基于OBE的機械制造技術基礎課程設計教學評價

王紅軍+鐘建琳+劉忠和+龍忠杰+陳秀梅

摘要：課程設計是機械類專業的重要實踐環節，對培養學生工程意識、實踐動手能力具有重要作用。課程設計的考核方式和效果評價需要開展基于工程教育專業認證以成果為導向的理念的改革與實踐，以更好地激發學生的學習主動性，培養學生的工程實踐、創新能力以及學生的團隊合作精神，提高教學質量。本文介紹了基于工程教育專業認證以成果為導向的理念，以機械制造技術基礎課程設計為例開展的教學改革評價及其效果。

關鍵詞：機械制造技術基礎課程設計；以成果為導向；教學改革；教學評價

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0230-02

工程教育專業認證的核心理念是：以學生為中心、以成果為導向，持續改進。“成果導向（outcomes based education，OBE）”核心就是以學生的能力獲得為評價教學成果的依據，并不斷提高教學質量持續改進。原有的課程設計環節的成績考核方式單一，教學方法和考核方法與工程教育專業認證中“學生為中心”及“以成果為導向”等教育理念有很大的差距。多年來，科學技術飛速發展，急需在課程設計的內容上與時俱進，與科學技術發展和行業企業的實際場景無縫對接，使學生畢業后能夠很快適應企業的崗位需要。迫切需要對實踐環節包括課程設計的教學方法以及考核評價方式進行改革。我們構建了符合工程教育專業認證的專業培養方案，搭建了分層次階梯式的實踐教學體系，于2016年通過了中國工程教育專業認證。本文以機械制造技術基礎課程設計為例，開展了教學方法以及考核評價方法的改革，取得了較好的效果。

一、基于工程認證理念的機械制造技術基礎課程設計內容的優化

以工程認證標準為核心指導，根據機械設計制造及其自動化專業人才培養目標以及專業多年的人才培養經驗，基于OBE理念，建立培養目標-能力要求-教學內容-評價措施之間的支撐網絡。機械制造技術基礎課程設計支撐以下畢業要求指標：1）畢業要求3設計/開發解決方案：能夠設計開發針對復雜機械工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的機械系統、部件和工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。2）畢業要求10溝通：具有在機械工程領域復雜工程活動中與他人和社會進行有效溝通的能力，包括能夠理解和撰寫效果良好的報告和設計文件，進行有效的陳述發言；具有一定的國際視野和跨文化交流的能力。3）畢業要求11項目管理：理解工程方面的管理和經濟決策的基本知識，并能夠應用于多學科環境下的工程實踐中。根據所支撐的畢業要求指標點，對課程設計的內容進行重新梳理、優化和完善。在課程設計的內容上，除了傳統的工藝設計和夾具設計內容，引入數控工藝的內容；在設計實現產品加工過程中的工藝設計和夾具設計方案的成果時，從原有的手工繪圖，引入數字化制造工程軟件，從2D繪圖到3D數字化模型；在課程設計過程中，將學生作為一個準工程師，帶入企業的實際工作任務場景，嚴格遵從制造工程師的崗位要求、行業規范和需要完成的設計工作進度要求。

二、面向工程教育，貫穿“五段式”實踐環節教學方法，提高學生的創新能力和動手能力

開展了以工程應用為導向，加強實踐教學項目及內容的工程化建設，形成逐次遞升的層次化實踐教學訓練模式。并且采取“五段式”教學方法改革，注重學生綜合能力的培養。

①課程設計動員，進入項目選題階段：學生根據課程設計任務書，到圖書館查閱資料，經過比較和分析，與老師協商選定課程設計的題目。通過該過程，調動學生的學習主動性，并培養學生查閱資料、主動思考和創新思維的能力。

②方案設計階段：在老師的引導下，學生可以自主形成3人小組，并進行角色分工。確定課程設計的任務和預計完成的進度和要求。每個小組提交任務完成進度表，包括進度、內容、分工和階段性成果等。學生發揮各自特長，分工協作，完成方案設計、經濟性分析與可行性論證工作，培養學生項目管理、團隊協作、互相協調的能力。

③模型制作階段：學生將所提出的設計方案，通過仿真和實物制作兩種方式動手完成。如所完成的工藝方案，可以在條件允許的情況下選擇其中的優秀方案開展實物加工；對于數控工藝采用數控加工軌跡仿真分析；對于夾具可以采用數字化裝配模型實現設計制作，也可以采用3D打印方式進行制作。以仿真結果或者實物的形式提交設計成果，激發了學生的學習動力和探究的熱情，很好地培養了學生的工程意識，鍛煉了學生的工程制作能力。

