以能力為導向的軋鋼專業項目式教學改革探索

劉豐

摘要：將OBE理念應用于軋鋼專業教學實踐，以能力為導向的軋鋼專業項目式教學旨在提升學生的學習體驗和學習效果，以能力為導向，以項目為載體，培養學生的工程意識、實踐能力、創新精神和團隊協作能力。著重介紹了軋鋼專業實物教學項目的內容和實施形式。

關鍵詞：能力導向 實物教學 教學改革

近幾年來，我國經濟發展迅速，高等教育特別是工程教育與經濟發展的需要還顯得很不適應。不少現代企業反映現在的應屆畢業生學生獨立性強、知識面廣，但專業知識不扎實，動手能力差，缺乏持續創新的能力。這就要求高等教育在理論知識教育的同時，加強工程學科的實踐性。Outcome-based Education（簡稱OBE）教育模式于20世紀80年代在美國興起，興起的主要原因在于美國政府與民眾對學校教育質量提升的關注，尤其是在1983年美國高質量教育委員會發布教育報告書《國家處于危險中：教育改革勢在必行》后，人們開始關注學生在學校學到了什么以及學習效果如何OBE模式的理念適應了社會，特別是企業界對人才的需求，即學生的技能與能力應以可觀察的、可測量的以及可應用的模式呈現。此后，這一模式在澳大利亞、英國、加拿大、南非、新西蘭等國家也得到廣泛運用。OBE模式在我國主要應用于工程教育中2013年我國成為《華盛頓協議》的第21個預備會員國，工程教育認證工作在全國推進以OBE理念推動工程教育改革，提高工程人才培養質量成為國內地方工科院校廣泛關注的焦點。

OBE模式是以學生學習后獲得的能力為目標的一種課程設計與教學方法。其最大特點是教育范式由“內容為本”轉變為“學生為本”。OBE是一種務實的教育思維，特別重視學習成果，強調以學習成果來導向課程設計和教學過程。軋鋼及其輔助設備是軋鋼專業必須掌握的，僅通過課堂理論教學很難形象直觀的理解其結構和原理，因此有必要通過課程設計讓學生可以自己動手進行軋機設計和組裝，實物項目軋機模塊化設計與組裝就是在這樣的背景下形成的。本文將OBE理念應用于軋鋼專業教學實踐，積極吸收啟發式教學和互動式教學等先進的教學方式的優點，充分調動學生的積極性；加強了課本知識與工廠設備的直觀認識，使學生可以反復進行“做中學”，使學生逐步形成團隊合作、解決問題、技術創新和溝通交流的能力，為以后的工作打好基礎。

1項目的性質與任務

軋鋼專業實物教學項目是彈塑性理論、軋機設計理論、板帶軋制工藝及設備、鋼管軋制工藝及設備、型鋼軋制工藝及設備等專業基礎課學習后的一個重要的實踐教學環節，是培養學生應用已學理論知識解決實際工程問題的一次綜合訓練。通過該項目使學生加深對所學過相關課程知識的理解，并在實踐中培養學生綜合運用的能力。本課程設計重點訓練學生綜合運用所學專業知識，掌握軋制設備和工藝計算的基本方法，培養學生的軋制設備的設計能力，強化“工藝為綱，設備為主，工藝設備并舉”的專業基本思想。

2項目目標

通過軋鋼專業實物教學項目使學生能夠初步掌握文獻檢索、資料查詢、調研及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；使學生了解與軋鋼設備相關的國家標準和行業標準，正確認識軋鋼生產對客觀世界和社會的影響；使學生掌握軋制工藝、設備設計的主要理論和設計方法；使學生具備較強的計算機應用能力，能夠進行工藝參數編程計算和設備主要零部件的二、三維設計；具有一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力；具有適應發展的能力以及對終身學習的正確認識和學習能力；具有較好的人文社會科學素養、較強的社會責任感和良好的職業道德。

3項目內容及實施

將學生分組，每組需根據給定的軋輥尺寸，設計四輥軋機一臺，并制定的軋制規程，經評審后擇優加工四輥軋機模型。

3.1軋機模型設計及裝配

該項目的模型設計涉及四類：軋機輥系、機架部分、壓下部分、傳動部分。

軋機輥系包括：軋輥、軸承、軸承座；

機架部分包括：機架、襯板、彎輥缸、軸向擋板；

壓下部分包括：壓下螺絲、壓下電機、壓下蝸輪、液壓壓下；

傳動部分包括：接軸、減速器、電機。

將軋機整體模塊化，分成若干個子部件可以使學生對軋機部件有更加清楚地認識，在組裝過程中，更深入的理解軋機的設計方法，掌握獲得設計過程中所需要技術參數的正確方法。另外，模塊化后，軋機的組合靈活，可根據不同的技術參數，置換部分子部件，達到多種組合效果。

該項目模型采用的材質是工程塑料，減輕了實驗設備的重量，也降低了實驗成本，便于推廣。工程塑料材質的教具要求的精度不高，便于生產加工。由于教具的重量輕，便于學生操作，實驗過程中更加安全省力。

3.2軋制工藝制定

給定帶材的初始規格和成品規格，進行軋制規程設計，并計算各道次軋制力、軋制力矩、變形區長度、前滑后滑等參數；學生自行在剪板機上按指定規格裁剪帶材；在實驗室軋機上完成帶鋼軋制實踐操作，包括各道次輥縫設定調節，并完成各道次軋制力和機架關鍵位置的變形參數檢測與記錄，對計算獲得的軋制規程參數進行校驗；利用軋制法測定實驗軋機工作機座的縱向剛度，并理解軋機縱向彈性變形對軋件出口厚度的影響；對軋機機架進行三維設計，結合軋制力測試結果，利用有限元方法對機架強度、剛度進行數值模擬計算，并與檢測結果進行對比分析，驗證有限元模型的準確性。

3.3指導教師的職責

軋鋼專業實物教學項目分階段進行，以學生為主體，學生在教師指導下獨立完成。指導教師指明設計思路，啟發學生獨立思考，為學生答疑解難，并進行階段審查，其具體職責如下：明確的設計題目，幫助學生確定設計方案，理清設計思路，明晰設計步驟及關鍵；實時掌握學生的設計進度，適時答疑并督促檢查；充分引導學生發揮主觀能動性，鼓勵創新性思維。

4結語

以能力為導向的軋鋼專業項目式教學旨在提升學生的學習體驗和學習效果，以能力為導向，以項目為載體，培養學生的工程意識、實踐能力、創新精神和團隊協作能力。通過實物教學項目的實施和開展，豐富了同學們的實訓經歷，使學生對軋鋼設備的設計和工藝的制定和有了更加明晰和深刻的理解，切實體會到每一個尺寸、每一個公差都關系到設備的制造、安裝和成本。以適應新形勢下社會和企業對于卓越工程師人才的巨大需求。

參考文獻：

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