OBE導向下兵器類專業教學改革研究
——以沈陽理工大學武器發射工程專業為例

胡明，潘夢菲，鮑雪，孫艷馥，盧熹

(沈陽理工大學 裝備工程學院，遼寧 沈陽 110159)

在新工業革命對工程教育質量的訴求與日俱增的背景下，為加強國家高等教育質量，使教學質量和培養效果進一步與國際接軌，教育部采取了多項重大舉措[1]。2015年我國工程教育專業認證協會頒布了《工程教育認證標準(2015版)》，并于2016年加入了國際本科工程學位互認協議——《華盛頓協議》[2]；2017年教育部發布第一個高等教育教學質量國家標準——《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》[3]，高等院校將工程教育專業認證作為教學改革和教育質量提升的重點方向。工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心、以成果為導向、以持續改進為手段，其中成果導向教育(Outcome-Based Education，OBE)理念貫穿于工程教育認證標準的始終，從1981年提出至今已成為多個國家工程教育改革的主流理念[4]。OBE理念具有廣泛的適應性，要求以學生的學習成果為最終目標，實現從“以教為中心”到“以學為中心”和從“知識體系為中心”到“能力達成為目標”的轉變。OBE導向下的工程教育是目標導向，遵循反向教學設計原則，即從需求(內部需求和外部需求)開始，由需求決定培養目標和畢業要求，再由人才培養目標和畢業要求改革專業教學體系。不同于傳統工程教育只滿足內部需求的正向教學設計，反向教學設計最大程度保證了教育目標與結果的一致性[5]。2019年教育部評估中心認證處副處長趙自強作了《重新審視認證，深刻理解認證，推動兵器類專業人才培養質量駛入快車道》主題報告，強調了兵器類專業認證的必要性、重要性和工作要求。在此背景下，沈陽理工大學武器發射工程專業應依據自身鮮明的兵器類專業特色，積極推進工程專業認證工作以達到相應的國家標準。開展相關專業建設和認證工作需先以武器專業現狀為基礎，分析教學改革需求，設定人才培養目標和畢業要求，并以OBE理念為導向修訂、實施高級應用型人才培養教學計劃[6-7]。

1 專業人才需求調查及分析

兵器類專業作為國防事業的重要組成部分，對我國軍事能力和國防能力的提升具有重要的作用[8]。根據國家對兵工人才和兵器行業發展的需求，多所兵工背景深厚的高校相繼開設了武器發射工程專業。該專業培養具有良好道德修養和高度社會責任感，較好地掌握專業基礎知識和基本技能，具有創新精神、創業意識和實踐能力的工程技術人才。畢業生能在兵器及相關領域從事系統設計、技術研發、產品制造、試驗測試、使用維護和技術管理等方面的工作。

沈陽理工大學于1951年開始創辦輕兵器專業和重兵器專業，專業調整后改稱武器發射工程專業，十幾年來為國家培養了大批高水平的武器發射類人才。通過多年的專業教學積累，發現武器發射工程專業的教學體系應不斷順應武器行業和區域經濟發展的需要，持續推進理論和實踐教學改革。為此，武器發射工程專業教師開展了一系列以學生為中心、以成果為導向的針對性教學改革工作，從內部(專業教師和在校生)、外部(用人單位和畢業生)兩方面群體開展了問卷調研，其結果可為武器發射工程人才需求分析提供更加科學的參考依據[9]。調研結果的最終評分為采用百分標準化后的得分。

1.1 調研內容

1.1.1 內部需求調研

調研武器專業授課教師15位，占比90%。調研內容包括授課滿意度、課程合理性、專業認知和引導、課程設置建議等。調研武器專業大一至大四在校生共149人，占全部在校生的近60%。調研內容包括教學滿意度、課程合理性、專業認知、課程設置建議等。力求通過內部調研獲悉目前教學環節中存在的問題，了解教師和學生對相關課程設置的傾向性和建議，從而根據內部改革需求調整專業課程體系。

