加拿大渥太華大學OBE 工程教育發展現狀分析*

張婷 趙霞

蘭州理工大學 蘭州 730050

0 引言

OBE 工程教育模式起源于北美國家，意指“以確保學生圍繞培養目標而開展學習活動，使學生在畢業時獲得實質性的學習成果”的一種教學模式[1]。作為一種以學習成果為導向的逆向能動思維理念，OBE 理念在北美、歐洲各國得到十足的發展，并結合各國國情形成各自的系統化教育教學體系[2]。

渥太華大學的工程學院是世界最優秀的工學院之一，本論文在調研加拿大渥太華大學工程教育現狀的基礎上，分析國內工程教育與國外的不同，根據我國國情和教育背景現狀，考慮哪些方面可以借鑒和實踐。

1 渥太華大學的工程教育情況

渥太華大學專門設置有工程學院，下設土木工程、化學工程、信息工程、計算機工程、計算機科學、電子工程、軟件工程等專業。現以化學工程專業為例，說明渥太華大學工程教育的特點。

1.1 課程設置特點

渥太華大學化學工程專業的課程設置見表1。通過對其課程設置的研究和與國內化學工程專業課程設置進行對比，可以發現其特色主要體現在以下幾個方面。

表1 渥太華大學工程學院化學工程專業課程設置

（未完）

（續表1）

1.1.1 注重數學的學習

創新思維離不開數學，國外的大學不論什么專業都很注重數學的學習，即使是文科專業，在大學里也必修多門高等數學課程。因為他們充分認識到數學訓練對于陶冶一個人的情操，鍛煉一個人的思維能力，乃至提升一個人的綜合素質水平，都有非凡的功效。只有通過嚴格的數學訓練，才能使其具有堅定不移而又客觀公正的品格，并形成一種嚴格而又精確的思維習慣，從而對其取得事業的成功大有裨益。他們不僅充分認識到了數學的學習與訓練絕非實用主義的單純傳授知識，而且深知數學的文化理念和文化素養在造就一流人才中的決定作用。渥太華大學對數學的重視程度很高，其化學工程專業一、二年級主要學習的數學課程有：微積分，分3 學期修完，每學期48 學時，共144 學時；線性代數概論，48 學時；工程概率論與統計學，48 學時；常微分方程和數學方法，48 學時。到了三年級還有數學在專業中的應用的課程——數學方法在化學反應平衡中的應用，48 學時。以上學時僅指講授學時，不包括輔導課和討論課學時。而國內大學各工科專業高等數學類課程僅在大一、大二學習，大學三年級以后就不學習數學了，以學習專業課程為主。以筆者所在學校為例，工科非數學專業大一學習高等數學，每學期80 學時，共160 學時；大二學習線性代數，32 學時，概率論和數理統計，48學時。這應該就是非數學專業學生所學的所有數學課了。

1.1.2 渥太華大學一、二年級的專業課程比例比國內普遍要高

第一學年除了有為專業課程提供理論計算基礎的數學、物理、化學等課程之外，還包括化學工程基礎等專業基礎課程。但無類似國內的外語、體育、政治、歷史等公共課。第二學年的專業相關課程比例更高，包括流體流動，傳熱操作，單元操作，過程合成、設計和經濟等課程。學生在前兩年基本能學完專業基礎課，三、四學年基本都是專業課，同時學習一些與化學工程相關的材料類、環境類及計算機類課程如化工先進材料、清潔生產和可持續發展、化工中的計算機輔助設計等課程。

1.1.3 實習和課程設計類實踐教學環節比較少

從化學工程專業的課程設置來看，課程并沒有細分為理論課和實踐課，沒有設置專門的類似于國內的認識實習、生產實習和畢業實習課程；設計類課程也比較少，只有一門工廠設計課程，而國內的工科專業至少有3 ～4 門的課程設計，還有重中之重的畢業設計。渥太華大學實習和課程類實踐教學環節比較少的原因可能是課程中包含了實習和課程設計類的大作業，學生需要統一完成理論知識、實習和課程設計類知識的學習和考查。這樣的設置就使得學生的學習負擔比較重，一學期如選修4 門課程，可能完成的任務量相當于國內高校8 門課的任務量。

