基于OBE理念的机械类专业学生创新实践能力培养模式改革与实践

丁 飞，张兴元，刘 辉

（1.阜阳师范大学 计算机与信息工程学院，安徽 阜阳 236037；2.辽宁工程技术大学 机械工程学院，辽宁 阜新 123000）

0 引言

实践教学是机械类专业培养方案的重要内容，是学生由知识积累向能力和素质提升的关键环节，对学生培养目标的达成起着决定性作用。传统实践教学存在的问题有：实践教学目标定位不准，建设方向不明确，各环节与学生培养目标的关联性脱节；各个实践内容缺乏统一规划，实践训练功能存在重叠和遗漏；学生成绩评价方式较为单一，难以有效激发学生实践创新积极性；软硬件建设滞后，实践基地功能单一，没有充分利用社会资源；缺乏持续改进机制等[1]。

产出导向教育（OBE, Outcomes-Based Education）是国际上普遍认可的一种经过理论和实践检验行之有效的教育理念。“学生为中心”“产出为导向”和“持续改进”的工程认证三大理念已深入到高校实践教学的整个过程[2-5]。为适应未来机械行业发展新态势，高校必须培养工程实践和创新能力强、具有国际化视野的高素质复合型机械“新工科”人才[6-8]。在此背景下，辽宁工程技术大学启动了机械类专业人才培养模式改革，开展了以OBE理念为指导，基于开放式合作、多元评价的机械类专业学生创新实践能力培养模式的改革与实践。

1 改革与实践的总体规划

改革与实践的总体规划是，将理论教学与实践教学有机结合，以强化学生工程素质和实践动手能力、提高学生创新思维与创造技能为目标，以市场多元化需求为导向，以逐级递增的实践能力要求为主线，设置一系列相对独立又相互关联的实践教学环节，并设定了持续改进的机制；通过校内集中实习和课程实验环节，强化学生对理论知识的理解和掌握；通过工程训练锻炼学生实践动手能力；通过核心课程综合训练培养学生将理论知识转化为应用的能力；通过科技创新大赛、申报专利、撰写科技论文等课外创新训练，激发学生的主动性、创新意识和创新能力；通过生产实习、合作教育、毕业实习等环节与企业开放合作，进行多元化合作培养，提升学生社会适应能力；以多元评价方式取代以往单一的评价方法，全面、客观、准确、系统地评价学生的创新实践能力，促进学生全面发展；通过过程监控和毕业生反馈机制，以及社会参与的评价机制，促进各个实践教学环节持续改进，不断完善。

2 改革与实践的主要内容

为了使学生能够在扎实的理论基础上具备较强的工程实践创新能力，具备社会责任感、事业心、开放意识、进取精神，强烈的工程意识和工程素质，我们对机械类专业实践教学的体系架构、教学内容、教学方法、教学手段、考核方式等进行了研究与实践。

2.1 优化顶层设计，科学定位实践教学环节体系架构

在新修订的专业培养方案中，实践学时占总学时的30%。做好顶层设计，科学定位各实践环节及其功能（见图1），实践教学体系得到进一步完善。实施过程中充分利用了实验教学示范中心、创新实践中心、校企共建实验室、校企合作产学研基地等资源，实践教学效果得到充分保障。

图1 实践教学环节及其功能定位Fig.1 practice teaching stages and function orientation

上述实践环节以实现培养目标的达成度为依据，建立了管理、考核、实践创新的教学体系，并确立了相应的“知识、能力和素质”的产出目标，突破了传统实践环节的教学框架，丰富了实践环节的内涵，充分保障了学生工程意识、工程素质和实践创新能力的培养和锻炼。

2.2 以学生为中心，将“创新”贯穿于整个实践教学过程

（1）建立以学生为中心的实践教学模式

采用启发式、讨论式、案例式、探究式、任务驱动式的教学方法，调动学生的积极性和主动性，使学生参与到实践训练的全过程。如，在先进制造技术训练时，学生通过查阅文献资料，自行设计训练题目，自行安排工艺过程，自行编写数控程序，上机独立操作完成加工，始终以学生为主导，教师参 与辅导和答疑。

（2）引导学生在实践中学习

在实践训练中，始终贯彻“理论结合实际”和“学以致用”的原则。在实践中让学生进一步理解、应用以往所学的理论知识，同时学习一些新的知识和技能，将每项实践训练的目标达成度分解在各个环节。将知识、能力、素质提升贯穿到实践训练的全过程，坚持在实践过程中学习理论知识，学习理论知识时并行实践。

（3）在实践训练中培养学生创新意识和创新能力

始终贯穿“创新”理念，充分发挥学生的主动性和创造性，每个实践训练项目都将自主性和创新性作为一项重要评价指标。在认识实习中，要求学生在查阅相关文献后，能独立提出自己的观点；在工程实训中，在完成各项指定训练任务后，要求学生参加实训中心组织的创新设计比赛和学校组织的机械设计大赛，通过“自主选题—自主设计—自编工艺—自主制作—自主组装—自我评价”的模式，充分调动和发挥学生的想象力、创造力和动手能力。

