基于OBE理念进行目标细化的工程实践教学改革与实践

戴 婷，朱海燕，张今朝，王安红，祝 贺，李洪武

基于OBE理念进行目标细化的工程实践教学改革与实践

戴 婷，朱海燕，张今朝，王安红，祝 贺，李洪武

（嘉兴学院 机电工程学院，浙江 嘉兴 314001）

针对目前地方院校工程实践类教学存在的问题，提出了基于OBE理念的“细分可操作”目标细化教学方法与举措。以“六层电梯应用教学系统”为例，构建了“小目标—多目标—总目标”的目标教学系统。教学过程中严格把控目标完成度，并有效监控、评价整个过程。结果表明，该教学改革初步取得良好效果。

OBE理念；工程实践教学；评价体系

作为高等教育的一个重要组成部分，工程实践教学对培养学生的工程实践能力、科技创新能力等有积极作用[1-2]。目前，工程实践教学存在如下一些问题：

（1）工程实践教学中，综合设备控制模块、控制对象内容较多，如果不针对具体项目进行学习目标分解，学生对知识的掌握将难以找到切入点；

（2）工程实践教学中，学生的能力培养往往只侧重操作能力及工程实践能力，对于学生综合素质的关注不够，与人才培养目标结合不紧密；

（3）未建立有效的过程监控，只注重结果而不注重过程。

针对以上问题，结合多年工程实践教学经验以及人才培养大纲和学生需求，认为引入成果导向教育理念OBE（outcome based education）很有必要[3-4]。

1 OBE理念及其应用

OBE是一种以“学生为本”的教育哲学，聚焦于学生受教育后获得什么能力和能够做什么的培养模式，一切教育活动、教育过程和教学课程的设计都要围绕预期学习成果的实现。OBE教育理念，主要强调以下问题[5-8]：

（1）要求学生学习什么、掌握什么？针对这一问题，要明确教学知识体系，要对教学过程进行细化目标分解；

（2）为什么要求学生学习这些内容？教学的最终目的是使学生达到一定的能力要求，这就需要将多目标教学理念穿插其中，最终达到国家、社会和学生的要求和期望这一总目标；

（3）如何帮助学生取得这些成果？这就要以学习目标和成果为导向，对教学过程进行有效组织和把控；

（4）如何有效地指导学生取得这些学习成果？这就要求建立完善的考核评价体系，用以检测教学成果。

以OBE理念为指导进行工程实践教学改革，旨在探索一种以学生为中心，以学生不断反馈为驱动，强调主动学习及学习目标和结果的教学模式。以我校电气专业工程实践为例，要求学生在完成主要的应用性课程学习后，还要对综合的自动化设备的电气结构、机械结构、控制方案设计、故障排除等内容进行强化训练，培养学生的专业综合素质[9-10]。

本文以典型项目“六层电梯应用教学系统”为例，进行“小目标—多目标—总目标”体系构建，明确学习目标，设计教学内容，监控教学过程，评价教学效果，加强学生工程应用能力、创新能力、综合能力的培养[11]。

六层电梯应用系统采用开放式接口，包括真实的电梯配件、透明的结构设计，便于学生观察、监视各部件的运行状态。当设备接到外呼叫的控制信号后，轿厢即向该层运行，在运行的过程中，根据顺向响应的原则，电梯轿厢将仅接受顺向楼层的外呼叫信号和内呼叫信号，顺向运行到达响应层，轿厢门开门或关门，轿厢门上的门刀同时带动层门完成同时开门、同时关门的动作。

2 目标布局

2.1 目标分解

为使学生更迅速地进入工程实践状态，更好地掌握工程实践所要求的知识点，指导教师应针对工程实践中每个项目所对应的实践内容、目标及过程进行系统的归纳和总结。表1为“六层电梯应用教学系统”项目的目标分解情况。

表1 “六层电梯应用教学系统”项目的目标分解情况

如表1所示，“六层电梯应用教学系统”实践内容首先是电气设备认知和机械设备认识，在此基础上对设备的控制进行方案设计，并完成相应的设备编程设计。在设计完成后，还要进行系统调试和故障排除。

2.2 体系构建

通过工程实践中对每个实践项目的目标分解及达成，学生能够具备专业基础知识和基本专业技能，但如果对工程实践的最终目标不甚明了，也很难把握学习的重点。因此，应建立工程实践教学的多目标培养体系，使学生明白为什么要学习该内容，以及学习该内容的最终目标是什么，以便学生根据自身特点进行自我提升。“六层电梯应用教学系统”的多目标培养体系如图1所示。

2.3 总目标的达成

工程实践的最终目标是培养学生包括基础知识能力、专业知识及应用能力、个人素质、职业能力、人际交往能力等在内的的综合能力。将这些能力细化为各个实践项目的小目标，再融合构成多目标培养体系，目的是使学生明白“为什么学”。工程实践教学的总目标可归纳为知识、能力、素质3个方面，如图2所示。