1.2 教學模式

渥太華大學很多必修課程的教學都分為三個部分：講授（Lecture）、實驗（Laboratory）和輔導（Tutorial），簡稱LLT 模式。一門課程學時數如果為48 學時，指的是講授學時為48 學時，并不包含實驗和輔導學時；一周除了有2 次課的講授之外，還有1 ～2 次的輔導課和1 次實驗課。

1.2.1 講授（Lecture）

講授課與我們國內高校普遍采用的課堂形式差別不大，結合多媒體設施，由主講教師授課。但教師非常注重與學生的交流，每堂課上課前都會提前進教室和學生交流，了解學生對課程的掌握程度；課程進行中會不時地提問學生之前學過的內容，以達到知識鞏固的目的。上課時PPT 通常只是作為一種輔助手段，教師的肢體語言比較豐富，與學生的互動也比較多，教師每講一部分內容，都會問學生是否有疑問，如果有疑問會及時解答，沒有疑問就繼續講課；學生也可以隨時提問，教師不會因為學生的打斷而生氣，會認真地解答疑問。從學生的問題來看，大部分學生對課程是做了預習的，是帶著問題來上課的，部分問題有一定的深度。課堂信息量大，對學生要求高，教師很少針對一個內容重復去講，如果學生上課前不預習，課后不復習，很難跟上課堂上教師的教學節奏。

渥太華大學的大部分課程配有助教（Teaching Assistant，TA），隨堂聽課，協助主講教師工作。助教一般由在讀研究生擔任，對于任課教師來說，助教的輔助工作在很大程度上減輕了他們的負擔。通常每門課的教授都配備2 名左右的助教，助教會在作業批改、答疑、實驗輔助等方面分擔教授的工作量，解決了教授因精力所限而無法兼顧每個教學環節和每個學生的問題，教授可以將時間和精力放在更好地組織教學內容，追尋更高效的教學方式上。

1.2.2 輔導課（Tutorial）

輔導課主要由助教來進行答疑，或者組織知識點的討論。有時候，助教的講解對本科生來說比教授的講解更容易理解。這與教授的教學熱情和教學水平的高低無關，教授早已遠離求學階段，可能不夠了解學生學習的困難和困惑。而身為研究生的助教，剛剛經歷過本科階段，對本科生的心理和學習中的困惑比教授更加熟悉，更容易感同身受。因此，助教更清楚學生學習中的困難和困惑，更了解學生難以理解的知識點在哪里，在輔導時可以更加清晰細致、有針對性地進行問題突破。從這一點來說，助教制度的設置和實施，對學生意義重大。

1.2.3 課程實驗（Laboratory）

課程實驗與國內大學的課程實驗時間安排差不多，都是隨著理論課的進行而逐漸開展，但內容差別較大。國內高校課程實驗內容圍繞幾個核心原理或者典型工程現象，實驗教師根據實驗指導書講解實驗原理，展示操作步驟、數據采集方式等，然后由學生動手操作，觀察現象，記錄數據，通過計算和分析得到相應結果。這樣的實驗形式目標明確，便于在有限的時間內，直截了當地獲取直觀的信息。因為學生眾多，實驗室資源緊缺，實驗教師人數有限，并不是每個學生都能動手完整操作一遍，對學生進行科學研究的能力訓練不夠充分。渥太華大學的專業課實驗也是伴隨整個理論課全過程的，實驗課每周都有安排，而且為了便于學生選課，實驗時間有兩種甚至三種方案供學生自由選擇。做實驗時，先由教師展示本課程的專業應用。以車輛工程的某實驗為例：實驗教師當場拆卸一個發動機，詳細展示內部的構造及機能；然后學生分組討論，通過課堂理論知識、課后的知識補充，考慮去驗證哪個實驗現象或進行哪個方向的研究，教師對學生并無指定的完成主題或者操作要求，學生的主動意圖占主導。實驗過程中，實驗教師并不干涉學生的思路，只是幫他們解答疑問；實驗結束時，不管結果如何，由學生主動與教師交流，展示自己在做什么，交流內容包括用了什么方法，達成了何種效果，這樣的結果可能是由哪幾種原因導致的。實驗教師會根據學生的表現，例如實驗手段的采用、思考問題的深度、總結問題的完善程度等，給出評價。這樣的實驗課展示出了學生多樣的學習手段、思考問題的角度，并且鼓勵學生自主地發現問題和解決問題。但是這樣的安排建立在優越的實驗設備、充沛的教師資源基礎上。最主要的是學生愿意主動去思考，去設計方案和實施步驟，而不是所有的內容都等教師提供。國內高校的有些學生，一旦給他們一個開放性的題目，他們便手足無措，不知從何入手，筆者認為這可能是他們在這方面的訓練太少了，從小到大都是教師教什么學生就學什么，長期缺乏主動思考，便不會思考了。

