基于OBE 理念的“电工学”教学改革与研究*

宋其江，张佳薇，李丹丹

（东北林业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

2016 年3 月，中国成为《华盛顿协议》 正式成员。实施工程教育专业认证是我国高等学校推进工程教育改革的重要举措、发展趋势和方向，也是实现教育模式改革的有效途径。经过世界各国高校的研究与实践，成果导向教育已经被证明为培养工科人才的有效策略[1-2]。国内许多大学的学者开展了基于OBE 理念的教学模式研究，刘波等[3]从理论教学、实践教学的立体化教学改革模式及互联网辅助教学等方面开展多层次教学改革的研究与探索，将理论知识传授、实践技能训练、创新思维培养三者有机结合起来，体现了OBE 的理念，取得了很好的教学效果；盛贤君等[4]基于工程教育专业认证的理念，针对“电工学”教学中存在的问题对培养方案和教学大纲等进行一系列改革；孙书杰等[5]基于OBE 理念，以改革教学实践视角进行探讨，提出“上下联动”的教学方式、“多元立体”的教学环境、协同供给教学资源的思路；曾永刚等[6]基于OBE 教育模式，通过建立培养目标、设计实践教学方法、建立综合评估反馈机制，在“以实践成果为核心”的基础上开展环境工程专业实践教学模式的创新研究。可见在OBE 教育模式中，教育者应对学生应达到的能力及其水平有清楚的构想，设计适宜的教育结构保证学生达到的这些预期目标，这显然同传统上内容驱动和重视投入的教育形成了鲜明对比。从此此意义上说OBE 教育模式确实是一种教育范式革新。这种模式取得的经验和成果为“电工学”课程改革和研究提供了很好的指导意义。目前“电工学”课程面临的主要问题有：一是教学中“新”知识的更新滞后，教师要不断充电学习，投入教学更多精力；二是改变传统教学思想和模式，建立基于OBE 教学理念，克服学时压缩背景下的传统教学方式；三是课程中依然存在“重理论、轻实践”现象，理论知识教学比重大，实践性教学环节比重过低，知识的学习是“知行合一”的过程，理论需要结合实践。针对这些问题提出了基于OBE 理念，从而开展“电工学”教学的改革和研究。

1 基于OBE 理念的课程体系建设

“电工学”课程是工科非电类专业中一门非常重要的专业基础课，东北林业大学机械、交通、化工、森林工程、材料等专业开展专业认证，这门课几乎都要参与，该课程对各专业培养目标的达成起到了至关重要的作用。根据不同本科工程技术人才培养特点，笔者提出基于OBE 教育理念的推动多层次本科人才的培养体系建设，利用基于OBE 工程教育理念设计专业培养方案，从社会需求、行业领域专家反馈和学生成长等方面考虑，制定专业培养目标，再结合学校和专业人才培养定位，根据指标点设计课程体系和课程教学大纲，转变传统的教学模式为基于产出需求的培养模式。指导思想为反向设计、正向实施，即强调专业人才培养结果导向，要求教师将毕业生出口要求分解对应到课程上去，并在课程教学中有效实施，包括重要的持续改进环节，其中教学设计和教学实施目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。围绕预期“学习产出”，反向设计教学内容，给出课程体系与预期“学习产出”能力匹配矩阵，明确其对于实现预期“学习产出”的贡献及程度，这也是专业认证的要求。图1 为基于OBE 理念的课程设计路线，结合各专业毕业要求和专业调研支撑关系（能力矩阵），制定了课程目标，根据课程体系的内在知识结构联系，结合课程目标，进一步指导教学大纲、教学目标的制定。大纲要体现课程知识体系的完整性，教学目标要体现知识、能力、情感三方面的目标。在这个基础上，通过组织教学团队进行具体的教学设计、教学实施，例如研究教学方法、选择教学内容、建设教学资源（教材、课件、在线课程、案例、试题库、实验等）、完善教学文件（课程介绍、课程大纲、课程日历等）、教学立项等，开展教学改革活动，提高教学质量，最后反映到学生获得满足毕业要求的学习成果。

