缩略图

基于OBE 理念的地方高校工程实践培养能力提升路径研究

作者

高发亮 文国兴

山东航空学院 自动化与电气工程学院 山东 滨州 256600,山东航空学院 理学院 山东 滨州 256600

1 引言

新一轮科技革命、产业变革对工程实践能力提出更高要求,工程教育改革必然成为全球教育领域的重要议题。工程实践能力作为工程类专业学生的核心能力,不仅关乎个人职业发展,更是解决复杂工程问题的关键能力。但是,目前我国工程教育普遍存在理论与实践严重脱节、学生工程实践能力普遍不高等问题,制约工程人才培养质量提升。我国地方高校在全国高校占比最大,但是由于资源受限、理念落后等因素,工程实践能力的培养压力巨大。成果导向教育(Outcome-Based Education, OBE)理念的提出为工程教育改革提供了新的可能。OBE 理念强调以学生的学习成果为导向,基于明确预期学习产出,设计课程体系、教学方法、教学评价等,培养学生解决复杂工程问题的能力。OBE 教育理念不仅契合工程教育认证基本要求,同时为地方高校提升工程实践能力提供理论支撑和实践指导。多年来,国内外学者深入探究OBE 理念在工程教育领域的应用,一致认为 OBE 理念能有效增强学生工程实践能力、系统思维与职业素养,具有重要研究、实践价值。本文聚焦OBE 理念在地方高校工程实践能力提升方面的应用,深入剖析OBE 理念的核心要素、实践价值、实践方法,探寻提升学生工程实践能力的有效途径。本文致力于为地方高校的工程教育改革提供有效指导,帮助大学生更好地适应未来职业挑战,同时为我国地方高校在工程实践能力培养方面提供可推广的经验和模式。

2 OBE 理念下大学生工程实践能力提升的理论基础

2.1 OBE 理念的核心要义

OBE 理念聚焦学生学习成果,围绕学生高阶能力目标展开,精心设计教学内容、教学方法,构建多元评价体系,从而全面提升学生的知识、能力、素养,核心要义如下:

成果产出导向:OBE 理念以学生学习成果为核心,更加关注“学生能做什么”而非“学生学了什么”,教师要根据学生“能做什么”修订培养目标、毕业要求,反向设计教学内容、教学过程、教学评价,保证教学活动层次递进、环环相扣,确保学生“能做什么” [1]。

学生为中心:OBE 理念要求学生为中心,更加关注学生的个性化需求,所有教学环节都要以学生为中心,教师成为学生成长的阶梯,变成引路人、助力者,需要全程陪伴和关键指导,推动学生高阶能力培养。

持续改进:持续改进是教学提升的关键,教师根据学生的学习动态及学生反馈的全面数据,动态调整教学设计和教学策略,聚焦学生薄弱环节,给予个性化指导,实现教学质量和学生学习效果的螺旋式上升。

2.2 工程实践能力的内涵与构成工程实践能力是工程教育的核心,包含多方面关键要素

专业知识应用能力:能够掌握复杂工程问题解决所需的专业核心知识,能够将所学理论知识经过分析、计算、设计、开发应用于复杂工程问题的解决。

工程设计能力:工程设计能力体现学生的设计 / 开发解决方案的能力,不仅关注单元、部件、系统、工艺的设计能力,同时,设计工程中体现对人文、社会、法律、伦理的综合考虑。实践操作能力:实践操作能力体现学生正确使用现代工具,独立 / 协作完成实验任务、模型搭建、系统调试等 [2]。

团队协作能力:团队协作能力要求学生能够在团队中有效沟通、交流、组织、分工协作,推动总体目标的完成。

创新思维能力:能够提出新思路、新方法,解决开放性和复杂性工程问题。

2.3 OBE 理念与工程实践能力培养的契合性

OBE 理念与工程实践能力培养高度契合,表现如

目标设定的精准对接:OBE 理念强调从学生的预期学习成果出发,反向设计教学内容和教学过程。“反向设计”理念能够确保教学目标与教学产出培养紧密相连,避免传统教育中理论与实践能力培养脱节的问题。

过程实施的实践导向:OBE 理念注重复杂工程问题解决能力的培养(如设计开发能力、现代工具使用能力、问题分析能力等)来促进学生能力的提升。这种实践导向的教学策略能够极大激发学生的系统思维和综合能力,符合工程实践能力培养的需求。

成果评估的多维度考核:OBE 理念强调过程性评价和多元化考核,重点关注学生在学习过程中的表现和能力体现。多元化的评价方式能够全面反映学生的工程实践能力和能力成长的过程,为持续改进提供全面数据支撑。

通过OBE 理念实施,工程教育将更加注重学生的全面发展,实现理论与实践的有效融合,为培养具备高阶工程实践能力的人才提供坚实理论支撑。

3 大学生工程实践能力培养的现实困境

在地方高校工程教育实施过程中,OBE 教育理念为工程教育改革提供了新的思路和方向,实际运行过程中仍面临诸多现实困难,主要体现在以下几个方面:

