基于OBE理念的飛行器工程類專業(yè)課程學賽結(jié)合教學模式研究

［摘 要］針對飛行器工程類專業(yè)課程教學現(xiàn)存問題，文章基于OBE理念，提出將學科競賽深度融入課程教學，構(gòu)建學賽結(jié)合的教學模式。該模式以學習產(chǎn)出為導向，貫穿整個教學過程，采用以學生為中心的教學法，融合實踐教學與翻轉(zhuǎn)課堂，旨在革新傳統(tǒng)教學模式，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的飛行器工程類專業(yè)人才。

［關鍵詞］OBE理念；學賽結(jié)合；教學模式；飛行器工程類專業(yè)

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）22-0067-04

學校作為教育的主陣地，肩負著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任，而如何將理論和實踐相結(jié)合，激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性是課程教學的關鍵問題[1]。學科競賽作為創(chuàng)新實踐平臺，能夠調(diào)動學生的積極性，同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。飛行器工程類專業(yè)課程教學面臨學生課堂參與度低的問題，這主要源于課堂問題牽引不足、興趣激發(fā)不夠及思維啟發(fā)缺乏。因此，探索構(gòu)建以學生為中心、教師為主導的教學模式，以提升課堂活躍度，成為人才培養(yǎng)的重要課題[2]。本文針對飛行器工程類專業(yè)課程教學現(xiàn)存問題，以學科競賽為牽引，基于OBE理念系統(tǒng)設計飛行器工程類專業(yè)課程的教學內(nèi)容、訓練模式、考核方式等關鍵要素，旨在構(gòu)建適應學生認知規(guī)律、符合知識類型差異、面向任職崗位需求的教學模式，為破解課堂教學難題提供有效路徑，對推動高質(zhì)量課堂建設有重要意義和現(xiàn)實價值。

一、基于OBE理念的飛行器工程類專業(yè)課程學賽結(jié)合教學模式框架

美國學者斯派帝（Spady）于1981年提出成果導向教育（Outcome?Based Education，OBE）理念，以學習產(chǎn)出為導向，旨在達成預期的學習效果。經(jīng)過多年發(fā)展，OBE教學模式已具備較為完善的整體框架，并廣泛應用于教學改革實踐。飛行器工程類專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學模式側(cè)重于知識的傳授，而基于OBE理念的教學模式是以預期學習成果為導向來開展教學活動的新模式。預期學習成果是OBE教學模式的核心，教學方法與考核方式是其實施的關鍵。同時，OBE教學模式強調(diào)“學為中心”的不間斷改革，促進教與學互補，提升課堂質(zhì)量[3]。

以OBE理念作為核心理論支撐，飛行器工程類專業(yè)課程學習成果圍繞三個方面展開：What——學習成果的具體內(nèi)容；How——如何獲得這些學習成果；Why——為何追求這些學習成果及其評價標準。在教學模式設計上，以學習產(chǎn)出為導向，深度融合學科競賽于教學過程。在教學方式上，以學生為中心，融合實踐教學與翻轉(zhuǎn)課堂。在課程實踐設計上，首先，根據(jù)崗位需求精準定位教學目標；其次，緊跟技術發(fā)展動態(tài)更新教學內(nèi)容；再次，以學科競賽為牽引，優(yōu)化教學方法；最后，基于成果導向改革考核機制。基于OBE理念的飛行器工程類專業(yè)課程學賽結(jié)合教學模式框架如圖1所示。

二、學賽結(jié)合教學模式構(gòu)建

為錨定培養(yǎng)具有崗位勝任力的專業(yè)人才培養(yǎng)目標，本文深入探討基于OBE理念的學賽結(jié)合教學模式（見圖2），并提出方案：參與學科競賽，以賽促學；巧用翻轉(zhuǎn)課堂，學為中心；強化實踐教學，提升能力。飛行器工程類專業(yè)課程圍繞飛行器類學科競賽展開，學生的參賽成果作為檢驗學習情況的重要依據(jù)[4]。

