基于OBE理念的高校学生工程素质培养路径探究

秦 俊

(武汉理工大学，湖北 武汉 430070)

伴随新一轮科技革命和产业革命，全球产业发展进入深度调整与变革的新时期。新能源、新材料和智能化成为新的发展主题。在此背景下，学生工程创新能力与工程实践能力受到行业企业的高度关注。学生工程实践能力的培养首先是工程素质的培养与提高。美国发起的《2020的工程师：新世纪工程的愿景》中指出，未来工程师应具备的关键素质包含：实践经验、创造力、沟通和管理能力、伦理道德和终身学习能力。[1]

武汉理工大学作为工科优势高校，具有行业背景的特色高校，如何利用学校工科优势与特色，加强学生工程素质的培养，是当前工程教育的一项重要使命。

一、 工程素质内涵

不同时代背景下，高校对学生工程素质的培养提出不同的要求，所赋予的内涵也发生了变化。狭义地讲，学生工程素质主要包含其理论知识与实践操作技能的掌握。广义地讲，还包括了其它工程伦理、经济法学、法学以及人文素质等多方面。现阶段，我国接受高等教育的工科生比例约占高等教育学生总数的40%，远远超过发达国家的比例，[2]学生工程素质的培养也要回归工程本身。

工程素质的内涵基本可概括为专业知识、思想道德品质和基本能力。毋庸置疑，专业知识的掌握，是任何一类专业技术人才所必备的知识储备，除专业基础知识，还需掌握学科的前沿知识，即知识面的掌握要广而深。思想道德品质主要指人文素质的教育。包括树立正确的三观，世界观、人生观和价值观，良好的职业道德、诚信理念和执着的精神等。基本能力包括思维能力、沟通能力、学习能力和实践操作能力。[3]如图1所示。

图1 学生工程素质的基本构成

二、OBE实施要点解析

基于结果教育(OBE)理念最早出现于美国的教育改革，[4]与传统教育理念强调的学习过程的统一与按部就班的学习方式不同，OBE强调的是学生的个性化教育模式，[5]培养学生的创造性思维能力、组织沟通能力和团队协作能力等一系列综合素质。OBE以反向设计为原则，以最终学习成果为起点，反向进行课程体系建构、教学方法与教学模式设计、评价体系及质量标准改进等。[6]其实施要点如下：

(一)确定预期学习成果

学习成果，字面上可理解为一个阶段的学习完成后所获得的知识。一般概念中学习成果指具体的量化指标，如考试所取得的分数、读完了多少本专业书籍等。OBE理论中学习成果指的是学生所获得的能力，并没有具体的量化指标去衡量。此时的学习成果既是OBE的预期终点，同时也是起点。由此可见，学习成果的设定在OBE的实施过程中，发挥着关键作用。

(二)反向构建课程体系

学习成果确定后，为实现这一学习成果需要反向设计课程体系。课程体系是指不同性质的课程按照一定的编排分类整合，共同构成该专业的所有课程。不同的课程编排顺序会导致不同的知识架构，无论哪种课程体系的构建都需要遵循特定的原则。[7]企业需求导向原则指工程科技人才培养的最终目标始终是服务于行业企业，只有充分了解不同阶段企业对工程人才的需求，才能使课程体系的设置更好地满足社会对工程人才的需要。毕业要求与培养目标达成度的支撑原则是课程体系是整个人才培养过程的支撑框架，每一门课程都为满足毕业要求与实现培养目标做出了一定贡献，也支撑每一项毕业要求。不同类型课程之间的合理配置，能有效提高毕业要求与培养目标的达成度。

(三) 教学方法设计与实施

OBE理念强调以学生为中心，尊重学生的个性化发展，以最终学习成果来评价学生能力的高低，而非在意每一位学生的学习过程。这种个性化的教学模式要求教师了解每一位学生的特点，有针对性地把握每一个人的学习进程，着重培养学生的批判性思维与创新性思维能力。

(四)学生个体评价与持续改进

OBE理念中对学生的评价在于学习成果的取得，而非单一的学习成绩等量化指标。OBE强调个体化评价，即每个个体与之前相比，自身所取得的进步和所获得的能力，而不是不同个体之间的比较。与此同时，还要对学习成果进行持续改进。