1.3 評價方式

渥太華大學的教學思想和目標是：一切以學生為中心，教給學生全面發展的知識，培養其技能，發揮其潛能，為學生的終身發展負責。這一教學理念也體現在教學評價過程中。教師對學生的評價重在過程性評價，期末考試成績并不是最重要的部分，有些課程期末考試比重低至35%。部分課程的評價方式及比重見表2。

表2 渥太華大學部分課程的評價方式及比重

筆者所在學校工程類課程，特別是必修課程期末考試的成績比例多在60%到80%之間，隨著網絡輔助教學的發展和對過程評價的重視程度逐漸提高，這個比例也在逐年下降，但是下降有限，最低也不會低于50%。

另外，渥太華大學的教師有專門的信箱來收取學生作業，學生做完之后自行投遞即可。但教師對學生作業的時限要求十分嚴格，如果超過時限才交，便沒有成績。

1.4 學生學習特色

除了課程設置，教師教學和評價方式之外，渥太華大學的學生學習也頗具特色。

1.4.1 主動學習

渥太華大學的學生普遍學習自覺性高，自律性強，課堂紀律非常好，上課時都能積極思考，主動提問。其原因可能有兩點。第一，學費高，教材貴。渥太華大學的本科生要修滿40 多門課，每門課3 000 加元，即使對本地學生來說也是不小的開支，而國際生還有學習語言的額外開支，負擔更重。這里的教材由于版稅很高，價格都比較高，新教材價格都在100 加元以上，即使是二手教材，價格也在70 ～100 加元。經濟上的壓力使得學生都不得不好好學習。第二，學校執行寬進嚴出的政策，學生畢業率只有50%左右。每門課程的通過率都不是很高，如果學生所選的課程有3 門沒有通過，就會被要求轉專業，6 門沒有通過，就會被退學。為了能不被退學，繼續修讀自己喜歡的專業，并順利畢業，學生會更加認真地上好每一節課。

1.4.2 主動交流

包括學生和老師的交流，學生之間的交流。除了上課師生可以互動之外，教師還專門安排答疑時間（office hour），有疑問的學生可以去教師辦公室請教師答疑；另外還安排了討論課，讓學生針對某一個問題或項目進行探討，由教師或TA 進行指導。

學校也提供了很多適合學生探討和分享的場所，在教學樓的走廊上，圖書館的專門區域內，校園其他地方，有很多圓桌和椅子，小組的三五成員可以選擇他們喜歡的地方進行討論、研究，合作完成作業或者項目。因此很多項目都是大家集思廣益完成的，也具有較高的創新性。

筆者所在學校的很多學生還不太能主動學習和主動交流。究其原因可能是：第一，經濟壓力不大；第二，畢業率較高；第三，很多學生不善于與人交流；第四，很多學生學習時不思考，導致無問題可問，無問題可交流。校園學習環境的改善、設施的完善都比較容易實現，但學生學習態度的轉變、學習方式的改變可能需要經歷很長的一段時間才能達到要求。

2 結束語

從以上分析可知，國外工程教育教學模式和國內還是有很大差別的。但不能說國外的教學模式一定都好，都適合國內的學生。國內外教育環境差異較大，但是只要我們集思廣益，博采眾長，并通過不斷的改革深化，必將找到適合本校學生的教學方法和模式。