戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

基于OBE理念進行目標細化的工程實踐教學(xué)改革與實踐

戴 婷，朱海燕，張今朝，王安紅，祝 賀，李洪武

（嘉興學(xué)院 機電工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

針對目前地方院校工程實踐類教學(xué)存在的問題，提出了基于OBE理念的“細分可操作”目標細化教學(xué)方法與舉措。以“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”為例，構(gòu)建了“小目標—多目標—總目標”的目標教學(xué)系統(tǒng)。教學(xué)過程中嚴格把控目標完成度，并有效監(jiān)控、評價整個過程。結(jié)果表明，該教學(xué)改革初步取得良好效果。

OBE理念；工程實踐教學(xué)；評價體系

作為高等教育的一個重要組成部分，工程實踐教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、科技創(chuàng)新能力等有積極作用[1-2]。目前，工程實踐教學(xué)存在如下一些問題：

（1）工程實踐教學(xué)中，綜合設(shè)備控制模塊、控制對象內(nèi)容較多，如果不針對具體項目進行學(xué)習(xí)目標分解，學(xué)生對知識的掌握將難以找到切入點；

（2）工程實踐教學(xué)中，學(xué)生的能力培養(yǎng)往往只側(cè)重操作能力及工程實踐能力，對于學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)注不夠，與人才培養(yǎng)目標結(jié)合不緊密；

（3）未建立有效的過程監(jiān)控，只注重結(jié)果而不注重過程。

針對以上問題，結(jié)合多年工程實踐教學(xué)經(jīng)驗以及人才培養(yǎng)大綱和學(xué)生需求，認為引入成果導(dǎo)向教育理念OBE（outcome based education）很有必要[3-4]。

1 OBE理念及其應(yīng)用

OBE是一種以“學(xué)生為本”的教育哲學(xué)，聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養(yǎng)模式，一切教育活動、教育過程和教學(xué)課程的設(shè)計都要圍繞預(yù)期學(xué)習(xí)成果的實現(xiàn)。OBE教育理念，主要強調(diào)以下問題[5-8]：

（1）要求學(xué)生學(xué)習(xí)什么、掌握什么？針對這一問題，要明確教學(xué)知識體系，要對教學(xué)過程進行細化目標分解；

（2）為什么要求學(xué)生學(xué)習(xí)這些內(nèi)容？教學(xué)的最終目的是使學(xué)生達到一定的能力要求，這就需要將多目標教學(xué)理念穿插其中，最終達到國家、社會和學(xué)生的要求和期望這一總目標；

（3）如何幫助學(xué)生取得這些成果？這就要以學(xué)習(xí)目標和成果為導(dǎo)向，對教學(xué)過程進行有效組織和把控；

（4）如何有效地指導(dǎo)學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？這就要求建立完善的考核評價體系，用以檢測教學(xué)成果。

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)進行工程實踐教學(xué)改革，旨在探索一種以學(xué)生為中心，以學(xué)生不斷反饋為驅(qū)動，強調(diào)主動學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)目標和結(jié)果的教學(xué)模式。以我校電氣專業(yè)工程實踐為例，要求學(xué)生在完成主要的應(yīng)用性課程學(xué)習(xí)后，還要對綜合的自動化設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)、控制方案設(shè)計、故障排除等內(nèi)容進行強化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)[9-10]。

本文以典型項目“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”為例，進行“小目標—多目標—總目標”體系構(gòu)建，明確學(xué)習(xí)目標，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，監(jiān)控教學(xué)過程，評價教學(xué)效果，加強學(xué)生工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、綜合能力的培養(yǎng)[11]。

六層電梯應(yīng)用系統(tǒng)采用開放式接口，包括真實的電梯配件、透明的結(jié)構(gòu)設(shè)計，便于學(xué)生觀察、監(jiān)視各部件的運行狀態(tài)。當設(shè)備接到外呼叫的控制信號后，轎廂即向該層運行，在運行的過程中，根據(jù)順向響應(yīng)的原則，電梯轎廂將僅接受順向樓層的外呼叫信號和內(nèi)呼叫信號，順向運行到達響應(yīng)層，轎廂門開門或關(guān)門，轎廂門上的門刀同時帶動層門完成同時開門、同時關(guān)門的動作。

