基于OP3E学习模型的高职院校汽车专业学生工程实践活动教学模式研究

陈翔，邱雪君

（广东交通职业技术学院，广东广州510650）

工程实践活动是综合运用科学理论和技术手段进行改造客观世界或解决实际问题的实践活动，是一种创造性活动。工程技术的发展推动着社会、科技和经济的发展，发展工程技术水平是推动发展的重要举措。人才培养是发展技术的核心，重视和培养学生实践能力已经成为工程教育的共识和目标。《国家职业教育改革实施方案》提出“坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，把职业教育摆在教育改革创新和经济社会发展中更加突出的位置”、“高等职业学校要培养服务区域发展的高素质技术技能人才，重点服务企业特别是中小微企业的技术研发和产品升级”。高等职业教育要建立以职业需求为导向，以实践能力培养为重点的人才培养模式。因此，在高职教育工作中，如何切实提高学生的工程能力，培养适应社会、经济发展需要的技术技能人才，是教育教学过程中必须面对和解决的问题。本文以汽车工程教育实践活动为平台，探究和实践提高学生汽车工程能力的学习模型。

1 工程实践活动项目特点及要求

工程实践活动具有3个特点：①科学指导性。开展工程实践活动，必须以科学的理论系统观为指导，利用科学的实验方法和技术手段进行研究或改造活动。在学生的工程实践活动中，需要运用已有的理论，在实践应用中进行创新。②客观物质性。改造客观世界和解决问题是工程实践活动的目的，工程实践活动的对象必须是客观存在的、活动的成果需是有物质关联的。③主观能动性。一切改造客观世界实践活动的主体是人。在实践活动中，要充分发挥人的主观能动性，才能更灵活的运用知识和工具，创造更好的结果和最优化地解决问题。

工程实践活动的特点决定了对人才的要求，在进行工程实践活动项目的教学设计，应该把对人才的要求转化为教学目标，学习过程的设计需要围绕这个目标来开展，以达到项目人才培养的目的。工程实践项目对人才的能力要求有：①工程设计能力。能使用科学的方法和流程，对工程的要求或问题进行分析，提出解决方案。②工程操作能力。能借助设施设备和工具，把方案转化为应用或产品，并且进行测试和实施。③项目管理能力。在项目进行过程中，能够对人员、过程、财务等进行监督管理并且协调和处理可能发生的矛盾。④系统思维能力。能够对项目的部分和整体、内部和外部、现在和发展有科学的认识并且关联起来，并在项目操作过程中运用系统观念。

图1 工程实践核心能力

2 OP3E学习模型在汽车工程实践活动教学中的探究

面向职业的高职汽车专业围绕行业发展和职业要求培养技术技能人才，在具有工程特点的实践活动中培养和提高技术技能。基于教学和学习理论，本项目在理论和实践中探索建立提高工程实践能力的OP3E学习模型，包括目标管理&建立期望、流程指导&标准规范、事件驱动&活动促进、实验探究&测试验证、评价反馈&测量考核几个方面。

图2 OP3E学习模型

大学生汽车设计制作项目——小型单座全地形越野车，项目成果是实现车辆的设计和制作，并且性能需达到要求，对于项目开展和人员能力要求具有工程实践特色。OP3E学习模型在项目中进行应用，验证模式的可行性与科学性。

2.1 目标管理&建立期望——建立目标以导向学习成果

学习目标是关于学生将要了解或做到的事情的陈述。建立目标是为了构建教学者和学习者统一的活动目标，与之相关的是学习环境、学习活动的设计以及最终效果的评价。项目的学习目标，应该侧重于学生在教学活动后能做什么，也即是转化为成果的目标建立。在教学设计中，目标的建立应该具有传递期望的作用，目标的表述能够明确向学生传递他们应该做什么。本项目的总目标为：根据给定的制作要求和资源条件（情境），设计并制作出（行为动词）一台性能优越，符合要求的小型单座全地形越野车，并且根据车辆动态和静态的项目测试任务（工具、限制或特殊的条件），分别进行演示（习得性能的动词）。

图3 项目成果图——小型单座全地形越野车

2.2 流程指导&标准规范——搭建标准流程以指导学习实践

教师不应只把知识直接告诉学生，而是学生通过活动建构知识。教师可以通过多种方式来促进知识的建构，比如通过教学使信息变得与学生自身相关、对他们有意义，或者通过给学生提供机会，使之自主发现或应用某些概念。在工程实践活动中，给学生提供学习的脚手架——标准和流程，学生可以参考开展学习活动。

单座全地形越野车属于特种车辆，不能简单套用已有的汽车设计理论，需结合实际情况和条件进行研究和设计。这就产生了一系列的汽车理论如何在本项目应用的问题，针对这些问题，项目开展了学习探究活动和工程制作活动两种学习活动进行问题的探索和解决。OP3E学习模型中的流程指导和标准规范环节，以车辆的操纵稳定性和总体方案设计为例子，两种活动内容如图4、图5所示。

