基于OBE理念的可編程控制器原理及應(yīng)用課程考核與評(píng)價(jià)研究

李華強(qiáng)，武建新，阿勇嘎

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

教育興則人才興，教育強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。以成果導(dǎo)向教育（OBE）為核心理念的工程教育專業(yè)認(rèn)證，把指導(dǎo)和要求學(xué)科建設(shè)及專業(yè)定位的培養(yǎng)目標(biāo)，與承擔(dān)責(zé)任、世界觀和價(jià)值觀培養(yǎng)聯(lián)系在一起，把教書育人與立德樹人統(tǒng)一起來，達(dá)到培養(yǎng)滿足國(guó)家需要的專業(yè)型人才的目標(biāo)[1，2]。

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估要求，實(shí)施專業(yè)認(rèn)證教學(xué)評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)，如圖1所示，各項(xiàng)審核對(duì)象最終都是由課內(nèi)外教學(xué)活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，遵循以成果為導(dǎo)向，以課程教學(xué)考核環(huán)節(jié)指標(biāo)點(diǎn)為依據(jù)，通過課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)來持續(xù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程控制問題的理解、應(yīng)用和綜合分析的能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

圖1 教學(xué)評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制

在傳統(tǒng)的課程授課模式下，課程考核環(huán)節(jié)變成了“選教材、講教材、考教材”[3]。本文以可編程控制器原理及應(yīng)用課程為例，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為依托，闡述基于OBE理念的課程考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法。

1 課程現(xiàn)階段存在的問題

可編程控制器原理及應(yīng)用課程為機(jī)械工程專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的應(yīng)用型、技能型課程，在培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力方面起著非常重要的作用。近幾年，在教學(xué)過程中也不斷反思并進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新，但存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）教學(xué)過程欠缺思政元素：注重學(xué)生對(duì)專業(yè)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，忽略了對(duì)學(xué)生的思想教育與引領(lǐng)，缺乏立德樹人教學(xué)理念[2，4]。

（2）注重理論教學(xué)：強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)及技術(shù)的理解和掌握，而不考慮學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識(shí)后如何提高分析和解決復(fù)雜工程控制問題的能力，缺少學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的獨(dú)立分析環(huán)節(jié)，對(duì)程序設(shè)計(jì)不能活學(xué)活用、融會(huì)貫通，使課堂所學(xué)編程技巧等內(nèi)容得不到充分應(yīng)用[5]。

（3）忽視教學(xué)主體：教學(xué)過程以教師為主體，而非以學(xué)生為中心，學(xué)生一般被動(dòng)地接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)性。知識(shí)的講解方式也不夠形象生動(dòng)，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果不佳。

（4）學(xué)生主觀能動(dòng)性未能充分調(diào)動(dòng)：雖然通過分組設(shè)計(jì)方式進(jìn)行最終考核，較試題（卷）考核方式可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，但是由于考核方式的單一性，學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性沒有被充分調(diào)動(dòng)，還是按照理論課程的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致在后續(xù)實(shí)踐課程環(huán)節(jié)時(shí)，難以把理論應(yīng)用于實(shí)際。

（5）實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容單一：課程開設(shè)的實(shí)踐內(nèi)容更重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，未充分重視培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)綜合分析和解決問題的能力。

2 課程考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

基于OBE教育理念，在課內(nèi)外教學(xué)活動(dòng)中至少應(yīng)解決五個(gè)核心問題：學(xué)什么？達(dá)到什么程度？怎么學(xué)？學(xué)得如何？保障措施？

這五個(gè)問題其實(shí)涉及的就是課程社會(huì)需求、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、評(píng)價(jià)方法和持續(xù)改進(jìn)五個(gè)方面的內(nèi)容。面向產(chǎn)出的課程教學(xué)評(píng)價(jià)[2]，是專業(yè)認(rèn)證最為重要的環(huán)節(jié)，其中課程考核評(píng)價(jià)是以某門課程為評(píng)價(jià)對(duì)象，包括對(duì)課程內(nèi)容的評(píng)價(jià)、課程教學(xué)過程的評(píng)價(jià)和課程教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。

對(duì)于可編程控制器原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革采用反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤⒊掷m(xù)改進(jìn)的原則，成果導(dǎo)向關(guān)鍵在于課程考核方式。考核環(huán)節(jié)決定了各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，而合理的評(píng)價(jià)方法能真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

