基于OBE理念的机械类专业 实践教学体系设计

赵存有 陈国晶 徐鹏

摘    要：实践教学对提高本科教学质量具有重要的作用，实践环节秉持OBE理念体现工程教育专业认证的工程性，有利于以学生為中心的人才培养，有利于提高教师实践能力和应用型高校毕业生的就业率。文章针对机械设计制造及其自动化专业实践教学环节存在的问题，总结了专业实践教学的新要求，在实践教学各个环节的教学目标规划基础上构建实践教学体系，提出实践教学体系实施流程，以及强化校外实践过程中的产教融合。

关键词：机械类专业;实践教学体系;OBE理念

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2022）04-0084-03

在教育国际化和全球化的大背景下，基于学习成果导向教育（Outcomes-based Education，OBE）[1]已成为世界各国高等院校进行工程教育改革与发展的主流趋势[2]，同时也是我国现阶段开展工程教育专业认证的核心理念。在OBE理念引领工程教育改革的背景下，加快新工科建设、促进产教融合和追求卓越的专业发展新形势下，作为教学过程中不可缺少的环节，实践教学对提高本科教学质量、培养学生工程实践能力和科技创新能力具有重要的作用[3]，因此，机械设计制造及其自动化专业（以下简称“机械类专业”）需要设置完善的实践教学体系。为了实现各个实践环节在培养应用型高级专门人才的有效性，亟需完成专业的实践教学体系规划与设计。

一、实践环节秉持OBE理念的意义

（一）基于OBE理念的实践环节体现工程教育专业认证的工程性原则

应用型高校更适合把OBE教育模式与专业教育有机地融为一体，实现工程教育专业认证的目标。在OBE理念的指导下，实践教学需要采用有针对性的教学方法和手段，根据实践完成的教学目标和现场实践条件设计实践流程，对应用型高校的实践教学有巨大的促进作用。

（二）基于OBE理念的实践环节有利于以学生为中心的育人原则

实践教学大纲的设定是基于培养方案的毕业要求，毕业要求是基于专业的培养目标。工程教育专业认证的理念正是反向设计学生受教育的层次结构，以及相关评价体系，注重对学生的学习产出进行分析。根据实践教学大纲规划的教学目标，实践课程让学生清楚实践什么、为什么实践、怎么实践、如何考评，实现实践目标达到目的的关键在于寻找能够实现实践教学目标的流程和活动的载体。这样的载体包括工程流程、工程活动、理论联系实际的过程等。有利于提升学生学习的有效性，从而促进实践环节实现以学生为中心[4]。

（三）基于OBE理念的实践环节促进教师实践能力的提高

OBE理念强调对学生的教学成果或教学结果，倒逼教师实践能力的提高，有助于理论与实践的结合，不但促进教师的理论言之有物，同时也促进双师型教师的培养。教师既要确立好预期学习产出，并细化分解为可操作的小目标，又要掌握各类教育资源、选择多种教育策略来实现预期教育目标。

（四）基于OBE理念的实践环节能够提高应用型高校毕业生的就业水平

学生的实践水平和能力是在实践中形成的，决定学生适应就业岗位的能力。学生的实习成果直接决定用人单位对应用型高校人才培养质量的评价。按照OBE理念的实践环节完成的实践，是全面、快速提升学生实习质量最有效的途径，是以质量赢得用人单位、社会对专业学科、人才培养认可度提升的捷径。

二、机械设计制造及其自动化专业实践教学环节存在的问题

（一）实践环节的内容缺乏目标设计

对于某一实践环节的执行过程，学生根据教师安排或企业实习条件，直接进入实践内容。教师和企业人员安排实践过程主观因素过多，没有详细论证教学大纲中的教学目标的实现与实践内容和实践过程的契合关系。学生被动地完成实践内容，被动地执行实践过程，对实践的目标不了解。实践过程中缺乏问题导向、任务导向和课题导向。

