基于OBE工程教育模式的能源动力类专业创新实验类课程体系研究与实践

王海明 曾令艳 宋彦萍 帅永 姜宝成 翟明 温风波

[摘 要] 培养具有创新精神和实践能力的人才，是当前高校人才培养的重要任务。该文阐述了OBE教学模式意义及应用在能源动力类专业教学中显著效果，详细论述了基于OBE工程教育模式的能源动力类专业创新实验类课程体系的建设内容，高校与企业密切合作，以行业实际工程为背景，结合创新类课程和科技创新活动，培养学生的创新思维能力，提升分析和解决问题的能力。实践表明，学生自主创新创业实践能力明显提高。

[关键词] OBE;工程教育;能源动力;创新;实验;实践

[基金项目] 2018年度黑龙江省高等教育教学改革研究项目（SJGY20180147）

[作者简介] 王海明（1981—），男，黑龙江海伦人，硕士，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院讲师，主要从事教学与管理研究;曾令艳

（1982—），女，黑龙江海伦人，博士，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院副教授（通信作者），主要从事煤炭洁净燃烧研究。

[中图分类号] G652    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0217-03    [收稿日期] 2020-04-01

一、前言

实践类课程教学是能源动力类专业本科教学的重要组成部分，对学生实践能力和创新精神的培养起到重要作用，是培育高素质人才的基础。因此，能源动力类专业的教学质量与实践教学效果密不可分。受到“重理论、轻实践”等传统教学模式的影响，导致实践教学环节安排方面有较多不合理的地方，存在着很多的漏洞，使得学生对实验操作不够重视。当前实验课，以验证性实验居多，综合性实验少。学生在实验课中被动地参与实验，不能充分发挥想象力，无法培养创新精神[1]。專业课在课程设计上缺乏对理论的针对性实践，学生不能把所学知识充分运用到实践中，导致教学效果不尽如人意。因此，对能源动力类专业实践教学的改革势在必行。

二、OBE教育模式的应用情况

OBE（Outcome Based Education，简称OBE）教育理念也称为成果导向教育，是一种以学生的学习成果为导向的教育理念。它代表了专业工程教育改革的主流方向，明确构建了教育中的各个环节，学生可以在学习过程中达到预期的目标。美国学者斯派帝深入研究了OBE教育理念，并将研究结果汇总在《基于产出的教育模式：争议与答案》一书中[2-3]。该书中OBE的定义是“清晰地聚焦和组织教育系统，使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功的经验”[4]。他研究得出OBE实现教育范式的转换过程。

自美国工程认证委员会（ABET）颁布和实施强调学生产出的EC2000认证标准后，从上世纪末开始，欧美各国工程教育认证组织也逐步改革认证标准，将学习产出作为重要的质量准则之一，因此学习产出成为了高校专业培养计划、教育目标和国家学位标准的重要质量准则。《华盛顿协议》各成员国（或地区）较多使用“成果导向”的认证标准，以学生表现作为评价教学成果的依据，将推动专业影响力连续进步作为认证的终极目标[5-8]。各会员国的认证规范与之本质相似。OBE模式已成为美国工程教育界全面采用的模式，《华盛顿协议》只认可采用OBE模式培养的本科工程学位。台湾高等教育建立了基于学生学习产出的认证模式，评鉴中心在认证周期（2012—2016年）中实施了此标准。马来西亚工程认证委员会明确指出，OBE模式要体现在工程教育改革与发展中。

近几年我国高校也逐步探索性的开展OBE理念的教学模式。东北林业大学机电工程学院将OBE教学理念引入运动控制课程，以学习结果驱动替代传统教学内容驱动，即“学习结果—教学内容设计—评估体系”的教学模式，引导学生的学习兴趣，提高其工程实践能力，逐步提高教学质量[9]。

三、能源动力类专业引入OBE教育模式的优点

OBE模式的教学比传统的课程教学，具有更多的弹性和优势。它以学生为中心，引领学生自觉自主的学习，以学习成果为最终目标，而教师是学生的指导者，起着辅助学习的作用，着重培养学生自我探索和学习的能力，使教学效率和质量得以提高。传统的能源动力类专业课程教学，以教师为中心，按照给定的教学进程开展教学，注重了课本理论知识的传授，忽略了学生实践能力的培养。能源动力类课程及其实验课程的理论知识量巨大，主要包含两大部分的内容，一部分为能源动力类专业基础课程，另一部分为专业核心课程。若仅仅经过课堂学习，学生只掌握基础理论，而缺少实践动手能力培养，学生缺乏动手、分析和解决问题的能力。OBE模式中，给学生提出挑战性任务，让其自主完成，学生充分发挥思考、处理、解决问题的能力，在实践中完成对学生专业技能和素养的培养。还通过组团的形式完成复杂的任务，使学生获得处理整合信息、组织策划等高阶能力。传统教育考核评价通常采用分数衡量学生优劣，局限于对学生记忆力的考察，缺少实践教学培养出的实践能力。

根据OBE模式的教育理念，将打破传统能源动力类专业课堂教学与考核的教学模式，构建“教师—学生”的良性互动、动态评价的教学、考核新模式，形成自上而下、自下而上的结合力。这种新颖的教学和评价模式，引导教师需要不断优化教学方法，增强学习效果。改变传统教学模式为OBE是适应教育发展的需求，旨在使学生取得良好的学习成果。

