曹建斌　李順才　張嘉鷺

［摘 要］為了適應(yīng)國家新時代高校教育發(fā)展的趨勢，文章提出在動車組設(shè)備課程教學(xué)中融入OBE理念，以學(xué)生為中心進(jìn)行課程教學(xué)改革。根據(jù)企業(yè)對車輛工程專業(yè)本科生的能力需求，制定課程教學(xué)目標(biāo)及其對應(yīng)的畢業(yè)要求，通過開放式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和課堂的參與度。利用多元化的課程考核評價方式，提升學(xué)生的專業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)意識和解決問題的能力，提高課程教學(xué)質(zhì)量，為社會輸送高質(zhì)量人才。

［關(guān)鍵詞］動車組設(shè)備；OBE；教學(xué)改革；考核評價

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）21-0055-03

引言

OBE（Outcome-Based Education）理念被稱為產(chǎn)出導(dǎo)向式教育，是由美國學(xué)者William Spady提出的一種本科教育理念，倡導(dǎo)以學(xué)生為中心、以結(jié)果為導(dǎo)向和質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)[1]。因其理念的實(shí)用性、先進(jìn)性和科學(xué)性，OBE理念逐漸被美國、歐盟、加拿大等國家和地區(qū)接受，應(yīng)用于國際專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和工程人才培養(yǎng)中，至今已形成了完整的理論體系[2]。在新工科和工程認(rèn)證背景下，該理念逐漸被應(yīng)用于我國高校工科教學(xué)改革[3]。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，OBE理念不再以教師的教為重點(diǎn)，而是圍繞特定的教育目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過提升學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)動力來提高教學(xué)質(zhì)量[4]。

動車組設(shè)備課程對于動車組方向本科生的專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)具有重要作用[5]。目前，該課程仍然以傳統(tǒng)的灌輸式、機(jī)械式教學(xué)模式為主，在一定程度上不能滿足專業(yè)對課程的考核要求，也不能很好地適應(yīng)新時代國家教育形勢[6]。因此，需將OBE理念引入該課程教學(xué)改革中，采取逆向思維，以學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)，反向?qū)φn程結(jié)構(gòu)和體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確教學(xué)策略，對教學(xué)過程進(jìn)行評價與考核，提高學(xué)生在課程中的參與度，促進(jìn)課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，保障課程教學(xué)質(zhì)量。

一、課程特點(diǎn)及存在的問題

動車組設(shè)備課程是車輛工程專業(yè)動車組方向的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程既有動車組輔助供電系統(tǒng)的理論性基礎(chǔ)知識，又有針對具體型號動車組設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備等工程性知識，系統(tǒng)性地介紹了動車組輔助供電系統(tǒng)、動車組車內(nèi)電氣設(shè)備、動車組空調(diào)系統(tǒng)、動車組通信和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)四部分內(nèi)容，是對不同型號動車組電氣系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備的全面闡述，涉及機(jī)械、電氣、通信、網(wǎng)絡(luò)等多領(lǐng)域知識，具有多學(xué)科交叉融合、教學(xué)內(nèi)容多、課時少等特點(diǎn)。目前，采用傳統(tǒng)的動車組設(shè)備課程教學(xué)模式存在如下問題。

（一）理論與實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不統(tǒng)一

理論教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生理解有關(guān)原理和理論，掌握課程中的重要知識點(diǎn)，進(jìn)而利用理論知識解決實(shí)際問題。實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是為了有效補(bǔ)充理論教學(xué)，使學(xué)生對理論知識具有更深刻的認(rèn)識。目前，動車組設(shè)備的課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要通過VR技術(shù)，使學(xué)生了解動車組的運(yùn)行和控制；通過展示變流器、變壓器等實(shí)物，使學(xué)生認(rèn)識電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。然而，理論教學(xué)環(huán)節(jié)的電氣系統(tǒng)從供電網(wǎng)取電后，進(jìn)行交流和直流、單相和三相電壓的復(fù)雜變化，動車組空調(diào)制冷劑在蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥之間的循環(huán)過程等，未能在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行充分演示，導(dǎo)致學(xué)生難以掌握不同概念的內(nèi)在邏輯，無法通過實(shí)踐課程有效鞏固對理論知識的理解和掌握。實(shí)踐教學(xué)不足以補(bǔ)充理論教學(xué)，且一般由不同的教師分別擔(dān)任理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)工作，難以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一。

（二）教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的教學(xué)方法采用教師講授、學(xué)生聽課的方式，學(xué)生上課時無法全身心地參與課堂教學(xué)。如該課程在講述動車組輔助供電系統(tǒng)時，單相交流電通過牽引變流器變換為直流電，再經(jīng)過輔助變流器變換為三相交流電，兩個變流器的名詞相近且工作原理和理論抽象復(fù)雜，考慮到不同型號動車組輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異性，課堂上僅憑教師講授這部分內(nèi)容，學(xué)生一方面容易混淆相關(guān)的原理知識，另一方面比較難理解課堂內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力增大，學(xué)習(xí)積極性降低，進(jìn)而造成教學(xué)效果不佳。

