張立勇　張華　趙軍　張忍東　彭正

摘 要：人才培養(yǎng)方案是學(xué)生培養(yǎng)的根本性文件，起著重要的作用。本文針對新工科理念，結(jié)合專業(yè)認(rèn)證中成果導(dǎo)向（OBE）及學(xué)生中心的理念，從畢業(yè)要求、課程設(shè)置、教學(xué)體系及實踐等方面對機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了分析，并結(jié)合實際對課程體系進(jìn)行改革和探索，給出了實踐教學(xué)質(zhì)量評價新模式，以期為培養(yǎng)出適應(yīng)新時代要求的專業(yè)人才提供支撐，同時為解決新時代機(jī)械電子工程專業(yè)要培養(yǎng)什么樣的人和如何培養(yǎng)的途徑提供一些參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人才培養(yǎng)方案；新工科；OBE理念

中圖分類號：G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）11-0052-04

2016年以來，國家積極推進(jìn)新工科建設(shè)，傳統(tǒng)工科專業(yè)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對應(yīng)用型高層次人才的發(fā)展需求。特別是地方應(yīng)用型本科院校。OBE理念是在1981年由Spady率先提出的，首次開始反思教育的實用性以及教育成果的重要性。經(jīng)過此后多年的發(fā)展，形成了比較完整的理論體系，至今仍被認(rèn)為是追求卓越教育的正確方向。

1 現(xiàn)狀分析

安徽科技學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)作為安徽省省級特色專業(yè)，具有專業(yè)師資力量強(qiáng)、辦學(xué)經(jīng)驗豐富、教學(xué)資源充裕等優(yōu)勢。但隨著機(jī)械電子技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械電子工程專業(yè)已成為融合自動化、機(jī)械工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、微電子科技、控制工程、人工智能、高等數(shù)學(xué)與尖端物理等學(xué)科的前沿交叉學(xué)科。因此如何升級改造傳統(tǒng)工科專業(yè)的教學(xué)模式，如何培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐創(chuàng)新能力，如何實現(xiàn)教學(xué)、培訓(xùn)、科研一體化實踐平臺以及科研成果的轉(zhuǎn)化是目前急需解決的問題。本文試圖通過基于OBE理念下的新思路對機(jī)械電子工程類專業(yè)實踐教學(xué)體系存在的問題做對比，構(gòu)建新的專業(yè)實踐教學(xué)體系，從而能夠培養(yǎng)出適應(yīng)新工科建設(shè)需要的應(yīng)用型高層次人才[1]。

2 融入新工科及OBE理念的培養(yǎng)方案修訂

2.1 課程體系的修訂

2.1.1 面向新工科整合教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)課程教學(xué)體系

新工科建設(shè)的要求給地方應(yīng)用類大學(xué)的傳統(tǒng)工科專業(yè)帶來了全新的挑戰(zhàn)，而實踐教學(xué)又是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)，安徽科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院對傳統(tǒng)工科專業(yè)進(jìn)行了轉(zhuǎn)型、升級和改造。在學(xué)生學(xué)什么、如何評價學(xué)習(xí)效果以及考核方式等方面進(jìn)行系統(tǒng)改革。許多重構(gòu)課程具有鮮明的“側(cè)重知識應(yīng)用”的特征，主針對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)，突出了“工程案例式教學(xué)”的特色，更加適合應(yīng)用型本科高校的學(xué)生學(xué)習(xí)使用。如圖1所示，在課程設(shè)置上，盡可能地與該專業(yè)的實踐性人才需求相結(jié)合，突出該專業(yè)的特色；在教學(xué)過程中，我們重視理論聯(lián)系實際，重視對學(xué)生的專業(yè)知識和實際操作能力的培養(yǎng)，重新安排了該課程的教學(xué)內(nèi)容；以多目標(biāo)多形式的考核取代單一科目的考核，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

現(xiàn)如今大中專院校正在使用的課本、所教學(xué)的要求重點掌握的技能和規(guī)范要求，存在學(xué)生進(jìn)入職場時就已經(jīng)被淘汰的情況。使用的教材中缺乏對智能制造行業(yè)領(lǐng)域所需要突破的新材料、新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范的深度剖析和思考，使得學(xué)生很難掌握到現(xiàn)實工作中所需求的各項要求，從而導(dǎo)致畢業(yè)生很難滿足企業(yè)的實際需求，空有文憑而沒有實際能力。

