李东亚 苏家兵 吴一帆

[摘 要] 针对应用型本科生在专业技术学习中如何提高专业技能和创新能力，在教学过程中如何以学生为中心和提高学生的学习效率、自主学习能力等问题，结合机械创新设计课程特点，在OBE教育模式下，教学过程中坚持“以人为本，多元培养”的培养模式，采用理实结合、开放实验室、分层次、企业技能与学科竞赛相结合的方式来提高学生学习效果，同时引入全过程的课程评价体系，对培养自动化专业学生的现代工程意识、创新意识和工程实践能力，取得较好的人才培养效果，也为自动化专业课程体系的内涵建设提供了新的思路。

[关键词] 工程教育;创新意识;课程改革

[基金项目] 2020年度第二批苏州高等职业教学教改研究课题“基于OBE理念的机械创新设计课程的改革与研究”（SGJGB0225）;2020年度江苏高校哲学社会科学研究一般项目“基于OBE理念应用型本科高校专业竞赛的开展机制研究——以独立学院为例”（2020SJA2330）

[作者简介] 李东亚（1984—），男，山东枣庄人，硕士，苏州大学应用技术学院副教授，主要从事现代制造技术研究;苏家兵（1995—），男，安徽六安人，学士，苏州大学应用技术学院技师，主要从事数控加工技术研究;吴一帆（1972—），男，江苏苏州人，学士，苏州大学应用技术学院高级技师，主要从事现代制造技术研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）20-0113-04      [收稿日期] 2021-02-28

基于OBE（Outcome-Based Education）的《华盛顿协议》和工程教育认证，强调将“产出导向”“以学生为中心”“持续改进”的教学理念贯穿人才培养全过程。OBE教育模式没有指定具体的教学或评估方式，而是指出课程体系、实践机会和评估方式应帮助学生达到指定的产出目标[1]。面向产出的OBE教育模式要求人才培养体系的每个环节都围绕产出目标进行，每个学生都应该在学习结束时达到一定的目标[2]。在OBE理念指导下，深入分析学生学习中存在的问题，形成了“专业能力、工程实践能力、创新能力”三阶段教育模式，教学内容坚持“实践、应用、创新”的工程教育理念，培养学生的现代工程意识、创新意识和工程实践能力，取得了较好的人才培养效果。

该课程目前在国内大多高校基本上是以传统的教学模式为主，以老师课程教学为主，按照书本上的章节按部就班地讲课，多侧重理论知识的学习，相关教材更新不及时，教学内容多年不变，教学手段多用PPT课件和相关视频传授知识，导致学生学习效率低、效果差，严重影响培养目标的达成。实验教学方面以参观相关实验室为主，很少让学生动手操作，即使课程设置了相关实验课程，实验设备也相对较少，无法满足每个学生训练所需的设备，即使有学生对其感兴趣也是自主学习。部分专业教师提出：在以成果导向为目标的教学模式下，教师要实现设定的教学目标，需要以学生要达到的学习目标为基础制订相应的教学计划，可以针对不同基础和类型的学生进行区别对待，实时调整教学方案，使其达到成果导向这一最终目标。驱动教育系统运作的动力不再是教科书或教师的经验，而是学生的产出，这与以内容驱动和重视投入的传统教育模式形成鲜明对比。通过结果导向，学生和老师能够快速实现学习和教学目标，真正实现学以致用[3]。

一、研究方法

OBE的教学强调以学生为中心，以学生的学习成果为导向，其核心理念是根据学生不同的学习目标，划分不同的学习结果[4]。OBE的教学体系应该是逆向性的，重视学习成果的封闭式循环，同时又以学生未来就业环境中应获取的成果为终极目标。

机械创新设计课程，作为机械工程和机械电子工程专业技能课，是以探索者/慧鱼机器人和“互联网+中國制造2025”产教融合创新基地为平台开设的课程。它采用项目式教学方式，设计“真实项目引领、理实一体”的课程内容，走出传统的“理论与实践脱节”的困境，构建“线下教学与线上教学相结合”的混合教学模式。通过探索者/慧鱼系列构件和控制器完成构思→设计→实现（优化）→运作（创新）四步教学法，教学内容以项目为载体，引入企业的真实案例作为教学内容，使工作任务课程化，将教学内容设计为基础项目、应用项目、综合项目、拓展项目，教学实施方法（见图1）。通过课程改革，培养学生的机械设计、创新、逻辑思维、表达和工程实践技能，使其达到工程技术人员必备的基本素质。