1.1.2 外部需求調研

調研武器類用人單位12家，行業覆蓋率近80%，受調研者均為用人單位相關領域管理者。調研內容包括用人單位對我專業畢業生的知識儲備評價、能力評價及有關課程設置建議等。同時，調研武器專業畢業生85位，覆蓋了2011―2020年武器專業培養的歷屆畢業生群體，涉及軍工、機械、電子等眾多行業。調研內容包括畢業生的專業認知、學校教育資源評價、課程設置傾向及相關建議等。通過用人單位對畢業生的反饋評價信息和畢業生自述的職場發展局限性，進一步明確本專業在人才培養目標、培養模式和實踐教學體系中存在的問題。

1.2 調研結果分析

1.2.1 專業課程體系合理性與課程設置傾向性分析

表1為武器專業課程體系合理性調查。專業教師、在校生和畢業生均認為武器專業課程體系的合理性一般(得分分別為70.8、77.0和74.12)，其中專業教師認為課程結構合理性較低(得分62.5)，在校生對課時量和專業教材選用的反饋一般(得分分別為72.48和77.85)。

表1 課程體系合理性調查

表2和表3分別為課程設置傾向性調查和建議調查。在課程設置傾向和建議調查中，教師和學生均更關注專業教育和實踐實訓教學，同時建議增設武器拆裝等動手實踐課程、建模仿真等軟件應用課程、武器前沿知識和趨勢類課程。用人單位建議以實際產品設計為導向，突出武器專業特色，注重工程實踐，以滿足用人單位的需求和行業發展的趨勢。

表2 課程設置傾向性調查

表3 課程設置建議調查

1.2.2 畢業生能力評價分析

表4為畢業生能力評價調查。用人單位認為畢業生持續學習能力尚可(得分83.3)，溝通協作能力一般(得分79.2)，學以致用的能力最弱(得分70.8)，且普遍缺乏實踐動手能力和軟件應用能力。畢業生認為本專業學生必備的能力和素質主要包括專業知識(集中在機械、力學方向)、動手實踐能力、軟件應用能力(集中在機械制圖、編程)、分析和解決問題能力、持續提升能力、溝通協調能力等，認為自身欠缺的能力和素質主要包括學以致用能力、工程實踐能力、創新能力等。

表4 畢業生能力評價調查

1.2.3 教學環節問題分析

專業教師認為專業教學中存在實驗教學設備匱乏導致理論與實踐教學脫節、學生實踐能力難以有效提高等問題。學生(在校生、畢業生)認為專業教學中存在實踐課程略少、專業教材陳舊、部分專業課學時少且開課學期不當、學校教學資源利用不充分等問題，詳見表5。

表5 教學中存在的問題

1.2.4 教學滿意度分析

教學滿意度評價中，專業教師對自身授課狀態的滿意度尚可(得分81.25)，但對學生的學習效果滿意度很低(得分56.25)。學生反饋亦是如此。學生對自身學習狀態的滿意度(在校生得分71.48)明顯低于對專業教師授課的滿意度(在校生和畢業生得分分別為83.56和90.0)，詳見表6。

表6 教學滿意度調查

1.2.5 專業認知差異分析

專業教師對引導學生專業認知方面較為滿意(得分87.5)，但學生(在校生、畢業生)對本專業的認知反饋很差(在校生和畢業生得分分別為60.1和58.8)，具體表現為對專業發展前景的未知和對未來規劃的迷茫，詳見表7。

表7 專業認知調查

1.3 教改需求分析

從內外調研結果分析可知，目前武器專業教學環節中存在課程體系與實際需求脫節、專業能力和素質培養缺乏必要的實踐支撐、教學認知存在差異三個主要問題。

(1)課程體系與實際需求脫節。現有課程體系中專業理論課程特色不突出、裝備前沿課程開設較少、實踐課程開展困難，導致學生行業競爭力差、知識體系不健全、動手實踐能力弱，無法完全滿足用人單位需求以及行業發展趨勢和應用型專業建設要求。

(2)專業能力和素質培養缺乏必要的實踐支撐。課程設計彼此關聯性差、實踐教學與理論教學時間不同步、部分課內實驗受限于條件和環境無法得到預期結果等問題使實踐環節無法形成有機整體，導致學生掌握的知識過于碎片化且工程實踐能力和學以致用能力弱。