2 目標布局

2.1 目標分解

為使學(xué)生更迅速地進入工程實踐狀態(tài)，更好地掌握工程實踐所要求的知識點，指導(dǎo)教師應(yīng)針對工程實踐中每個項目所對應(yīng)的實踐內(nèi)容、目標及過程進行系統(tǒng)的歸納和總結(jié)。表1為“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”項目的目標分解情況。

表1 “六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”項目的目標分解情況

如表1所示，“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”實踐內(nèi)容首先是電氣設(shè)備認知和機械設(shè)備認識，在此基礎(chǔ)上對設(shè)備的控制進行方案設(shè)計，并完成相應(yīng)的設(shè)備編程設(shè)計。在設(shè)計完成后，還要進行系統(tǒng)調(diào)試和故障排除。

2.2 體系構(gòu)建

通過工程實踐中對每個實踐項目的目標分解及達成，學(xué)生能夠具備專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本專業(yè)技能，但如果對工程實踐的最終目標不甚明了，也很難把握學(xué)習(xí)的重點。因此，應(yīng)建立工程實踐教學(xué)的多目標培養(yǎng)體系，使學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)該內(nèi)容，以及學(xué)習(xí)該內(nèi)容的最終目標是什么，以便學(xué)生根據(jù)自身特點進行自我提升?！傲鶎与娞輵?yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”的多目標培養(yǎng)體系如圖1所示。

2.3 總目標的達成

工程實踐的最終目標是培養(yǎng)學(xué)生包括基礎(chǔ)知識能力、專業(yè)知識及應(yīng)用能力、個人素質(zhì)、職業(yè)能力、人際交往能力等在內(nèi)的的綜合能力。將這些能力細化為各個實踐項目的小目標，再融合構(gòu)成多目標培養(yǎng)體系，目的是使學(xué)生明白“為什么學(xué)”。工程實踐教學(xué)的總目標可歸納為知識、能力、素質(zhì)3個方面，如圖2所示。

圖1“六層電梯應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)”多目標培養(yǎng)體系圖

結(jié)合工程實踐教學(xué)實際情況，以學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，鼓勵以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計和研究開發(fā)能力、拓展知識和終身學(xué)習(xí)能力，以及管理時間、自我約束能力。此外，通過引領(lǐng)學(xué)生利用各種渠道進行文獻查閱，培養(yǎng)學(xué)生的中英文文獻檢索能力；通過相互交流及團隊協(xié)作，提高學(xué)生的職業(yè)道德及社會責任感；通過深入工廠，幫助學(xué)生理解社會環(huán)境對電氣工程設(shè)計的影響。

3 組織過程和評價體系

3.1 組織過程

不同于傳統(tǒng)實驗教學(xué)，工程實踐教學(xué)改革強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，指導(dǎo)教師只提供基本的設(shè)計思路。學(xué)生通過查找資料、深入工廠等，最終確定設(shè)計方案，完成設(shè)計任務(wù)。工程實踐教學(xué)流程如圖3所示，包括以下主要環(huán)節(jié)：

（1）團隊創(chuàng)建。學(xué)生自由組合，每組人數(shù)不超過5人，設(shè)組長一名。

（2）選題。選定實踐課題，由指導(dǎo)教師下達實踐任務(wù)書。學(xué)生通過查找資料和走訪相關(guān)設(shè)備廠家，調(diào)查、了解相關(guān)設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)、電氣結(jié)構(gòu)及其工作原理。

（3）方案設(shè)計及實施。通過小組討論產(chǎn)生設(shè)計方案，交由指導(dǎo)教師審核后，進入具體設(shè)計階段，并鼓勵學(xué)生根據(jù)實際情況加以拓展。整個過程中，學(xué)生定期向指導(dǎo)教師匯報學(xué)習(xí)成果及實訓(xùn)進度，同時將遇到的困難進行集體討論，并在教師幫助下解決。最后經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，完成最終設(shè)計。