二、教学内容重构

以工作过程为导向重构课程内容，按照应用型模式开展教学活动，以理论知识（创新方法及应用案例的学习）为基础（见图2）。基于慧鱼、探索者和履带机器人平台，采用项目式案例开展实践教学（见图3）。以理论教学、实践教学、企业项目、专业竞赛相结合的方式设计教学内容[5]，理论教学与实践教学交叉开展，教学内容更具模块化。学生可以根据能力和兴趣选择适合自己的课程内容进行组合，改变以课堂教师主讲的教学模式，变为以“教”为主向重“学”为主、以“我讲”为主到“你讲”为主、走出“教室”到走进“企业”为主的教学模式。教学内容按照机器的组成及机械系统、运动系统的方案设计流程（企业一般采用的设计流程）进行重构。按照应用型课程模式设置情境，情境1为手动控制的机器（常用机构组合），情境2为自动控制的机器，情境3为智能控制的机器。教学内容融合校内、省级、国家级竞赛和企业横向课题，使课程按照应用型模式建设，培养学生的动手能力（探索者/慧鱼/履带机器人平台）、实践能力（校内企业技能竞赛）、应用能力（横向课题）和创新能力（省级/国家级竞赛主题）。

三、多种教学方法相融合

1.理实相结合。打破常规的教学模式，让理论课走进实验室，以具体项目为载体进行引导式教学，采取教师讲→学生做→学生讲→教师讲的循环授课模式，教学内容由简单到复杂，学习内容循序渐进，能力要求逐步提高。基础项目由教师讲解、学生跟着做的方式教学;应用项目由教师指导、学生学着做的方式教学;综合项目由教师引导、学生独立做的方式教学;拓展项目由企业工程师、教师和学生探讨，学生独立做的方式教学。

2.混合式教学。将传统的教学模式以教师为中心转变以学生为中心，以教为主转向重学为主，以我讲为主转变到你讲为主，应用为导向，项目为载体，把以传授知识为主的教学方法转变为以培养能力为主，传扬工匠精神。（1）启发式学习：以企业和“互联网+中国制造2025”产教融合创新基地案例为具体项目，培养学生查阅文献和表达的能力。（2）讨论式学习：学生自由组成实验小组，选择适合自己的项目学习，培养学习团队协作的能力。（3）开放式学习（第二课堂）：自主选择教学内容（教学模块），自主选择实验时间和场所，结合兴趣小组、学术基金项目、省级创新训练项目、校内和校外专业竞赛的设计主题融合到课堂教学中，注重培养学生综合素质和创新能力。（4）项目式学习：学生根据自己能力选择适合的课程模块（递进式项目）进行分层次教学，充分利用现代信息技术（视频、QQ、微课、平台等），培养学生的专业能力。

多种教学方法的运用，使学生的自主性、积极性得到提高，激发了他们的学习乐趣，培养了学会分析问题、解决问题和提出问题的学习能力。

四、课程评价方式的多样化

基于OBE的考核方式应结合相应的学习目标，主要评价学生在相应学习目标下的学习达成度情况，以应用能力考核为导向，注重学生的动手能力、实践能力、应用能力和创新能力等方面的评价，采用过程性评价和总结性评价相结合的方式。总结性评价以成果为导向，将兴趣小组、专业竞赛、横向项目、学术基金、大创项目、专利和论文等的成果作为总结性评价的一部分，充分体现对学生的知识、态度、能力、团队协作等的綜合评价，既重视学生的过程学习，也重视学生的学习效果。

1.教师考核为主：针对基础项目和应用项目开展考核，采用学生汇报、回答问题、项目展示等方式设置考核要素，提升学生的理论知识应用、编程调试和创新能力。

2.项目考核为主：针对综合项目和拓展项目开展考核，采用自主学习的模式，通过成果呈现的方式考核学生实验报告的撰写、项目PPT制作和汇报能力，其间可协调企业工程师进行考核，使学生熟悉企业面试的方式，为毕业后走入企业做好这方面的专业准备。

3.企业技能竞赛与课程考核相结合。以企业冠名专业技能竞赛与课堂教学内容相结合，由企业工程师授课、宣讲和参与出题，学生以团队方式参与到竞赛中，最后将竞赛成绩纳入最后的考核，提升学生的专业技能。