图4 学习探究活动流程（以探究如何提高车辆操纵稳定性为例）

2.3 事件驱动&活动促进——设计事件活动以驱动学习

图5 工程活动设计流程（以项目总体设计方案为例）

教师在教学过程中为了达到教学目标引发的一系列行为，这些有目的有序列的行为集合就是教学事件。学习事件是学习者为了达成某些特定的学习目标所进行的各种活动及其序列关系，它与教师安排的教学事件相关，更与学习者的内部信息加工过程有关[1]。教学事件的设计，除了考虑学习过程的关系外，还应充分考虑学生的个性特点、事件所处的学习环境以及能够调动学生的主动学习能力。

在项目实践中，从微观到宏观两个层面进行项目的教学事件设计。微观层面，指的是从每一单次的教学活动中，比如课堂教学环节，有序组织一系列活动展开教学。宏观层面上，指的是在一个项目周期内，所有面向项目任务和达成项目学习目标所组织的活动，它可以是每一次教学活动的集合。

2.3.1 微观层面的教学事件

微观层面的教学事件，参照加涅单一教学活动十个教学事件进行设计与开展[2]。项目的事件设计如表1所示。

表1 微观的教学事件

2.3.2宏观层面的教学事件

适应个性化的教学事件，能够帮助学习者梳理自身的知识经验，并建立起符合每个人重新探究和构建新知识的规则体系。并且能够实现学习者的知识保持和迁移，获得更大的学习激励。在此基础上，发挥大于原来知识规则秩序的创新力，形成多样的学习样式和学习成果。在本项目中，宏观层面的教学事件设计，组织的活动从简单到复杂，在活动中激发学生的学习兴趣和动力，帮助学习者在过程中完成知识建构，达成目标，如图6所示。

图6 宏观的教学事件

2.4 实验探究&测试验证——开展实验测试以构筑探究

实验活动在解决探索事物内在关系的教学活动中占据着重要地位，它能够直观展示概念或者了解科学过程和本质，工程实验是从实用角度出发旨在达到预期的效果[3]。在开展工程实践项目时，离不开要进行实验测试活动来验证设计方案或者问题解决方案的科学性和可行性。

汽车设计理论方法已经很成熟，如汽车悬架设计理论，本项目主要应用科学理论，结合实际要求和条件进行创新设计，确定方案制作样车进行实验测试。在实验和测试过程得出数据进行优化，实验内容见表2。

表2 项目的工程实验（部分）

2.5 评价反馈&测量考核——设置评价考核以反馈修正

开展学习评价的目的是检验教师和学习者在一个阶段的教学后达到教学和学习目标的情况，教师和学生可以根据评价的结果反馈分别对教或学的策略进行调整。OP3E学习模型形成导向学习效果，提高学习者自我效能的评价方案。方案包括多元化的评价策略和个性化的测量方法，如图7所示。评价通过测量进行，测量形成评价结果。

评价策略采用形成性评估和总结性评估[4]。教学过程中的显性评估指的是教学活动外的评估，如测验、笔试、演示、比赛等；隐性评估指的是不会中断教学活动而发生的评估，这种评估方法包括观察、记录等。在评估过程中，使用两种评分模型——自我参照评分和基于标准的评分。自我参照评分是让学习者与自己过去的表现进行比较，即纵向对比。使用这种方式，有利于鼓励学生，激发学生的个性化发展，这对于提高工程实践项目的创新性有很大帮助。基于标准的评分是在特定的主题里给出“表现标准”，参照此标准对学习者评分。工程实践项目具有客观物质性，是否符合标准，是对项目成果的评分。

导向学习效果的测量方法，基于尊重每个学习者的个性化差异化生成，对不同发展方向的学习者开发不同的考核量表，对学习内容（知识、技能和态度）进行测评，并形成学习档案，这是教学者和学习者共同的成果。

评价量表根据培养学生工程实践能力的目标进行细化，归纳整理出知识、技能和能力等级，在项目各个阶段进行能力指标的评估。教师每次考核对学生进行观察、成果评定并给予反馈，提出改进意见或者行动方案。

图7 项目学习评价方案

3 总结

工程实践项目的特点决定了对学习者的能力要求，OP3E学习模型是以工程项目为平台，以培养和提高学生工程实践核心能力为目标，在项目中进行探索。OP3E学习模型在项目教学中取得了一定效果：设计制作的车辆在全国大学生巴哈大赛中获得操控单项比赛第一名（与本科院校排名）、单圈计时第四名（与本科院校排名）、职业院校组爬坡单项比赛第二名的优异成绩。同时项目制作过程中开发的车辆变速器性能测试系统获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛广东省赛三等奖。同时申报发明专利1项，实用新型专利3项。教学无止境，随着时代发展，对人才的要求不断提高，工程实践项目教学进一步的提高和创新，需要后续不断的研究摸索和实践。