白雁力 盤資春 廖秋麗 李 姮

（[1]桂林電子科技大學(xué)電子工程與自動(dòng)化學(xué)院 廣西·桂林 541004;[2]桂林電子科技大學(xué)教學(xué)實(shí)踐部 廣西·桂林 541004）

0 引言

成果導(dǎo)向教育(Outcome Based Education，OBE)是一種關(guān)注學(xué)習(xí)成果的教育理念，在OBE教育理念中，教學(xué)活動(dòng)的組織、實(shí)施和評估以預(yù)期學(xué)習(xí)為中心，教育過程的設(shè)計(jì)圍繞實(shí)現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出而展開，而教學(xué)環(huán)節(jié)和課程內(nèi)容僅被看作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出的手段。近年來，在“新工科”和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，高等院校在人才培養(yǎng)過程中更加注重實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，因此，OBE教育理念對于高等教育的工程模式改革具有重要意義，在專業(yè)建設(shè)和課程設(shè)置中備受關(guān)注。

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和“新工科”建設(shè)，開設(shè)機(jī)器人課程成為各高校工科專業(yè)的主流。機(jī)器人是一種融合機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件、控制和人工智能的先進(jìn)技術(shù)，在高等院校中，機(jī)器人實(shí)訓(xùn)是能為學(xué)生提供創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合性實(shí)踐課程，不僅可以通過機(jī)器人的設(shè)計(jì)和操作，逐步引導(dǎo)學(xué)生對單片機(jī)、數(shù)模電、檢測技術(shù)、傳感器和工業(yè)控制等課程進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，而且還可以通過理論聯(lián)系，提升學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和激情。

為與“新工科”建設(shè)和專業(yè)認(rèn)證相銜接，推動(dòng)機(jī)器人理論與實(shí)踐相機(jī)，本文基于OBE教育的“回溯式設(shè)計(jì)”和正向支撐理念原則，按照“預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出—課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)──評估學(xué)習(xí)”的模式架構(gòu)《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行架構(gòu)，為適應(yīng)“新工科”建設(shè)和專業(yè)認(rèn)證提供一條有效的實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)思路。

1 實(shí)訓(xùn)課程架構(gòu)流程

基于OBE教育理念，根據(jù)“新工科”背景下，工程認(rèn)證提出的畢業(yè)能力指標(biāo)，采用反向設(shè)計(jì)模式架構(gòu)《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程，以保證實(shí)訓(xùn)內(nèi)容圍繞學(xué)習(xí)產(chǎn)出設(shè)置，通過實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對畢業(yè)能力和課程目標(biāo)的正向支撐。《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程的架構(gòu)流程如圖1所示，首先根據(jù)工程認(rèn)證提出的工科專業(yè)畢業(yè)指標(biāo)，設(shè)置學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)課程使學(xué)生獲得的基本能力指標(biāo)點(diǎn)；然后，根據(jù)能力指標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的基本目標(biāo)；最后，通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)正向支撐畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)。在課程底層設(shè)計(jì)中，通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，學(xué)生能完全參與到機(jī)器人設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新思維的能力。例如，針對機(jī)器人控制指令，在完成指令的基本理論和驗(yàn)證操作之后，要求學(xué)生以分組形式，從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)機(jī)器人指令的應(yīng)用實(shí)例，并通過查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型的實(shí)訓(xùn)操作，然后采用答辯的形式來展示每組學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果，并討論是否有其他更好的替代方案等。

圖1：《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程的架構(gòu)流程

2 反向設(shè)計(jì)和正向支撐

根據(jù)工程認(rèn)證對學(xué)生畢業(yè)能力的要求，通過實(shí)訓(xùn)課程與畢業(yè)能力指標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系，獲取課程學(xué)習(xí)應(yīng)具備的基本能力，通過制定可操作性強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力指標(biāo)點(diǎn)為有效評價(jià)學(xué)習(xí)產(chǎn)出奠定基礎(chǔ)?；厮菔椒聪蛟O(shè)計(jì)的《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程目標(biāo)，主要包括四個(gè)方面：

（1）掌握機(jī)六自由度機(jī)器人結(jié)構(gòu)及其電路系統(tǒng)的基本理論知識；

（2）具有操作六自由度機(jī)器人的能力，能對復(fù)雜應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；

（3）具備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和解釋的能力，并具有繪圖、計(jì)算、測試等基本技能；

（4）以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的驗(yàn)證和應(yīng)用為載體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。

根據(jù)OBE反向設(shè)計(jì)和正向支撐的理念，其具體內(nèi)容如表1所示，主要指實(shí)訓(xùn)支撐的畢業(yè)要求、通過實(shí)訓(xùn)獲得的能力和實(shí)訓(xùn)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)。

表1：反向設(shè)計(jì)和正向支撐的具體內(nèi)容

3 實(shí)訓(xùn)評估構(gòu)建

在OBE理念中，“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”的評估不僅是課程架構(gòu)的重要組成部分，也是一個(gè)必要的教學(xué)過程。根據(jù)表1的內(nèi)容，從多方面評定學(xué)習(xí)產(chǎn)出，可以為持續(xù)改進(jìn)和提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量提供參考?；贠BE的《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程考核主要依據(jù)以下三方面：

（1）驗(yàn)證性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目完成情況、基本理論梳理和文獻(xiàn)查閱小結(jié)，權(quán)重為0.2；

（2）應(yīng)用型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，權(quán)重為0.3；

（3）綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的分工完成情況和答辯，權(quán)重為0.5。

4 結(jié)語

成果導(dǎo)向教育(Outcome Based Education，OBE)是一種以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為核心的教育理念，在“新工科”和工程認(rèn)證背景下，為推動(dòng)機(jī)器人理論和實(shí)踐相結(jié)合，基于OBE教育理念架構(gòu)《協(xié)作工業(yè)機(jī)器人》實(shí)訓(xùn)課程。在課程架構(gòu)過程中，采用“回溯式設(shè)計(jì)思想”，根據(jù)工程認(rèn)證提出的工科專業(yè)畢業(yè)指標(biāo)，設(shè)置學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)課程使學(xué)生獲得的基本能力指標(biāo)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的基本目標(biāo)；采用正向理念，通過設(shè)計(jì)機(jī)器人認(rèn)知、基本操作、高級操作、向?qū)Ш驮O(shè)計(jì)、綜合等五類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，正向支撐實(shí)訓(xùn)課程，建立工科專業(yè)畢業(yè)指標(biāo)、課程能力指標(biāo)、課程目標(biāo)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之間的有機(jī)聯(lián)系，最后采用OBE教育理念和機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程特點(diǎn)，架構(gòu)了實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)出評估考核方法。為推進(jìn)機(jī)器人理論和實(shí)踐相結(jié)合提出了新的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，為適應(yīng)“新工科”建設(shè)和專業(yè)認(rèn)證提供一條有效的實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)思路。