图1 基于OBE 理念进行课程设计

根据教学反馈情况，建立持续改进机制，对上述内容不断加以改进。反馈信息一方面来自正在线上和线下学生的答疑、交流、作业等，还有阶段考试成绩，教研室讨论会，构成课内持续改进循环，即改进措施在当年的后续教学中就能得以实施。另一方面，每个学期结束后，需要提交达成度分析报告、课程目标达成度评价，构成专业年级学期循环。教学循环见图2，经过两个良性反馈循环，持续改进教学质量。通过以上一系列建设，形成一个相对完整的理论和实践相结合的课程教学体系。

2 基于OBE 理念加强教学模式设计

为了适应OBE 理念的课程体系，必须进行教学模式的转变，旧模式转变到以学生为教学中心，以学生能力培养为目标，课堂内外结合为手段，形成性评价和终结性评价相结合的新模式。此外教学模式的设计也是实现课程目标的关键。首先要不断更新课程知识体系，优化教学内容，剔除陈旧知识点，解决课程知识内容多而学时少的矛盾，更新在线课程知识点的选取。通过在线课程开发的形式，建立新型的“混合式”教学模式，主要思想体现在：既包含基本的“线上+线下”的混合式教学模式，还含有理论和实践紧密结合的“工程教育”模式。基于这种教学理念，课堂采用问题讨论、案例分析、汇报展示、项目实训、学生上讲台等翻转课堂的教学形式，图3 为混合式教学模式的实施框架，即通过翻转课堂的形式，实现了“线上+线下”的有机结合。该课程的在线形式经过多年的建设，已成为精品在线课程，运行效果明显。实践证明混合教学模式很好地利用现代信息技术，利用在线课程后台数据的分析和反馈，促进了教学质量的提高，推动了工程教育模式的实施和发展。

图2 课程教学持续改进示意图

图3 混合式教学模式的实施框架

3 基于OBE 理念加强实践教学架构设计

工程教育中最重要的一方面就是实践能力的培养，为了建立实践教学占重要地位的教学模式，采用项目导引制教学（POL），CDIO 工程教学模式，做中学、课赛结合等多种实践活动模式。根据培养目标划分了3 层阶梯式实践能力培养模式，在每个层次开展相应实践活动。

第一层次组织开展验证型实验和设计，培养基本操作技能的训练。例如开展了元器件的识别与检测项目，通过该项目学生认识了基本的电阻、电容、电感、二极管和三极管等器件的选择和检测技术，学会了常见工具、仪器仪表的使用，还开展基本的元器件焊接技术。第二层次组织开展综合设计性的工程式实验内容。综合应用型实验以任务为导向，鼓励团队合作，多元化运用先进的技术，在开放的实验平台上学生具有自由选择、发挥和研讨的空间，综合应用类的实验选题体现出一定的“自主性、设计性、创新性”。开展从工业产品设计到实施流程的项目训练，强调了工业化产品的成本和效能概念。开展一些实训项目，实训项目增强了学生动手实践的兴趣，学生完成有一定深度和工作量的设计型实训项目后，很有成就感，而且收获很大。第三层次组织开展了课与赛结合、参与科研项目的研究活动，培养运用知识分析和解决复杂工程问题的能力。这些活动往往面向学有余力、程度好的学生，鼓励和指导学生参加各种电子竞赛、大学生创新项目。例如通过指导学生参加全国大学生电子设计竞赛、恩智浦智能车竞赛、“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛等电子竞赛，使学生开阔了视野，扩展了知识的广度和深度，自学掌握一些其他知识和技术手段，体会到这是一种创新性实践活动，培养了学生的科学研究能力和团队合作能力。学生感受到前沿科技的发展，撰写科技论文和专利培养了一定的学术能力。这些实践活动使学生在以后的就业和创业中有了更强的竞争力。

4 结束语

以OBE 理念推动“电工学”课程体系建设的方案，是工程教育发展的必然趋势。以OBE 理念下教学改革不仅需要科学的认知和理念，更要落地于实际行动，实践操作中要大胆地的尝试与创新，探索性地实施过程中会出现新问题，如何破解这些问题，是每一位教育工作者的职责所在，希望这个思路和方案的实施能够推进工程教育人才的培养。