孫 璐，李殿舉，萬良田，滕君華，林 彬*，白 陽，王咸鵬

（1.大連海事大學 信息科學技術學院，遼寧 大連 116000；2.大連理工大學 軟件學院，遼寧 大連 116620；3.海南大學 信息與通信工程學院，?？?570228）

步入二十一世紀代表著中國的發(fā)展掀開了新篇章，通過不斷地奮斗、前進，只為實現(xiàn)承載著全國人民共同期望的偉大中國夢。我國經濟飛速發(fā)展，已經躍居世界前列，但強國背后離不開創(chuàng)新型科學技術的支撐，二十一世紀作為一個科技快速發(fā)展的新階段，亟需著力發(fā)展科學技術，占領科技創(chuàng)新高地，掌握前沿科學技術核心，避免由于沒有核心技術而在產品上被“卡脖子”、喪失話語權，經濟貿易戰(zhàn)中美國對中國企業(yè)的制裁就是最好的例子?？茖W技術的發(fā)展需要大量的人才來支撐，“治國經邦，人才為急”[1]，人才對于實現(xiàn)民族振興，科技進步的重要性不言而喻，世界各國對科技人才的競爭也日趨激烈，人才已經成為一個國家在國際上贏得話語權的戰(zhàn)略資源。據(jù)統(tǒng)計[2]，我國不斷加大人才培養(yǎng)方面的經費投入，具體數(shù)據(jù)如圖1 所示。

圖1 全國教育經費執(zhí)行情況

在激烈競爭科技人才的大環(huán)境下，國內的教學模式卻略顯單一，就教育目的而言更偏向應試教育。在這種教學模式中，教師為課堂教學活動的主體，主導整個授課過程，這種教育模式側重簡單高效的教學，忽視了對學生主觀能動性的培養(yǎng)。

通過學習獲得產出成果的教育模式（Outcomesbased Education，OBE），也叫作成果導向教育[3]，該項教育模式最早興起于基礎教育階段，在澳大利亞和美國的教育界中都有提及。20 世紀80 年代初，OBE 在美國教育界中是一個十分受人重視的專業(yè)詞語。美國學者斯派帝對此發(fā)表了自己的看法，他認為OBE 實現(xiàn)了教育模式的轉變，并出版專著——《基于產出的教育模式：爭議與答案》，他在此書中把OBE 理解為“教育系統(tǒng)要讓學生得到能夠在未來生活中實現(xiàn)實質性成功的能力”[4]。在OBE 教育模式中，學生學到了什么和最終是否成功比怎么學、什么時候學更加重要。也就是說在OBE 模式中，不管教師使用何種方法教學，不管使用何種課堂模式，它只強調在這堂課結束的時候學生是否成功地掌握了教學內容，學生通過某階段的學習所獲得的成果是否達到期望的教學目標要求。在OBE 教學模式中，教育者已經清晰地設想了學生通過某一階段獲得的能力在畢業(yè)時應達到什么水平，但是如何去實現(xiàn)這些預期目標呢？21 世紀初，麻省理工學院聯(lián)合其他幾所大學探索多年，創(chuàng)造性地確立了CDIO 工程教育理念。CDIO 的含義是構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），這四個環(huán)節(jié)[5]恰好包含了一個產品從無到有、從有靈感到立項研發(fā)再到產品能夠落地實現(xiàn)運行的完整周期過程，整個過程讓學生切身地參與其中，體會其中具體步驟流程，讓學生直接參與實踐應用，而不再是枯燥的理論學習。學生在經過了CDIO 一整套流程的教學之后，其工程方面的基礎知識、溝通能力、團隊中成員之間的協(xié)作能力及工程系統(tǒng)能力都將會得到大幅提升[6]。

一 當前教學模式現(xiàn)狀及問題分析

（一）忽略學生非認知能力的培養(yǎng)