（三）考核評價方式不合理

傳統(tǒng)的考核評價方式包括平時考核和期末成績兩部分，平時考核（包含考勤情況、作業(yè)成績、實(shí)驗(yàn)成績等）占總成績的30%，期末成績占總成績的70%?？己嗽u價方式過于注重學(xué)生的考試成績，追求班級學(xué)生成績符合正態(tài)分布，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價較少。另外，傳統(tǒng)的考核評價是單向的，缺乏學(xué)生有效及時的反饋，教師對教學(xué)內(nèi)容和方法的改進(jìn)相對滯后，難以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心。

二、基于OBE理念的課程教學(xué)改革

針對現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問題，基于OBE理念，依據(jù)工程類專業(yè)的畢業(yè)要求，對動車組設(shè)備課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式和教學(xué)評價體系進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，有機(jī)整合實(shí)踐課程、課堂教學(xué)、期末考試和平時作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)，解決該課程理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)不統(tǒng)一、教學(xué)方法單一、考核評價方式不合理等問題，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，全面提高教學(xué)質(zhì)量。

（一）教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

基于新工科、工程認(rèn)證和企業(yè)對畢業(yè)生的要求，重新梳理動車組設(shè)備課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系，修訂課程教學(xué)大綱，確定支撐動車組設(shè)備課程畢業(yè)要求的4個指標(biāo)點(diǎn)，梳理課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的映射關(guān)系，使學(xué)生具備動車組設(shè)備理論和原理的基本知識，擁有對機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析計(jì)算的能力，為解決實(shí)際工程問題打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。根據(jù)OBE理念，制定細(xì)化后的課程教學(xué)目標(biāo)及其畢業(yè)要求如表1所示。

（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.通過融入課程思政，拓寬學(xué)生視野

將我國高速鐵路的發(fā)展史融入動車組設(shè)備課程教學(xué)活動中，以鐵路六次大提速為背景，介紹我國動車組的誕生；借助春秋戰(zhàn)國時期“二桃殺三士”的故事，講述高速鐵路從學(xué)習(xí)模仿外國的先進(jìn)技術(shù)，到擁有知識產(chǎn)權(quán)和自主設(shè)計(jì)的能力，直至能夠制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的發(fā)展歷程。通過課程思政，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生了解動車組的機(jī)、電、液、光等先進(jìn)技術(shù)。引導(dǎo)學(xué)生通過中國知網(wǎng)和外國電子期刊查閱動車組技術(shù)發(fā)展的最新動態(tài)，拓展知識面，培養(yǎng)學(xué)生查詢資料、總結(jié)和思考的能力。指導(dǎo)教師向?qū)W生介紹其研究方向和內(nèi)容，適當(dāng)條件下邀請學(xué)生參與到相關(guān)的科研項(xiàng)目中，通過接觸實(shí)際的工程問題，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

2.通過翻轉(zhuǎn)課堂，提高學(xué)生的課堂參與度

翻轉(zhuǎn)課堂采取學(xué)生主講，其余學(xué)生提問和討論，最后由教師點(diǎn)評和補(bǔ)充的教學(xué)方式開展教學(xué)。在動車組輔助供電系統(tǒng)和動車組空調(diào)系統(tǒng)兩個章節(jié)，將全班學(xué)生分為8個小組，每個小組4～5名學(xué)生。每個小組主講一節(jié)內(nèi)容，小組中的每位學(xué)生都要參與備課，做到分工明確，如制作PPT課件、課堂講解和回答問題等。通過翻轉(zhuǎn)課堂，進(jìn)一步提高學(xué)生的課堂參與度，使學(xué)生對相關(guān)原理有更深入的理解，鍛煉學(xué)生相互協(xié)作、解決問題的能力。

3.采用形式多樣的實(shí)踐教學(xué)方法，提高學(xué)生的實(shí)踐能力

利用小長假和周末學(xué)生乘坐動車組返鄉(xiāng)或旅游的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察動車組的照明系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等硬件設(shè)備，同時在不影響列車員工作任務(wù)的基礎(chǔ)上，與列車員溝通交流，發(fā)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)中容易忽視但在實(shí)際中比較關(guān)鍵的動車組設(shè)備問題，待返校后與同學(xué)和老師分享，并根據(jù)自身體會完成一次課外實(shí)踐報告。這種實(shí)地調(diào)查研究的方式，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對動車組設(shè)備的理解和認(rèn)知。此外，在實(shí)踐教學(xué)過程中，讓學(xué)生根據(jù)課程理論和原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，如輔助供電系統(tǒng)搭建、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，進(jìn)一步提高學(xué)生的動手能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

4.根據(jù)學(xué)生的意向工作單位，開展有目標(biāo)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)