④總結歸納階段：學生對所設計的工藝方案、工序設計、夾具設計方案進行歸納總結，撰寫課程設計說明書。課程設計說明書包括方案設計分析計算、方案經濟成本分析；工序尺寸的計算、定位方案和合理性的判斷。所設計方案對經濟社會的影響等。課程設計說明書順序依次為封面、任務書、摘要、目錄、正文、致謝、參考文獻等。鍛煉學生的寫作能力、概括能力等。

⑤答辯交流階段：學生提供全套的按照任務書要求的課程設計全部成果。答辯前要求所有成果教師已經簽字驗收。每個學生參加答辯，采用PPT演講或者口頭答辯，答辯時學生首先陳述課程設計內容，老師就相關內容進行質疑，學生就質疑內容回答問題。老師和學生從進度、質量、溝通表達方面等參與評分，鍛煉學生的表達交流能力。機械制造技術基礎課程設計還結合大學生科技創新項目和學科競賽開展，提高了學生的創新能力和動手能力。

三、基于工程認證理念的課程設計考核評價方法改革

為了保證合理準確地對課程設計的達成度進行評價，采用多種方式對課程進行綜合評價，包括分數評價法和尺規評價法。機械制造技術基礎課程設計的主要目的就是使學生能熟練運用課程中的基本理論以及生產實習中學到的實踐知識，正確地完成某一典型零件的工藝設計等問題；學會使用手冊及圖表資料，掌握和本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用；提高數控編程的能力，通過對關鍵件進行數控加工仿真訓練，根據被加工零件的加工要求及已有的數控加工設備，編制出高效、既經濟合理又能保證加工質量的數控加工程序的能力。

教學評價是檢驗學生知識掌握程度的一種重要方式，科學合理的評價方法能夠正確引導和激勵學生的積極性、監督和檢驗學生的學習效果。傳統上，課程設計考核內容單一，沒有嚴格的評價指標和考核標準，缺乏對教學質量監控的手段，使學生有蒙混過關的心理并采取應付的態度和消極的行動。課程設計是培養學生的工程實踐能力、工程創新能力和靈活運用所學知識分析、解決實際問題的能力的重要環節。有必要重新建立科學可行、全面的考核評價體系，重視學生的獲得感，調動學生的學習積極性，重視過程和工程意識的培養。既要考查學生對知識的掌握程度，又要考核學生的動手操作能力，更應注重學生嚴謹的科學態度和創新精神。在成績分析法的基礎上，引入尺規法進行課程設計教學評價。除了課程設計成果的評價外，注重學生的出勤與紀律、學習態度、實際解決問題的能力、學習主動性、同學間協作能力等方面進行考核評價。能有效調動學生對實踐課程的主觀能動性，有利于改善實踐教學效果、提高學生的實踐能力。根據尺規法評價結果，按照學院畢業要求達成評價方法規定，如果課程評價結果為0.7，該課程為達成。采用成績考核法得到最終結果，尺規法將整個過程和相關環節進行逐項分析。根據每個分項的評價結果，找出其中的待完善環節，作為后續教學改革和持續改進的關注項。這樣通過評價結果的反饋不斷持續改進，從教學內容、教學方法、教學手段等各個方面不斷改進，持續提高教學質量和提高學生的綜合能力。

今后還要基于工程教育專業認證理念，不斷開展教學方法和教學考核評價的改革探索，不斷提高教學質量。

參考文獻：

[1]王紅軍，鐘建琳，劉忠和.基于專業核心能力的機械設計制造及其自動化培養計劃探討[J].中國電力教育，2009，（5）.

[2]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[3]王紅軍，張懷存，鐘建琳，等.基于工程能力的“機械制造技術基礎”課程建設[J].中國電力教育，2013，（1）：87-89.

[4]王紅軍.以培養學生創新能力為導向的畢業設計教學改革探索[J].中國電力教育，2008，（12）：139.

Abstract：Course design is an important practice course of mechanical engineering major，plays an important role for training students ' consciousness and practical ability of engineering. The assessment of curriculum design and effect evaluation based on Engineering Education Accreditation needed to result-oriented philosophy of reform and practice，to stimulate students ' learning initiative and cultivating students ' ability of engineering，to practice and innovation，as well as their team spirit and improve teaching quality. The results-oriented philosophy based on Engineering Education Accreditation is introduced in this paper. The reform methods and procedures of the teaching evaluation are put forward and its efforts are shown，the mechanical manufacturing technology course design as an case study.

Key words：mechanical manufacturing technology foundation course design；OBE；teaching evaluation