基于OBE的机电专业实践教学研究
[摘要]针对新工科和产业升级优化对机械电子工程专业人才的新需求,在分析了实践教学存在的问题和改革必要性的基础上,构建了基于OBE理念的机械电子工程专业实践教学体系,突出学生的中心地位,积极对接经济发展需求,从实践教学内容、教学方法、师资队伍建设、评价体系等方面阐述了实践教学改革的路径。教学实施效果表明,该实践教学体系目标明确、课程设置合理,通过引导学生主动学习和思考,培养学生分析和解决复杂工程问题的综合能力,实现知识、能力、素质的全面提升,有效、持续地推进了机械电子工程专业人才培养质量和教学成效,为探索适应时代发展的实践教学改革提供了新思路。
[关键词]OBE理念;实践教学;机械电子工程;工程实践;教学改革
[基金项目]2022年度广东省民办教育协会民办高校教育研究课题“‘新工科背景下基于OBE的民办高校机械电子工程专业实践教学体系研究”(GMG2022011)
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2023)21-0164-04[收稿日期]2022-12-21
随着新一轮科技革命和产业变革的快速蓬勃发展,许多国家越来越重视以科技促进产业转型升级,我国也相继提出了“互联网+”“中国制造2025”“创新驱动发展”等一系列重大战略[1]。在这新一轮的国际竞争中,智能制造、大数据、人工智能、物联网、工业机器人等技术的应用,使得工程实践环境越来越复杂多变,因此迫切需要具有多学科知识、能解决复杂工程问题的创新型工程技术人才,这就对高校人才的培养提出了新的要求。2017年提出了新工科的概念,就是为了适应新经济发展的需要,建立与新经济结构相互支撑的人才培养体系[2],实现新职业与传统学科跨界交叉融合,培养新的工程技术人才。机械电子工程专业融合了机械、电子、计算机和控制工程等多学科知识,是新工科的典型专业,其培养目标与新工科倡导的新理念契合。由于实践教学是培养学生创新实践能力和工程意识的重要环节,因此,改革机械电子工程专业的实践教学体系,对于提高人才培养质量显得尤为重要。
OBE(Outcome-basedEducation)是一种基于成果导向的教育理念,主张以学生预期学习成果为导向,反向设计教学实施过程和进行教学效果评价[3]。它已在欧美等多个国家和地区获得广泛应用,并取得了良好的教学效果和社会评价[4]。目前,OBE理念已在国内很多高校教学改革中得到推广,强调以学生为中心,注重学生应能达到的最终学习成果和具备的能力,适应当前经济发展和创新发展对应用型人才的需求,为提高人才培养质量提供了有效支撑。因此,探索一种基于OBE理念的机械电子工程专业实践教学模式,对于推进实践教学改革、提高人才培养质量具有重要的意义。
一、目前实践教学存在的问题
(一)实践教学内容不能满足社会需求
当前,智能制造、人工智能、工业互联网等技术蓬勃发展,但很多高校实践教学内容陈旧,缺乏学科前沿知识[5],不能结合新工科、工程教育专业认证、课程思政等新时代要求对实践教学内容进行调整和改革,导致与市场人才需求的对接度较低,很难适应新产业对人才的新需求。
(二)实践教学没有突出学生的主体作用
实践教学对知识的综合应用不突出,缺乏对学生自主学习能力和解决问题能力的培养,让学生处于被动学习中,参与度不高。另外,教学内容是从大多数学生的需求出发,没有体现学生个性化的培养措施[6],忽视了学生个体的差异性和能力目标的达成。
(三)实践教学缺乏系统性
实践教学缺乏明确的系统目标,没有整体合理地规划实践教学资源,各实践课程教学内容彼此独立,缺乏系统性和连贯性[7-8],让学生很难把握课程之间的相互关系,也难以呈螺旋状上升,逐步培养学生的实践能力。
(四)实践教学师资队伍较薄弱
专任教师理论知识丰富,但部分教师参与科研项目的热情不高,缺乏工程实践经验,很难将新技术和工程实际问题引入教学环节中,不能符合理论联系实际的教学要求[9]。企业兼职教师实践经验丰富,但是理论知识掌握得不全面,教学时间也很难保证。
(五)实践教学评价方式单一
传统的实践教学注重对实践成果的考核,没有重视学生的整个学习过程,缺乏对学生自我认识和改进的引导,单一的评价方式很难准确地衡量实践教学是否达到了预期效果。
二、基于OBE理念的实践教学体系
(一)OBE实践教学体系的设计思路
围绕区域经济和行业发展要求,结合新工科和工程教育认证对工科学生的毕业要求,笔者确定了实践教学体系的培养目标及其与毕业要求指标点的支撑关系,以知识、能力、素质培养为核心,构建基于OBE的机械电子工程专业实践教学体系,并通过校内和校外两个途径全面评价学生的学习效果,以便持续改进和完善实践教学体系。
(二)实践教学内容体系
紧密围绕经济发展对人才的需求,根据学生学