我國主要有四家企業(yè)生產(chǎn)動車組，分別是青島四方車輛股份有限公司、唐山機(jī)車車輛廠、南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司和長春軌道客車股份有限公司，各家公司生產(chǎn)的動車組型號各不相同，主要包括CRH1/2/3/5、CRH380A/B/C/D、復(fù)興號等，為以后從事相關(guān)專業(yè)方向的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生可根據(jù)自己的意向工作單位，有針對性地重點(diǎn)學(xué)習(xí)相關(guān)型號的動車組，如學(xué)生選擇去青島四方車輛股份有限公司，則需要加強(qiáng)對CRH2、CRH380A等型號的列車設(shè)備的學(xué)習(xí)；如學(xué)生的意向工作單位是長春軌道客車股份有限公司，則需要掌握CRH5、CRH380C等型號列車的設(shè)備特點(diǎn)。

（三）教學(xué)考核評價優(yōu)化

加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程各環(huán)節(jié)的考核，多元化考核評價方式。在OBE理念的指導(dǎo)下，以結(jié)果為導(dǎo)向，全面評價學(xué)生的溝通能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、實(shí)踐能力和理論知識掌握程度等，關(guān)注教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成度。動車組設(shè)備多元化的考核方式用于評價學(xué)生的課外實(shí)踐報告、小組討論和講課、平時作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和考試等方面情況，其中小組討論和講課成績占總成績的30%，平時作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)踐報告成績占總成績的30%，期末考試成績占總成績的40%。通過多元化的考核評價，教師能夠及時收到學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的反饋，快速調(diào)整教學(xué)方法，同時活躍了課堂氣氛，提升了學(xué)生的參與度和積極性，貫徹了“以學(xué)生為中心”的教育思想。

三、教學(xué)改革效果

基于OBE理念的動車組設(shè)備課程教學(xué)改革取得了較好的實(shí)踐效果。一是有效提升了課堂氛圍，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間在教學(xué)過程中能夠進(jìn)行充分的交流，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與度進(jìn)一步提高。二是形式多樣的教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決工程實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生從事動車組專業(yè)方向工作的信心。三是學(xué)生的考試成績明顯提高。課題組于2022—2023年第2學(xué)期將未實(shí)施課程教學(xué)改革的班級和實(shí)施教學(xué)改革的班級的考試成績進(jìn)行對比，兩個班級的學(xué)生人數(shù)都是50人，未實(shí)施教學(xué)改革的班級中，60分以下的學(xué)生占全班人數(shù)的2%，60～69分的學(xué)生占全班人數(shù)的18%，70～79分的學(xué)生占全班人數(shù)的20%，80～89分的學(xué)生占全班人數(shù)的46%，90～100分的學(xué)生占全班人數(shù)的14%。實(shí)施教學(xué)改革的班級中，考試成績最低分高于70分，70～79分的學(xué)生占全班人數(shù)的20%，80～89分?jǐn)?shù)的學(xué)生占全班人數(shù)的52%，90～100分的學(xué)生占全班人數(shù)的28%，大部分學(xué)生的分?jǐn)?shù)在80分以上，整體成績優(yōu)于未實(shí)施教學(xué)改革的班級。結(jié)果表明，基于OBE理念的教學(xué)改革效果較好。

四、結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐表明，基于OBE理念的動車組設(shè)備課程教學(xué)改革，按照結(jié)果導(dǎo)向原則，豐富了課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)了多樣的教學(xué)方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)的自主性，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力，為同類課程的教學(xué)改革提供了借鑒。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 呂俊燕，楊瑞青，陳福德.基于OBE理念的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)改革[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2022，47（13）：138-141.

[2] 常清，李曰陽，成小飛，等.“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的OBE改革探討[J].科技與創(chuàng)新，2021（15）：1-3.

[3] 夏小群，莫德云，朱慧霞，等.基于OBE教育理念的《機(jī)械學(xué)科教學(xué)論》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2021，4（21）：156-159.

[4］ 陳天馳，邢邦圣，劉文藝，等.基于OBE教學(xué)模式的《數(shù)控原理與加工技術(shù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育現(xiàn)代化，2021，8（30）：71-74.

[5］ 劉堂紅.《動車組技術(shù)》開放式課堂建設(shè)探討[J].教育教學(xué)論壇，2017（13）：163-164.

[6］ 龍登燕.基于OBE理念的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革[J].農(nóng)業(yè)工程與裝備，2022，49（6）：56-57.

［責(zé)任編輯：黃緊德］

［收稿時間］2023-06-12

［基金項(xiàng)目］江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究一般課題“專業(yè)知識與俄語語言深度融合的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)研究與實(shí)踐”（2021-R-9158）；江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究項(xiàng)目“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)習(xí)指標(biāo)評價體系研究”（2021SJA1060）。

［作者簡介］曹建斌（1986—），男，山西人，博士，講師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)動態(tài)分析與狀態(tài)檢測。