基于OBE理念的机械类专业“一主双翼”教学体系构建与实践

张小奇，仲梦媛，冯英浩

(长春师范大学工程学院，吉林 长春 130032)

成果导向教育(OBE)是一种“以学生为本”的教育，围绕学生受教育后所获得的知识、能力和素养开展各项教育活动和教学过程，以学生的学习结果界定培养目标、评价人才培养质量，这与培养工程技术人才的工程教育的本质和理念不谋而合[1-2]。机械类专业具有鲜明的工程特色，主要培养从事机械行业领域内设计、制造、检修、运营管理等方面工作的工程技术人才，要求培养的学生具备基本工程实践能力、专业知识综合运用能力，强调教育产出，即学生能学到什么、做到什么，特别是学生毕业后在相关工作岗位上的胜任能力。因此，将OBE理念融入人才培养过程，构建符合机械类专业特点、符合企业发展需求、符合学生毕业后职业发展需求的人才培养模式并落到实处尤为重要。长春师范大学工程学院开设机械设计制造及其自动化、车辆工程两个机械类专业，以培养应用型工程技术人才为培养目标，针对地方高师院校机械类专业特点与实际情况，在 “双坐标”人才培养模式下，构建“一主双翼”教学体系，以期提高应用型人才培养质量，提高毕业生与社会需求的契合度，提高毕业生对工作岗位的适应速度。

1 机械类专业人才培养现状

目前，我国高等院校的工程教育大多仍采用以知识为导向、教师为主体的课程体系和教学方式，学生仍在被动地接受教师的知识灌输，并将通过课程考试作为培养质量的主要评价依据，导致培养的工程技术人员解决实际工程问题的能力相对较弱，即学生将理论知识转化为工程实践的能力及将创新思维和系统化思维应用于工程实践的能力有所欠缺。为解决上述问题，国内高校针对人才培养模式进行了系列改革。其中，OBE理念与机械类专业的人才培养理念相契合，获得了国内高校管理者的认同，各类相关研究(人才培养模式研究、课程建设与改革研究等)在此基础上有序开展。例如，汕头大学面向工程教育开展CDIO-OBE人才培养模式研究[1]；东莞理工学院基于OBE理念针对机械设计课程群开展建设与改革[3]；上海理工大学基于成果导向开展机械工程创新人才培养模式研究[4]；武汉轻工大学开展机械类应用型创新人才培养模式研究与实践[5]；燕山大学针对机械设计工程师所需的知识、能力、素质，将OBE理念与CDIO教学模式相结合，构建以项目为主线的项目课程群，实现项目-课程-毕业设计有机联动等[6]。地方高师院校机械类专业由于起步晚、工科办学经验不足、受师范教育传统办学思维方式的影响等原因，在发展过程中存在一些比较突出的问题。例如，人才培养规格与企业人才需求之间存在差异，教育教学理念更偏重师范类专业的教育教学理念等。OBE理念的模式和操作与工程应用型人才的培养要求在很多方面不谋而合，因此，以OBE理念为基础，创新性地打造符合地方高师院校实际情况、符合机械类专业特点、符合高等教育发展规律、符合行业企业需求的人才培养模式是实现高质量现代工程技术人才培养的必然要求。

2 机械类专业“一主双翼”教学体系

长春师范大学工程学院与多家企业开展校企深度合作，以OBE理念为基础，以“自顶向下、反向设计”为原则，借助地方高师院校在人文、自然科学领域的优势，围绕工程核心能力培养，在“知识坐标+能力坐标”的“双坐标”人才培养模式下，构建“一主双翼”的教学体系。