認知能力是指人的頭腦對信息進行加工、存儲、提取的能力，即平時所談到的智力。接觸客觀世界，從外界獲得海量的知識，主要依靠人類自身的智力水平，即認知能力。傳統(tǒng)教育模式簡單直接，老師在講臺上授課，學生在臺下學習，這種教學的主要目的就是讓學生能夠掌握課本上所傳授的知識，比較偏重記憶力。這種教學模式忽視對學生的性格培養(yǎng)，從而導致許多學生在與人溝通、團隊協(xié)作的能力上相對薄弱[6]，進而影響學生在社會中的發(fā)展。

（二）教學課程理論性過強

課堂上許多課程包括專業(yè)課都存在理論性過強的問題[7]，對于包含許多公式、概念的課程，課本上只存在極少量的事例分析，教師在教學過程中通常只關注知識點的講解，而對專業(yè)課內容的實際應用講解較少。如果教學模式相對傳統(tǒng)，教學過程以老師為教學主體，學生坐在講臺下面相對被動地接受知識，再加上單調無趣的理論性課程內容，難免會造成學生對此類課程失去熱情、學習興趣下降、成績提升困難，教師教學質量明顯下降的問題。

（三）教學內容存在滯后性

當今社會，科學技術突飛猛進、日新月異，各個技術領域都朝著不斷完善的方向發(fā)展，而教學內容常常還停留在幾年前，教材更新不及時，教授內容通常為本領域的基礎知識，無法讓學生接觸認識到當下飛速發(fā)展的技術革新。大學教育的一個重要目標就是解決學生的就業(yè)問題，而這種相對滯后的專業(yè)教學內容培養(yǎng)出來的人才常常與社會的行業(yè)需求脫節(jié)[7]，畢業(yè)后很難做到與相關從事行業(yè)的快速銜接，快速地進入工作狀態(tài)，不利于學校專業(yè)人才培養(yǎng)質量的提升。

（四）全線上教學存在的問題

2020 年，全球都籠罩在一場突如其來的新冠病毒感染疫情中，學生不能正常開學，全國都開啟了線上教學模式[8]。教師面對電腦授課，學生在家使用手機、平板等電子設備聽課，教師與學生缺少面對面交流的機會。教師講完一個知識點之后不能像在教室一樣，通過學生的學習狀態(tài)獲取到當時的教學效果反饋，只能通過彈幕來了解教學情況，這種獲取反饋的方式相對耗時，并且也不能確保全部學生參與。更重要的是，使用全線上教學對于自制力稍差的同學來說，獲得的教學效果甚至可能比傳統(tǒng)教學模式更差。

綜上所述，傳統(tǒng)教育屬于比較偏重認知能力方面的培養(yǎng)，這樣培養(yǎng)出來的人才在走出校園、走進社會時，常常因實踐環(huán)節(jié)薄弱，缺乏交流溝通能力而不能很快地與公司業(yè)務接軌[9]。貫穿著CDIO 教育理念的OBE 教學模式更加符合當今社會的工科人才培養(yǎng)方式，做到對學生的認知能力與性格等非認知能力兼顧的培養(yǎng)[10]。

二 基于CDIO 理念的OBE 教學模式探索

在探索革新教學模式之前，首先應該思考一個問題——當今社會工科行業(yè)的人才需求是什么樣的？企業(yè)內部的人才構成需要符合企業(yè)自身生產和發(fā)展的方向，一個企業(yè)對于人才的需求是涵蓋多個專業(yè)、多個方向、多種類型的[11]，企業(yè)招攬英才加入公司是為了設計方案、解決項目問題、創(chuàng)造營收的。因此，學生畢業(yè)后走出學校、走進社會，就業(yè)能力是社會企業(yè)招攬英才最看重的。貝弗里奇是一位英國的學者，就業(yè)能力的最初概念就是由他在1909 年提出的，他認為就業(yè)能力是多種能力的復合體，如圖2 所示[12]，其主要作用是用來獲得工作并且能夠穩(wěn)定工作的。