（一）參與學科競賽，以賽促學

飛行器工程類專業(yè)課程是在基礎理論課程之后開設的崗位任職課程，其工程性和實踐性較強。長期以來，海軍工程大學（以下簡稱我校）采用理實結(jié)合的教學模式，教師先講授理論知識，隨后布置實驗任務，最后進行總結(jié)反饋。在實踐階段，學生或先獨立完成任務后由教師點評，或在教師全程指導下完成任務。在上述教學過程中，教學效果未達預期，主要原因是部分學生主動性欠缺，過于依賴教師引導和外在考核壓力，從而影響了教學效果。當前，學生處在一個信息爆炸、技術多元化的時代，對科技創(chuàng)新活動展現(xiàn)出極高的熱情與興趣。為此，我校專門成立創(chuàng)新實踐俱樂部聯(lián)盟，其中航空航天創(chuàng)新實踐俱樂部為飛行器工程類專業(yè)學生搭建了實踐平臺。俱樂部實施梯度式、差異化引導，營造了師生間良好互動與聯(lián)動的氛圍。筆者作為航空航天創(chuàng)新實踐俱樂部建設負責人，長期指導學生參與航空航天類學科競賽，積累了豐富的實踐經(jīng)驗，為探索學賽結(jié)合的教學模式奠定了堅實基礎。

在飛行器工程類專業(yè)課程教學中，教師介紹睿抗機器人開發(fā)者大賽（RAICOM）、“智勝空天”無人機挑戰(zhàn)賽、全國未來飛行器創(chuàng)新設計大賽、“彩虹杯”全國無人飛行器設計大賽等競賽，旨在讓學生全面了解飛行器工程類專業(yè)學科競賽的模式、規(guī)則以及參賽所需的知識儲備和技能。飛行器任務規(guī)劃課程介紹飛行器運動模型、航路規(guī)劃及障礙規(guī)避原理，以航路規(guī)劃為例，通過智能優(yōu)化算法解決任務分配與航路點優(yōu)化，引導學生思考與探索。綜合設計課程基于課程實驗，結(jié)合睿抗機器人開發(fā)者大賽（RAICOM）、“智勝空天”無人機挑戰(zhàn)賽、全國未來飛行器創(chuàng)新設計大賽、“彩虹杯”全國無人飛行器設計大賽等競賽，開展小組項目化訓練，包括飛行器設計、飛行器避障飛行、飛行器編隊飛行等內(nèi)容，旨在提升學生的實踐與研究水平。

多年教學實踐表明，將學科競賽融入飛行器工程類專業(yè)課程，并將競賽成果作為成績最終評定的重要指標，能夠有效激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，深化他們對知識的理解。學生若能在競賽中獲獎，其競賽作品將對其評獎評優(yōu)及畢業(yè)選崗有積極影響。經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，俱樂部成員的學習成績顯著提升，同時在各學科競賽、科技創(chuàng)新大賽以及科研項目中的成績等級和參與人數(shù)也逐年提高[5]。

（二）巧用翻轉(zhuǎn)課堂，學為中心

翻轉(zhuǎn)課堂是經(jīng)由美國引入我國的教學方法，將教師活動由講授變成組織，學生活動由聽講變成學習和表達，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性。通過前置或后置學習內(nèi)容，將課堂升級為高階知識交流平臺。與此同時，學賽結(jié)合有效激發(fā)了學生的學習積極性，并提升了他們的實踐能力。因此，將競賽與翻轉(zhuǎn)課堂巧妙融合，以課堂核心知識點為引導，鼓勵學生積極參與競賽，能夠強化他們的理論基礎和實踐技能。在翻轉(zhuǎn)課堂的實施過程中，通過互動和問題解決，有效活躍了課堂氛圍，促使學生實現(xiàn)了從“要我學”到“我要學”的積極轉(zhuǎn)變，無形中提升了課堂教學的效果。

