新工科背景下以OBE为导向的机电传动与控制课程教学改革

摘"要：该文针对机电传动与控制课程教学中存在的问题，以新工科和OBE理念的成果导向、市场对人才的实际需求为切入点，提出一系列教学改革措施。引入典型工程应用微课视频作为教学引导，指引学生在问题中寻求解决方案，促进学生高阶思维的发展；增加工程实践性实验，让学生在实践中理解理论，帮助学生将所学知识应用到实际案例和项目中；多样化的评价考核方式，兼顾学生的共性与个性的差异，更好地衡量学生的学习成果和能力。教学改革取得一定的成果，学生的理论学习和工程实践能力都得到提升，可为其他学科的教学提供新思路。

关键词：新工科；成果导向；市场需求；线上线下教学；工程实践性实验；多维评价

中图分类号：G642"""文献标志码：A"""""文章编号：2096-000X（2025）S1-0136-04

Abstract：Inresponsetotheproblemsintheteachingofthecourse\"TransmissionandControlofMechatronics\"，aseriesofteachingreformmeasuresareproposedbasedontheachievementorientationofthenewengineeringandOBEconcepts，andtheactualdemandfortalentsinthemarket.Typicalengineeringapplicationmicrocoursevideoswereintroducedasteachingguidance，whichguidesstudentstoseeksolutionstoproblemsandpromotesthedevelopmentofhigher-orderthinking.Practicalengineeringexperimentswereincreasedtoenablestudentstounderstandtheoryinpracticeandhelpthemapplytheirknowledgetopracticalcasesandprojects.Diversifiedevaluationandassessmentmethodsandtakingintoaccountstudents'commonalitiesanddifferencesinpersonalitywereusedtomeasurestudents'learningoutcomesandabilitiesbetter.Theteachingreformhasachievedcertainresults，students'theoreticallearningandengineeringpracticeabilitieshavebeenimproved，andthestudycouldprovidenewideasfortheteachingofotherdisciplines.

Keywords：newengineering;achievementoriented;marketdemand;onlineandofflineteaching;engineeringpracticalexperiments;multi-dimensionalevaluation

新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能和机器人等用于传统工科专业的升级改造，新工科人才应该具备较强的工程实践能力和创新能力，是能够引领未来技术和产业发展的高素质复合型人才[1]。在新工科建设“十百万”计划建设背景下，对高校工科课程建设提出了更高的要求[2-3]。

OBE（Outcomebasededucation，OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育[4]。基于OBE理念的教育以适应未来职业发展需要为目的，既满足学生未来发展的需要，又完成对学生能力素质的整体培育，以学生为中心，重视学生真正拥有的能力[5]。

在如今新工科和OBE理念的大背景下，加大实践教学的创新与升级力度，不断创新、改进人才培养的模式，才能适应现代社会对人才的需要。新工科课程体系与OBE思想在培养人才方面更加注重实践性，特别是在实践中的教育成果，注重所学有所用，对学生的创造能力进行激励，实现高等教育人才培养目标[6-7]。作为机械电子工程专业的专业基础课程，机电传动与控制课程覆盖面广、知识点多、实践性强和应用面宽，课程以期培养专业基础知识扎实、能够解决复杂工程技术问题、具有优秀创造力并能快速适应时代改变的人才，与新工科课程体系和OBE理念不谋而合，但目前机电传动与控制课程教学过程存在一定的问题，因此对机电传动与控制课程进行改革刻不容缓，以期以更高的教学质量培养出满足国家、社会需求的人才。

一"机电传动与控制课程存在的问题

在新工科和OBE理念的背景下，对机电传动与控制课程人才培养质量提出了更高的要求。机电传动与控制课程教学内容涉及的知识广泛且具有一定的复杂性，经过持续的课程建设，教学质量明显提高，但教学过程中仍存在着不足，如图1所示。

（一）"有限课时与能力要求的矛盾

本课程总学时32学时，其中理论课28学时，实验4学时。本课程课时有限，核心内容深度不够，实现课程教学目标要求存在一定难度，且存在学生所学知识“考试过后就还给老师”的现象，不能有效内化为自己的知识，学生对于知识的掌握程度不够。

