文孝霞,杜子學,崔曉璐
(重慶交通大學 機電與車輛工程學院,重慶)
近年來,為主動應對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,支撐服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,我國陸續(xù)出臺“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大國家戰(zhàn)略,提出把創(chuàng)新擺在制造業(yè)發(fā)展全局的核心位置,著力突破一批重點領域關鍵共性技術,促進制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。
隨著我國城鎮(zhèn)化及經(jīng)濟飛速發(fā)展,軌道交通以其運量大、綠色環(huán)保、準點舒適的技術優(yōu)勢,已經(jīng)成為解決城市擁堵問題的根本出路,隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,未來對城市軌道交通人才的需求量巨大。軌道交通裝備作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),涉及機械、車輛、電氣、信息化技術的多學科高度集成和交叉融合,顯然在新一輪軌道交通高端裝備科技革命中,要突破重點領域核心關鍵技術,迫切需要大批卓越的高層次創(chuàng)新型新工科人才,新產(chǎn)業(yè)不僅在專業(yè)知識結(jié)構上,對人才的對外交流能力、組織協(xié)調(diào)能力等綜合素養(yǎng)也提出了更高要求。如何在現(xiàn)有教育體系下,加快創(chuàng)新型城市軌道車輛專業(yè)人才培養(yǎng)步伐,解決具有交叉學科背景專業(yè)技術人才的短缺問題是我國許多城市軌道交通發(fā)展面臨的嚴峻問題。
然而,通過對高校城市軌道車輛畢業(yè)生培養(yǎng)質(zhì)量的調(diào)研發(fā)現(xiàn),高校人才培養(yǎng)體系還存在諸多與高等教育發(fā)展不相適應的地方。高校由于注重理論傳授而使教學呈現(xiàn)“理科化”傾向,當前知識的理論化、能力的單一化和知識結(jié)構的片面化使得學生在解決復雜工程問題能力薄弱,對存在的復雜工程問題缺乏一定的分析和解決能力。畢業(yè)生工程能力,實踐動手能力、團隊協(xié)作能力、溝通交流能力及社會責任感等普遍欠缺,尤其是創(chuàng)新能力更為薄弱,無法滿足企業(yè)對高層次創(chuàng)新型專業(yè)技術人才的知識、能力和素質(zhì)的需求[1-2]。反映到高校人才培養(yǎng)機制中,當前阻礙創(chuàng)新型人才的癥結(jié)主要表現(xiàn)在培養(yǎng)模式、教學模式和人才評價欠缺三個方面。
當前高校的課程體系基本采用遞進培養(yǎng)模式開展,以我校城市軌道車輛專業(yè)為例,經(jīng)過多年探索,城市軌道車輛專業(yè)的課程教學內(nèi)容設置,采用“通識教育+學科基礎+專業(yè)基礎+專業(yè)課程”四段式模式,這種人才培養(yǎng)模式核心仍以學科為向?qū)?,分散設立各模塊課程,缺少以產(chǎn)品為驅(qū)動,基于OBE成果導向的系統(tǒng)培養(yǎng)模式。且軌道車輛是集機械、電氣、信息、智能技術高度融合的復雜機電產(chǎn)品,需要多學科知識交叉融合,目前的理論課程設置將機械、信息技術、智能技術相對割裂,培養(yǎng)的學生呈現(xiàn)出知識結(jié)構片面化,知識理論化、能力單一化等問題。
在“四段式”人才培養(yǎng)模式下,基于學科劃分和設計的課程體系必然導致理論知識間缺乏關聯(lián)和交叉融合,缺乏以復雜產(chǎn)品為驅(qū)動的課程體系一體化設計,缺少跨專業(yè)交叉融合的課程體系。理論課程間知識相對割裂,實習實踐教學環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性、綜合性及創(chuàng)新性,實踐性教學項目大多附屬于理論教學,內(nèi)容單一、設備陳舊,缺乏課程、學科、領域等方面的融合,并滯后于科技發(fā)展前沿技術,從而造成了學生理論與實踐學習的積極性不高、創(chuàng)新能力不強的局面。
在當前的人才培養(yǎng)模式下,理論課程和實踐教學采用的傳統(tǒng)教學模式是另一個較為突出的問題,為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,高校經(jīng)過多年的教學改革實踐,得出以學生為中心的共識,探索建立了線下課程、線上課程及線下線上混合課程等多元教學模式,我國在疫情影響下,高校大規(guī)模被動嘗試了幾種教學模式,但從我校對學生的調(diào)研結(jié)果看,學生對線上教學模式的效果持保留態(tài)度,在我校線上線下教學效果調(diào)研中,超過60%的學生選擇更喜歡教師線下教學。調(diào)研結(jié)果表明,當前不管是線下課程、線上課程還是線上線下混合課程,教學模式仍然采用注入式和灌輸式教學方式為主,以教師講授為主,并沒有真正實現(xiàn)學生為中心的教學模式,學生始終處于被動附屬地位,且采用線上教學模式學生的專注度更低。傳統(tǒng)的注入式教學模式的弊端雖然在教育界達成共識,但目前并沒有一種切實可行的更為優(yōu)化的教學模式取代被動注入式教學模式,要切實轉(zhuǎn)變這種固化的、慣性極大的教學模式,必須尋求一種新的載體,以項目與任務驅(qū)動為手段,以學生為中心,全面激發(fā)學生的自主學習能力,激發(fā)其創(chuàng)新靈感。