(3)教學認知存在差異。學校內部教學雙方問卷調查顯現出教師授課滿意度與學生學習滿意度差異較大、教學雙方專業認知錯位等問題。這些問題導致學生學習效果欠佳、未來規劃不清晰且缺乏專業自信。

根據調研結果顯示的問題，武器專業應針對以下幾個方面進行教學設計。

(1)優化課程設置。增設和調整相關專業課程，使課程之間有關聯、成體系，幫助學生構建武器發射知識體系和整體專業認知。

(2)注重實踐教學。調整理論課程與實踐課程結構，改革實踐實訓形式，做到理論和實際相結合，培養學生學以致用和工程實踐等能力。

(3)促進知識落地、強化專業引導。教師應創新教學內容和教學方法，構建“以學生為中心”的教學模式，調動學生課堂積極性，并在專業課教學過程中強化對學生的專業引導，增強學生對專業的認知和歸屬感。

1.4 培養目標和畢業要求設定

基于對專業教師、學生(在校生、畢業生)、用人單位需求的調查和學校定位，將專業人才培養目標確定為：面向國防工業和遼沈區域經濟發展需求，培養德智體美勞全面發展的社會主義事業合格建設者和可靠接班人；培養具有國際視野、社會責任感、國防使命感以及良好的溝通交流與團隊合作能力，具備創新意識和工程實踐能力，能夠在兵器及相關領域從事武器發射系統總體及子系統的設計、技術研發、產品制造、試驗測試、使用維護、技術管理等工作的高水平應用型人才。武器發射工程專業人才培養目標與畢業要求如圖1所示。

圖1 武器發射工程專業人才培養目標與畢業要求

2 高級應用型人才培養教學計劃改革

基于內外部需求反饋、專業人才培養目標和學生畢業要求，開展武器發射工程專業的教學改革。從課程設置、教學形式和有效課堂模式入手，持續改進專業教學體系，全面提高人才培養質量。

2.1 優化專業課程體系設置

針對調研中暴露出的現行課程體系與用人單位實際需求偏離及專業建設與行業發展趨勢脫節的問題，全面梳理專業課程，注重課程之間的關聯性，加強對專業課程體系的建設。

2.1.1 學科教育課程建設

針對用人單位評價中畢業生知識掌握的扎實度和廣度不足問題，加強學科教育課程。如加強“工程制圖”“C語言程序設計”“有限元法與應用”“工程軟件設計”“互換性與公差基礎”及“力學”等相關課程建設，培養學生制圖、編程和有限元分析等方面的基本技能，夯實學生的工程基礎知識，提高學生的軟件應用能力，為后續的專業課程教學鋪平道路。

2.1.2 專業教育課程建設

突出專業特色，在考慮利益相關方對課程設置建議的基礎上，整改專業教育課程。將“兵器工程技術基礎”“液壓與氣動技術K”調整為“武器發射系統導論”“武器系統液壓與氣壓傳動”，同時整合“武器架座與緩沖裝置設計”“武器發射綜合課程設計”等結構功能認知類課程和系統設計分析類課程等核心課程，使畢業生掌握從事武器發射工程相關領域技術工作所需的基本專業理論知識，并能夠合理運用綜合性學科知識開展武器設計、分析、測試等工作，培養學生分析和解決實際問題的能力。

2.1.3 個性教育課程建設

在充分開展學科教育和專業教育的前提下，通過個性教育塑造學生的創新能力，開闊其視野，培養其德智體美勞全面發展。開設“新概念武器發射技術”專業基礎選修課，以及勞動教育和素質教育(美育模塊、自然科學模塊、人文素質模塊、身體心理素質模塊、經濟管理模塊)等個性培養選修課，豐富教學內容，完善學生的知識結構，以此來達成培養目標。