在飛行器工程類專業(yè)課程中，鑒于基礎理論知識的復雜性，教師在學生掌握基礎知識后，可在綜合實踐環(huán)節(jié)引入學賽結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂模式。學生需提前完成競賽選題分析、資料查閱、實地調(diào)研、理論解析、硬件組裝等準備工作。教師憑借豐富的教學經(jīng)驗，指導學生參與飛行器工程類學科競賽，并圍繞競賽項目布置預習任務。初期，盡管學生對任務目標的理解較為模糊，僅憑初步想法嘗試，但通過翻轉(zhuǎn)課堂中的小組合作、討論及教師講評環(huán)節(jié)，他們能夠更深入地理解知識，不斷優(yōu)化作品，并最終提交高質(zhì)量的參賽作品。這一過程不僅強化了學生的實踐能力，還顯著提高了課堂教學的成效。

（三）強化實踐教學，提升能力

在飛行器工程類專業(yè)課程教學中，理論與實踐相輔相成，為學生參與學科競賽提供了堅實的理論基礎與豐富的技能儲備。飛行器工程類專業(yè)課程知識全面覆蓋競賽核心要點，其實踐內(nèi)容設計尤為強調(diào)知識的綜合應用與整合，旨在有效提升學生的融會貫通與綜合運用能力。在課程規(guī)劃中，教師應適當增加實踐教學的比重，以進一步強化學生將理論知識應用于解決實際問題的能力。同時，確保教學條件與競賽需求相匹配，如為飛行器任務規(guī)劃課程配備專用教學與競賽場地（見圖3），以全方位支持學生參與睿抗機器人開發(fā)者大賽（RAICOM）等競賽，促進學生學習與實踐的深度融合。在實踐環(huán)節(jié)中，學生全員積極參與，各司其職，協(xié)同合作，依次完成了理論推導、算法開發(fā)、硬件組裝、數(shù)據(jù)分析以及報告撰寫等任務。最終呈現(xiàn)的學習成果充分展現(xiàn)了團隊成員間的默契配合與高效協(xié)作，生動詮釋了團隊精神。在學科競賽成果的驅(qū)動下，通過全周期的學賽結(jié)合教學模式訓練，學生的理論素養(yǎng)與實踐能力均得到了顯著提升。具體而言，在飛行器任務規(guī)劃課程相關的競賽中，學生榮獲全國二等獎1項、省級一等獎2項，這些佳績極大地增強了學生的成就感與獲得感，為其未來的成長與發(fā)展奠定了堅實基礎，同時也促進了課堂質(zhì)量的持續(xù)優(yōu)化與提升。

三、課程實踐路線設計

課程實踐路線根據(jù)教學的四個方面進行設計：根據(jù)崗位需求精準定位教學目標；緊跟技術發(fā)展動態(tài)更新教學內(nèi)容；以學科競賽為牽引，優(yōu)化教學方法；基于成果導向改革考核機制[6]。

（一）根據(jù)崗位需求精準定位教學目標

飛行器工程類專業(yè)課程應用性強，未來就業(yè)崗位多為使用與維護類，其教學目標是讓學生通過系統(tǒng)學習，熟練掌握未來任務情境下的飛行器設備運用技能，而非僅限于基礎操作。因此，飛行器工程類專業(yè)課程在鞏固基礎理論的同時，應立足工程教育專業(yè)認證標準，深度融合理論與實踐教學。課程教學目標緊密圍繞未來飛行器應用場景和具體使命任務，旨在讓學生掌握飛行器設備的使用流程及高效維護保養(yǎng)方法。