（二）"课程验证性实验设定单一

机电传动与控制课程涉及大量的数理知识，推导证明过程往往会让学生觉得枯燥乏味，课程教学以理论教学方式为主，辅以课程实验的形式验证相关理论。而仅以数量有限的验证性实验来支撑课程，缺少了对最新技术的实际工程应用，不足以调动学生学习的积极性，学生缺乏学习兴趣，被动学习情况普遍，创新实践能力培养不足，工程实践能力弱，毕业后适应市场需求的能力弱，无法达到新工科和OBE理念培养的目的。

（三）"考核方式不全面

课程成绩的主要考核方式是由平时成绩和期末考试成绩两部分组成。平时成绩重点在于作业完成情况，而期末成绩重点在于试卷。这样的考核方式不能有效反映出学生对知识的理解情况及知识的工程应用能力，难以及时发现学生在学习中遇到的问题，难以考核到学生学习过程中的每一个环节，而且会极大程度上影响学生学习的兴趣。

（四）"思辨能力欠缺

大学所学习到的知识可能会过时，但大学所学习到的如何学习知识却是终身有用的。本课程作为机械电子工程专业的专业基础课，讲授内容相对抽象枯燥；思政元素和专业知识融合不够，学生被动接收信息居多，缺少主动思考过程，缺乏思辨能力的培养。不主动思考和学习，随着市场和用人单位需求的不断变化，很容易就会被“淘汰”。

二"机电传动与控制课程的改革实践

在新工科和OBE理念对人才培养要求的背景下，针对机电传动与控制课程的特点及目前教学方面存在的有限课时与学生能力培养的矛盾、课程验证性实验设定单一及思辨能力欠缺等不足之处，对课程教学过程进行改革，改革措施体系如图2所示。

（一）"线上线下混合式教学

线上线下混合式教学，增加线上形式，教师充分挖掘线上与教学内容相关的知识和教学资源，对网络教学资源进行开发设计，辅以微课教学视频引导，学生线上提前预习，带着问题去听课，提高学习兴趣，课后通过线上的形式，扩宽自己的知识面，线下教学则需重点聚焦核心内容。采用线下主导、线上辅助的混合式教学方法，可以有效解决有限课时与学生能力培养的矛盾。教师根据学生的实际情况制订混合式教学计划，让学生学习到更多的知识。

（二）"验证性实验和工程实践性实验共同支撑课程

设定工程实践性实验是本次课程改革的重中之重，数量有限的验证性实验不足以调动学生的积极性，学生缺乏学习兴趣。以实际市场需求为导向，对实验部分进行改革。与机器人相关企业进行密切的合作与交流，了解市场对与机器人相关的机电专业人才需求和岗位变化，课程以企业对人才的需求为起点，反向进行课程内容设计，增加工程实践性实验，且教学过程中采用合作企业的实际工程项目作为实践性实验。这种面向工程实际的实践性实验教学，能有效地培养学生的工程实践能力，提高学生的工程素养，达到新工科和OBE理念培养人才的目的。

（三）"考核方式多样化

以学生能充分展示其学习成果为前提，兼顾学生的共性与个性的差异，设计教学评价。课程以期末考试成绩与平时教学过程考核成绩相结合的方式进行评价，全面考核学生的学习及实践能力。平时过程考核除课后作业情况外，增设了综合大作业及实践性实验。综合大作业、实践性实验均与实际工程项目相关，旨在提高学生理论联系实际，运用所学理论知识解决实际问题的能力。考核方式不单以分析实验结果及撰写实验报告的能力作为评价标准，现场的操作能力也是重点考查内容。

