基于OBE的实验实践环节教学方法改革的探索

2018-09-15仉毅孙慧芝

黑龙江教育·高校研究与评估 2018年9期

仉毅孙慧芝

摘要：针对测控技术与仪器专业实验实践教学环节中存在的问题，探讨了基于成果导向（Outcome Based Education，OBE）教学模式下对测控专业实验实践环节教学的改革构想。提出以加强学生实践能力和创新精神的培养为主线，以学生为中心，设置多层次多模块实验实践环节，提高学生自主解决问题的创新实践能力的改革构想。

关键词：成果导向；实验教学；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）09-0010-02

21世纪以来，世界从工业2.0进入3.0时代，据英国工程技术学会行业年度调查报告显示，工程技术人员缺口较大，主要是对工程实践经验的缺乏[1]。《2012—

2013年度全球竞争力报告》提到美国的工程毕业生中能够在毕业后很快处理其工作的占81%，而中国的毕业生只有10%[2]。张大良提出工程人才的培养最终要回归到高等教育，高等工程教育改革的战略重点是更加重视学生综合素质和工程实践能力的培养[3]。2013年6月19日，我国成为《华盛顿协议》签约成员，标志着我国高等工程教育专业认证体系得到国际认可[4-5]，对提高中国工程教育质量具有重要意义[6]。

一、传统实验教学模式存在的问题

（一）实验教学目标与实验教材的选定

实验教学目标包括课程培养目标和具体实验教学目标。课程培养目标指通过该实验课程，学生应该获得什么知识和技能。目前的实验教学目标没有以学生为中心，缺乏对学生“三观”的培养。实验教学内容来源于实验教材，一种是学校教师自编的实验讲义，灵活，但通用性差；一种是正式出版的实验教材，实验内容全面，通用性强，但灵活性差，前沿性差。

（二）实验教学方法与教学效果评价

目前多数高校采用的实验教学方法是填鸭式五步教学法，即学生预习实验—教师讲解—学生按照实验步骤实验—实验数据记录—实验报告撰写，学生主动性差。实验教学效果评价依据是“实验操作+出勤率+实验报告”的方式，缺乏对实验过程的评价以及学生实验结果认知性的考察。

（三）教学质量持续改进体系

目前学校采用的教学评价体系是“教师评议+学生评议”的评价体系，持续改进体系不完整，没有根据评价反馈及时修订专业培养目标，从而影响到课程培养目标和实验教学目标的调整。

二、基于OBE工程教育理念的实验实践环节教学方法改革的构想

（一）OBE工程教育理念

OBE（outcome-based education）理念是由Spady提出的[7-8]，其教育的最终目标是学生的学习成果，我国高等院校也在探索具有中国特色的OBE教育模式。目前比较成功的是汕头大学的结果导向一体化工程教育模式，该培养模式是在借鉴CDIO理念和OBE教育模式的基础上探索出来的。

（二）实验实践环节教学方法改革的构想

测控专业实验实践环节在培养学生的实践能力、观察能力、分析能力、解决问题能力、创新能力方面具有重要意义。因此，研究工程认证背景下测控专业实验教学改革，构建一套完善的测控专业实验实践环节教学改革方案具有重要意义。

1.学生为中心。以往传统的教学模式采用的方法是教师处于主导地位，学生处于被动地位，学生主动性不够，缺乏主动思考。基于OBE理念以学生為中心，教学各个环节的安排和设置皆要以学生为主体，充分尊重学生的主体性，调动学生学习的自主性。首先以社会需求为前提，尊重社会的需求以及学生的需求和培养，对学生的创造力进行培养；其次教学过程中，教师注重“授之以渔”的教学方式，培养学生发现、解决、处理问题等能力；建立多种教学评价体系，真正了解学生实际情况。

2.成果导向。工程教育专业认证以学生学习产出为导向。结合仪器科学技术发展特点，测控类工程应用型人才应具备以下基本特征：测控行业工程性强，要按照工程规律完成项目的研发，测控技术与仪器专业的学生必须具备系统的工程意识、良好的职业素养、团队协作精神，以及与人沟通的能力；测控技术与仪器专业与别的学科交叉性比较多，需要综合的工程知识结构；具备自主获取知识的能力，具备一定的工程实践能力与创新能力。