2.2 創新實踐實訓教學形式

2.2.1 整合實踐課程

梳理目前武器專業已開、應開未開、已開但受限的實踐課程，對其進行整合。選擇關鍵、典型、符合用人單位需求的課程增設或加強，強化課程之間的關聯性，以便學生建立起整體專業認知和武器發射知識體系。積極尋求學校和學院的教學資源支持，在有限條件下開出最有效的實踐課，以鍛煉學生工程實驗的能力。

2.2.2 融合式教學

針對用人單位對畢業生學以致用能力弱的評價，調整實踐教學與理論教學的時間間隔。摒棄傳統的“先理論后實踐”教學模式，根據學生的能力水平，區別設定實踐實訓內容，同步開展理論和實踐教學，鼓勵學生采用分組合作等多種學習方式開展學習。同時，借助沈陽理工大學兵器博物館豐富的館藏資源(900余種武器裝備)開設武器專業理論課與實踐課的結合課堂，將槍炮實物的機構動作演示穿插于理論知識講解中，幫助學生形成更直觀的認識。

2.2.3 產學研結合

進行實踐類課程設計時，既要考慮學校內的教學實踐活動，也要有意識地增加與軍工企業和相關研究所的合作，形成“產―學―研”一體化模式，促進產教融合、校企合作、科教結合。建立學校和企業之間的穩定聯系，使學生了解兵器類專業相關行業的研發、設計、生產過程，正確認識工程技術對客觀世界的影響。

2.3 構建有效課堂教學模式

2.3.1 激發課堂興趣

學習興趣是激發學生學習動力的主要內因。專業課程的教學能否取得成效，與學生對專業的興趣有很大關系。相較于扼殺學生學習創造力的灌輸式教學，啟發式教學與興趣教學更有利于調動學生的課堂積極性。授課時將自制教具模型帶入課堂或將歷史事件、社會時事話題與理論知識結合講解，增加課程的趣味性，可更好地拓展學生的視野，培養學生的創新思維，提高學生的科技素質和科研能力。

2.3.2 翻轉課堂模式

轉變目前以教師為中心、以教師為主導的課堂模式。圍繞學生要達成的學習成果設計課程教學內容，調整課堂內外的時間，引導學生自主學習，將學習的主動權從教師轉移給學生。將教師從權威的講授者轉變為與學生共同探索問題和解決問題的引導者，以專業問題為導向對學生進行啟發式、探究式、討論式、參與式、案例式教學，提升專業課學習效果的同時，多方面地培養學生的專業素養、創新能力和溝通協作能力，使學生掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法。

2.3.3 加強專業引導

由于行業特殊性和保密限制等多種因素，武器專業的學生對于專業的發展前景和工作性質認知并不清晰，導致學生與教師、學校在專業認知方面存在較大差異，進而影響學生的學習效果和未來職業規劃。武器發射工程專業教研組老師多年堅持在新生入學和專業課課堂上幫助學生明確專業性質和定位。除此之外，與用人單位聯合開展參觀實習活動和交流介紹講座也能增強學生的專業興趣和歸屬感。

2.3.4 課程思政建設

為全面提高人才培養質量，武器發射專業將思想政治教育貫穿教育全過程，強化課程思政和專業思政。依托沈陽理工大學的軍工背景，結合專業課程特點，將“紅色故事”“兵工故事”和“中國故事”融入專業課堂教學，向學生傳遞“愛國奉獻、自強不息、求真務實、追求卓越”的兵工精神。開展專業課程教學的同時，滲入愛國主義教育教學，加強學生的技術自信、專業自信和民族自信，實現知識傳授與價值引領的有機統一。

3 結語

基于OBE理念的教學方案的制定、改革與實施，是高校各專業進行工程教育認證的基礎，是培養高級應用型人才的必經之路。本文以OBE理念為指導，針對專業教師、學生(在校生、畢業生)和用人單位等相關群體開展了沈陽理工大學武器發射工程專業教改需求的調查，分析目前武器專業教學中存在的問題。在此基礎上，從課程體系、教學形式、課堂模式這幾個方面著手開展教學設計，力爭通過合理的人才培養方案培養出符合用人單位需求和行業發展趨勢的應用型武器專業人才。