為工程實踐的能力及將創新思維和系統化思維應用于工程實踐的能力有所欠缺。為解決上述問題，國內高校針對人才培養模式進行了系列改革。其中，OBE理念與機械類專業的人才培養理念相契合，獲得了國內高校管理者的認同，各類相關研究(人才培養模式研究、課程建設與改革研究等)在此基礎上有序開展。例如，汕頭大學面向工程教育開展CDIO-OBE人才培養模式研究[1]；東莞理工學院基于OBE理念針對機械設計課程群開展建設與改革[3]；上海理工大學基于成果導向開展機械工程創新人才培養模式研究[4]；武漢輕工大學開展機械類應用型創新人才培養模式研究與實踐[5]；燕山大學針對機械設計工程師所需的知識、能力、素質，將OBE理念與CDIO教學模式相結合，構建以項目為主線的項目課程群，實現項目-課程-畢業設計有機聯動等[6]。地方高師院校機械類專業由于起步晚、工科辦學經驗不足、受師范教育傳統辦學思維方式的影響等原因，在發展過程中存在一些比較突出的問題。例如，人才培養規格與企業人才需求之間存在差異，教育教學理念更偏重師范類專業的教育教學理念等。OBE理念的模式和操作與工程應用型人才的培養要求在很多方面不謀而合，因此，以OBE理念為基礎，創新性地打造符合地方高師院校實際情況、符合機械類專業特點、符合高等教育發展規律、符合行業企業需求的人才培養模式是實現高質量現代工程技術人才培養的必然要求。

2 機械類專業“一主雙翼”教學體系

長春師范大學工程學院與多家企業開展校企深度合作，以OBE理念為基礎，以“自頂向下、反向設計”為原則，借助地方高師院校在人文、自然科學領域的優勢，圍繞工程核心能力培養，在“知識坐標+能力坐標”的“雙坐標”人才培養模式下，構建“一主雙翼”的教學體系。

2.1 機械類專業人才培養目標及基本要求

由于各類高校的定位不同，相應的人才培養目標也有所不同。長春師范大學是省屬地方高校，主要為地方經濟發展培養應用型人才。工程學院作為工科學院，以培養各類應用型工程技術人才為主要目標，在與企業深度合作的過程中逐步明確現場技術實施型工作是機械類專業畢業生3～5年內所從事的主要工作。根據現場技術實施型工作崗位要求所對應的工程知識、工程能力、通用技能及工程態度要求，預期學生畢業5年左右，在社會與專業領域能夠達成以下目標：(1)具有良好的道德品行和職業修養，具有較強的崗位責任感，能夠恪守職業道德；同時能夠正確認識工程實踐對客觀世界和社會的影響，并承擔應盡的社會責任；(2)結合專業方向，熟悉機械設計制造及其自動化專業領域內的行業發展架構，了解行業發展趨勢，能以法律、社會、環境和經濟等方面的寬廣視角了解行業知識、技能需求；并對應需求，儲備一定的數學、自然科學、工程基礎知識和機械工程專業知識，積累較為豐富的機械工程領域的從業經驗；(3)基本完成個人職業發展的定位，明確適合自身的職業發展方向，對未來的職業發展規劃有清晰認知；(4)具備較強的自我學習能力和實踐能力，能夠有效、快速地應對日常工作，對復雜工程問題進行識別分析和提出解決方案；(5)具備一定的創新性潛質，能夠從事具有一定技術廣度和技術深度的機械設計制造及其自動化類相關的科學研究與應用、技術開發與測試、工程設計與實施，并能夠正確選擇使用工程工具進行工程經濟技術評價；(6)能夠順利開展項目的組織規劃、生產的協調與管理，具備質量意識和質量保證能力，表現出較強的管理規劃、執行組織、溝通表達和團隊協作能力。參照工程教育12條畢業要求，構建畢業要求與培養目標(知識和能力)對應關系矩陣(以機械設計制造及其自動化專業為例)。其中，在工程知識方面需滿足目標2、目標5，在問題分析方面需滿足目標3、目標4，在設計/開發解決方案的能力方面需滿足目標3、目標4，在研究方面需滿足目標5，在使用現代工具方面需滿足目標5，在工程與社會方面需滿足目標1，在環境和可持續發展方面需滿足目標1，在職業規范方面需滿足目標1，在個人與團隊方面需滿足目標2、目標3、目標4、目標6，在溝通方面需滿足目標6，在項目管理方面需滿足目標6，終身學習方面需滿足目標2、目標4。

2.2 機械類專業“雙坐標”人才培養模式

在上述研究基礎上，以符合地方高師院校發展實際、符合機械類專業特點、符合高等教育發展規律、符合行業企業人才需求以及符合學生職業發展需求為根本出發點，校企合作協同育人，從知識、能力與素質三個方面著手，構建以立德樹人為根本、工程能力培養為核心的“知識坐標+能力坐標”的“雙坐標”人才培養模式，如圖1所示。在構建 “知識坐標”與“能力坐標”的同時，將素質培養貫穿始終，實現素質培養的全過程與全覆蓋，確保學生在畢業后3～5年達到對應的6個培養目標要求。

