OBE理念创新能力培养的项目式教学模式探讨

刘春香 王司 马慧良 宁慧燕 徐莉 刘喜平

摘要：随着全球新一轮的产业革命和科技变革，在全国新工科建设兴起的大背景下，以改革创新为核心的工程教育转型呼之欲出。文章基于OBE理念以创新能力培养为目标的机械原理项目式教学模式设计、教学计划设定等方面进行了探讨和实践，并对成果进行了展示。为项目式教学在其他科目的实施提供了参考，并为学生创新能力的培养模式的开拓夯实了基础。

关键词：OBE理念;创新能力;项目式教学

随着全球新一轮的产业革命和科技变革的到来，我国经济发展进入新常态，发展动力须转换，以改革创新为核心的新动能正在加速孕育，培育面向新工业体系的工程技术人才很有必要，这就亟须全面深化工程教育改革。在此大背景下，借助国际工程认证契机，以培养具有创新能力的复合型人才为目标的颠覆传统教学模式的重大变革呼之欲出。

美国学者斯派帝将OBE（outcomes-based Education）教育理念定义为“清晰地聚焦和组织教育系统，使之围绕确保学生在未来生活中获得实质性成功的经验”，其理念在于学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习更重要。这种教育模式的实施需要積极探索能促进学生的知识、能力、素质协同发展，构建传授知识和培养能力的互动关系，教师导学和学生主动学习的新型教与学关系的工科课程教学模式，与新形势下工程技术人才的培养目标契合度较高。

1  项目驱动教学模式

项目式教学法（Project-Based Learning，简称PBL）是一种工学结合、项目驱动以产出为导向的新型教学模式，其优点在于能适时有效将理论与实践对接。其要求以学生为中心，使学生置身于解决工程实际问题的情境中，充分调动学生的主动性、积极性和创新精神，在增强学生自我学习能力专业技能、表达与沟通、文献收集应用及团队协作能力等方面发挥了巨大作用，与国际工程认证的非技术性指标培养完全吻合，有力地打破了传统教学的壁垒。

它所关注的是学科的核心概念和原理，要求学生从事的是问题解决、基于现实世界的探究活动以及其他的一些有意义的工作，要求学生自主学习并通过制作作品完成自己知识意义的构建。

项目驱动教学的一般思路如图1所示。在课程授课初始下达项目任务书，随着理论知识的不断积累，学生依据设计主题逐步完成设计方案，不断发现并解决设计过程中的实际问题，通过完整的工程实践项目的实践加深对理论知识的理解。与传统教学模式相比，这些实际的问题没有固定的解决方法和过程，没有定论，只能在学生不断地探索和发现中解决，这就大大增强了学习兴趣，在逐步解决问题的过程中掌握并理解本专业相关理论和应用方法。

2  项目驱动法在机械原理教学中的实践

机械原理课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课，是基础课与专业课程的桥梁。传统的教学方式集中授课，按章节布置作业或阶段设计小型项目，就题论题，往往是学生学习理论知识时不知道怎么应用，当遇到实际问题时又忘记了理论知识如何运用，导致教与学仍然时空分离。本文的教学理念旨在让学生带着项目中遇到的问题学习理论知识，将机械原理各个章节的理论内容有机融合，将理论课堂演变成解决实际问题的实验室，让学生在做中学，不仅扩展了项目的有效周期，还建立了知识学习和能力培养的互动关系。如表1为机械原理课程项目驱动教学的计划安排。

2.1 机械原理项目式教学计划

2.1.1项目主题选定

以培养学生创新能力为目标，结合学生层次和课程性质，以学校现有的硬件设施为根本，由任课教师选定项目主题，并对题目的难易程度和可行性进行初步评估，进而下达相应任务书。本次以“全国大学生第八届机械创新设计大赛”主题为选题范围即小型停车装置的机械装置设计和小型水果采摘辅助机械装置设计。

2.1.2团队建立

在机械原理课程授课的前两周内，明确项目设计目标，学生自行组建合作团队，小组规模为3～4人，在设计过程中锻炼组员团队协作能力及个人表达沟通能力，保持良好的学习状态。

2.1.3项目规划

基于PBL的学习方法对学生和老师都是挑战。学生需要合理安排时间，如问题设计、项目定题、资料搜集、技术手段、小组讨论及汇报工作进展等;教师须宏观把握设计进度，确保项目如期完成。学生要随着理论课程的学习进度及教师的引导，规划阶段目标，定期进行汇报总结。

2.1.4效果评价

课程通过对理论知识、项目实践和平时表现三个方面进行考核评价学生的学习效果。其中，理论知识考核（闭卷）占60%、项目实践占30%、平时其他表现占10%。课程鼓励学生在完成项目实践后申请专利和撰写论文，并在考核中分别给予5分的额外加分。对于项目效果优异的小组推选参加省级大学生机构创新竞赛，以赛促学，学出知识，赛出水平，带动全校学生组建创新创业团队，积极培养能够解决实际问题的工程应用型复合人才。

2.2  成果展示

本次教学改革实施的班级为机械设计制造及其自动化专业2015级的学生。项目实施过程中，由组员共同推举一位组长，负责组织和协同总体工作，各组员分工明确，在方案设计、校验、绘图、三维仿真及各阶段汇报、文字材料组织、PPT的制作及现场答辩等职责分明，充分调动学生积极性。对于方案成熟的设计，经过遴选，直接推荐省级机构创新竞赛。如图3及图5分别为苹果及草莓水果采摘装置的设计，已推荐参加第八届全国大学生机构创新竞赛，现在实做阶段;图4为慧鱼组件搭接的气动式多品种梨采摘工具，已参加全国大学生慧鱼竞赛，目前为初审阶段;图6为框架式双层立体车库方案设计及仿真，为机构创新竞赛作品。

3结论与展望

“未来已来，将至已至”在多种教学辅助手段爆发的时代，改革已成必然。项目式教学以产品输出为导向，配合深刻的教学改革，利用创新创业实践持续改进和优化，引入新技术新手段，新式教学模式已然形成。在现今大学建设新工科的背景下，有望成为创新人才培养突破的制高点。打破陈规，推陈出新，教研相长，学以致用，有效发挥机械原理课程在培养学生工程实践能力方面的重要作用。不仅培养了学生团队合作意识，也为后续专业课学习、企业培养合格的工程创新型人才打下坚实的基础。

参考文献：

[1]朱正伟，周红坊等.面向新工业体系的新工科[J].重庆高教研究，2017，5（3）.

[2]宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志，2014（1）.

[3]李吉泉，潘柏松，胡钰等.基于项目式学习的工程创新设计课程教学模式研究[J].浙江工业大学学报（社会科学版）.2016，15（2）.