基于OBE的工科实验教学设计与实践

侯晓莉 高志强 李淑娟 王权岱 杨振朝 李旗

摘  要：新工科背景下，基于OBE的工程教育模式，以工程教育认证理念和本校教学定位为指导，针对机械设计制造及其自动化专业特点，结合现有实验教学条件，对专业核心课程计算机数控技术的实验教学项目进行了改革探索与创新实践。通过引入高级编程语言，应用具体设备机构，以团队小组协同合作，采用课前预习课后汇报的形式，持续改进实验教学过程，从而进一步激发了学生的学习热情和动力，促使其将理论知识学以致用，提高了学生自主学习能力、创新能力和工程实践能力。

关键词：OBE;工科实验教学;计算机数控技术;C语言程序设计

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）28-0141-04

Abstract： Under the background of emerging engineering， based on the OBE mode of engineering education， guided by the concept of engineering education certification and the teaching orientation of our school， for the characteristics of mechanical design and manufacturing and automation， combined with the existing experimental teaching conditions， the practical teaching project of the core course computer numerical control technology was reformed， explored and innovated. Through the introduction of advanced programming language， the application of specific equipment， team cooperation， using pre-class preview and post-class report as the form， the experimental teaching process is continuously improved， so as to further stimulate students' enthusiasm and motivation for learning， make them use of theoretical knowledge， and improve students' ability of independent learning， innovation and engineering practice.

Keywords：Outcomes Based Education; engineering experiment teaching; computer numerical control technology; C programming

随着全球经济的发展，科学技術和工业生产领域也发生着日新月异的变化。高等教育尤其是高等工科教育作为国家培养具有创新精神、创新意识和创新能力的重要体系环节，必须顺应时代潮流，不断进行教育教学领域的革新和探索。上世纪八九十年代在美国及澳洲地区基础教育中流行的OBE（Outcomes Based Education，缩写为OBE）理念，越来越被人们所认可并引入和应用在我国高等工科教学思想中[1]。OBE——基于学习产出的教育模式 ，从根本上改变了传统的教育范式。从老师教了什么演变为学生学到了什么，以学生获得未来生活所能够具备的实质性能力、经验、知识来关注和组织教育教学活动。OBE教育理念认为学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习更为重要[2]。那么，我们的教育结构和课程设置就仅仅是手段而不是目的。教学的一切活动实施、评价等都是以学习产出为中心来进行组织的，真正充分体现以人为本的思想。

无论是工程教育专业认证的推进实施还是2016年由“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等为契机，以新经济、新产业为背景，树立大工程观、绿色工程教育、全面工程教育的“新工科”建设，无疑都是探索将OBE的教育理念和模式如何有效的融会贯通[3-5]。我校机械设计制造及其自动化专业具有60年历史，是国家级特色及陕西省名牌专业，秉承以制造装备的“分析与设计、工艺与制造、测试与控制、系统与集成”作为主线的高素质应用型机械类人才为培养目标。制造企业规模的扩大和竞争力的提升与数控技能人才的需求成正比，高级工以上技能人才严重缺乏直接制约着先进制造业技术水平的全面提升[6]，而计算机数控技术是机械设计制造及其自动化专业学生必修的专业核心课之一。本课程旨在使学生能够正确合理选用机械制造装备数控系统，具备数控系统方案设计的基本能力，具有对实际数控系统运动控制原理进行分析的能力。通过课程实验更是让学生充分将所学理论知识应用于实际，并能够直观感受的最好教学环节。优化课程实验教学体系，提高实践育人成果，以OBE教育理念引领计算机数控技术课程实验教学的改革具有现实意义。

一、OBE教育理念下的实验教学改革

紧扣OBE理念和工程教育专业认证要求，针对学生在实验环节中应获得的知识和技能来设计实验内容，打破传统以理论验证为主的单一教学，强调学生为中心，调动学生的学习积极性，有构思、设计、操作、演示汇报一系列环节，综合考虑对毕业要求支撑矩阵来设置实验教学目标和考核形式，并持续改进以完成培养目标的达成。