大作业和实践性实验环节进行分组设定，学生之间完成自评与互评，评价成绩可以帮助学生正视自己的不足，促进共同进步。

（四）"对学生思辨能力的培养贯穿课程始终

将与课程内容相关的经典思政案例融入教学，使学生有代入感，通过对案例的分析讨论，使学生明确所肩负的社会责任，树立正确的人生观、价值观。大学所学习到的知识可能会过时，但大学所学习到的如何学习知识却是终身有用的。课堂重在引导、鼓励学生独立思考完成各个环节，教师依据课程特性，设定学生独立思考的时间和内容，增强思辨能力的培养。

教师布置一些思辨能力培养的项目，让学生思考最佳解决方案，教师充分掌握各种教育教学信息和技能，准确评价学生成就，有助于学生全面掌握教学内容，增强思辨能力的培养。

（五）"“学为人师，行为世范”

教学改革对教师专业素养及思政教育能力提出了更高的要求，例如工程实践性实验的设定，教师没有一定的实际参与项目的经历和能力，很难设定好实践环节；教师没有一定的思想觉悟也很难设计出好的思政案例。所以，教师需要不断学习和进步，在专业上精进自己，在思想觉悟上不断提高，在教学实践中不断摸索、反思、总结经验，同时向有经验的教师学习，才能为学生的成长和进步作出更大的贡献。

三"机电传动与控制课程的改革实施过程

以新工科和OBE理念下的机电传动与控制课程改革内容为基础进行教学，通过借助学习通平台开放线上教学课程，在教学过程中融合课程思政，布置协同工程性实践任务等方式为课程的改革实施做足准备，具体实施过程如下。

（一）"混合式教学模式

通过课前的线上自主预习，课后的知识面拓展，扩宽了学生的学习时间与空间。例如，发布微课引入教学内容，以科研成果——化学危险品检测与修补移动机器人系统介绍及视频作为直流伺服电机导学微课，课堂引导学生思考机器人是如何准确完成任务的，动力源类型，电机及其控制系统如何实现准确修补控制。由此引入直流伺服电机在特种机器人中的应用，后续进一步展开直流伺服电机工作原理和控制技术等教学内容的讲解。工程项目微课视频引导的课前预习，可以激发学生的学习兴趣，学生带着问题去听课，学生在课堂上的专注度和求知欲大大提高，线下课堂教学效果也有很大的提升。

课后教师通过线上的方式，补充以常见的工业机器人为载体的交流伺服电机相关技术，扩展了学生的知识面，也为后续交流伺服电机的控制技术讲解做好铺垫。采用这种线下主导线上辅助的混合式教学方法，可以有效地解决有限课时与学生能力培养的矛盾，教学效果和学生的学习兴趣都有很大的提升。

（二）"工程实践性实验的设定

以机器人相关企业的实际项目为基础，设计工程实践性实验。例如，将实验室三自由度机器人平台模拟工业机器人现场抓取作业中的电机控制部分引入课程。课堂学习电机控制理论，课下实践工程项目，理论与实践相结合，有利于激发学生兴趣，提高学生工程实践能力。让学生走进模拟工业现场，实践性实验的学习，真正培养学生做工业实际项目的能力。

教师向学生发布实践内容后，对内容实施的重点、技术关键点进行必要讲解，组织学生分6个小组进行实验，教师巡堂，随时回答学生实践过程中遇到的问题，必要时进行有效示教，实时检测学生实践过程中的每一个环节。实践完成后，教师逐一检查任务清单，及时发现学生在实践中遇到的问题，并给予指导。对于学有余力的同学，鼓励设计创新型的实践内容，自主开展创新实践项目。创新能力的培养需要学生具备分析问题、解决问题的能力，教师通过实践项目的设定，引导学生分析问题，寻求解决方案，通过培养解决问题的能力，提高其创新能力。工程实践性实验的增加，大大提高了学生在实际工程项目中的实践能力及创造力。

