基于OBE模式下的学生创新创业能力培养探究

张宇峰，吴元庆

（渤海大学 物理科学与技术学院，辽宁 锦州121013）

0 引言

创新，是一个国家得以持之以恒发展的核心驱动力，是经济发展和人民团结的重要保障.2014年，由国务院总理李克强提出了“创新创业”理念，由此在国内掀起了创新教育的热潮，鼓励创业，提倡创新，全方位解决经济发展中创新能力不足的问题［1］.对于工程技术人员来说，经济新常态对其提出了新的要求，要求工程人员能够具有创新能力、创新思想和创新知识.对于培养工科学生的高校来说，创新教育的发展也被提上了新的高度，无论是国家层面还是社会层面，“新工科”教育都受到了教育部的重视［2］.先后形成了“北京指南”“天大行动”和“复旦共识”，对新工科学生的要求也逐渐变成理念创新、结构创新、模式创新、质量创新和体系创新五个方面［3］.

同时，科学技术尤其是微电子芯片技术的发展，改变了人们的生活、生产能力，也有效改变了人们的学习方式.芯片的发展，使得技术的自动化程度越来越高，计算机技术完成了大部分过去由人工完成的技术操作［4］.智能技术、图形图像处理和3D打印等技术的发展和提高，对工人的技术水平要求也越来越高［5］.

高校应该借助微电子技术发展的机遇，将工科人才培养成具有创新能力、多学科交叉的新型复合型人才.将OBE（outcomes based education，基于学习产出的教育模式）教学模式融入高等教育中，着重培养学生的创新思维、创新能力和创新技能，提高其自身能力与企业要求的结合度，大力鼓励学生自主创业，为社会经济的发展添砖加瓦.

1 创新创业教育

1.1 新形势下的创新创业教育

当前的国内、外环境，对微电子技术的要求越来越高，其技术的发展决定了国家的技术水平、国防能力和经济水平.只有把芯片技术掌握好、发展清楚，才能有效提高国家的综合国力，而技术水平的提高又离不开技术创新的支持，因此创新能力的发展是影响人类发展的重要要求和挑战.这对传统的工科教育提出了新的要求，需要进行新工科教育，改变学生的学习模式［6］.

新形势下，国家将新工科教育上升到国家战略高度，鼓励微电子技术发展，形成多学科交叉、人工智能技术高度融合的教育模式，进而为国家培养具有创新精神、创新能力和创新意识的新型高技术人才［7］.

在我国当前的高等教育中，创新创业教育是与专业脱节的，单纯的创新教育或者独立的专业教育都不能有效提高学生的专业素养.工科类学生的培养模式缺乏关于企业运营，生产管理和创新挑战方面的教育.并未真正将创业作为其社会出路之一，从而在其进入工作岗位时，出现专业知识与生产实践脱节的情况，寻求创业又知识匮乏等情况［8］.企业不能找到合适的技术人才，高校毕业生不能找到心仪的工作，这些都是由于专业教育与创新教育没有有效结合.

近年来，世界经济增长乏力，国际经济形势持续呈现不稳定态势，国内产业需提出创新的理念和产品来刺激世界经济体对中国商品的需求，提升中国产品在国际市场上的竞争力，在“大众创业，万众创新”的新形势下，培养学生的创新能力已迫在眉睫.

新时代新工科教育，可以有效拓宽学生的创新思维，丰富其专业技能和创新意识，为自主创业提供了机遇和可能.在国际形势不稳定的今天，只有依靠自身创新能力的提高，才能有效改善国家技术水平受制于人的局面，为个人在激烈的国际竞争中找到合适的位置，为“中国制造2025”贡献自己的力量.

1.2 OBE理念的必要性

OBE教育模式来源于西方国家，以产出为导向，注重教育的效果，在整个教学活动中，全方位培养学生的能力，并根据能力培养的需要构建课程体系［9］.OBE教育模式中也注重学生教育与企业需求的结合，根据企业需求来确定学生的培养方案和培养方式，提高学生的相应专业能力，注重前瞻性和实时性，是一种新式的教育思路.针对能力需求，全方位、多角度考核学生的学习质量，主要包括问题分析能力、沟通能力、自我学习能力、使用工具能力等，并针对教学环节中出现的各类问题做出针对性的调整，保证实现既定培养目标［10］.

OBE模式的主要特点包括：

（1）培养学生为目的.一切以提升学生学习质量为目的，围绕学生能力的提高展开教学活动.多方式结合的教学环节，根据课程的特点实施不同的教学方法，改变传统满堂灌的教学模式，抓紧学生注意力，提高教学质量，并通过多角度考核来评价学生学习的效果.

