基于OBE理念的创新课程改革与实践

王冰洋 千红涛 陈芳 王蒙蒙 孙淑瑞

摘 要：随着当前专业认证和工科教育的发展，工科人才的培养模式也发生了巨大的变革。基于工程认证标准OBE理念，从教学体系、教学内容、课程实践以及课程考核等方面对机械类专业的专业创新课程《企业技术改造创新》和综合创新课程《机械创新综合能力训练》进行课程改革，希冀课程教学质量有所提高、学生学科竞赛有所产出。

关键词：OBE理念 课程改革 创新课程

Abstract：With the developing of engineering education and professional certification in todays world， great changes have taken place in the training mode of engineering talents. Based on OBE educational model of engineering certification standard， from the aspects of teaching system， teaching content， course practice and course assessment， the curriculum reform is carried out for the specialized innovative course "Enterprise Technological Transformation and Innovation" and the comprehensive innovative course "Comprehensive Ability Training for Mechanical Innovation" of the mechanical specialty. It is expected to improve the quality of course teaching， promote the output of students' achievements.

Key words：OBE; curriculum reform; innovative curriculum

1 引言

OBE理念（Outcome-based Education）是以成果为导向的教育理念，目的是使学生获得预先设定的成果[1]。美国学者斯派帝在其著作《基于产出的教育模式：争议与答案》一书中把OBE定义为：在清晰的培养目标下，对教学过程进行有组织系统的实施，以保证学生依据培养目标进行相应的学习活动，使学生在课程结束时获得实质性的知识和技能[2-3]。OBE立足于学习成果，以预期产出作为目标，紧密结合教学过程，是一种逆向设计教学内容的教育理念[4]。OBE理念的关键在于突破固有的教学设计思维，从以教师为中心向以学生为中心转变，以成果为导向，推动学生“协助式学习，自主式学习和探究式学习”[5]。

同时，“工业4.0”“中国制造2025”“中国智造”等战略影响世界产业结构的方方面面，这些影响强烈要求高等院校的工程教育进行创新性改革[6]。基于OBE理念的创新课程改革与实践能够满足新一代工业革命和我国智能化发展战略的需求，改变传统工程教育模式的培养缺陷，为“中国智造”培养优秀的工程技术人才。

2 课程现状

为培养学生的专业素养和创新能力，《企业技术改造创新》细化专业点和技术点，结合企业实际需求，形成项目式教学。《机械创新综合能力训练》以实际项目为对象，综合培养学生机械设计、机械制造、三维建模、电气控制和项目管理等方面能力，使学生初步具备解决复杂工程问题的能力。但是当前课程的设置还存在问题，具体体现如下：

2.1 课程间承接关系不明确

当前《企业技术改造创新》的知识模块之间自成体系，和《机械创新综合能力训练》的当前内容分离，各自唱戏。学生在《企业技术改造创新》中掌握了多种技能和技术应用，但是没有经历后期综合项目的集成训练，不足以培养学生分析、解決复杂工程问题的能力。

2.2 教学内容不优化

《企业技术改造创新》和《机械创新综合能力训练》的教学内容是基于教师认为学生应该学习的知识，而不是以社会和学生的需求制定教学内容。同时工业生产持续追求高效率、低能耗，发展迅速、日新月异。对比之下，当前教学内容缺少新知识、新技术的引入，不能对接社会和产业需求，不能适应培养目标。

2.3 理论与实践教学脱节

课程包含理论讲授和实践操作两方面，实践操作是给学生安排一些验证性的实验和实践，但缺少有创意的综合实践。同时，没有结合企业需求和反馈，学生对实际产品开发、制造工艺、系统控制等实际工程问题缺乏了解。

2.4 学生学习积极性不高

创新类课程涉及多学科知识，对学生的各科专业能力要求高，使得学生产生畏难情绪，进而导致学习积极性不高。

3 课程改革内容和目标

3.1 课程改革内容

（1）“专业创新训练和综合创新训练相结合”的教学体系构建

将《企业技术改造创新》和《机械创新综合能力训练》相结合，在教学内容、学生能力培养方面形成前后紧密承接的教学体系。《企业技术改造创新》是对机械工程及相关领域的前沿技术分模块进行专项学习和训练。《机械创新综合能力训练》作为后续承接课程，对《企业技术改造创新》中的各项技术进行综合创新应用。

（2）“以产出为导向”的教学内容重塑

课程以产出为导向，改革教学内容，将学科竞赛案例、企业复杂工程问题、教师科研教研项目和生活实际问题贯穿于教学中，使其与教学内容深度融合，更新教学内容，同时教学成果也成为学科竞赛和企业复杂工程问题的支撑和准备，具体关系如图1所示：

（3）“以学生为中心”的教学方法探讨

遵照人才培养方案，强调学生的中心地位，教学模式从以教师“教”为中心向以学生“学”为中心转变，以学生的最终学习成果和个人发展为中心优先设置教学活动和倾斜教育资源，采用任务驱动、翻转课堂、线上和线下相结合等学生参与度高的方式，满足学生的个性化需求，让学生积极主动参与，获得知识的同时顺利转化为专业技能，保证课程培养目标的达成。

（4）“持续改进”的教学评价实施

将课程考核结果、学生和后续课程教师反馈、毕业生和用人单位问卷调查作为评价结果用于教学改进，更新案例库和知识点，从而为优化教学做支撑，各环节之间相互促进。具体体现如图2所示。

