基于OBE理论的大学生工程实践能力提升研究

韩丹丹，杨慧晶，郭红

(哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨 150080)

工程实践能力的培养对于提升企业和高校的衔接起到非常重要的作用。对于传统工程实践理论在培养实践工程能力上有诸多不足，OBE（Outcome-Based Education）理论不局限于传统的以教为主的教学模式，OBE 理论是根据企业的需求，以学生为导向制定教学目标，然后学校以此目标作为教学活动的依据，并监控、评价、改进学生的学习成果。该文首先对工程实践能力的内涵和结构进行研究，给出制约其培养的关键问题，最后提出基于OBE 理论提高工程实践能力的一些措施方法。

1 工程实践能力的内涵与结构

工程实践能力，顾名思义就是科学技术在工程实践中的运用能力。可以从工程和实践两方面来定义它的内涵[1]。其内涵可归纳为如下4 点：（1）工程实践能力是多种能力的综合；（2）工程实践能力在科学理论知识的基础上，运用技术操作手段；（3）工程实践能力需要智慧、身体、知识同时参与其中；（4）工程实践能力是为了实现某种体现社会或个人价值的产品所具备的能力。由于各个国家教育背景的不同，其结合OBE 理论内涵，所得出的工程实践能力结构也有所不同。

可以将工程实践能力分为两类：（1）工程人员在相应的工程领域里所应该具有的基本素质，尤其是该领域的专业技能；（2）在具体的企业环境下的工程实践能力，与专业技能相比较，工程实践能力更重视管理组织、创新实践的综合技能。这正好类似于德国的职业能力分类。德国的职业能力也分为两类：（1）基本职业能力，即指工程专业人员的基本素质；（2）综合职业能力，即指以基本素质为基础，根据不同的环境变化所产生的新的技能和知识[2]。从而得出工程实践能力基本包括以下3 种能力：（1）个人、职业能力；（2）基于企业和社会生态环境下的系统构思、设计、实施、运行（产品生产周期）能力；（3）人际交往能力[3]。

2 制约工程实践能力培养的关键问题

2.1 对培养目标认识不够清晰

“工程实践能力”的培养目标包括3 点：（1）提高学生的工程意识；（2）增强学生的工程素质；（3）提升学生的实践能力。工程实践能力的培养目标旨在培养各类高创新能力、强适应性、高质量的工程人才。但是有些学校和学生对“工程实践能力”的培养目标并不是很清晰，进一步验证了这部分专业工程教育与“工程实践能力”的培养目标在联系上缺乏紧密性、整体性。

2.2 师资队伍缺乏工程实践经验

一些学校由于校外教师比重较小，导致校内无工程实践经验的教师承担工程实践方面的教学任务，使得在培养过程中学生的工程实践能力难以提高[4]。不能很好地了解前沿水平的工程发展情况，也很难结合工程案例以情景模拟的形式来提高学生的学习主动性。

2.3 实践课程占总课程的比重较低

理论课是基础，实践课是验证理论知识应用能力的标准。实践课程有助于辅助学生对理论知识的消化，更有助于提高学生的创新能力。因此在实践的比重上，应该尽量地增加学时。

2.4 学生工程实践主动性不高

提高学生的学习主动性，让学生从心里接受工程实践是很关键的。应通过新颖的课程、实效的成果、先进的设备等调动学生的学习主动性。

2.5 校企联合培养模式有待完善

在“卓越计划”改革和创新工程教育中，校企联合培养模式是其中的一个重要步骤，同时也起到了学校人才培养与市场经济人才需求的桥梁作用，对提升大学生工程实践能力也起到了至关重要的作用。然而，由于企业的营利性特点与大学的公益性相冲突，使得企业在合作过程中积极性不高。所以在合作过程中，要根据相应的交叉点和共同的利益，来制定培养方案。

3 提升工程实践能力的措施

3.1 注重以“产出导向”为理念的工程教育

以往的工程教育是以学科为中心，社会及企业的需求往往被忽视掉，因此，要以“工程教育专业认证”为抓手，把“人才培养中心地位”作为培养机制，遵循“以学生为中心，产出导向，持续改进”的教学理念。采取OBE 理念设计实践案例，采用“产出导向”的理念，遵循反向设计原则。

3.2 培养工程实践能力的观念

教师应该培养学生重视实践的观念，学校也应该树立重视工程实践能力培养的观念。教育观念决定了教师在教学方面的价值判断和取舍，对学生将来的发展至关重要。因此，应加强教师重视培养学生工程实践能力的教学观念。同时让学生在意工程实践能力的培养，知道这将对未来的发展有很重要的作用。这就要求教师应在制订实践教学计划时，应以工程实践能力的内涵和结构为依据。

3.3 基于OBE 理念优化实践教学课程体系

实践教学课程体系的构建应参照工程实践教学的目标。学生学习主动性的提高应采取启发式和讨论互动式的教学，也就是将传统的以教为主替换成以学生为中心，通过问题驱动引导学生自主学习，以促进学生独立思考、提高创新和动手能力，将被动接受转变为主动学习。同时也可以采用多种教学方法，增加课外线上交流时间，以达到随时解决问题的目的。在实践学时上应加大比例，尤其是综合性和设计性实践学时，对于课内讲授的内容与实践教学应相辅相成，课上理论基础是实践教学的指导方针，同时实践教学是理论教学的验证和巩固。在理论知识的讲授过程中，通过工程设计案例，达到举一反三的效果，最终形成该课程的OBE 课程体系。

