摘要::由于运动控制课程本身理论性较强,同时教学过程中缺乏对学生学习结果的有效评估方式,实现运动控制课程的课程目标存在一定的难度。文章提出将OBE 教育理念引入运动控制课程,变以教学内容驱动为学习结果驱动,即“学习结果—教学内容设计—评估体系”的教学模式,进一步提高教学质量和人才培养质量。
关键词:“OBE”;运动控制;教学改革
作者简介:张澎涛(1980-),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学机电工程学院,讲师,工学博士,主要研究方向:工程教育专业认证。(黑龙江 哈尔滨 150040)
宋文龙(1972-),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学机电工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:工程教育专业认证。(黑龙江 哈尔滨 150040)
基金项目:本文系“2013年东北林业大学教育教学研究课题”(项目编号:DGY2013-14)和“2015年黑龙江省教育厅规划课题”(项目编号:GJC1215096)的研究成果。
一.引言
成果导向教育(Outcome Based Education,简称OBE,亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育)作为一种先进的教育理念,于1981年由Spady等人提出,并做出如下解释:“对教育系统中的每个环节进行清晰地聚焦和组织,确定一个学习的目标,围绕这一目标使学生在完成学习过程之后能够达到预期的结果”[1],OBE教学理念很快得到了人们的重视与认可,并已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。美国工程教育认证协会(A-BET)全面接受了OBE的理念,并将其贯穿于工程教育认证标准的始终[2]。2013年6月,我国被接纳为《华盛顿协议》签约成员。用成果导向教育理念引导工程教育改革,具有重要的现实意义。
二.运动控制课程简介
1.运动控制课程特点
运动控制是自动化和电气工程及其自动化专业的专业核心课程。它是以电动机作为被控对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,以自动控制原理为控制理念,所组成的自动控制系统[3],课程主要内容为:运动控制系统的概念、结构及原理,系统的分析与设计方法、新型控制器的设计思路、系统性能仿真手段以及工业变频器的结构及控制原理等。
该课程综合学生先修的自动控制原理、电力电子技术、电机及其拖动基础、计算机控制系统等课程的知识与技能,直接面向工程应用,始终强调从提高系统性能的角度来分析、设计控制器,使学生从系统的角度培养学生综合应用知识进行系统分析与综合的能力,提高学生的工程创新能力[4]。该课程综合了学生大学中所学的专业知识与方法,是大学学习与工程应用的结合点,因此它具有综合性、系统性和工程性三大特点,可作为培养学生工程创新能力的典型载体。
2.运动控制课程存在的主要问题
由于缺乏对学习结果的有效评估手段,加上运动控制课程本身理论性较强,学生在学习过程中难以深入理解相关概念、原理和方法。这种传统教育模式中存在的知识传授与教学结果相背离的现象,往往导致课程目标难以顺利实现。传统的运动控制课程教学主要存在以下几方面的问题。
(1)传统的教学方式强调以教学进程为导向,要求学生按既定的教学计划、时间、进度等开展学习,忽视了学生“学习结果”这一根本目标。
(2)在教学模式上强调以知识导向为主,忽视对学生能力的培养。传统的运动控制教学强调“知识导向”的教学模式,而忽视了“任务驱动”的教学方法,教师关注的是教学内容,学生关注的是对获得知识的总结和整理,缺乏对学生分析、研究、沟通、表达、合作等多方面能力的培养。
(3)传统的教学方式强调以教师为中心,学生按照教师的要求完成学习任务。这种学习形式单一,需要引入“翻转课堂”的教学手段,活跃课堂的教学氛围,调动学生的学习积极性,从多角度提高学生学习的效率。
此外,传统的运动控制课程教学以教学内容驱动教学过程,缺乏对学生学习结果的考核评估。授课过程以理论知识的讲授为主,学生被动地接受知识而缺乏对知识点的深刻理解。整个教学过程以完成教学内容为目标,强调学生按既定的时间和进度进行课程学习,加之考核方式单一,难以对学生的学习结果给予正确有效的评估。为了适应我国工程教育的需要,结合东北林业大学应用型本科人才培养的要求和特点,我们在运动控制课程建设中引入OBE 教育理念,以学习成果为导向,以学生为中心,协同教学,从课程目标、课程内容、教学手段、考核评估等方面开展基于“成果导向”的运动控制课程教学改革与探索。
三.运动控制课程改革
OBE 教育模式是以学生为中心、以学生学习结果为导向的面向结果的教学模式。这种教学模式以学生通过学习能够获得什么和掌握什么技能作为教学活动的基础,构建学习结果评估模式,同时要求教师引导学生自主学习,注重学生个性发展,培养学生自主学习的积极性,提高教学效率。
1.优化课程教学内容,建立多元化的教学模式
(1)以工程教育专业认证为契机,树立“OBE”的教学理念,根据专业培养目标和毕业要求,设置运动控制课程内容并明确课程目标,同时明确该课程与毕业要求的对应关系。
(2)根据课程对应的毕业要求,进行基于“任务驱动”的学习模式设计。这里包括:1)设计任务:任务类型由简到难分为:教学型任务(如课堂教学小任务)、模仿型任务(如课后作业任务)、扩展型任务(如工程案例分析)、创新型任务(如课程设计任务);2)执行任务:调动学生的主动学习兴趣,由学生完成相关任务;3)检查任务:检查学生完成任务情况,给出学生学习水平的综合评估,并通过全面了解学生学习情况,优化教学方法,及时改进。
(3)“翻转课堂”教学模式设计方法为: 1)对课程内容进行深入研究,确定对应培养“能力”目标,分解成难度递进的小知识点;2)在已有教学PPT的基础上,应用影音软件制作教学视频,长度为10-15分钟;3)结合教学视频,设计自测习题。习题要个性化,有创新;4)将制作的教学素材放到课程网站上,引导学生自主学习,通过课堂活动,反馈教学效果,改进教学方案设计;5)综合评估学生学习效果。
(4)在任务驱动学习模式和翻转课堂教学模式的设计和实施过程中,要根据毕业能力明确每位教师的责任,确保“毕业要求”能够贯彻到整个的教学过程中,包括课程任务的制定,翻转课堂设计等环节,达到有的放矢的教学效果。包括以下几方面:1)教学的目的是使得毕业生达到一定的能力要求;2)教学计划要明确反映对毕业要求的支撑;3)上“好”课就是有效的完成相应的“支撑”任务;4)逐项评估毕业要求是否达成。
2.优化课程实验教学,提高学生的工程实践能力
《职业教育下旬刊》
《光通信技术》
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