基于OBE的系统可靠性设计与分析课程教学改革

方鹏亚 王瑶瑶 尹莉萍

[摘 要] 系统可靠性设计与分析是飞行器质量与可靠性专业的核心课程，开展教学改革至关重要。首先，对课程现状进行分析，查找原因;然后，基于OBE理念，对教学矩阵进行设计，分解各章节所支撑的毕业要求，并据此确定课程目标;最后，提出改善教学活动的举措建议。

[关键词] OBE;系统可靠性设计与分析;毕业要求;教学改革

[作者简介] 方鹏亚（1986—），男，河南郑州人，博士，讲师，研究方向为失效物理与可靠性方向。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）37-0178-02    [收稿日期] 2019-12-14

Outcome-based Education（OBE），是一种以学习产出为导向的教育模式，其核心是“清晰地聚焦和组织教育系统，以确保学生获得在未来生活中取得实质性成功所需要的能力与经验”[1]。在OBE教育体系中，教育者必须对学生毕业时达到的能力及其水平有清楚的认知和构想，然后设计构建合适的教育结构和课程体系，来保证学生达到预期目标[2]。OBE教育理念的核心是以学生为中心，以产出为导向[3]，对教育活动进行反向设计并持续改进。基于OBE理念对教学过程进行改革，对提高我国高等教育水平和大学生专业素质培养质量，具有重要意义。

飞行器质量与可靠性专业是教育部新批准的急需专业，对于应用型本科高校，该专业主要培养能在航空、航天等领域从事产品可靠性、维修性设计以及试验技术等方面工作的復合型应用人才。“系统可靠性设计与分析”是该专业的核心课程，如何通过教学改革提升教学效果是关乎该专业人才培养质量的重要课题。本文基于OBE理念，对该课程进行教学改革，旨在查找课程建设存在的突出问题，优化教学内容和教学活动来落实能力培养要求，实现教学质量的提升。

一、课程建设现状分析

课程改革之前，从学生和用人单位回访情况看，课程建设存在如下问题：①教学内容和实际运用存在两张皮现象。学生毕业后，看似掌握课程规定的知识要点，但是对于知识的认识和理解程度还不够，对于如何运用所学知识解决具体工程问题，还缺乏方法和能力;②教学过程的组织形式相对单一、针对性不强。以往的教学活动更多以理论教学和课堂讲授为主，学生参与度不高，挑战性训练不够;考核方式也多以结果考核为主，缺乏过程监督和能力考核。针对上述问题，通过教师座谈和学生调研，认为主要原因包括两个方面：①教育理念存在误区，缺乏问题导向意识。以往的教学活动按照正向思维组织，多根据所用教材内容，结合教师个人想法，确定教学内容，提炼课程目标，对于教学和就业的衔接性问题缺乏认识。②对于社会需求缺乏准确判断，对于学生应具备的能力素质认识不足。飞行器质量与可靠性为国家新批准急需专业，毕业生人数相对较少，加之对于国内可靠性岗位的人才需求和能力要求调研不足，导致教学设计缺乏针对性。为此，需转变教学观念，基于OBE理念，以产出为导向，反向设计教学活动，实现人才培养与社会所需精准对接，能力素质与岗位需求匹配适用。

二、基于OBE的教学矩阵设计

结合OBE培养方案和教学大纲，对“系统可靠性设计与分析”课程的教学矩阵进行设计，见下页表。其中，参照文献[4]，“毕业要求”选择对OBE毕业要求具有较强支撑作用（即支撑强度为H或M）的能力指标点，（1）—（12）依次代表工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。然后，根据这些指标点的能力要求，确定本课程的课程目标。

三、基于OBE的教学举措建议

为确保上述教学矩阵落到实效，课程组从以下三个方面进行教学探索：

（一）贯彻课程思政和专业教育，培养学生的专业认同、严实精神和责任担当

在教学过程时，可以通过介绍波音737MAX失事案例，使学生深刻体会到可靠性对于飞行安全的重要性，强化学生对本专业的认同感，继而激发学习兴趣和积极性;通过讲解挑战者号航天飞机失事案例，阐释单元对于系统可靠性的重要性，强化学生对待学习和工作的严实精神和严谨作风;通过介绍我国可靠性实践环节中存在的突出问题，引发学生思考，激发学生从事可靠性工作的责任担当。

（二）加大学术教学和案例教学，强化学生的理论认知和应用感知

学术教学应突出将可靠性领域最新研究成果引入课堂。如在讲解马尔科夫过程时，可以带领学生阅读和分析马尔科夫理论在故障诊断领域的研究文献，加深学生的知识理解，培养科学素养和钻研精神。案例教学应阐明方法理论在可靠性工程中的具体应用，如在介绍FMECA理论时，可以结合飞机发动机设计和维修问题组织讨论，培养学生的知识运用和解决问题能力。

（三）用好课程设计和命题作业，锻炼学生的综合实践和团队协作能力

能力更多是靠专业场合训练出来的，需要给学生布置富有挑战性的课题和任务。例如，本专业课程设计要求学生基于Isograph软件对飞机典型系统完成RBD、FMECA、FTA等模块的分析任务。学生被分为若干小组，每组承担飞机1个子系统的分析工作，小组成员首先围绕子系统的结构功能、故障模式集中讨论，在此基础上按照任务分工，各成员单独完成某个模块的分析任务，并提交分析报告。通过此类的综合锻炼，学生的知识运用、沟通交流和报告撰写能力得到了大幅提升。

四、总结

本文围绕系统可靠性设计与分析课程教学，指出了传统教学的弊端，提出了基于OBE的教学设计和建议举措。一个教学周期的实践表明，教师教学针对性和学生学习积极性进一步增强，教学效果得到了大幅提升。

参考文献

[1]Spady W G.Outcome-based Education：Critical issues and answers[M].Arlington，VA：American Association of School Administrator，1995.

[2]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[3]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.

[4]卢科青，王文，吕明，徐振龙.面向OBE的课程目标构建方法——以《工程图学》为例[J].教育教学论坛，2019（44）：207-208.