以機(jī)械電子工程專業(yè)基礎(chǔ)課“理論力學(xué)”為例，采用“工程案例式教學(xué)”。（1）教學(xué)方式工程化。通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式，充分發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，通過分組的方式來解決實際的、復(fù)雜的工程問題，從而使他們能夠熟練地將課程知識加以應(yīng)用，并將其應(yīng)用到其中，構(gòu)建一個動態(tài)的知識使用網(wǎng)絡(luò)，從而發(fā)展出一種科學(xué)的思考方式和合作能力。（2）評價方法工程化。加大對復(fù)雜工程問題應(yīng)用題的分值，并通過對所學(xué)知識的運用和實際操作能力的考察，來提高學(xué)生對所學(xué)知識的運用水平。

2.1.2 整合實驗與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)項目驅(qū)動迭代式教學(xué)

我們必須充分認(rèn)識到高質(zhì)量教育的核心是人才培養(yǎng)的高質(zhì)量，而高質(zhì)量應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心要素是專業(yè)實踐教學(xué)體系。實踐性是教育的本質(zhì)屬性，實踐教育相較于理論教育在培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才的領(lǐng)域有著更加有效、深遠(yuǎn)的作用。

在實驗與實踐中，迭代式教學(xué)是一種以持續(xù)反饋教學(xué)過程的活動為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行分析和總結(jié)，從而持續(xù)地對教學(xué)方案進(jìn)行修改，并反復(fù)實施的一種循環(huán)往復(fù)的改進(jìn)過程，使得更多學(xué)生達(dá)成目標(biāo)、部分學(xué)生達(dá)成更高目標(biāo)、所有學(xué)生獲得更大增量。

機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生在大一、大二接受必修實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，從大三到大四，逐漸向以課程設(shè)計為主導(dǎo)的實訓(xùn)模式轉(zhuǎn)變，對機(jī)電一體化6周的課程設(shè)計，PLC課程設(shè)計、單片機(jī)課程設(shè)計以及生產(chǎn)實訓(xùn)等實訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了整合。本課題以智能小車、無人機(jī)、3D打印等為主要內(nèi)容，分別由智能制造企業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行教學(xué)和指導(dǎo)。在進(jìn)行遞進(jìn)更新式教學(xué)活動的具體實施時，老師們必須對有限的課程設(shè)計時間進(jìn)行充分的利用，對教學(xué)過程進(jìn)行深入的探討，在持續(xù)的循環(huán)實踐中，積極發(fā)掘在教學(xué)過程和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，對教學(xué)計劃進(jìn)行修改，并進(jìn)行持續(xù)的更新和反思，以期對學(xué)生有所裨益的更優(yōu)培養(yǎng)方案。

2.1.3 專業(yè)課程升級改造

（1）根據(jù)新工科專業(yè)內(nèi)涵及社會應(yīng)用需求優(yōu)化課程體系，打造專業(yè)特色

以國家級“一流專業(yè)”建設(shè)為導(dǎo)向，全面落實“以本為本、四個回歸”，立德樹人，把課程思政貫穿人才培養(yǎng)全過程。落實新工科建設(shè)，實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，進(jìn)一步修訂人才培養(yǎng)方案，著重提升專業(yè)內(nèi)涵和質(zhì)量，健全人才培養(yǎng)方案、課程評價和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，打造一批一流本科課程。

（2）以工程教育專業(yè)認(rèn)證為抓手，持續(xù)推進(jìn)專業(yè)建設(shè)和改革

以工程教育專業(yè)認(rèn)證為抓手，健全人才培養(yǎng)體系，建立畢業(yè)要求達(dá)成情況評價機(jī)制，建立課程質(zhì)量的評價和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。花費大量精力重構(gòu)了2021版人才培養(yǎng)方案，與外校專家及企業(yè)專家深入溝通，重構(gòu)課程體系，切實推動通專融合，培養(yǎng)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的通才能力，培養(yǎng)學(xué)生實踐操作及解決復(fù)雜工程問題的能力。

（3）創(chuàng)新教學(xué)方法，強(qiáng)化線上線下混合教學(xué)

改變當(dāng)前課堂教學(xué)模式，倡導(dǎo)啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)方法改革，借助現(xiàn)代教學(xué)工具，強(qiáng)化線上線下混合教學(xué)，提高學(xué)生主觀能動性，提高教學(xué)效率。

（4）深入推進(jìn)課程思政教學(xué)改革

為了達(dá)到立德樹人的根本目的，需要強(qiáng)化非思政類課程中的思政內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、社會觀、價值觀，最終導(dǎo)向社會主義核心價值觀。