3.4 建立工程实践环境

工程实践环境包含的范围很广，包括军工实习场地、各种实验室和生产实习基地等硬件环境，也包括教师实践教学的方式、学生工程实践的热情和习惯等。可具体体现为以下几点：（1）各种硬件实践环境，包括实验室和实训基地等对学生的开放程度；（2）教师本身对工程实践的重视程度；（3）学校层次是否经常组织工程实践活动，如ACM 竞赛和电子设计大赛等；（4）学生是否有一定的团队精神，能否互帮互助；（5）工程实践过程的评价方式是否符合OBE理念。

3.5 以OBE 教育理念建立实践课程评价体系

要符合工程教育认证标准，实践教学环节也必须有清晰可实施的评价体系。实践环节的达成度是衡量毕业要求的一个指标，因此实践课程评价方式应具有科学性、合理性和真实性。OBE 教育理念为实践课程评价体系的制定提供了依据，此评价体系的目的是评价学生能力培养。主要内容是学生对科学知识的掌握程度和应用能力。在评价的过程中要有侧重点之分，实践课程评价体系的两个要素是：（1）公开性；（2）持续改进性。

3.6 增强实践教学中学生的主动性

工程教育认证的背景下，在实践教学的过程中，学生被动接受知识的传统学习方式已经不适合了，将被动转主动要满足以下3 点：（1）学生要有自主学习的能力，自觉地进行学习训练，掌握学习方法与技能。（2）学生要结合自身的兴趣，合理安排具体的学习内容，在选择教学视频时要考虑自己的知识构建水平。同时也可以按照自身的时间情况，安排学习时间及地点，从而为自身制订一套较为完善的学习计划，学生可以按自身的学习情况和执行情况的变化随时做出相应调整。（3）学生可以通过线上线下两种方式，以互动学习小组的形式进行交流与分享。图1为学生自主学习流程简图。

图1 学生自主学习流程简图

3.7 引入“36550 框架”标准设计实践教学大纲

在OBE 理念的指引下，“以学生为中心”是人才培养模式的出发点，因此促进学生有效学习是实践课程教学设计改革的目标，把学习效果作为实践教学效果检验的主要依据，科学引入“36550”框架作为实践课程教学设计的基本原则，进行实践教学大纲设计，并作为实践教学大纲设计好与坏的评价工具。“36550”框架是“3-6-5-5-10”的缩写，即新三中心、布鲁姆六类认知模型、课程五要素逻辑依赖关系、积极学习五要素和有效学习十法。“36550”框架如表1 所示。

表1 36550 框架

在“36550”框架下，根据课程目标、学生特点、教学目的和教学环境等具体情况选择适当的实践教学模式和方法。

3.8 建立企业导师和企业实习制度

由企业资深的工程师作为学生的“第二导师”，负责培养学生的工程实践能力，开阔学生的视野，并且配合校内教师指导毕业设计。企业实习在一定程度上可以大大提升学生的工程实践能力，可以使学生在学校期间提前熟悉企业环境与文化、了解企业的基本生产流程、参与企业工程项目的各个流程等。因此，企业实习对学生工程实践能力的提升起到了至关重要的作用。这也就要求有更好地保障机制来保证企业能够和学校进行联合培养，齐心协力地培养出卓越工程师。

3.9 完善实践考核方式及成绩评定标准

实践教学的内容应与工程实际有很强的关联，这对工程实践能力的提升有很重要的作用。这就要求实践环节的制定要有一个完善的考核方式和评定标准。OBE 教育理念根据社会对工程人才的需求，改进教育目标以及调整课程模式，是制定各教学环节清晰评价体系的依据。实践课程考核方式应具有如下特点：（1）科学性；（2）合理性；（3）真实性。好的实践课程考核方式为教学内容、教学方法的持续改进提供依据。遵循OBE 理念课程的实践考核方式和评定标准的主要目标是评价学生能力培养，评价标准具有公开性和持续改进性的特点。实践成绩根据实践操作和报告情况综合评定，最终取所有实践成绩的平均值作为实践考核的成绩。以数据结构为例所设计的实践考核、成绩评定标准，如表2 所示。

表2 数据结构实践考核、成绩评定标准

4 结语

该文通过分析和理解工程实践能力的内涵和结构，总结出制约工程实践能力培养的几个因素。OBE理论突破原有理念的局限，其根据企业的需求制定教学目标，反过来学校以此目标作为教学活动的依据，并监控、评价、改进学生的学习成果。提出基于OBE 理论提高工程实践能力的一些措施方法，如注重以“产出导向”为理念的工程教育，培养工程实践能力的观念，基于OBE 理念优化实践教学课程体系，建立工程实践环境，以OBE 教育理念建立实践课程评价体系，增强实践教学的主动性，建立企业导师和企业实习制度。