本課程從五個(gè)方面進(jìn)行學(xué)生成果考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，即議題討論、程序設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)項(xiàng)目、綜合項(xiàng)目和基礎(chǔ)測(cè)試，判斷課程目標(biāo)的達(dá)成情況。

考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)：

（1）根據(jù)學(xué)校的定位、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，制定本課程滿足培養(yǎng)學(xué)生能力和素養(yǎng)的考核方法[6]。

（2）根據(jù)可編程控制器原理及應(yīng)用課程性質(zhì)，考核環(huán)節(jié)設(shè)置為知識(shí)掌握和應(yīng)用兩個(gè)方面，既要考慮到讓學(xué)生學(xué)什么，也要想好通過什么渠道讓學(xué)生理解和掌握。

（3）根據(jù)專業(yè)知識(shí)在軟硬件應(yīng)用過程的熟練程度，考核也注重由易到難、循序漸進(jìn)的原則。

3 考核評(píng)價(jià)依據(jù)制定

對(duì)各項(xiàng)學(xué)生成果考核環(huán)節(jié)制定明確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，確保學(xué)生能力的提升和課程目標(biāo)的達(dá)成。

3.1 課程目標(biāo)與考核方式對(duì)應(yīng)的權(quán)重

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程支撐關(guān)系，可編程控制器原理及應(yīng)用支撐畢業(yè)要求12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的工程知識(shí)指標(biāo)點(diǎn)1.4、研究指標(biāo)點(diǎn)4.2、使用現(xiàn)代工具指標(biāo)點(diǎn)5.2、職業(yè)規(guī)范指標(biāo)點(diǎn)8.3和終身學(xué)習(xí)指標(biāo)點(diǎn)12.1。本課程依據(jù)課程內(nèi)容，采用1:1的關(guān)系，制定了課程目標(biāo)。結(jié)合各考核環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和具體實(shí)施內(nèi)容，設(shè)置了各考核環(huán)節(jié)在不同課程目標(biāo)中的權(quán)重分配。

3.2 評(píng)價(jià)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

為真正體現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)的目標(biāo)，建立以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的各環(huán)節(jié)考核評(píng)價(jià)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，通過考核反映學(xué)生各環(huán)節(jié)能力水平和課程目標(biāo)達(dá)成情況，形成課程質(zhì)量科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，切實(shí)推進(jìn)專業(yè)課程質(zhì)量的持續(xù)提升。

如表2所示，以交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)述綜合項(xiàng)目評(píng)價(jià)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)。如圖2所示，項(xiàng)目包括PLC的I/O接口控制、軟件和硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備的調(diào)試，在綜合項(xiàng)目實(shí)施過程中考查學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、職業(yè)素養(yǎng)以及解決實(shí)際工程問題的能力。

表2 綜合項(xiàng)目評(píng)價(jià)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

圖2 交通燈綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)

選題：考核學(xué)生對(duì)交通知識(shí)的認(rèn)識(shí)和重要性，提倡文明交通，共同創(chuàng)建和諧有序的交通環(huán)境，爭(zhēng)做文明交通人。培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感、世界觀和價(jià)值觀，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.3。

知識(shí)儲(chǔ)備：考核學(xué)生理解和掌握有關(guān)交通燈的控制原理，PLC控制的軟硬件專業(yè)知識(shí)，以及應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決工程問題的程度。培養(yǎng)學(xué)生具備將專業(yè)知識(shí)用于推演和分析專業(yè)工程問題的能力，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4。

方案設(shè)計(jì)：考核學(xué)生構(gòu)建交通燈系統(tǒng)方案、規(guī)劃技術(shù)路線、可行性分析與電氣控制原理圖的設(shè)計(jì)水平，以及搭建可行實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。培養(yǎng)學(xué)生具備文獻(xiàn)檢索、研究、設(shè)計(jì)和安全開展實(shí)驗(yàn)，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的能力，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.2。

應(yīng)用操作：考核學(xué)生使用仿真軟件應(yīng)用的熟練程度和利用控制器等元件搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、調(diào)試和數(shù)據(jù)采集的操作正確性。培養(yǎng)學(xué)生具備使用專業(yè)軟硬件對(duì)復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析和測(cè)試的能力，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.2。

心得體會(huì)：以書面形式分析學(xué)生通過此次綜合項(xiàng)目訓(xùn)練得到的收獲，以及對(duì)自己將來學(xué)習(xí)和工作的幫助。培養(yǎng)學(xué)生在未來新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式的環(huán)境中，具備自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的意識(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1。