3.1 培养目标与企业需求错位

地方高校工程教育存在培养目标与企业实际需求脱节的问题。高校人才培养方案过于注重理论知识的传授却忽视了工程实践能力的培养,必将导致培养目标与企业需求脱节现象,导致学生毕业后很难快速适应职业发展要求,需要较长时间适应行业发展,增加了企业的运行成本 [3]。当前,众多地方高校课程设置仍然沿用传统的培养模式,理论课程占比过高,实践环节执行效果差,与企业对应用型、创新型工程人才的需求相差较大。高校与企业在人才培养目标、毕业要求等沟通不足,导致教学内容与企业实际需求之间的差距进一步扩大。

3.2 师资队伍工程实践短板

地方高校的师资队伍是工程实践能力培养的主要实施者,但由于地方经济发展的差异性,教师普遍存在工程实践经历匮乏的问题。绝大部分教师毕业后直接进入高校就职,缺乏实际的工程实践经历,很难将理论知识与工程实践有效结合 [4]。这不仅影响了教学内容的实用性和针对性,同时制约学生工程实践能力的提升。同时,部分教师对前沿技术的关注不足,导致教学内容滞后于行业发展,无法满足当前工程教育的要求。

3.3 实践教学体系漏洞

教学体系是工程实践能力培养的重要支撑,但地方高校在这一方面仍存在诸多问题。首先,实践课程的占比偏低,许多高校的实践环节设计流于形式,无法真正提升学生的实践能力。其次,实践教学内容滞后,许多课程仍然沿用传统的教学内容,未能结合新技术、新工艺和新设备的发展。此外,实践教学方法僵化,许多教师仍然采用传统的灌输式教学方式,缺乏对学生主动性和创新性的激发。最后,实践教学的考核方式不科学,许多高校仍然以理论考试为主,忽视了对学生实践能力和创新能力的全面评价。

4 基于OBE 理念的大学生工程实践能力提升路径

地方高校作为我国工程人才培养的重要阵地,经济发展参差不齐,导致工程实践能力培养差异较大,如何提升学生的工程实践能力,是当前亟待解决的关键问题,基于OBE 教育理念的提升路径如下:

4.1 打造以学生为中心的课程体系

在工程教育过程中,OBE 理念以学生学习成果为核心导向,以学生预设的学习成果出发,反向设计教学内容、教学方法。课程体系设计要求以学生为中心,注重知识和能力的融合,构建递进式课程架构,逐步深入,激发学生创新能力和系统思维,提升解决复杂工程问题的能力。

依据企业需求设定能力目标:地方高校应积极开展校企合作,精准把握企业对工程实践能力的真实需求,如应用、设计、协作、创新等核心素养,基于调研结果,设定可衡量的能力目标,融入课程体系,建立持续改进机制,不断优化课程设计,紧密对接行业发展需求。

反向设计课程内容:以能力目标为基本依据,引入真实工程案例,要求学生完成方案设计、模型制作、项目管理、可持续发展理念融入等,教师给予全面指导和合理评价,帮助学生体验真实工程场景,提升工程实践能力。

融入项目案例,强化知识融合应用:注重理论知识与实践操作的紧密结合,采用跨学科综合性项目,要求学生全程参与,运用多学科知识解决实际问题,激发学生创新思维和问题解决能力。

构建进阶式课程架构:课程体系应遵循基础到高阶进阶性,从基础理论到实践应用,逐步提升学生的工程实践能力。例如,低年级阶段开设基础实践课程,强化理论基础,高年级阶段开设综合性实践课程,真正融入多课程知识,真实评价学生实践能力,强化应用能力和系统性思维,确保学生的工程实践能力培养逐步改进[6]。

4.2 革新教学方法,激发学生潜能

OBE 理念强调以学生为中心,注重学生的主动性和创造性。在工程实践能力培养中,教学方法的创新是提升学生实践能力关键一环。

融合多样教学法:教学实践中,融合多样化教学方法可以有效激发学生主动性,如案例教学、项目教学、问题导向学习(PBL)等,选取贴近工程实际的案例,让学生置身团队,共同攻克难关,鼓励学生自主探求解决方案,培养学生批判性思维和自主学习能力,促进能力渐进式成长。

推广虚拟仿真教学:地方高校存在实践成本较高难以承受问题,虚拟仿真技术成为解决该问题的有效手段,能够为学生构建沉浸式工程体验,帮助学生在虚拟环境中进行实践操作。例如,可以通过虚拟仿真软件模拟实验环境、工程设计,提升学生的实践能力[7]。

组织小组协作学习:团队协作对于工程实践能力培养至关重要。小组协作学习可以有效提升学生的沟通能力和团队合作能力。例如,可以设计综合项目任务,明确项目目标,改进沟通方式,让学生在复杂工程实践中学会分工协作,共同完成工程任务。