4.附加考核为辅：学生可以拿与课程相关的专业竞赛、论文、专利、项目等成果，根据级别置换相应的分数。

通过两年的实施，统计2016—2018级机械工程两个专业的数据（跟课程内容关联）并进行分析，如图4所示。2018级参加各类项目和竞赛的学生比例达54%，获得省级以上竞赛9项，获得专利9项，完成校级以上项目5项，其中省级大创项目以优秀结题，20人次参与教师项目研究3项，发表论文3篇。

五、结语

1.构建OBE理念的课程体系，推动应用型课程建设，提升学生岗位职业能力。按照OBE理念和应用型课程建设目标完成相应的课程单元建设，课程改革主要是为了使学生具备“双基双技”的能力，将原来的分散式、线条式知识进行重构，根据教学大纲要求整理出三个层次的教学模块，将教学内容重构20个项目案例。以工作过程构建学习领域，将知识体系转变为行动体系，以机械产品为载体构建学习情境。同时，情境设置要由易到难，学习内容循序渐进，能力要求逐步提高。教学资源分为线上和线下，贯穿整个学期，让学生可以实时、实地学习，逐层提高。学习效果根据每个情境实时反馈，整个学习过程根据学生学习效果，持续改进教学方法和教学内容，逐步形成课程体系，服务于人才培养目标，促进课程改革和教学手段的优化，建立新的评价体系，更好地培养能适应新形势，具备一定职业素养、职业技能，能够迅速适应现场工作的应用型人才。

2.推动产学研项目建设，提升学生的实践技能水平。通过校企合作、产教融合，将企业的实际案例及项目引入课堂教学，部分单元由企业工程师现身说法教学，提高学生的专业认识，实现学中做、做中学的特点，使生产链和课程链有效衔接，以职业能力培养为重点，推动人才培养模式、校企合作模式和竞赛资源配置模式的改革，提升学生的实践技能水平。

3.推动专业竞赛发展，提升学生的创新能力。以OBE为理念在专业竞赛的顶层设计、激励机制、管理平台建设、组织保障机制等方面开展探索研究，将专业竞赛作为学生实践与创新能力培养的主途径，推动工程教育的持续发展。专业竞赛遵循以学生为本、成果导向和持续改进的原则，采取多项措施开展，保证其在人才培养方案中发挥重要作用。通过开展专业竞赛，可以促进班级管理，尤其是对学风建设有促进作用。以专业竞赛为抓手，推进实践教学改革，拓展实验教学平台功能，形成实践教学特色，极大地丰富了实践教学体系的内容、方法和手段，促使高校进一步完善实践教学体系，提高学生实践技能。

以人为本，多元培养，通过项目式教学，实现教学理论、教学模式和评价方式的全方位育人，提升专业建设的内涵与水平。

参考文献

[1]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[2]刘小勇，李荣丽，杨慧香，等.新工科背景下基于OBE理念的机械原理改革研究[J].机械设计，2020（37）：23-26.

[3]谢静，蒋秀林.基于OBE的Java程序设计课程教学模式改革探索[J].高教学刊，2019（21）：123-125.

[4]张磊，陈秋，毛东东，等.基于OBE模式下的《药剂学》课程教学的探索与实践[J].高教学刊，2019（23）：139-141.

[5]邓春瑶.金课建设背景下基于OBE理念的混合式教学模式研究——以《工程项目管理》课程为例[J].高教学刊，2020（27）：122-128.

Research on the Teaching Model of Mechanical Innovation Design Course under the OBE Concept

LI Dong-ya， SU Jia-bing， WU Yi-fan

（Applied Technology College， Soochow University， Suzhou， Jiangsu 215000， China）

Abstract： Aiming at how applied undergraduate students improve their professional skills and innovation ability in their professional technology learning， how to take the student as the center in the teaching process， and how to improve their learning efficiency and independent learning ability. Combined with the characteristics of the mechanical innovation design course， under the OBE education mode， the teaching process adheres to the “people-oriented， multi-cultivation” training mode， using the combination of theory and practice， open laboratories， leveling， enterprise skills and subject competitions. Improving students' learning effects and introducing a whole-process curriculum evaluation system have achieved good talent training effects for cultivating automation students' modern engineering awareness， innovation awareness and engineering practice ability， and they are also parts of the connotation construction of the automation professional curriculum system.

Key words： engineering education; innovation consciousness; curriculum reform