2.1 机械类专业人才培养目标及基本要求

由于各类高校的定位不同，相应的人才培养目标也有所不同。长春师范大学是省属地方高校，主要为地方经济发展培养应用型人才。工程学院作为工科学院，以培养各类应用型工程技术人才为主要目标，在与企业深度合作的过程中逐步明确现场技术实施型工作是机械类专业毕业生3～5年内所从事的主要工作。根据现场技术实施型工作岗位要求所对应的工程知识、工程能力、通用技能及工程态度要求，预期学生毕业5年左右，在社会与专业领域能够达成以下目标：(1)具有良好的道德品行和职业修养，具有较强的岗位责任感，能够恪守职业道德；同时能够正确认识工程实践对客观世界和社会的影响，并承担应尽的社会责任；(2)结合专业方向，熟悉机械设计制造及其自动化专业领域内的行业发展架构，了解行业发展趋势，能以法律、社会、环境和经济等方面的宽广视角了解行业知识、技能需求；并对应需求，储备一定的数学、自然科学、工程基础知识和机械工程专业知识，积累较为丰富的机械工程领域的从业经验；(3)基本完成个人职业发展的定位，明确适合自身的职业发展方向，对未来的职业发展规划有清晰认知；(4)具备较强的自我学习能力和实践能力，能够有效、快速地应对日常工作，对复杂工程问题进行识别分析和提出解决方案；(5)具备一定的创新性潜质，能够从事具有一定技术广度和技术深度的机械设计制造及其自动化类相关的科学研究与应用、技术开发与测试、工程设计与实施，并能够正确选择使用工程工具进行工程经济技术评价；(6)能够顺利开展项目的组织规划、生产的协调与管理，具备质量意识和质量保证能力，表现出较强的管理规划、执行组织、沟通表达和团队协作能力。参照工程教育12条毕业要求，构建毕业要求与培养目标(知识和能力)对应关系矩阵(以机械设计制造及其自动化专业为例)。其中，在工程知识方面需满足目标2、目标5，在问题分析方面需满足目标3、目标4，在设计/开发解决方案的能力方面需满足目标3、目标4，在研究方面需满足目标5，在使用现代工具方面需满足目标5，在工程与社会方面需满足目标1，在环境和可持续发展方面需满足目标1，在职业规范方面需满足目标1，在个人与团队方面需满足目标2、目标3、目标4、目标6，在沟通方面需满足目标6，在项目管理方面需满足目标6，终身学习方面需满足目标2、目标4。

2.2 机械类专业“双坐标”人才培养模式

在上述研究基础上，以符合地方高师院校发展实际、符合机械类专业特点、符合高等教育发展规律、符合行业企业人才需求以及符合学生职业发展需求为根本出发点，校企合作协同育人，从知识、能力与素质三个方面着手，构建以立德树人为根本、工程能力培养为核心的“知识坐标+能力坐标”的“双坐标”人才培养模式，如图1所示。在构建 “知识坐标”与“能力坐标”的同时，将素质培养贯穿始终，实现素质培养的全过程与全覆盖，确保学生在毕业后3～5年达到对应的6个培养目标要求。

图1 机械类专业“双坐标”人才培养模式

2.3 “双坐标”模式下的“一主双翼”教学体系

在素质培养覆盖人才培养全过程基础上，构建以工程能力培养为主线、“三平台”理论教学体系和“三线制”实践教学体系为两翼的“一主双翼”教学体系。

2.3.1 构建培养学生专业知识基础的“三平台”理论教学体系

以工程核心能力培养为目标，在课内课外相结合、校内校外相结合的基础上，构建包括专业基础课程平台(力学、电学、图学、材材料)、专业核心课程平台(机械设计、机械原理、公差与测量)、专业方向课程平台(各专业方向课程)的地方高师院校机械类专业“三平台”理论课程教学体系(图2)，由浅到深、由易到难、由点到面，构建相互支撑、逐步递进的理论课程体系，形成构筑学生理论基础的“知识坐标”。

图2 “三平台”理论课程教学体系

在课程建设方面，鼓励教师与行业企业开展校企深度合作。在符合专业人才培养目标基础上，共同完成课程目标的制定、教学内容的重构、教学方法的改进、考核方式的调整等工作。通过多角度的协同发展，一方面，为学生工程实践能力的培养和提高筑牢理论基础，确保学生在面对各类实际问题时拥有足够的知识储备，并且能够灵活运用所学知识有效解决各类问题；另一方面，为学生所学知识的时效性提供有效保障，使教学内容与行业企业岗位要求紧密相连，确保学生所学知识与行业企业发展需求紧密相连。经过全院师生的共同努力，现代工程图学课程被评为省级校企合作开发课程。