图1“六层电梯应用教学系统”多目标培养体系图

结合工程实践教学实际情况，以学习目标、学习成果为导向，鼓励以学生为中心的自主学习，培养学生的综合设计和研究开发能力、拓展知识和终身学习能力，以及管理时间、自我约束能力。此外，通过引领学生利用各种渠道进行文献查阅，培养学生的中英文文献检索能力；通过相互交流及团队协作，提高学生的职业道德及社会责任感；通过深入工厂，帮助学生理解社会环境对电气工程设计的影响。

3 组织过程和评价体系

3.1 组织过程

不同于传统实验教学，工程实践教学改革强调学生自主学习，指导教师只提供基本的设计思路。学生通过查找资料、深入工厂等，最终确定设计方案，完成设计任务。工程实践教学流程如图3所示，包括以下主要环节：

（1）团队创建。学生自由组合，每组人数不超过5人，设组长一名。

（2）选题。选定实践课题，由指导教师下达实践任务书。学生通过查找资料和走访相关设备厂家，调查、了解相关设备的机械结构、电气结构及其工作原理。

（3）方案设计及实施。通过小组讨论产生设计方案，交由指导教师审核后，进入具体设计阶段，并鼓励学生根据实际情况加以拓展。整个过程中，学生定期向指导教师汇报学习成果及实训进度，同时将遇到的困难进行集体讨论，并在教师帮助下解决。最后经过反复调试，完成最终设计。

（4）验收阶段。分组进行现场操作和答辩，并提交纸质报告。

图3 工程实践教学流程

3.2 过程监督及评价体系

OBE理念还强调过程监督和教学评价。

全程监督对把控进度、督促学生、提高质量有积极作用。首先，采用小组学生共建，组内成员相互监督。其次，各组组长每周以PPT形式汇报设计的总体进度、工作成果及所遇到的问题，指导教师给出意见建议。再次，各组组员每周提交各自在本周所承担的工作内容、实训数据记录及实验成果分析的纸质材料，指导教师进行严格把关，对未实际参与实践过程的学生提出警告，并勒令其改进。

实训完成后要进行实践成果答辩。答辩以现场设备操作演示为主，指导教师通过提问检验学生学习成果，并根据答辩情况及工作完成度进行打分。最后，学生根据指导教师的意见，完善设计方案，提交纸质报告。

学生工程实践的个人成绩评价依据组内成员打分、平时考核、答辩操作、实践报告等方面情况，采用优秀、良好、中等、合格以及不合格等5个等级。六层电梯实训的具体评价标准如表2所示。

3.3 改革效果

工程实践教学改革前后学生表现情况对比如表3所示。其中，学生主动参与度根据考勤情况及提交的实践报告总结得出，学生满意度由问卷调查得出；改革前后学生实践成绩对比情况如表4所示。

表2 六层电梯实例成绩评价标准

表3 工程实践教学改革前后学生表现情况对比

表4 综合实训教学改革前后学生成绩情况对比

4 结语

工程实践教学是工科专业本科教学的重要内容，将OBE理念引入工程实践教学是一次积极尝试。具体来说，是从OBE理念强调的4个问题入手，对工程实践教学项目进行分解，提出每个实践项目的小目标，并将教学培养目标融入教学过程中，同时建立有效的过程监控和评价体系。

实践表明，该教学改革充分调动了学生的积极性和主动性，提高了学生的个人素质和能力，为学生今后的学习和工作打下了良好的基础。

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[11] 张今朝. GE可编程控制技术实践教程[M].上海：上海交通大学出版社，2018.

Reform and practice of engineering practical teaching with operability and target refinement based on OBE concept

DAI Ting, ZHU Haiyan, ZHANG Jinzhao, WANG Anhong, ZHU He, LI Hongwu

(College of Mechanical and Electrical engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

In view of the problems existing in engineering practical teaching in local colleges and universities, this paper puts forward the teaching methods and measures of “Subdividing and operable” target refinement based on OBE concept. By taking “Teaching system for six-storey elevator application” as an example, a target teaching system with “Small objectives-multiple objectives-general objectives” is established, the target completion degree in the teaching process is strictly controlled, and the whole process is effectively monitored and evaluated.

OBE concept; engineering practical teaching; evaluation system

G642.0

A

1002-4956(2019)10-0211-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.051

2019-03-12

浙江省“十三五”第一批教学改革研究项目（jg20180241）；浙江省科技厅软科学项目（2017C35065）

戴婷（1989—），女，江苏泰州，硕士，助理实验师，研究方向为实践教学改革、实践教学管理。E-mail: 1010308502@qq.com