圖1 機械類專業“雙坐標”人才培養模式

2.3 “雙坐標”模式下的“一主雙翼”教學體系

在素質培養覆蓋人才培養全過程基礎上，構建以工程能力培養為主線、“三平臺”理論教學體系和“三線制”實踐教學體系為兩翼的“一主雙翼”教學體系。

2.3.1 構建培養學生專業知識基礎的“三平臺”理論教學體系

以工程核心能力培養為目標，在課內課外相結合、校內校外相結合的基礎上，構建包括專業基礎課程平臺(力學、電學、圖學、材材料)、專業核心課程平臺(機械設計、機械原理、公差與測量)、專業方向課程平臺(各專業方向課程)的地方高師院校機械類專業“三平臺”理論課程教學體系(圖2)，由淺到深、由易到難、由點到面，構建相互支撐、逐步遞進的理論課程體系，形成構筑學生理論基礎的“知識坐標”。

圖2 “三平臺”理論課程教學體系

在課程建設方面，鼓勵教師與行業企業開展校企深度合作。在符合專業人才培養目標基礎上，共同完成課程目標的制定、教學內容的重構、教學方法的改進、考核方式的調整等工作。通過多角度的協同發展，一方面，為學生工程實踐能力的培養和提高筑牢理論基礎，確保學生在面對各類實際問題時擁有足夠的知識儲備，并且能夠靈活運用所學知識有效解決各類問題；另一方面，為學生所學知識的時效性提供有效保障，使教學內容與行業企業崗位要求緊密相連，確保學生所學知識與行業企業發展需求緊密相連。經過全院師生的共同努力，現代工程圖學課程被評為省級校企合作開發課程。

2.3.2 構建培養學生專業能力基礎的“三線制”實踐教學體系

以“三平臺”理論課程教學體系為基礎，構建符合機械類專業應用型工程技術畢業生12條工程教育專業認證標準的“三線制”實踐教學體系(圖3)，即培養學生專業基本技能的技能訓練平臺、培養學生專業創新能力的創新競賽平臺、培養學生專業實踐能力的工程實踐平臺，構筑學生實踐能力的“能力坐標”。

圖3 “三線制”實踐教學體系

同時，堅持人才培養過程中的三個“不斷線”，即“技能訓練不斷線、創新競賽不斷線、工程實踐不斷線”。在專業基本技能培養方面，分別針對機械類專業所應掌握的繪圖技能、數控加工技能等基本技能，由第一學年至第四學年，分階段、分難度、分內容，遵循由易到難、由淺到深的原則開展專業技能訓練，將其貫穿于學生學習的始終，實現技能訓練不斷線；在專業創新能力培養方面，以創造性思維與創新方法訓練、機械產品數字化設計綜合訓練、機械創新設計綜合訓練等為基礎，通過全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽、全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、全國大學生電子設計競賽等，培養學生的創新能力，實現創新競賽不斷線；在專業實踐能力培養方面，同樣由第一學年開始至第四學年，按照實習目的與內容的不同，將認識實習、金工實習以及專業實習等貫穿于學生學習過程的始終，確保學生在學習期間與企業之間的交流、對企業的認識等始終不斷線，實現校內學習與企業實踐的良性循環，實現工程實踐不斷線。

2.4 打造“1+2+1”模式的專業師資隊伍

機械類專業“雙坐標”人才培養模式以OBE理念為基礎，注重培養結果，即學生在畢業3～5年后在社會與專業領域中的專業目標達成度。其中，專業的師資隊伍是實現人才培養目標的重要因素之一，也是專業建設和發展的核心。基于OBE理念，結合機械類專業特點和對知識、素質、能力的要求，從課內教學、課外訓練等方面開展多種形式的教學模式、教學方法改革，實現因人施教、因材施教、因課施教的個性化教學。從學生專業知識學習與專業實踐能力培養兩個角度出發，在建設專業理論課教學團隊的基礎上，進一步打造符合機械類專業工程教育發展需求的校內實踐雙導師(校內創新導師和校內實訓導師)和校外企業技術人員的實踐教學團隊，形成“1+2+1”模式的專業師資隊伍，將實踐能力培養貫穿于學生學習始終，在學生理論知識學習、實踐技能訓練、創新能力訓練、工程實踐訓練方面開展聯合培養。

在“雙坐標”模式下引進行業企業中的各類技術人員。行業企業技術人員一方面與校內教師共同針對行業企業中相應崗位需求進行分析，根據崗位需求明確知識與技能要求，在此基礎上制定課程目標，明確教學內容，改善教學方法；另一方面，根據人才培養目標與方案要求，指導學生進行企業實習、實訓等各項實踐活動。在人才培養過程中既兼顧高等教育規律、機械類專業特點，又考慮行業企業實際需求以及學生職業發展規劃，打造由專業負責人、課程負責人、課程主講教師以及行業企業專家共同組成的專業師資隊伍。

在引入行業企業工程技術人員參與人才培養過程，豐富師資隊伍構成的同時，聘請經驗豐富的企業技術人員作為校內專業教師的校外實踐導師。鼓勵教師深入行業企業，增加實踐經驗，了解行業企業技術發展動態，在實踐中培養工程意識和工程素養，將專業教師培養成既能勝任理論教學又能指導學生實踐的“雙師型”教師。

3 結語

在“雙坐標”人才培養模式下，以OBE理念為基礎，以學生畢業后3～5年應達到的要求為目標，從知識坐標和能力坐標兩個方面著手培養學生的工程意識、工程素養和工程能力。在素質培養覆蓋人才培養全過程的基礎上，構建了以工程能力培養為主線、“三平臺”理論教學體系和“三線制”實踐教學體系為兩翼的“一主雙翼”教學體系。經過近些年的不斷實踐與改進，長春師范大學工程學院學生在校期間成績顯著，畢業后在企業崗位上適應能力、可持續發展能力等均有顯著提高。