（二）緊跟技術發(fā)展動態(tài)更新教學內(nèi)容

在新工科建設背景下，飛行器工程類專業(yè)課程教學應構(gòu)建現(xiàn)代工科教育的基本框架，深度融合理論與實踐，緊跟飛行器類及相關行業(yè)的最新發(fā)展趨勢；同時，依據(jù)專業(yè)特色與前沿科技動態(tài)，持續(xù)更新知識體系，確保教學內(nèi)容具有時效性和前瞻性。針對教學內(nèi)容更新滯后的問題，教師需緊密對接最新科技成果，優(yōu)化設計并動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容，通過多輪迭代與擴充，保持其豐富性和新穎性。我校致力于打破傳統(tǒng)教室的界限，全方位提供教學支持，強化現(xiàn)代教學資源的建設與應用，實現(xiàn)教學空間的有效拓展與延伸。

（三）以學科競賽為牽引，優(yōu)化教學方法

針對飛行器類專業(yè)實踐教學過程中長期存在的問題，教師應堅持以學生為中心的教學理念，注重激發(fā)學生的積極主動性，并引導他們在課堂教學中發(fā)揮主體作用。基于教學過程和學生認知規(guī)律，采用以學科競賽為牽引的教學模式，將課堂教學從時間維度上延伸至課前與課后，以培養(yǎng)學生的高階能力。依托海軍工程大學航空航天創(chuàng)新實踐俱樂部提供的競賽平臺，充分利用工程訓練中心、重點實驗室、實飛訓練場等教學資源和條件，構(gòu)建線上線下、課內(nèi)課外一體化的混合式教學模式，教學方法科學高效，理論聯(lián)系實際。

（四）基于成果導向原則，深化改革考核機制

科學的考核機制能夠有效促進學生取得良好的學習效果。目前，部分實踐類課程考核標準單一、考核方式固化。基于OBE理念，飛行器工程類專業(yè)課程主要采取過程性考核，輔以結(jié)果性考核作為參考，同時積極融入學科競賽的元素，以全面評價學生的學習成效與能力提升。過程性考核以學生為中心，通過將考核任務分解到學生學習過程中，不僅增強了“學”與“教”的反饋機制，促進了學習效果與教學效果的持續(xù)優(yōu)化，還凸顯了學生的學習成果，有效激發(fā)了學生的自主學習動力。

四、結(jié)語

飛行器工程類專業(yè)課程實踐性強，但教學中仍存在教學方法單一、學生積極性不高等問題。因此，本文基于OBE理念，創(chuàng)新性地融合了學科競賽與飛行器工程類專業(yè)課程教學，構(gòu)建了基于OBE理念的學賽結(jié)合教學模式。該教學模式在設計上以學習產(chǎn)出為導向，將學科競賽貫穿教學過程；在教學方式上以學生為中心，融合實踐教學與翻轉(zhuǎn)課堂；在課程實踐上圍繞教學的四個方面精心規(guī)劃實踐路線，旨在改革飛行器工程類專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學模式，打造高效課堂，提升學生的創(chuàng)新實踐能力，培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 吳青聰，陳柏，吳洪濤.“課程+項目+競賽”三位一體的“專創(chuàng)融合”課程教學改革與實踐：以機器人工程學綜合課程設計課程為例[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2023，6（20）：136-138.

[2] 張蕾，王興華，陳志銘，等.新工科背景下“工程+競賽”模式的實踐教學改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2023（1）：90-92.

[3] 陳靖，李川勇，陳宗強，等.基于OBE理念的物理學術競賽教育模式[J].物理與工程，2022，32（6）：80-86.

[4] 張燕.“翻轉(zhuǎn)+實踐+競賽”：基于OBE教育理念的實踐類課程改革探索[J].科學咨詢（教育科研），2024（1）：78-81.

[5] 古妮娜，郭攀成，張繼林，等.“項目任務+學科競賽”雙核驅(qū)動的教學創(chuàng)新與實踐：以機械原理課程為例[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2023，6（17）：20-22.

[6] 林志龍，張玉華，王志麗，等.OBE理念下無人機實戰(zhàn)化教學改革研究與實踐：以無人機裝備實踐類課程為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2023（17）：154-156.

［責任編輯：梁金鳳］