（2）能力提高为根本.培养学生的目的在于使学生能够很好的与工作岗位融合，顺利的实习就业和创业，更高效地解决岗位融入的问题.根据企业要求来培养学生，不做无用功，注重学生的能力培养和企业的能力需求结合，保证其更好的实现人生价值，为祖国事业做贡献.

（3）综合评估为媒介.全面考虑学生的差异性，改变过程传统的唯期末成绩论的衡量评价手段，根据专业特色实行多角度的评价方式.评价方式主要包括实验环节、理论环节、课程参与环节、小组讨论环节等.并在评价环节中综合考虑教师、家长、学校、企业等的评价，并针对评估结果的不同对学生进行差异化培养，哪里不足补哪里，全面发挥学生的主动性，充分利用个人优势，取长补短，不断提高自身能力.

（4）持续改进为根基.学生能力和教师能力的与时俱进是时代的要求，只有通过不断的提高和持续的改进，才能针对自身的不足环节加以改善.通过不同的教学方针，不断地改进教学环节中出现的不足，完善教学策略，才能达到理想的教学效果.

经济形势的改变深刻影响了就业形势的变化，随着大学招生的不断扩充，就业问题成了衡量教学质量的重要指标.而另一方面，企业对招到的人才并不完全满意，都需要入职后二次培训，浪费大量的人力和物力.作为高新技术专业，微电子的企业遵循基于产出的创新模式OBI（outcomes based-innovation），与高等学校OBE人才培养模式没有太大差别.因此通过OBE培养模式培养出来的学生，创新能力和研发能力均能满足企业的岗位需要，并有效缩短校园与企业之间的环境差异，加速学生的自身价值实现.

2 OBE模式下的创新创业能力培养探究

2.1 教学模式的改革

传统的教学模式已经逐渐不能满足学生们日益提高的知识需求，需要加以改变，应用OBE理念的教学模式，构建互动式课堂，贯彻“以学生为中心”的教学思想，并结合问题导向教学模式，可以大幅提高学生的学习积极性，并能增长学生的学习效率.在整个教学环节中可以充分利用多媒体教学、网络公开课、翻转课堂、课后答疑以及实践实验环节，发挥学生自主学习的能力，激发其探索未知知识领域的欲望，使其带着目标学习，知识掌握的程度大大提高.

在教学环节中，丰富课堂内容，通过“课前预习引导，课上问题分组讨论，课间问题答疑，课后深化辅导，实践环节验证”，加强学生的学习习惯养成，多角度学习专业知识，培养学生的创新精神.教学环节中引入教师和企业的现有成果，培养学生对前沿知识的学习兴趣，并发挥其主观能动性，利用实验环境对其所掌握的知识进行验证.充分利用网络资源，发挥资源共享课的作用，对没有理解和掌握的内容展开二次学习，巩固知识结构体系.促进教学成果导向理念建设，开展“工程教育专业认证”，并根据“新工科”专业建设和“卓越工程师”等体系为人才培养提供新标准，全面结合企业、高校、人才、社会，使人才培养紧密结合社会需求，提高人才质量，该模式的框图如图1所示.

图1 OBE模式创新创业能力的培养

2.2 教学方法的交叉

在教学方法的采用上，以OBE模式为基础，多方法结合，根据不同的课程特点展开课程讲授.在教学环节中全面融入创新创业教育，理论与实践结合，丰富实践环节的内容，利用理论指导实践，实践验证理论的教学方式，使学生对知识的掌握更深刻，内容更具体.提高学生的创新精神和动手能力，将创新的思想融入实践课程体系，通过不断的学习和思考，发挥学生主观能动性.

引入项目教学，利用企业和教师的项目作为课程的引导，改变理论学习枯燥的局面，使学生学有所用，学有所得.开展仿真教学，对于微电子类课程，由于技术设备的限制，仿真课程可以有效改变学不知所以的局面，有助于学生了解半导体器件的结构，工作原理和制备工艺.实行发现教学法，利用网络资源的丰富度，扩展学生的学习知识面，既能锻炼其查阅资料和了解科技前沿的能力，又能从大方向上了解专业的发展前景，驱动其创新思维，把课程作业完美解决.

2.3 创新平台的搭建

OBE模式以学生的能力提高为教育理念，十分重视学生的个性化和差异化，根据学生的特点为学生量身定做专业技能培训，并通过不断的锻炼，扎实其基本功.搭建实践教学平台，全面开展和支持学生的创新活动，鼓励学生参与各大赛事，与国内外高校同龄人展开公平的竞争.

基于产学合作的机制，深度发展行业共建，利用创新平台为学生提供到企业实训的机会，将教师的资源和企业的资源更深度的融合，在竞赛中锻炼能力，将科研和生产融合.搭建创新实验室，校企双方共同对学生展开培养，利用企业的项目进行竞赛，在解决企业需求的同时，也锻炼学生的创新能力，一举多得.