圖2 就業(yè)能力三項核心

傳統(tǒng)教學模式下，高校所培養(yǎng)的內容主要是知識部分的獲取與記憶，而關于技能方面的培養(yǎng)稍顯薄弱，即學生的實踐動手能力較弱，而且關于性格、品質等才干方面的培養(yǎng)就更加被忽視，導致很大一部分學生性格內向，不敢與人溝通，因而在團隊合作中存在交流困難，團隊協(xié)作能力較差等問題。

（一）翻轉課堂

在相對傳統(tǒng)的教學過程中，以老師作為主體，以教師在講臺上講述知識為主，學生坐在講臺下面相對被動地接受知識，而翻轉課堂[13]的含義就是教師和學生互換一下身份角色，課堂上以學生為主體，將課堂上的大部分學習時間交給學生，使學生的學習更具有主動性、積極性。

下面簡述翻轉課堂的一個課改模式：課上前半部分時間，由教師講解本節(jié)課的教學目標，然后學生在教師的指導下進行自主學習。自主學習結束之后由教師簡單引導學生主動地講述教材內容，并給出時間讓全班同學提出自己的疑問或不理解的知識點。接下來再由其他已經理解此知識點的學生進行講解，并且允許學生們發(fā)散思維，提供多種思路，最后老師再進行收尾總結，達到課前制定的教學目標。

上述的這種翻轉課堂教改模式，也屬于OBE 教學模式的范疇，并且也是以成果為課堂導向，貫穿CDIO教育中構思、設計、實現(xiàn)和運作四項步驟的理念，教師在教學結束后達到這堂課的教學目標，學生掌握相應的教學內容。貫穿CDIO 教育理念的翻轉課堂可以積極調動學生積極性，使其主動地參與到學習過程中，把課堂還給學生，教師為輔，讓學生切身參與到獲取教材知識的過程中。這樣做的好處顯而易見，如果只是記憶課本知識，那必然只會形成一種短暫的記憶，很容易忘記，而只有讓學生切身參與到其中，學生有了親身經歷的切實感受，才會使記憶更加牢固，而且課程設計還有利于促使學生發(fā)散思維、展開想象，產生自己的解題思路，這樣對于知識的獲取可謂益處多多。

（二）豐富課堂內容，優(yōu)化教師授課水平

針對傳統(tǒng)教育模式中的“輸出型”教學模式，授課者可以嘗試著對授課內容做出一些改變，改變單調乏味的印象。對于工科類教育，應該對基礎理論知識的教授過程稍加豐富，可以加一些有關某項理論如何出現(xiàn)、如何產生出來的故事，例如，如果單純地講解牛頓定律可能會比較單調，但是如果從牛頓是如何發(fā)現(xiàn)牛頓定律的故事開始引入，或者聯(lián)系當前熱門的前沿技術應用，講一下在該項應用中牛頓定律是如何起作用的，必定可以提高學生聽課的興趣，調動學生學習的積極性[14]。對于理論性較強的課程，教師應將情感融入教學當中，要像和朋友交流一樣教授知識，不能表現(xiàn)出倦乏感，應該飽含熱情。

教師可以在講授完理論知識后，拋出一個具體且實際的應用事例，讓學生思考在此項應用事例中剛才所學習的基礎理論知識是如何被應用來解決此項事例的問題的，學生一般都會對身邊的事物感興趣，這樣也可以促使學生去主動思考[14]，應用知識，經過自己對問題解法的構思、設計、實現(xiàn)之后，從而達到對本堂課所教授知識加深理解的目的。

關于如何設計教學過程，對于教師來說也是一項挑戰(zhàn)，要求教師對自己所教授的課程內容有較深刻的理解和掌握，以及對該項技術領域應用有廣泛的涉獵。在授課設計上，可以讓授課組的全部教師分工合作完成該門課程的授課設計，發(fā)揮不同教師在本課程中的專業(yè)優(yōu)勢，然后再一起完成備課[15]。