（二）各个实践环节的层次相近，实践内容趋同

专业实践类的实践环节包括认识实习、生产实习、毕业实习、机械工程训练、电气控制技能训练、综合实验、专业综合实践、毕业设计环节，在认识实习、生产实习和毕业实习中，层次相近、内容趋同。不但教师感觉到实践缺乏针对性，学生也感觉到没有达到实践锻炼的目的。认识实习过程中参观性质的居多;生产实习过程中，由于企业生产条件的限制，靠近生产环节观察已是条件比较好的情况;毕业实习过程与认识实习基本相同，专业综合实践的部分内容与生产实习的部分内容相同。

（三）实习内容不能与理论有效衔接

认识实习是在专业基础课开设之前的实践环节，实习的内容通过参观根本不能解决“互换性与测量技术”“机械设计”“切削原理与刀具”“机床设计”等课程的基础性实践内容问题。生产实习内容多倾向于产品的装配和机械零件的加工，对于先进加工技术、特种加工技术、现代设计方法、机械系统设计等方面的内容涉及较少，而且对于工程教育专业认证理念的非技术指标的完成情况不理想。

三、基于OBE理念的机械设计制造及其自动化专业实践教学的新要求

（一）工程教育专业认证质量保证和提高的要求

目前，《华盛顿协议》各成员国大多采取学习成果导向教育作为认证标准，即将学生的学习成果作为教学成果的评价依据，并以促进专业持续改进作为认证的最终目标。工程教育专业认证提出的持续改进需要对培养目标、毕业要求、教学环节进行评价，目的是改进。教育部机械类专业教学指导委员会亦明确指出，将在未来3年内，紧贴国内外机械类专业高等教育的发展趋势和人才培养需求，强调将“信息数字技术对制造技术的引领与挑战”“基于互联网的全球制造体系与模式的变革对人才培养创新”“新工科和智能制造专业人才培养新理念和新举措”作为工作的重点。专业的人才培养目标必须符合机械类专业的发展趋势和人才培养需求才能保证质量要求，才能持续改进。

（二）课程体系协调发展的要求

为了保证实习内容与理论的有效衔接，课程体系在理论教学与实践环节的连续性和支撑性做合理规划。目前，新工科、數字化设计与制造和智能制造等技术融入传统机械类专业改造过程中，课程体系会发生巨大的变化，实践教学环节也将发生相应的变化。对实践环节的规划设计在持续改进的过程中根据新课程体系不断调整，实践环节的内容也会做相应的变化，尤其是原来实践企业的实践内容也会改变，甚至实习实践地点会根据规划内容做必要的变更。

（三）规划各个实践环节特定教学目标的要求

工程教育专业认证体系的培养方案是反向设计，育人是正向实施的过程。根据专业的培养目标设计毕业要求，根据毕业要求的指标点设置相应的课程，从而建立完整的课程体系。每门课程对应若干指标点，在课程教学中设置教学目标对应毕业要求的指标点。实践教学环节是课程体系的重要组成部分，也应该满足一般课程所具有的功能。为了避免各个实践环节的层次相近和实践内容趋同规划，必须对各个实践环节所需完成的特定教学目标做系统规划。

（四）构建配套的创新实践基地的要求

创新实践是一种非常有效的提升学生创新热情和学习能力的形式，实践活动中的科研育人主要是环境育人和过程育人。例如，实践过程的科研案例在获得结论过程中，涉及问题背景、概念、规律、应用条件、最终结论，以及推论等都是学生学习的内容。以创新实践教学代替课堂讲授，着力培养学生自主学习能力，为终身学习打下坚实基础。教学与创新实践之间形式多样、内容丰富的内在融合，使两者在本质上成为不可分割的有机整体。