2.4 考核机制的探讨

OBE模式培养学生的特异性和全面性，因此，考核机制也要全面考虑学生能力方面的提高，基于创新创业能力培养的学生，其考核机制构建需要包括多个方面，并遵循以下原则：

（1）学生主体原则，重视学生的创新精神、专业能力和创新思维，从课上、课间、课下、网络、实践多角度展开考核.

（2）目标产出原则，避免盲目教学资源投入，要保证产出最大化.根据培养效果来优化课程资源分配，保证教学质量.

（3）指标改进原则，根据专业实际情况，开展“工程教育专业认证”.多角度设置评价指标和评价方法，对培养方案的设立和实施进行持续改进和目标考核，提升学生的综合素养，发展其创新创业能力.

（4）量化考核原则，对于创新创业能力评价的指标采用量化原则，根据支撑材料即可评价学生的学习效果，从而保证创新创业教育的实施具体化.

2.5 评价指标体系的构建

利用加权算法对创新创业能力进行评价，通过数据的两两对比构造矩阵，根据各因素的重要性，设定不同评价因子的权重系数.从而可以得到所有指标评价的计算方法，即：

式中，S是综合指标的平均值，Wi是权重系数，Pi是各向指标的数值.

为了对评价体系进行比较准确的比较，需要对权重系数进行建模，模型系数的计算方法主要采用方根法，计算过程如下：

将评价矩阵A的行向量元素aij做乘积运算，构建出新的列向量Mi：

将Mi进行开方，并归一化处理，公式为

该矩阵的最大特征根为：

该评价系统的指标CI为

式中，n为评价方阵的阶数.

根据评价体系的构建，得到权重分配情况如图2所示.

图2 准则权重分配图

3 OBE模式下创新创业培养的实践

在原有的课程基础上进行了OBE模式改进，以渤海大学微电子科学与工程的《嵌入式系统》课程为例.对课程的结构，实验项目的设计，课程的评价体系进行了调整.

创新能力的培养，需要注重学生动手能力的提高，在现有丰富网络资源的基础上，可以给学生提供相应的学习视频进行基础知识的储备工作，通过视频的学习，使其可以有效理解实验中需要用的芯片原理和使用方法.

为了保证实验题目的时效性，根据合作企业的实训项目，设定若干实验题目，如表1所示.并根据教师科研项目进行内容拆分，从而将相关的内容拆成实验题目，应用于实验课程的动手能力锻炼中，教师的科研项目如表2所示.

表1 企业提供的实训实验题目

表2 教师相关科研项目

改革实验评价方式，将原来单纯的实验报告，改成项目结题的形式.以小组为单位，由学生进行实验答辩，从而对学生的分析问题的能力和项目应答能力进行锻炼，全面提高学生的实践创新能力.

对该课程的评价体系进行改革，强化动手能力的评分占比，从而得到能够真实反映学生的能力的成绩.本课程的总评成绩构成如下式：

成绩的构成分为课堂成绩和实验成绩两部分，分别占据总成绩的60%和40%，并将课堂成绩和实验成绩分别设定若干个考核目标.实验成绩的构成模块如表3所示.

表3《嵌入式系统》实验课程成绩构成

根据前文的课程评价体系，对整个理论课程的成绩构成进行调整，课程的评价中加入了团队、竞赛等内容，提高学生的实践动手和创新创业能力，结构如表4所示.

表4《嵌入式系统》理论课程成绩构成

对本校2018级微电子科学与工程专业的《嵌入式系统》课程进行教学内容调整，采用如本文所述的OBE模式改革.通过一个学期的实践，可以发现，采用OBE模式后，全面提升了学生的动手能力和创新能力，并注重了学生的团队配合以及自主学习能力，从多个角度完成了学生成绩的提高.对比传统模式培养以及OBE模式培养的学生成绩如图3所示.

图3 成绩对比情况

由图3可知，通过进行相关的OBE模式课程改革后，学生的课程成绩都有了相应的提高，从而证明了该模式的有效性.并且通过相关改革，学生的动手能力、实践能力都有了长足的进步，从而有效提高了培养学生的成材率.

4 结语

经济技术的日益发展，要求专业人才具备扎实的理论基本功和突出的创新实践能力，从而能够在产业升级时满足企业的人才需求和技术要求.基于OBE模式的教学理论，以目标为导向，鼓励学生扎根于实践理论，重视实践项目和产学研合作，以企业需求为培养目标，加速高校把握时代的步伐，培养出适应行业发展的新工科人才.以渤海大学微电子专业《嵌入式系统》为例，将OBE理念融入创新创业教育中，通过教学内容的改进，实验项目的更新，课题资源的引入，教学方法的灵动，双创平台的搭建等，学生的成绩有了长足的进步，进一步提高了学生的创新创业能力.