高等教育教學改革過程中,對教師課堂教學質(zhì)量的監(jiān)控和評價力度較大,而對學生的教育產(chǎn)出質(zhì)量關注很少,這偏離了教育的初衷。
當前對專業(yè)人才的評價指標及評價體系較為單一,理論課程的量化考試成績所占比例權重大,對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和實踐動手能力的評價可采用競賽獲獎進行評價,但對專業(yè)人才頂端能力與普通能力范圍間大量學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和實踐動手能力的量化評價處于空白,導致對處于頂端能力與普通能力之間的創(chuàng)新能力無法科學合理評價,挫傷了學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力與實踐動手能力培養(yǎng)上的積極性。學生培養(yǎng)質(zhì)量是教育產(chǎn)出,高校的評價應以學生為評價主體,加強以成果為導向的評價體系研究。
上述問題的存在,主要源于根深蒂固的傳統(tǒng)教育理念,當前新興技術和新興產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,對人才的需求日益提高,為應對當前高等學校學生適應社會和創(chuàng)新能力不強,創(chuàng)新型與復合型人才緊缺的現(xiàn)狀,迫切需要對城市軌道車輛專業(yè)的人才培養(yǎng)理念進行根本性逆轉(zhuǎn),在人才培養(yǎng)模式,教學模式及評價模式三個方面突出OBE成果導向,以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量作為基礎進行反向設計,以項目與任務驅(qū)動為手段,設置專業(yè)知識高度綜合的創(chuàng)新型教學環(huán)節(jié),積極探索軌道車輛專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方式[3-4]。
以OBE成果導向為理念,以創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)為宗旨, 以工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心,以項目實現(xiàn)為綱領,在培養(yǎng)模式的設計上,厘清各教學環(huán)節(jié)間的邏輯關系,構建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[5]。從高校實踐教學環(huán)節(jié)入手,著力打破以學科為導向的人才培養(yǎng)模式固有框架,將割裂的各實踐教學環(huán)節(jié),整合為綜合性軌道車輛創(chuàng)新實踐,在創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)實施過程中,與科研項目有效結(jié)合,以工程實際產(chǎn)品為載體,以項目實現(xiàn)為抓手,將產(chǎn)品開發(fā)設計全流程中涉及的工程知識整合到綜合創(chuàng)新實踐中,其難度接近畢業(yè)設計難度,為后續(xù)的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)奠定堅實基礎,人才培養(yǎng)模式架構如圖1所示,通過培養(yǎng)模式的實施,實現(xiàn)人才創(chuàng)新能力不斷提升。
圖1 基于OBE成果導向理念的軌道車輛專業(yè)培養(yǎng)模式
基于OBE成果導向理念,以市場需求為導向,通過重慶軌道交通集團、中車重慶長客制造有限公司調(diào)研該行業(yè)前沿動態(tài),根據(jù)本行業(yè)新技術、 新產(chǎn)業(yè)發(fā)展對創(chuàng)新人才知識、能力、素質(zhì)的實際需求,從軌道車輛制造和智能運維兩個角度,進行理論教學與實踐教學創(chuàng)新課程體系設計。依據(jù)課程歸屬,對軌道車輛專業(yè)的原課程體系進行分組,將課程體系中專業(yè)基礎和專業(yè)課制定為專業(yè)課程群,在分流后建立軌道車輛結(jié)構設計課程組和智能運維設計課程組,以成果導向為理念,設計實踐教學環(huán)節(jié),實現(xiàn)城市軌道交通車輛專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系重構,課程體系如圖2所示。
圖2 基于OBE成果導向理念的軌道車輛課程體系