强化工程案例分析:在教学过程中,运用案例分析法可以有效帮助学生理解工程实践问题。通过分析真实工程案例,学生不仅能够掌握工程设计方法,还能培养系统性思维,同时,案例分析还能培养学生正确提出问题的能力,促进学生批判性思维和创新能力的发展。

4.3 锻造双师双能型师资队伍

师资队伍是工程实践能力培养的关键一环,地方高校师资和地方经济发展水平高度相关,地方高校应注重提升教师的工程实践能力,打造一支具有区域特色的“双师双能型”师资队伍。

实施高校与企业人才双向交流:地方政府应该参与到校企合作过程中,双向流动和互利共赢是校企合作能够深入的根本途径。一方面 高校选派教师到企业挂职锻炼,学校应提供真正便利,让教师为企业提供智力支撑,另一方面要求企业到高校任教,企业和政府要提供必要支持,双方必须各取所需,真正找到利益的契合点,为学生创造真实的实践环境,实现校企协同育人。

邀请企业专家培训:地方高校可以邀请企业专家对教师进行培训,让教师真正参与到企业的科研项目中,帮助教师了解行业动态和技术发展,帮助教师提升工程实践能力,提升教师的教学能力和实践技能。

携手企业导师共育人才:地方高校可以与企业合作,建立“双培养”制度,由高校教师和企业导师共同指导学生,共同培养学生,提升学生的工程实践能力。

4.4 完善多元立体评价体系

OBE 理念强调过程性评价和多元化考核,地方高校应建立多元立体的评价体系,全面反映学生的工程实践能力。

建立多主体参与评价机制:评价主体应包括所有利益相关者,教师、学生、企业、行业专家等,从多个角度全面、客观评估学生的能力。教师评估理论和课堂表现,企业考察学生实践操作和问题解决能力,学生反思自我学习情况,专家评估体系合理性等等,引入动态调整机制,综合反应学生的工程实践能力。

对学生工程实践全过程多方面评价:评价内容应包括学生的理论知识掌握情况、实践操作能力、团队协作能力、创新思维能力等,定期收集、反馈、调整、评价体系,全面评价学生的工程实践能力。

引入企业项目评价标准:地方高校可以引入企业项目评价标准,评价任务完成情况、技术规范情况、团队协作情况等,设计合理的评价体系,通过多维度的评价,衡量学生的工程实践能力,确保教学内容与企业需求高度关联。

5 总结

本文深入探讨了 OBE 教学理念提升地方高校工程实践培养能力的困境和路径,提出了学生为中心的课程体系、教学方法、师资队伍、评价体系、校企协同的多维度实施策略,分析发现,OBE 理念成果导向、学生本位和持续改进的核心要义,能够有效解决地方高校工程教育中理论与实践脱节、学生实践创新能力不足等问题。

6 参考文献

[1]李志义.对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一:我们应该坚持和强化什么[J].中国大学教学 ,2016(11):10- 16.

[2] 吴秋凤 , 李洪侠 , 沈杨 , 等 . 基于 OBE 视角的高等工程类专业教学改革研究 [J]. 教育索 ,2016(05):97- 100.

[3] 天津大学课题组 . 构建现代中国特色工程教育治理体系的系统思考 [J]. 国家教育行政学院学报 ,2024(01):44- 50+95.

[4] 周玉容 , 张安富 , 李志峰 . 中国高等工程教育改革现状、矛盾与转型——基于公立本科院校工科教师的调查分析 [J]. 高教发展与评估 ,2020,36(03):14- 23+37+109- 110.

[5] 罗红艳 , 兰晨 . 工学结合视域下建设类专业教学改革模式创新探究 [J]. 建筑结,2023,53(11):182- 183.

[6] 吴秋凤 , 李洪侠 , 沈杨 . 基于 OBE 视角的高等工程类专业教学改革研究 [J]. 教育探索 ,2016,(05):97- 100.

[7] 张凯 , 李振春 . 基于 CBE 的高校大学生“ 卓越工程师” 实践能力培养模式研究 [J]. 中国成人教育 ,2016,(14):96- 99.

作者简介:高发亮(1984.01),男,汉族,沂南,研究生,副教授,研究方向:工程教育改革、工程实践能力提升

基金项目:

1. 教学改革研究项目,“ 基于OBE 理念的地方高校大学生工程实践能力提升路径研究” , 项目编号:SHY JY Y B202336。

2. 研究生教育教学改革研究项目,“ 学科交叉,融合发展 - 面向航空智能控制的创新型专硕人才培养模式探索与研究” ,项目编号:SHY JG202306。

3. 教学改革研究项目,“ ‘ 导向需求,学科交叉,产学结合’ - 人工智能背景下无人机类本科专业建设研究与实践” ,项目编号:SHY JY Y B202322。