针对应用型人才应该具备的特征，测控专业实践教学环节应以加强实践创新能力和主动思维为主线，通过实践环节，培养学生自主运用知识，发现并解决问题的能力；培养学生工程认知、设计及实施的能力。另外，学校可以针对当代用人单位的需求来设置实验课课程的内容，建立用人单位对实验课的反馈机制，积极吸收用人单位参与实验课内容的设计，这将有利于毕业生在就业过程中更好地与市场接轨。所以，将基础验证性、综合实践性与创新开放性结合起来构建多维实践实验平台，建设具有地区行业特色和创新创业两重特色的测控技术与仪器专业应用型人才培养体系，是确保工程认证可行性的重要条件。

（1）针对测控专业的学科特点，注重基础性实验实践教育，建立具有厚基础，实践创新创业性强，适应蓝色经济区经济发展，具有地方特色的课程体系。为了给学生打下厚重的专业基础，开设高等数学、大学英语等相关基础课程，同时开展相关专业实践模块，例如测控系统设计模块、传感器技术模块、计算机控制技术等模块，根据地区行业特色设置创新创业专业实践模块。

（2）加强创新创业双创实践实验环节的建设，建立多维实验实践平台。以国家级教育示范中心“电工电子实验中心”为基础，以“机电学院实验教学中心”中各模块“测控技术实验室”“传感技术实验室”“微机原理实验室”“创新实验室”为专业实践部分，以“加拿大TELEDYNE DALSA公司——上海波创电气有限公司机器视觉联合实验室”和“山东明佳包装监测科技有限公司机器视觉联合实验室”等企业联合共建的“机器视觉联合实验室”等特色区域双创模块构成多维实验实践平台。同时，在校内外建立创新创业实践基地，建立产学研一体化基地。建立校内外实践基地，与国内知名仪器仪表类大企业建立产学研一体化基地，组建专业实验室，成立学生专业实习基地。

（3）完善雙创实践实验教学体系，以项目驱动法教学模式实现实验实践教学内容及方法的改革。减少基础性实验，增加实训创新性实验。将综合设计性的实验项目以课题项目的方式融合到每一门课程中。例如，“电路基础”实验中的直流稳压电源、“模拟电子技术”中的函数发生器、“数字电子电路”中的加减法数字运算电路、“单片机原理与接口技术”接口电路实验、“虚拟仪器设计”实验中数据采集卡的使用实验等，每个基础性实验都是后面创新科研项目的一部分。将企业课题运用到课堂教学中，例如将企业项目“音频功率放大器”“红外线数字转速表设计”“声光控电子开关”等课题纳入到“测控电路课程设计”教学中的实践环节，然后按照一定的评价标准给出成绩。

（4）全面开放实验室，设置创新学分制度，充分调动学生对科技创新活动参与的积极性。实验室开放的形式可以采用自主结合、学生为主教师为辅的开放方式，实验室可分为基础性、综合性、创新创业型三类，学生在基础性实验室中完成实验教材上要求的验证性实验，通过此类实验的完成，学生能够掌握各种仪器的使用方法，同时对实验中出现的问题自主思考解决；学生在综合性实验室中可以根据自己的思路，从方案制定、系统设计、软硬件设计到系统实施测试，独立设计并实现小系统的论证工作；在创新创业实验室中参加各种科技创新活动，例如全国大学生电子设计大赛、机器人大赛、挑战杯、智能汽车大赛等，学生通过一系列创新活动获得创新学分，提高学生实践和就业竞争力。

（三）教育质量持续改进

根据社会对人才需求的变化和评价体系的反馈，及时修订培养目标和毕业要求以及各课程的教学环节，完成教育质量的持续改进，培养目标、毕业要求、教学活动是工程教育持续改进的三个要素，与教学评价体系共同构成一个体系。

实验实践环节是理论教学的检验过程和支撑，是理论联系实际的实践环节，针对测控专业学科特点，依据工程认证标准化及工程人才培养要求对该专业实验实践课程教学进行改革，完成了OBE工程教育理念下的实验实践教学改革的探讨，对学生的学习效果的提高及创新实践能力的培养具有很好的效果。

参考文献：

[1][美]Edward F.Crawley，等.重新认识工程教育：国际CDIO

培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高

等教育出版社，2009：57-72.

[2]姜理英，陈竣.工程教育专业认证背景下环境工程专业教

学改革探析[J].浙江工业大学学报：社会科学版，2014，（3）.

[3]张大良.贯彻落实《教育规划纲要》加快高等工程教育改

革和发展[J].中国高教研究，2011，（1）.

[4]樊一阳，易静怡.《华盛顿协议》对我国高等工程教育的启