三、高校学生工程素质培养中问题分析

随着工程教育创新型人才培养工作不断深入开展，在政府、教育行政部门以及企业行业等多方协同下，各高校都结合学校实际积累了具有自身特色的工程科技人才培养模式，在学生工程素质的培养方面存在较为突出问题如下。

(一) 工程实践能力薄弱

工程素质培养中最重要的一部分是学生工程实践能力的培养。工科院校培养的学生中大多实践应用能力明显不足。一方面，部分工科教师缺乏工程实践背景。教师在理论教学方面有很强的学术性与专业性，在实践教学环节实践经验不足，课堂理论无法解决工程实践的问题。另一方面，传统的教学模式注重课程知识点的灌输与填鸭式教学，学生仅掌握每个知识点的内容，且完全被动接受知识，导致学生的理论知识与实践环节严重分离。为增强学生的实践能力，政府明确了“普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型”、“深化产教融合、校企合作、工学结合”的人才培养导向。

(二)工程创新能力不足

创造力培养，是学生工程素质培养中的重要环节。我国发展正在经历新旧经济交替的关键时期，新经济催生了一大批高新技术产业，新产业发展需要新型工程科技人才支撑。高校基于传统工科专业的人才培养模式缺乏将创新性训练活动与职业能力培训等内容纳入实践教学体系，导致实践教学内容更新不及时，科技前沿与企业生产新技术不能及时融入教学，学生无法深入接触企业生产实际等诸多问题。此外，传统的课堂教学仍以教师为中心，以课程考试分数的高低划分学生的等级。这样的教学理念导致学生缺乏自主创新的能力，学生的重点全部放在考试取得高分上，对实际解决问题的能力不足。

(三)课程体系设计模式仍以学科专业为导向

目前，我国大多数工科院校的课程体系仍是知识导向型的，利用已有知识实现创新活动的可能性很小。[2]每个专业的课程体系设置都围绕学生专业知识展开，每门课程的教学大纲也按知识点分解而展开，课程学习过程中，强调知识点的掌握程度。学生完成单门课程的学习后，也仅掌握该门课程的相关知识点，对其专业的知识框架结构却不甚了解，所学知识无法衍生，导致学生的知识面局限狭隘。且出于学科的保护与限制，大多高校专业课程体系的设置无法融入其它相关学科的课程，即学科交叉培养的可能性很小。陆必应等学者在工科创新型人才培养模式的研究中强调合理的课程体系，是提高创新能力的前提。[7]

四、OBE对学生工程素质培养的启示

OBE以其理论的先进性与实践的易操作性，对现代工程教育模式中学生工程素质的培养具有指导性意义。针对当前高校学生工程素质培养过程中存在的问题，以OBE实施要点为指导，从创新工程实践、课程体系构建以及教学设计环节提升学生工程素质。

(一)培养学生工程实践创造力

传统的工程实践环节依托学校的工程训练中心来完成，金工实习的教学模式。现代工程教育的新形势下，传统的工程实践模式已不能满足现代企业对工程科技人才的需求。通过搭建开放性实践教学平台，在实践教学过程培养学生的创新思维能力，提高学生的工程素质。通过产学研合作，根据不同专业的需要，系统规划实验内容和体系、装备条件和人员结构。引入或自主开发具有时代特征和先进性的实践教学方法，逐层递进地建设开放式实践平台，形成基础稳固的创新型工程人才培养结构，覆盖整个本科教育阶段。开放性实践教学平台的使用，可实现单一的技能训练模式向综合能力训练转变，课内教学向课内课外教学相结合转变，知识点教学模式向工程实例教学转变，以教师传授知识为主向以学生自主学习与师生共同探讨为主的转变，也可为大学生创新创业训练计划的实施与拓展提供平台支持。

学生自主性学习方面，可建立“柔性化”工程教育实践教学组织模式，培养学生的创新思维能力。高校可在全校范围内，推进各级科研基地和实验室面向本科生开放，结合基地研究方向面向全校学生开设课程，接纳学生开展自主创新研究基金项目、创新创业训练项目、课外科技作品竞赛以及各类创业大赛等。