3.2 课程改革目标

（1）明确课程间的承接关系，完善创新体系。将《企业技术改造创新》和《机械创新综合能力训练》的知识点前后统一，前者作为基础和专项训练，后者为各项技术、知识的汇集者，对其进行综合创新应用。

（2）整合资源，优化教学内容。按照人才培养方案和教学大纲的要求，充分调研行业先进技术和实际需求，分析机械类学科竞赛特点，广泛调动教师科研教研资源，并结合相关的网络教学资源对教学内容进行优化。

（3）完善教学案例，理论联系实际。结合企业工程案例和学科竞赛丰富教学案例，以教学案例中实际工程问题和优秀学科竞赛案例为项目任务，培养学生解决复杂工程问题的能力。

（4）多种教学方法并用，充分调动学生求知欲望。采用翻转课堂、线上和线下相结合、多样化考核等方式，以启发式教学为基础，开展项目和案例教学，依据学科竞赛的模式，设置任务驱动，并以解决实际的复杂工程问题为目标，使学生获得成就感。

4 具体实施方案和方法

4.1 实施方案

论证后确定的专业创新课程《企业技术改造创新》技术模块如图3所示：

以上技术模块是结合企业调研、学科竞赛特点，从学习难度和重要程度两个方面总结的项目模块，包括人机界面、各类传感器、机械执行机构、气动元件、传动控制、运动控制和可编程控制器等。据此对课程的内容重新进行了整理，更新了过时的知识点，使教学内容能够满足市场、企业和学生参加竞赛的需求。

在《机械创新综合能力训练》中，采取工程项目驱动、学生选题设计的模式。根据毕业要求和《企业技术改造创新》中的技术模块，所选项目结合了教科研实验、大学生的科技竞赛、教师的科研项目和企业实际问题，能切实代表和反映机械设计制造及其自动化领域复杂工程问题，如表1所示：

依据项目需求，学生自由组成团队，每个团队1个项目任务，按照项目要求进行开发。具体工作包括原理方案设计、技术方案可行性分析、机械机构设计、程序设计、人机界面设计、电气控制设计、产品使用说明书及技术资料的整理，编写汇报PPT，汇报考核。

4.2 实施方法

专业创新课程《企业技术改造创新》中的7个模块，可以扩展10～15个项目，每个项目由常规任务和创新任务构成。在教学组织上，每个项目先进行理论知识讲解，然后布置常规任务，分组进行实际操作，4～5人一组，实现效果验证理论，记录过程性成绩。常规任务完成后，依据项目完成情况布置创新任务，依据项目理论和开发能力，完成创新设计，根据团队协作、项目时间、技术方案和项目效果等因素，评判分数。

综合创新课程《机械创新综合能力训练》为2周实践环节，探索依据学科竞赛模式考核办法，依据项目需求，学生组成团队合作进行原理方案设计、技术方案可行性分析、机械机构设计、程序设计、人机界面设计、电气控制设计、产品使用说明书及技术资料的整理，演示汇报。课程的考核按照“自由组队－选题目－设计－演示－答辩－评分”的比赛形式进行，使学生乐于参与，有主动学习的动力。

增加阶段目标，进行阶段性考核，检查各组学生的项目完成情况及整体思路，对学生把握不清楚的地方及时给予指导。另外，在完成整个项目的过程中，可以给队长一部分考核队员权力，以增加团队的凝聚力使整个团队更好地完成项目。

5 课程改革的成果和效果

经过2个学期的实施，取得了良好效果。具体体现如下：

（1）加强了校企联系，提升师资力量。专业教师深入企业，将企业需求作为课程项目来源，师生课堂解决项目，作为企业技术方案。

（2）提高了学生的专业能力、创新能力和团队协作能力。学生积极参加全国大学生工程训练综合能力竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生机械创新设计大赛等赛事，并取得良好成绩。

（3）提高了学生的就业层次，得到了用人單位一致的认可，增强了学生的专业自信。

6 结语

为了更好地丰富学生的知识、提升专业素质，聚焦于学生学习的效果，改革教学内容，进行了基于OBE理念的创新课程改革和实践，来提高专业人才培养能力和培养质量。对《企业技术改造创新》和《机械创新综合能力训练》提出课程教学改革，通过课程的改革使得学生能够掌握系统的专业知识，形成专业的、严谨的思维方式并对所学知识有自己的思考，具备企业发展所需求的专业技能、拥有自主学习和创新的能力，从而更好的适应社会。后续将继续优化课程内容和考核模式，探索更有趣味的学习模式，以更好的激活课堂。

基金项目：河南工学院教育教学改革研究与实践项目（JXGC-2021005）；河南工学院教育教学改革研究与实践重点项目（2021-ZD004）；河南工学院教育教学改革研究与实践重点项目（2021-ZD014）。

参考文献：

[1]王卉军.基于OBE理念的机械类实践课程教学应用研究[J].时代汽车，2022（19）：79-81.

[2]Spady， W.D. Outcome-Based Education： Critical Issues And Answers. Arlington， VA： American Association of school Administrators.1994：1-10.

[3]白光娜. O2O环境下OBE工程人才培养模式研究[D].哈尔滨理工大学，2017.

[4]刘峰，石永军.OBE理念下机械创新设计实践课程教学研究与实践[J].实验室研究与探索，2018，37（10）：196-200.

[5]李志义，朱泓，刘志军，夏远景.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014（02）：29-34+70.

[6]王显清. 基于OBE的地方工科院校人才培养模式研究[D].哈尔滨理工大学，2019.