（三）"综合教学评价

从学生整个学习过程进行全面评价，兼顾学生的共性与个性的差异，设计教学考核评价。课程以期末考试成绩与平时教学过程考核成绩相结合的方式进行评价，全面考核学生的学习及实践能力，期末考试采用闭卷考试方式，卷面成绩100分，以其60%计入课程总成绩；考试题型采用基本概念题、简答题、分析题和计算题等。平时教学过程考核成绩占总成绩的40%，包括课后作业（10%）、综合大作业（10%）、验证性实验（10%）和工程实践性实验（10%）。平时过程考核除课后作业情况外，增设了综合大作业及实践性实验。综合大作业与实际工程项目相关，旨在考核学生对课程的理解和创新性思维。实验部分除验证性实验外，增加了工程实践性实验，考核方式不单以分析实验结果及撰写实验报告的能力作为评价标准，在实践环节中采用教师巡堂，实时检测学生实践过程中的每一个环节，现场的操作能力是重点考查内容。

同时，大作业和实践性实验环节进行分组设定，学生之间完成自评与互评，评价成绩计入各个环节最终成绩。多样化考核方式兼顾学生的共性与个性的差异，学生能充分展示其学习成果，有利于提高学生的积极性。

（四）"思辨能力的培养

通过与课程相关的生活中的场景，引入教学，激发学生的求知欲及家国情怀。如将电机的典型应用案例——高铁融入教学，以高铁的发展历程引导学生了解我国高铁电机技术的发展，从高铁的发展，由异步电动机驱动到同步电动机驱动，由无到有，由有到优，明确优势和不足，增强学生爱国情怀，坚定民族自信，明确责任感和使命担当。同时，教师可以提出与课程教学内容相关的问题：为什么我们国家的高铁发展如此之快？高铁的发展由有到优具体指哪方面？随着高铁的发展，驱动电机由异步电动机转变为永磁同步电动机的原因是什么？教师引导学生分析、了解高铁的动力源同步电机，激发学生思考及学习兴趣，明确后续学习目标，为进一步讲解同步电机的原理和应用特性等内容做好准备。将与生活息息相关的思政案例引入到课程中来，可以增强爱国情怀，同样也可以增强学生思辨能力，极大地提高了学生们的求知欲和兴趣。

（五）"实施成效

新工科和OBE理念下的机电传动与控制课程教学改革，极大地调动了同学们的学习热情，工程性实践性实验使学生的实践动手能力得到充分提升，大作业和实践性实验的分组设定，改善了学生团队协调沟通能力，提高了人才培养质量，教学改革效果良好，获得同学们的广泛好评。金杯银杯不如学生的口碑，学生的评价和肯定是教学改革效果最有力的证明。

四"结束语

本文提出了一系列机电传动与控制课程教学改革探索的建议，在新工科和OBE理念背景下，坚持成果导向，以市场对人才的实际需求为切入点，对课程进行改革。选取典型工程应用视频作为教学引导案例，引导学生在问题中寻求解决方案，促进了学生高阶思维的发展；工程实践性实验的引入，提高了学生的实践能力，让学生在实践中理解理论，帮助学生将所学知识应用到实际案例和项目中；通过多样化的评价考核方式，兼顾学生的共性与个性的差异，更好地衡量学生的学习成果和能力。教学改革取得了一定的成果，学生的理论学习和工程实践能力都得到了提升，为其他学科的教学提供了新思路。

参考文献：

[1]侯国安，王立军，李红艳.新工科与工程教育认证背景下“机械制图”课程教学改革[J].黑龙江教育（理论与实践），2023（11）：24-28.

[2]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[3]陈乐珠，陈丽雅，陈昌文.基于OBE的“模拟电子技术”课程改革[J].电气电子教学学报，2023，45（4）：88-93.

[4]汪维，李科斌，霍庆，等.基于OBE理念的工程热力学与传热学教学改革[J].高教学刊，2023，9（28）：136-140.

[5]郑建兴，赵兴旺，曹峰.新工科背景下基于OBE教育理念的“面向对象分析与设计”课程个性化教学研究[J].西部素质教育，2023，9（20）：159-162.

[6]徐航煌，涂志松，范剑红.基于OBE的工程认知实习混合式教学模式的探索与实践[J].机电技术，2023（3）：110-113.

[7]唐丹，尹宏鹏，方觅，等.新工科背景下基于OBE理念的信息类课程群建设[J].计算机教育，2023（6）：141-144.