武汉理工大学在大学生学科竞赛方面具有较强优势，2018年全国普通高校竞赛排行结果(本科)榜单中位列全国第一。可借鉴我校成熟的工科专业竞赛经验，组建本科生科技创新团队，促进工科院系与其它人文社科专业协同合作，培养学生的其它管理与沟通能力。建立实验室开放运行管理、探索虚拟仿真实验教学模式以及学生校内双向选择的顶岗实习与学生集中与分散相结合的实习方式，满足学生个性化发展需要和工程创新能力培养需要。可借鉴美国工科院校工程科技人才培养的模式，开展“体验式教育”，通过在真实情境下的锻炼，提高学生的创新创业能力。[8]学生工程实践创新能力培养模式如图2所示。

图2 学生工程实践创新能力培养模式

(二)构建科学合理的课程教学体系

OBE理念中根据学习成果，即毕业要求与培养目标的设定，反向设计专业课程教学体系,关键在于学生的参与度与学生的积极性。[9]传统课程与前沿课程的融合，传统课程与现代前沿课程各自具有特点和优势，传统课程的基础性与专业性方面，经过了多年实践教学经验的认可，在培养学生工程素质中，专业基础知识方面是不可替代的。一些经典的专业与专业基础课以及基础性实验与实践课程，都是现代前沿课程无法比拟的。然而，现代前沿课程以其新颖的知识创意，可极大地提高学生自主学习兴趣，这正是OBE理念中所倡导的；也有助于学生创新性思维能力的培养。毋容置疑，传统课程与前沿课程，应各取所长，有效整合，共同培养学生工程素质中的专业知识水平。

注重实践环节课程设置，逐步提高实践课程比例。实践操作能力是学生工程素质的基本能力，对学生走上社会后被企业行业所认可至关重要。现行培养方案中，对实践环节课程的设置所占学分比例不高，仅可满足基本的实践训练。在制订专业培养方案时，应着重提高实践课程的比例，适量增加实际工程类项目的实习、研讨以及课程设计环节，重点培养学生思维能力、创新能力与沟通能力。可将不同专业学生或同一专业不同方向学生进行组合实践，在学校的开放性实践教学平台进行团队协作，共同完成工程项目的实践活动。

在课程体系中融入创新创业课程群，高校学生工程素质的培养中，创新创业能力的培养仍是薄弱环节。高校应在专业培养方案课程体系的设置中适当增加创新创业类课程。可在全校通识教育课程群和各专业课程群中增设创新创业教育类课程。李正在华南理工大学工程创新人才培养的课程体系改革中开设人文、社会和科学三大领域课程，拓展学生思维，强化学生素质。[10]盖江南在北京化工大学的实践研究中开设技术创新讲座等通识课程，对学生创新思维进行强化。[11]还可建立大类专业的创新创业教育课程群，依照创新创业教育与专业教育“嵌入”的方式，结合产学研合作教育项目，构建工程教育创新创业教育课程体系。并通过第二课堂，改革创新创业课程体系。将学生课外科技、文化和社团实践活动整合形成大学生创新创业计划，纳入到各专业人才培养方案中，形成第一课堂与第二课堂的相互联动，培养学生的创新创业能力。

创新教学方法和手段，尤为重要。“互联网+”时代兴起的在线开放课程、虚拟仿真实验教学引领了传统课堂教学模式的改革。传统教学模式以教师为中心的照本宣科的教，教学设计是由教师决定教学方式与内容。OBE理念强调以学生为中心的学习方式，教学设计由学生自主决定。教学设计围绕最初确定的学习成果完成、每位学生的学习进度与学习能力不同而设计。教师需了解每位学生的特点，引导学生主动学习，并实时评价，及时调整学习过程。

就人才培养效果而言，混合式教学侧重于课外培养学生的实践能力，其教学效果体现在学生的自主创新与创造力上。就教学方法而言，混合式教学强调师生之间的互动，其教学效果体现在学生的人际交往能力上。就教学质量而言，混合式教学是适应信息化教学的需求，既有利于拓展学习者的思维，又有利于学习者提高实践探索能力。[12]

五、结语

OBE作为一种全球先进的教育理念，引领着高等教育教学改革的方向。在新经济时代，我国高校学生工程素质与国际工程教育培养的现代工程师存在一定差距。将OBE的教育理念引入高校学生工程素质培养过程中，渗透到课堂教学、工程实践以及课程体系构建等环节中，激发学生学习兴趣，利用“互联网+”时代信息技术手段与数字化思维方式，探索以学习者为中心的个性化工程素质教育培养模式，培养符合时代发展需求的现代化工程师。