以OBE成果導向為理念的課程體系中,包含兩類課程,一類是學科基礎理論課程,這類課程的教學模式以課堂教學為主,采用線上線下混合模式開展,在理論課程的教學過程中,貫穿OBE成果導向理念,在課后作業(yè)環(huán)節(jié),以關鍵零部件及分總成為載體,開展總成部件項目訓練,為后續(xù)的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)奠定堅實基礎。如圖3所示,教學模式的轉(zhuǎn)變,主要將課堂知識進行分解,線上部分知識以學生為主體,開展學習。線下教學以重難點為主線,解決關鍵問題,最后以課后大作業(yè)為終端輸出,檢驗學生課堂學習成果,新型教學模式如圖3所示。
圖3 基于OBE成果導向理念的課程教學模式
課程體系中實踐教學模式是實現(xiàn)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要教學環(huán)節(jié),實踐教學模式以工程產(chǎn)品為載體,以團隊分工合作模式,以OBE成果導向為理念,開展項目分組,項目方案設計、項目方案論證、項目實施及最終的系統(tǒng)集成,以小組提交的成果為最終評價依據(jù),實現(xiàn)以學生為中心,以成果為導向,面向產(chǎn)出的實踐教學模式轉(zhuǎn)變。通過這種項目實踐模式,積極發(fā)揮學生的主體地位,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新意識和主觀能動性,形成理論課程教學和工程實驗實踐有效結(jié)合,實現(xiàn)注入式實踐教學方式向任務和項目驅(qū)動式教學方式的轉(zhuǎn)變,達到軌道車輛專業(yè)實踐教學模式優(yōu)化目的,如圖4所示。
圖4 基于OBE成果導向理念的實踐教學模式
以OBE成果為導向的培養(yǎng)模式,其核心是緊密圍繞專業(yè)人才的產(chǎn)出效果開展各個教學環(huán)節(jié)培養(yǎng),因此構建面向產(chǎn)出的評價體系尤為重要,這是控制人才培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。該評價體系主要針對專業(yè)人才處于頂端能力與普通能力范圍間的大量學生,主要分為理論課程的評價與實踐教學環(huán)節(jié)的評價,理論課程由于是綜合大實踐課程的基礎,因此主要以零部件及總成系統(tǒng)為對象進行評價,評價方式為理論考試+零部件或總成系統(tǒng)作品,理論考試側(cè)重考查學生的純理論知識,零部件或總成系統(tǒng)作品側(cè)重于考查學生的專業(yè)知識運用能力。
實踐課程主要針對集成化產(chǎn)品,以組為單位進行考核,主要評價模式采用三段式評價,即設計說明書+仿真產(chǎn)品+答辯。其中設計說明書主要內(nèi)容為設計方案合理性、可行性分析,結(jié)構創(chuàng)新設計說明。仿真產(chǎn)品包括虛擬樣機,虛擬模型及分析結(jié)果。如圖5所示。
圖5 基于OBE成果導向理念的循環(huán)評價體系
通過評價體系的改革,實現(xiàn)軌道車輛專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系重構,扭轉(zhuǎn)目前主要以考試成績評價學生的單一指標體系,切實解決創(chuàng)新能力和實踐動手能力難以量化評價問題,對專業(yè)人才的創(chuàng)新能力和實踐能力開展客觀合理評價,從保障學生的學習成果達成出發(fā),建立面向產(chǎn)出的教學持續(xù)改進機制,滿足我國認證協(xié)會對工科專業(yè)認證標準要求[6],使該人才培養(yǎng)質(zhì)量自適應調(diào)節(jié)機制。
以成果導向為理念的教育模式,實現(xiàn)了從學科導向到產(chǎn)出為導向的教育理念的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)了以教師為中心向?qū)W生為中心的轉(zhuǎn)變,解決了教育供需雙方角色調(diào)換問題,以OBE成果導向為理念的教育思想是提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量,提高人才創(chuàng)新能力的切實可行措施。本文以城市軌道車輛專業(yè)人才培養(yǎng)為例,針對專業(yè)人才存在的工程能力,創(chuàng)新能力不強問題,從人才培養(yǎng)模式,教學模式及人才評價模式三個方面突出OBE成果導向,提出了基于OBE成果導向理念的軌道車輛專業(yè)人才培養(yǎng)模式架構,基于OBE成果導向理念開展軌道車輛專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系優(yōu)化和軌道車輛專業(yè)教學模式革新,建立了以OBE成果導向的軌道車輛專業(yè)人才評價體系。但也應該看到,以OBE為理念的教育教學改革是個復雜的系統(tǒng)工程,涉及到高校教育教學制度,人才培養(yǎng)模式、課程教學模式及人才評價等綜合性改革,這決定了以OBE成果導向為理念的教育教學過程的實施必然是個長期的循序漸進的過程,只要持續(xù)不斷開展以OBE成果導向為理念的教育教學改革,經(jīng)歷一定周期人才創(chuàng)新能力將取得預期效果。