4 課程教學(xué)過程改革實(shí)施

依據(jù)課程支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、課程目標(biāo)、課程的考核環(huán)節(jié)和評(píng)價(jià)方法，結(jié)合課程內(nèi)容特點(diǎn)與學(xué)生成果能力培養(yǎng)要求，進(jìn)行如下環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與調(diào)整，達(dá)到可衡量、可評(píng)價(jià)的要求[7，8]。

4.1 課程思政方面

課程思政資源的挖掘，一方面對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行分類梳理，即體現(xiàn)專業(yè)課程內(nèi)容與邏輯體系，通過對(duì)教材的再開發(fā)，融入課程思政內(nèi)容。另一方面深入工程背景調(diào)研，積極評(píng)價(jià)工程的人文價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和可持續(xù)發(fā)展價(jià)值[9-12]。

4.2 理論教學(xué)方面

按照學(xué)校學(xué)分計(jì)算辦法，課堂講授為16學(xué)時(shí)，1學(xué)分，實(shí)踐訓(xùn)練為32學(xué)時(shí)，1學(xué)分。課程學(xué)時(shí)由原來的32學(xué)時(shí)課堂講授改為16學(xué)時(shí)，設(shè)置32學(xué)時(shí)實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。課堂主要講授通用的、具有普遍性的知識(shí)內(nèi)容。對(duì)一些難以理解、不太常用的理論性內(nèi)容安排在實(shí)踐訓(xùn)練中隨講隨學(xué)隨練，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

4.3 實(shí)踐教學(xué)方面

在實(shí)踐教學(xué)中，借助項(xiàng)目式教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生具備較完整的工程體系知識(shí)結(jié)構(gòu)，突出理論知識(shí)、分析方法和應(yīng)用技能的全面發(fā)展，使學(xué)生具備獨(dú)立探索和團(tuán)隊(duì)合作的能力，能更好地適應(yīng)未來的工作。在項(xiàng)目式教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、協(xié)作性、創(chuàng)新性等能力得到充分鍛煉。

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為兩部分，一部分為程序設(shè)計(jì)，一部分為項(xiàng)目實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施均采用了模塊化的形式來構(gòu)建，整個(gè)教學(xué)模塊分為基礎(chǔ)能力模塊和綜合能力模塊兩大類，具體包括任務(wù)提出、任務(wù)目標(biāo)、相關(guān)知識(shí)、任務(wù)分析、任務(wù)制作。

5 應(yīng)用

經(jīng)過對(duì)一屆學(xué)生的教學(xué)改革實(shí)踐，依據(jù)表1課程目標(biāo)與考核方式對(duì)應(yīng)的權(quán)重，對(duì)本次考核的全體學(xué)生，從議題討論、程序設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)項(xiàng)目、綜合項(xiàng)目和基礎(chǔ)測(cè)試五個(gè)方面，按照權(quán)重比例進(jìn)行各課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算，考核與評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

表1 課程目標(biāo)與考核方式對(duì)應(yīng)的權(quán)重分配

如圖3所示，根據(jù)各項(xiàng)考核數(shù)據(jù)和學(xué)生對(duì)各考核環(huán)節(jié)問卷調(diào)查達(dá)成度的統(tǒng)計(jì)分析可知，學(xué)生各項(xiàng)能力都得到了提升，從學(xué)生各項(xiàng)考核指標(biāo)的問卷數(shù)據(jù)反映出對(duì)教學(xué)改革的認(rèn)可。同時(shí)也看到了不足，整體數(shù)據(jù)還有待提高，個(gè)別項(xiàng)目達(dá)成度偏低，需進(jìn)一步完善教學(xué)方法和內(nèi)容，持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)“教”與“學(xué)”的穩(wěn)步提升。

圖3 各項(xiàng)考核達(dá)成度統(tǒng)計(jì)

6 結(jié)語

面向成果產(chǎn)出的課程考核評(píng)價(jià)機(jī)制是工程教育專業(yè)認(rèn)證實(shí)踐的一個(gè)“課程檢驗(yàn)劑”，也是一個(gè)難渡過的關(guān)口[13]。在教學(xué)過程中只有始終堅(jiān)持OBE的三大原則，從需求出發(fā)[14]，制定合理的考核與評(píng)價(jià)體系，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)方法，學(xué)以致用，才能真正體現(xiàn)課程的價(jià)值，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，促進(jìn)專業(yè)各項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)成。