（4）驗收階段。分組進行現(xiàn)場操作和答辯，并提交紙質(zhì)報告。

圖3 工程實踐教學(xué)流程

3.2 過程監(jiān)督及評價體系

OBE理念還強調(diào)過程監(jiān)督和教學(xué)評價。

全程監(jiān)督對把控進度、督促學(xué)生、提高質(zhì)量有積極作用。首先，采用小組學(xué)生共建，組內(nèi)成員相互監(jiān)督。其次，各組組長每周以PPT形式匯報設(shè)計的總體進度、工作成果及所遇到的問題，指導(dǎo)教師給出意見建議。再次，各組組員每周提交各自在本周所承擔的工作內(nèi)容、實訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄及實驗成果分析的紙質(zhì)材料，指導(dǎo)教師進行嚴格把關(guān)，對未實際參與實踐過程的學(xué)生提出警告，并勒令其改進。

實訓(xùn)完成后要進行實踐成果答辯。答辯以現(xiàn)場設(shè)備操作演示為主，指導(dǎo)教師通過提問檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果，并根據(jù)答辯情況及工作完成度進行打分。最后，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師的意見，完善設(shè)計方案，提交紙質(zhì)報告。

學(xué)生工程實踐的個人成績評價依據(jù)組內(nèi)成員打分、平時考核、答辯操作、實踐報告等方面情況，采用優(yōu)秀、良好、中等、合格以及不合格等5個等級。六層電梯實訓(xùn)的具體評價標準如表2所示。

3.3 改革效果

工程實踐教學(xué)改革前后學(xué)生表現(xiàn)情況對比如表3所示。其中，學(xué)生主動參與度根據(jù)考勤情況及提交的實踐報告總結(jié)得出，學(xué)生滿意度由問卷調(diào)查得出；改革前后學(xué)生實踐成績對比情況如表4所示。

表2 六層電梯實例成績評價標準

表3 工程實踐教學(xué)改革前后學(xué)生表現(xiàn)情況對比

表4 綜合實訓(xùn)教學(xué)改革前后學(xué)生成績情況對比

4 結(jié)語

工程實踐教學(xué)是工科專業(yè)本科教學(xué)的重要內(nèi)容，將OBE理念引入工程實踐教學(xué)是一次積極嘗試。具體來說，是從OBE理念強調(diào)的4個問題入手，對工程實踐教學(xué)項目進行分解，提出每個實踐項目的小目標，并將教學(xué)培養(yǎng)目標融入教學(xué)過程中，同時建立有效的過程監(jiān)控和評價體系。

實踐表明，該教學(xué)改革充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，提高了學(xué)生的個人素質(zhì)和能力，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。

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[11] 張今朝. GE可編程控制技術(shù)實踐教程[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2018.

Reform and practice of engineering practical teaching with operability and target refinement based on OBE concept

DAI Ting, ZHU Haiyan, ZHANG Jinzhao, WANG Anhong, ZHU He, LI Hongwu

(College of Mechanical and Electrical engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

In view of the problems existing in engineering practical teaching in local colleges and universities, this paper puts forward the teaching methods and measures of “Subdividing and operable” target refinement based on OBE concept. By taking “Teaching system for six-storey elevator application” as an example, a target teaching system with “Small objectives-multiple objectives-general objectives” is established, the target completion degree in the teaching process is strictly controlled, and the whole process is effectively monitored and evaluated.

OBE concept; engineering practical teaching; evaluation system

G642.0

A

1002-4956(2019)10-0211-04

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.051

2019-03-12

浙江省“十三五”第一批教學(xué)改革研究項目（jg20180241）；浙江省科技廳軟科學(xué)項目（2017C35065）

戴婷（1989—），女，江蘇泰州，碩士，助理實驗師，研究方向為實踐教學(xué)改革、實踐教學(xué)管理。E-mail: 1010308502@qq.com