2.3.2 构建培养学生专业能力基础的“三线制”实践教学体系

以“三平台”理论课程教学体系为基础，构建符合机械类专业应用型工程技术毕业生12条工程教育专业认证标准的“三线制”实践教学体系(图3)，即培养学生专业基本技能的技能训练平台、培养学生专业创新能力的创新竞赛平台、培养学生专业实践能力的工程实践平台，构筑学生实践能力的“能力坐标”。

图3 “三线制”实践教学体系

同时，坚持人才培养过程中的三个“不断线”，即“技能训练不断线、创新竞赛不断线、工程实践不断线”。在专业基本技能培养方面，分别针对机械类专业所应掌握的绘图技能、数控加工技能等基本技能，由第一学年至第四学年，分阶段、分难度、分内容，遵循由易到难、由浅到深的原则开展专业技能训练，将其贯穿于学生学习的始终，实现技能训练不断线；在专业创新能力培养方面，以创造性思维与创新方法训练、机械产品数字化设计综合训练、机械创新设计综合训练等为基础，通过全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生电子设计竞赛等，培养学生的创新能力，实现创新竞赛不断线；在专业实践能力培养方面，同样由第一学年开始至第四学年，按照实习目的与内容的不同，将认识实习、金工实习以及专业实习等贯穿于学生学习过程的始终，确保学生在学习期间与企业之间的交流、对企业的认识等始终不断线，实现校内学习与企业实践的良性循环，实现工程实践不断线。

2.4 打造“1+2+1”模式的专业师资队伍

机械类专业“双坐标”人才培养模式以OBE理念为基础，注重培养结果，即学生在毕业3～5年后在社会与专业领域中的专业目标达成度。其中，专业的师资队伍是实现人才培养目标的重要因素之一，也是专业建设和发展的核心。基于OBE理念，结合机械类专业特点和对知识、素质、能力的要求，从课内教学、课外训练等方面开展多种形式的教学模式、教学方法改革，实现因人施教、因材施教、因课施教的个性化教学。从学生专业知识学习与专业实践能力培养两个角度出发，在建设专业理论课教学团队的基础上，进一步打造符合机械类专业工程教育发展需求的校内实践双导师(校内创新导师和校内实训导师)和校外企业技术人员的实践教学团队，形成“1+2+1”模式的专业师资队伍，将实践能力培养贯穿于学生学习始终，在学生理论知识学习、实践技能训练、创新能力训练、工程实践训练方面开展联合培养。

在“双坐标”模式下引进行业企业中的各类技术人员。行业企业技术人员一方面与校内教师共同针对行业企业中相应岗位需求进行分析，根据岗位需求明确知识与技能要求，在此基础上制定课程目标，明确教学内容，改善教学方法；另一方面，根据人才培养目标与方案要求，指导学生进行企业实习、实训等各项实践活动。在人才培养过程中既兼顾高等教育规律、机械类专业特点，又考虑行业企业实际需求以及学生职业发展规划，打造由专业负责人、课程负责人、课程主讲教师以及行业企业专家共同组成的专业师资队伍。

在引入行业企业工程技术人员参与人才培养过程，丰富师资队伍构成的同时，聘请经验丰富的企业技术人员作为校内专业教师的校外实践导师。鼓励教师深入行业企业，增加实践经验，了解行业企业技术发展动态，在实践中培养工程意识和工程素养，将专业教师培养成既能胜任理论教学又能指导学生实践的“双师型”教师。

3 结语

在“双坐标”人才培养模式下，以OBE理念为基础，以学生毕业后3～5年应达到的要求为目标，从知识坐标和能力坐标两个方面着手培养学生的工程意识、工程素养和工程能力。在素质培养覆盖人才培养全过程的基础上，构建了以工程能力培养为主线、“三平台”理论教学体系和“三线制”实践教学体系为两翼的“一主双翼”教学体系。经过近些年的不断实践与改进，长春师范大学工程学院学生在校期间成绩显著，毕业后在企业岗位上适应能力、可持续发展能力等均有显著提高。