（三）校企合作

在本節(jié)的開篇已經提出了當前高校工科教育所存在的問題，主要體現(xiàn)在高校教育培養(yǎng)工科人才的模式存在理論知識與實操環(huán)節(jié)脫節(jié)的問題。所以，應該改變教學模式以提高就業(yè)能力，達到企業(yè)用人需求，這也就是本小節(jié)提出校企合作培養(yǎng)模式[16]的原因。

校企合作的培養(yǎng)模式十分符合貫穿CDIO 教育理念的OBE 教學模式，通過校企合作，才能真正地讓學生接觸到社會工作的環(huán)境，脫離紙上談兵的狀態(tài)，真正地接觸到實戰(zhàn)，進而體驗一個產品從無到有的全部過程。

對于涉及工科人才的專業(yè)素質培養(yǎng)，高?？梢赃x擇與當?shù)貎?yōu)秀企業(yè)進行對接，定期邀請該公司的優(yōu)秀員工蒞臨指導，講述一下該公司在開發(fā)某個產品的時候是如何一步一步從“0”到“1”的，讓同學們初步了解一下具體產品從研發(fā)到運行的整個生命周期過程，對本專業(yè)以后可能從事的工作有一個初步的印象。

對于工科專業(yè)的教育，應該更重視課程實驗的部分，既然要貫穿CDIO 的教育理念，那就需要將構思、設計、實現(xiàn)和運作四步驟很好地融入教學過程中，保證在教學結束后學生可以獲得預期的能力。在部分實驗課程中，教師對學生進行分組，首先讓學生就自己在理論課上學到的知識自行設計實驗，然后再在組內交流各自遇到的問題并嘗試組內進行解決，對于組內解決不了的問題可以詢問老師或者其他組的同學。教師可以將實驗項目按復雜程度由低到高進行分類，循序漸進地安排給學生。做實驗的過程不僅是一個夯實理論基礎知識的過程，更是一個鍛煉個人能力和提升團隊協(xié)作能力的過程，課堂最后留出一些時間讓同學們自己復盤整個實驗過程，有利于培養(yǎng)同學們的工程系統(tǒng)能力。

除了教材本身安排的實驗課程內容，既然選擇對接企業(yè)，那就可以與企業(yè)之間進行更深層次的合作。比如說，企業(yè)可以以項目的形式與高校進行合作，高校相關教師向學校申請將具體項目拿到課堂上進行講解，或者由老師和學生一起完成項目，老師和學生既是師生關系也是合作關系[17]。

無論是實驗課還是理論課，都應該鼓勵學生提出問題，教師應當耐心解惑，并且耐心演示思考的想法思路，與學生之間真誠交流，緩解學生的緊張心理，否則會降低學生面對知識的積極性，當然也應該注重培養(yǎng)學生主動探尋解決方法的能力。

三 結束語

工程學科的人才是我國實現(xiàn)科技強國的重要支撐，高校應當逐漸擺脫簡單“高效”的“填鴨式”教學法。本文對傳統(tǒng)教學模式中所存在的弊端進行了剖析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學模式對于基礎理論知識的記憶部分關注過重，而忽視了學生個人所擁有的內在特質和實踐能力對于自身發(fā)展的重要性；進而提出了基于CDIO 教育理念的OBE 教學模式的探討，這種教學模式的主要特點是能夠讓學生積極主動地參與到學習過程中，挖掘學生自己解決問題的主觀能動性，培養(yǎng)學生的內在特質。學校通過將實踐與理論教學相結合，改變之前學校教學重理論輕實踐的教學狀況，同時提升學生的認知能力和非認知能力[18]，希望學生在畢業(yè)時可以擁有與企業(yè)用人需求匹配的就業(yè)能力，成為知識型和應用型復合型人才，振興國家、振興民族，助力早日實現(xiàn)中國夢。