四、基于OBE理念的机械设计制造及其自动化专业实践教学体系设计

（一）实践教学体系各个环节的教学目标规划

每个环节的实践都属于专业课程体系的组成部分，实践课程承担的毕业要求指标点的能力强弱关系到毕业要求的达成。实践环节承担的毕业要求指标点决定实践课程的教学目标，实践课程的教学目标对应实践流程的一个或多个知识点，实践流程的知识点必须是有用的、有效的，才能形成对实践环节教学目标的有效支撑。在课程体系的总体框架下，规划实践课程的知识点，剔除多余的、过时的、无效的知识点，保留或增加有用的、有效的知识点。同时，注意建立不同实践环节支撑同一毕业要求指标点的实践教学目标的层次关系。考虑课程体系的整体性、连续性，使实践环节具有理论联系实际的流程、能力提高的操作、创新研究的试验，有效地支撑实践过程的教学目标。

（二）实践教学体系构建

按照课程体系对毕业要求的支撑关系，课程实践教学体系的构建方式本着从课内到课外、从校内到校外的层次关系，以基础实践、应用实践和能力实践的递进关系来构建机械类专业实践体系，如图1所示。

（三）实践教学体系实施流程

按照课程体系对应的毕业要求，随着实践层次的深入，实践教学目标的实现过程逐渐加强，使实践环节各个实践层次成为毕业要求的重要组成部分，如图2所示。

基础实践是课程体系实现课程目标的重要组成部分，是完成课程内容学习的重要补充。通过理论与实践相结合实现课程教学内容的学以致用，获得初步的实验设计能力、在实验过程中的数据获取能力、对所获得的数据的分析处理能力，进一步理解和掌握相关理论，在实验报告的撰写过程中形成沟通与交流的文本，为后面的实践活动打基础。基础实践的主要环节包括课内实验、机械工程训练、认识实习、独立实验、创新创业教育等。

应用实践是为解决复杂机械工程问题而设置的实践环节，是学生应用能力形成的重要组成部分，通过解决实际问题，学生形成项目解决的文献查询和信息分析处理有效结论的能力、提出创新设计方案和方案评价能力、考虑工程和社会关系的能力、现代工具和模拟软件的应用能力，在项目完成的过程中增强团队协作能力、项目管理能力和学习获取新信息的能力。应用实践主要包括综合实验、课程设计、生产实习、创新创业训练、专业综合实践等。

能力实践是为解决复杂机械工程问题而设置的实践环节，是学生创新能力形成的重要组成部分。在形成应用实践能力的过程中和后续的实践环节，学生形成创新能力。能力实践主要包括专业性强的课程设计、毕业实习、毕业设计、创新创业项目相关的大赛等。

（四）校外实践过程中强化产教融合

产教融合是校外实践教学的主流发展形式，能够有效提升机械类专业实践体系在专业课程体系中的作用。产教融合促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，推动专业教育优先发展、技能型人才引领发展，依托产业创新发展实现校企优势互补、平等互利、相互促进[5]。高校与企业进行全方位、深层次合作，采取“走出去，请进来，多向联合，多点联动”的产学研合作模式，让教师和学生走进企业，把企业技术骨干请进课堂，促进高校在人才培养、师资队伍、课程体系、特色教材、实践教学、创业与就业等方面的发展。

实践教学体系在专业课程体系中的地位越来越重要，在课程体系的构建过程中，应优先考虑理论与实践的结合。在工程教育专业认证工作中，把实践教学在课程中所占的比例作为一项重要指标。从理论与实践相结合的广度来看，产教融合是今后校外实践教学过程中必然的实习方式。

参考文献：

[1]  姚静，王佩.基于OBE教学理念的项目驱动式专业课程教学设计——以《液压与气压传动》为例[J].教学研究，2017，40（3）：87.

[2]  张其亮，陈永生.基于OBE的多维度阶梯式实践教学体系构建[J].实验室研究与探索，2018，37（3）：207.

[3]  吴涛，尤卓炜.适应新工科建设的机电专业实践教学  改革与探索[J].实验室研究与探索，2018，37（12）：211.

[4]  戴婷，朱海燕，张今朝，等.基于OBE理念进行目标  细化的工程实践教学改革与实践[J].实验技术与管理，2019，36（10）：212.

[5]  国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见[DB/OL].（2017-12-19）[2021-04-16].http：//www.gov.cn/   zhengce/content/2017-12/19/content_5248564.htm.

■ 编辑∕丁俊玲