（5）大力推進(jìn)“一型六化”，注重企業(yè)參與，強(qiáng)化實踐能力

堅持以“產(chǎn)教融合、協(xié)同育人”為原則，創(chuàng)建課程內(nèi)容、專業(yè)人才建設(shè)、教育教學(xué)模式與生產(chǎn)制造實際相互融合，強(qiáng)化和突出實踐教學(xué)模式。對實踐教學(xué)方法進(jìn)行進(jìn)一步的改革創(chuàng)新，了解和掌握企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及企業(yè)實際生產(chǎn)制造過程中的實際需求，全面探索機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)新模式。提升專業(yè)技能人才的質(zhì)量與素質(zhì)，為智能制造的發(fā)展與突破輸送更多的源動力。

2.1.4 基于OBE理念的混合式教學(xué)的修訂

基于OBE理念并結(jié)合機(jī)械電子工程相關(guān)課程，從課程目標(biāo)出發(fā)，以課程內(nèi)容為主體，分析課程目標(biāo)的達(dá)成途徑，便于線上線下混合式教學(xué)實施[2-4]。在OBE理念的引導(dǎo)下，明確課程目標(biāo)，我們希望學(xué)生達(dá)到什么樣的學(xué)習(xí)結(jié)果、為什么要讓學(xué)生得到這種結(jié)果、怎樣才能有效地幫助學(xué)生實現(xiàn)上述目標(biāo)、怎樣才能了解到學(xué)生們的學(xué)習(xí)結(jié)果等。因此倡導(dǎo)啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)方法改革，擴(kuò)大小班化教學(xué)覆蓋面，借助慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教學(xué)模式，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供更加豐富多樣的教育資源，采取線上線下混合式教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性、創(chuàng)造性。加強(qiáng)金課建設(shè)，深化信息技術(shù)與教學(xué)融合，深挖思政元素，實施課程提升計劃。

OBE理念承認(rèn)學(xué)生個體差異，避免以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，線上線下混合式教學(xué)提供了這一方式。通過階段目標(biāo)進(jìn)度在達(dá)成途徑的指引下持續(xù)促進(jìn)學(xué)生達(dá)成最終課程目標(biāo)。以學(xué)生個體的階段評價為依據(jù)推進(jìn)下一階段的教學(xué)過程，并充分考慮不同階段學(xué)習(xí)內(nèi)容和不同水平學(xué)生的差異。因此學(xué)情分析是達(dá)成途徑通往課程目標(biāo)的重要依據(jù)，但傳統(tǒng)方法手段單一，數(shù)據(jù)片面，無法真實反映個體差異。線上教學(xué)平臺能夠持續(xù)、多維度、動態(tài)化和個性化地分析學(xué)情，真實反映學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和目標(biāo)達(dá)成情況。合理利用線上自主學(xué)習(xí)、線上討論、線下課堂講授、線下課堂答疑等多種手段能夠持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過程，最終讓學(xué)生達(dá)成課程目標(biāo)?；贠BE理念的混合式教學(xué)框架如圖2所示。

2.2 實踐教學(xué)質(zhì)量評價的修訂

建立一套更科學(xué)、更合理的課程全過程、多樣化的評價系統(tǒng)，在考試和評估系統(tǒng)中，融合了學(xué)生在線上線下各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)參與程度和完成度，讓學(xué)生能夠?qū)Ω鞣N活動進(jìn)行實時的評估，評估的結(jié)果是可以追蹤的，從而達(dá)到以學(xué)生為核心的閉環(huán)評價。畢業(yè)要求達(dá)成情況評價流程如圖3所示。在對課程進(jìn)行的評價中，過程性考試占40%，最終考試占60%，其中，過程性考試是線上進(jìn)行的，也是線下進(jìn)行的，其中，線上考試的分?jǐn)?shù)所占的比例是20%，包括視頻學(xué)習(xí)、作業(yè)、測試、討論等。線下考試的分?jǐn)?shù)是由課堂作業(yè)和大型作業(yè)兩部分組成，在課堂中所占的比例是10%，包括出勤、課堂互動、完成作業(yè)等。