四、主要建设举措

基于OBE工程教育模式的能源动力类专业创新实验类课程体系，着重从四个方面进行建设：

1.实验课程体系根据需求持续改进。根据OBE模式建立的课程体系能够自我调整和更新，课程体系应该根据需求持续发展。院系在建设课程体系时，要充分考虑专业定位、行业技术发展、社会需求、专业优势、学科专家以及企业需求。同时对每一届毕业生与用人单位进行调研，根据调研结果更新和改进课程体系，使整个课程体系不断改进、持续更新。

2.明确课程目标和培养目标的关系及自身作用。根据OBE模式“自顶向下，反向设计”，教师明确掌握课程目标、培养目标和毕业需求的内在关联，以及自身在学生达成最终目标中的作用。

3.研究生成知识、能力与素质一体化实践类课程体系。为了能够有效地提高能源动力类专业实验实践教学质量，达到预期的学习成果，将在OBE教育理念基础上对能源动力类专业的实验教学体系进行改革。

4.研究学生创新能力培养的改革目标。主要包括：本科生创新课程体系建设;大学生创新实践活动组织体系建设;学生科技创新实践成果展示途径多元化;创新实践成果积累与交流平台。

主要构建能源动力专业实验教学体系。根据培养学生的实践能力这个目标，按照多层次和阶段、科研融入教学的模式，将实验内容模块化。实验项目和内容，要与理论教学相互衔接;依托哈工大动力工程及工程热物理学科的强大科研基础，以科研引领能源动力专业实验教学，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。增加设计、创新及综合性实验，形成满足学生动手和创新能力培养的开放实验教学体系和模式。学生通过自主、合作、研究性学习的方法和思维模式完成实验，能力得以不断提升。经过改革实践，已逐步构建了基于学习成效下学科知识体系的能源动力类大类专业实验教学体系。

对哈工大能源动力类在校生加强创新思维的培养，学院开设了种类繁多的创新类课程，主要有基于项目学习的方法、创新研修课、创新实验课。并从三个方面着手实施，促进学生培养：

1.鼓励学生参加创新实验和科技创新活动。将创新类实验分为三个层次（创新研修课、创新实验课、基于具体科研项目为导向的实验。见下图），教学过程有机结合、发挥协同作用培养的学生科研创新能力。解决了传统实验教学内容占实验教学主导地位，科研创新教育内容缺乏的问题;解决了创新实验资金受限，但同时教师科研仪器设备闲置的问题;解决了本科学生较难接触学科前沿，应试教育背景下大学生对本科实验教学热情不高问题;解决了科研创新实验不易大范围推广的问题。

2.以指导教师制度为前提建立了基于具体科研项目为导向的系列创新实验项目，增加了能源动力类专业科技创新教育内容，强化了以科技创新为突破的科技实践活动;学生参加具体科研项目，在创新实践过程中创新精神与实践能力得到明显提升，一批学生取得了相关科研成果。

3.创建开放式实验教学模式，包括时间开放与实验内容开放。其中时间开放分为两种情况：一是针对专业基础课和专业课实验实行预约式开放;二是针对创新实验课及学生创新实践活动全方位开放。我们更注重实验教学内容的开放，充分利用学科科研资源，建设内容丰富的创新实验教学内容，供学生选择。

五、实践成果

创建基于OBE工程教育模式的能源动力类专业创新实验类课程体系后，已实施一年左右。经调研表明，学生对专业的认知明显加深，对专业课程学习的兴趣和知识点的掌握度增强，创新意识、实践及动手能力明显提高。学生参加各类科技创新竞赛的数目及获奖数目增加，国家发明专利申请和发表科研论文数量较历年提升，学生的创新实践能力得到充分训练，自主创新创业实践能力明显提高。

六、结束语

本文根据世界先进的OBE模式工程实验教育理论及经验，创建基于OBE工程教育模式的能源动力类专业创新实验类课程体系，发展高校与企业联合培养偏重工程应用复合型人才的教育模式。通过高校和企业的密切合作，科研融于教学，以行业实际案例为背景，设立创新类课程、科技创新活动和开放式实验，提高了学生的创新和实践能力，培养符合当代企业发展需要的优秀人才。

参考文献

[1]潘梅，严金龙，陈天明，等.基于“OBE”理念的环境工程专业实验课程改革与建设[J].教育教学论坛，2018（05）：277-278.

[2]周双喜，韩震，黄强.CDIO-OBE工程教育模式的材料力学实践教学研究与探索[J].實验室研究与探索，2018，37（08）：176-179.

[3]邰枫，高国华，宋广清，等.工程教育背景下的产学研合作教育模式研究[J].实验室研究与探索，2013，32（10）：175-177+237.

[4]杨军伟，刘智，王进.OBE理念下“环形育人”模式研究[J].中小企业管理与科技，2018（06）：68-69.

[5]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014（01）：27-37.

[6]邹一琴，朱锡芳.基于OBE的应用型创新人才冰山模型研究[J].电气电子教学学报，2017，39（05）：100-102.

[7]李双寿，杨建新，王德宇，等.高校众创空间建设实践——以清华大学i.Center为例[J].现代教育技术，2015，25（05）：5-11.

[8]李刚，秦昆，万幼川.新工科背景下遥感实验教学CDIO-OBE模式改革[J].测绘通报，2019（06）：140-145+151.

[9]张澎涛，谢永华，张佳薇，等.基于OBE教学模式的运动控制工程教育改革与实践[J].智库时代，2019（27）：195-196.

Research and Practice on the Innovative Experimental Course System of the Energy and Power Specialty Based on OBE Engineering Education Model

WANG Hai-ming，ZENG Ling-yan，SONG Yan-ping，SHUAI Yong，JIANG Bao-cheng，

ZHAI Ming，WEN Feng-bo