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新工科教育转型之路:OBE-CDIO模式在工业互联网专业实践教学中的应用与展望

周磊
  
大通媒体号
2024年62期
浙江工商职业技术学院 浙江宁波 315012

摘要:针对工业4.0时代对工业互联网专业人才的需求,探讨了新工科背景下基于OBE-CDIO的教学体系改革策略。通过构建实践导向的课程体系,融合最新技术案例,实施多元化实践教学,包括深化案例教学、线上线下混合学习,及建设“双师型”教学团队,旨在提升学生实践能力和创新能力。综合评价体系与反馈机制的建立,保障了教学质量和持续优化。本研究为培养适应工业互联网发展的高素质人才提供了策略支持。

关键词:OBE;CDIO;新工科;工业互联网

新工科教育作为应对科技革命与产业变革的创新力量,在新时代背景下强调跨学科融合、技术创新及实践应用的紧密结合,着重培养工业4.0时代所需的创新思维、实践能力和跨界合作精神。特别是在工业互联网这一前沿阵地,教育模式面临革新,要求在传授理论知识的同时,依托实践教学,使学生在真实情境中掌握核心技术与管理理念。我国高校工业互联网教育虽快速发展,但仍面临课程与产业脱节、实践资源不足及创新能力培养短板等挑战。因此,采纳OBE成果导向和CDIO项目驱动的教学模式,对于深化工业互联网专业教学体系改革至关重要。

1.OBE-CDIO理念在新工科中的融合

OBE(Outcome-Based Education)强调以学习成果为导向,确保教育活动聚焦于学生获得的知识、技能及素质提升。CDIO(Conceiving, Designing, Implementing, Operating)模式通过“构思-设计-实现-运作”四个阶段,促进工程实践与创新能力的综合培养,与新工科强调的跨学科实践及创新能力培养高度契合。融合OBE与CDIO,围绕学生发展核心,形成的新教育模式,构建起目标明确、项目主导的专业教育体系。此模式不仅巩固基础知识,拓宽专业视野,还通过强化实践训练和培养创新能力,响应国家创新驱动发展战略对新型工程技术人才的需求,力图打造理论深厚、实践能力强、创新活跃的育人体系。

2.新工科背景下工业互联网专业教学体系改革的重要性

新工科背景下的工业互联网技术正重塑制造业,信息技术、大数据、AI等成为产业升级的关键,要求该领域的学生精通前沿科技,并能应用于工业升级与数字化转型之中。工业4.0的复杂环境促使工业互联网人才必须具备跨领域整合与创新实践能力。鉴于此,融合OBE-CDIO理念,强调成果导向与全程实践,与新工科的产教融合、项目导向教学理念相符,成为改革工业互联网教育体系的关键路径。通过校企合作、项目实训等措施,不仅打破传统教学束缚,还促进了学习主动性和创新思维的激发,对建立与行业并进的教育生态,培养引领工业未来的高技能人才,以及加速中国制造业的转型升级具有深远的战略意义。

3.新工科背景下工业互联网专业教学体系面临的问题

3.1.实践教学方法体系不健全

工业互联网教学理应注重操作实践与技术应用,但当前实践教学的权重在整体教学中安排不足,实践环节相对薄弱,实验内容偏向验证性而非设计性和创新性,限制了学生的主动探索与创新能力培养。同时实践课程内容往往孤立,未能形成系统化的实践能力培养路径,难以从全局视角培养学生的综合实践应用能力。

3.2.教师实践指导能力存在短板

工业互联网专业强调应用技能的培养,要求教师不仅具备扎实的理论基础,还需有丰富的行业实践经验。然而,许多院校的工业互联网专业教师直接从学术研究过渡到教学岗位,缺少实际工作经验,对企业运营与技术应用的理解不够深入,难以提供贴近实际的案例教学和有效指导,导致教学与实际需求脱节,影响了学生实践能力的提升。

3.3.实践教学质量评价机制有缺陷

工业互联网教育的评估体系过于依赖传统的笔试考核,忽视了对学生实践能力、创新意识及团队协作能力的综合评价。单一的考核方式无法全面反映学生的实际操作技能和综合素质,容易造成学生应付考试而忽视能力培养的现象,不利于激励学生全面发展,也与新工科教育理念中强调的多维度评价体系相悖。

4.新工科背景下工业互联网专业实践教学体系改革策略

4.1.基于CDIO理念的实践教学课程体系构建

通过CDIO理念指导,精选实践性强、贴合行业需求的课程资源,构建一个从基础到高级、连贯一致的工业互联网实践教学体系,涵盖实验室实训、企业实习、项目开发、毕业设计等环节,确保学生在各阶段得到递进式的实践能力培养,适应工业4.0时代的发展需求。比如优化整合课程内容,基于工业互联网关键技术如传感器网络、数据采集与分析、智能控制等,设计系列实训项目;再比如详细规划教学方案,将创新创业项目融入课程,通过真实企业项目,让学生在解决实际问题中提升综合能力。

4.2.基于OBE理念的多元化实践教学策略

融合OBE理念,本策略通过深化案例教学与创新实践模式,促进工业互联网专业教育的实效性。具体包括:精选最新技术与管理实践案例,纳入教学内容,明确教学目标,强化案例分析讨论,提升复杂问题解决能力;同时,利用线上数据库与线下研讨会,激发学生主动学习及批判思维。此外,实施线上线下混合教学,结合虚拟仿真、远程实验等技术,线上提供理论学习资源,线下侧重实操与团队合作,构建互动灵活的教学体系,全面提升学生实践能力。

4.3.“双师型”实践教学团队的建设

基于OBE模式,构建由既有扎实理论功底又具丰富实践经验的“双师型”教师队伍。通过企业挂职、技术培训、国内外访学等多种方式提升教师的实践教学能力,同时建立校企联合培养机制,鼓励教师与企业工程师共同指导学生,实现知识与技能的双向流动。

4.4.综合评价体系与实践教学反馈机制

结合OBE-CDIO模式,建立包含过程评价与成果评价的综合考核体系,不仅关注最终成果,也重视学生在实践过程中的学习态度、团队合作及问题解决过程。通过建立学生、教师、企业多方参与的反馈机制,及时调整教学内容与方法,确保实践教学的持续改进与优化,有效提升教学质量和学生的就业竞争力。

5.结语

随着工业4.0时代的到来,工业互联网行业的蓬勃发展对高等教育提出了新的要求,工业互联网专业人才的培养面临着巨大的机遇与挑战。在此背景下,高校工业互联网专业实践教学体系的革新势在必行,需紧贴新工科理念,紧密联结产业界的实际需求,构建高效、创新的实践教育生态系统。通过CDIO理念引领,重塑实践教学课程体系,确保理论与实践的深度融合,同时,推行基于OBE理念的多样化教学方法,强化案例教学与线上线下混合式学习,以提升学生的实践应用与创新能力。

参考文献

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