2.3 畢業(yè)基本要求修訂

畢業(yè)基本要求是人才培養(yǎng)方案的主要內(nèi)容，修訂前的畢業(yè)要求對于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題不夠重視。結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要以及本?！皯?yīng)用型人才”培養(yǎng)定位，同時調(diào)研了多家機(jī)電產(chǎn)品制造及設(shè)計企業(yè)，對畢業(yè)要求進(jìn)行了修訂。修訂后的人才培養(yǎng)方案的畢業(yè)要求內(nèi)容既體現(xiàn)了機(jī)械電子專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)，工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案等，也給出了解決復(fù)雜工程問題的具體路徑，工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、項目管理等，同時也注重個人和團(tuán)隊、溝通與交流及終身學(xué)習(xí)等人文素質(zhì)的培養(yǎng)[5]。明確地方應(yīng)用型本科院校機(jī)械電子工程專業(yè)“為誰培養(yǎng)人”的問題，以為黨育人，為國育才為出發(fā)點，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，掌握數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)等學(xué)科基礎(chǔ)理論和專門知識，具備現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用能力，具備良好的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，具有團(tuán)隊合作和創(chuàng)新意識，能夠在機(jī)電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，特別是在材料成型裝備集成控制等領(lǐng)域從事設(shè)計制造、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、工程管理、技術(shù)服務(wù)等工作，富有社會責(zé)任感、高尚的職業(yè)道德和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才。

3 基于新工科及OBE理念人才培養(yǎng)方案的實施效果

通過對人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化和設(shè)計，專業(yè)課程更加貼合生產(chǎn)實際，學(xué)生能夠獨立或者以團(tuán)隊形式去解決復(fù)雜機(jī)械電子問題，并能在設(shè)計/開發(fā)解決方案時考慮對社會及環(huán)境的影響。同時學(xué)生具有更強(qiáng)的自我學(xué)習(xí)能力，根據(jù)MOOC學(xué)習(xí)平臺數(shù)據(jù)顯示，參與互動討論的人數(shù)由2018級的200人次提升到了2019級的500人次；課程目標(biāo)達(dá)成度由2018級的0.71提高到2019級的0.78；學(xué)生期末考試優(yōu)良率由2018級的32%上升到2019級的43%；學(xué)生力學(xué)競賽獲獎率由2019年的25%上升到2020年的38%，近幾年學(xué)生在中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽也取得了顯著進(jìn)步。

本著立足皖北，面向安徽，服務(wù)長三角經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的人才方案建設(shè)目標(biāo)，通過對蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院、凱盛科技股份有限公司等畢業(yè)生就業(yè)的企事業(yè)單位的調(diào)研反饋，得到的畢業(yè)生信息顯示，學(xué)生理論知識牢靠，能夠承擔(dān)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)和部件的研究、設(shè)計、開發(fā)、操作和銷售等工作任務(wù)，獲得了用人單位的一致好評。

4 結(jié)語

在實施OBE教育理念的新工科建設(shè)過程中，還存在一些問題和需要優(yōu)化之處。

（1）教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)。教師需要持續(xù)更新教育理念，提升團(tuán)隊工程素養(yǎng)及信息化教學(xué)能力和水平，并深入地方企業(yè)開展科學(xué)研究協(xié)同創(chuàng)新、豐富工程案例，以求更好地科研反哺教學(xué)，更好地實施專業(yè)工程案例式教學(xué)。

（2）必須強(qiáng)化課程內(nèi)容的建構(gòu)。圍繞高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，以O(shè)BE教學(xué)理念為基礎(chǔ)，不斷地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計和教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容更符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，并在線上和線下的教學(xué)內(nèi)容分配和教學(xué)活動設(shè)計上更科學(xué)。在教學(xué)過程中，要充分挖掘教學(xué)內(nèi)容，做到教學(xué)內(nèi)容的“浸潤”。

（3）強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)與評估。強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，豐富網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)活動，創(chuàng)建具有特色的教學(xué)活動資源。通過分析學(xué)生的線上學(xué)習(xí)過程和成果，來優(yōu)化線上教學(xué)的設(shè)計，避免讓學(xué)生只是簡單地體驗一下課程的形式。提高學(xué)生線上學(xué)習(xí)的效率，利用線上學(xué)習(xí)平臺做到真學(xué)、真做、真參與，以保證他們的在線學(xué)習(xí)成果。不斷改進(jìn)線上+線下的多維度、多渠道的評價體系，給學(xué)生們提供不同深度、廣度的個性化評價方法，使他們的學(xué)習(xí)積極性得到最大程度的激發(fā)，更加科學(xué)地體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

（4）促進(jìn)學(xué)科教學(xué)資源的共建與共享。要積極采取區(qū)域性校際合作方式，開展混合式教學(xué)，即在同一地區(qū)的不同大學(xué)間，將課程資源建設(shè)共享，使校際教師間協(xié)作教學(xué)、學(xué)生間協(xié)作學(xué)習(xí)，使優(yōu)秀的教師與高質(zhì)量的課程實現(xiàn)開放共享。

（5）進(jìn)一步強(qiáng)化校企合作。企業(yè)對于新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用十分敏感，邀請企業(yè)多形式、深層次、全過程參與學(xué)生的培養(yǎng)。

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