（4）利用科技创新活动提升学生创新能力

组织学生参与指导老师的科研项目，鼓励学生积极参与本专业相关的各级各类科技竞赛，指导学生将参赛作品与成果申报专利，并将研究成果梳理、提升后撰写科技论文，培养学生的创新思维、实践能力、表达能力和团队精神。为确保该项工作的可持续性，学校还出台了配套的激励政策。

2.3 构建分级教学体系，优化实践训练内容

构建从基础课程到专业课程、从理论课程到实践课程、由低年级到高年级的分级实践教学体系；设置了“认识实习—工程训练—核心课程实验—核心课程综合训练—生产实习—合作教育—课外创新训练—毕业实习”等相对独立又相互关联的实践教学内容。各实践模块及其与专业培养目标的对应关系如表1。

表1 实践训练与培养目标的对应关系Tab.1 the relationship between practical training and educational objectives

2.4 创建多元化考核方式，科学评价学生实践能力

对实践课的考核方式进行了相应改革，构建了“过程评价与结果评价相结合”的多元化考核方式。如，工程训练成绩由训练表现、实践能力、创新意识等综合评定；毕业设计成绩由指导教师过程考核成绩、教研室中期考核成绩、教师评阅成绩和毕业答辩成绩等综合协调各部分权重构成。

2.5 开放合作，加强实践教学基地建设

整合学校资源，充分利用学校工程训练中心及各实验室现有设备，为学生提供便捷、优质的硬件条件。实验室根据实践需要，购置了3D打印机、激光加工机床、柔性制造装配线等先进设备，全天候对学生开放。

加强对外合作，与企业联合建设了20余家实习与合作教育基地，形成了稳定的产学研合作基地。聘请具有丰富实践经验的企业技术人员与学院教师组成课程教学团队，合作完成实践性较强课程的讲授；聘请企业和行业的技术人员参加实习实训、课程设计和毕业设计的指导与答辩工作[9]。

充分发挥校内外资源优势，合作建设大学生科技创新活动基地，为学生科技创新活动提供一体化硬件环境，吸引学生广泛参与科技活动，提高创造性设计能力、综合设计能力和工程实践能力。

2.6 建立持续改进机制，加强软环境建设

建立自我评价体系，定期对实践课程体系和教学质量进行评价。根据各项实践项目对专业培养目标的支持度，建立持续改进机制，通过实践教学过程监控和毕业生反馈机制引入社会评价，进行持续改进。

强化实践教学团队建设。选择双师型教师作为实践教学的主导教师；明确实践教学指导教师的岗位职责，完善绩效考评体系，充分调动教师的工作积极性；提供更多学习进修条件，鼓励实践教学指导教师自我提升，提高业务水平；聘请行业和企业专家充实实践教学指导教师队伍。

健全规章制度，强化制度建设。组织专家制定了实践环节大纲和指导书，明确实践课程设置的目标、主要任务和要求、学业评价方式、专业培养目标的达成度等；制定了创新实践基地运行工作条例、教师岗位职责、毕业设计工作条例等一整套规章制度。

3 改革与实践取得的成效

按“边研究、边实践、边完善”的思路，及时将理论研究成果与教育教学实践相结合。部分研究成果已在我校机械类专业2013版和2017版培养方案中实施，受到学生的普遍欢迎，先后有3 000余名学生参与其中，2016年12月9日，中国青年网专题报道了我校在学生科技创新方面的做法和成绩[10]。

3.1 学生创新意识和创新能力显著提升

各实践环节的科学定位，多层次实践教学体系的实施，以及开放式工程实践训练，激发了学生主动学习以解决实际工程问题的兴趣，切实提升了学生的创新实践能力；多元化考核方式全面评价了学生实践创新全过程的综合表现；各相关激励政策极大增强了学生参与科技创新活动的信心。

3.2 创新活动成绩优异

5年来，机械类专业获批校级科研训练项目279项，国家级创新创业竞赛奖励106项，省级创新创业竞赛奖励142项。学生以第一作者公开发表学术论文34篇，授权发明专利12件、实用新型和外观设计专利63件[9]。有2名同学获“中国青少年科技创新奖”，1支团队获全国“小平科技创新团队”。

3.3 就业优势更加明显

经过系统实践教学训练，学生具备了较强的创造性设计能力、综合性设计能力和工程实践能力，具有较强的创新思维、动手能力、表达能力和团队协作精神，就业优势更加明显，企业对毕业生认可度普遍较高。

4 结语

基于OBE理念，以培养目标的达成度为依据，确立了相应的“知识、能力和素质”目标，建立了开放合作、多元评价的机械类专业学生创新实践能力培养模式，优化了实践训练环节，进一步丰富了实践教学内涵，实现了完整的育人功能。经过连续多年的教学实践，取得了明显成效，学生创新意识和创新能力显著提升，科技创新活动成绩优异，毕业生就业优势更加明显，为学校机械类应用创新型人才培养提供了有力支撑。