基于OBE理念的軌道交通車輛制造工藝課程教學改革探索與實踐

劉吉華 徐志彪 李永健 何成剛 李鵬

［摘 要］軌道交通車輛制造工藝課程內容與本專業學生未來工作實際相關度較大，具有較強的理論性和實踐性。文章針對該課程存在的課程教學大綱不明確、教師能力有待提高、課程考核評價機制有待完善等問題，提出基于OBE理念建立健全課程教學大綱、改進課程教學內容、完善課程考核方式等措施。從行業對本專業人才能力和素質需求入手，明確課程定位，建立健全課程教學大綱；在教學內容的安排上，始終圍繞軌道車輛的制造工藝流程，將理論知識融入軌道車輛制造實際案例中講授，保證學生時刻對軌道車輛制造有較為清晰宏觀的認識，全面完善課程教案；課程注重過程考核，針對軌道車輛零部件制造工藝展開課堂討論、布置開放性作業，使學生在掌握必要理論知識的基礎上，通過思考練習、查閱資料，切實掌握規劃改進軌道車輛制造工藝的實際技能，增強其崗位的適應性。

［關鍵詞］軌道車輛制造工藝；OBE；教學大綱；考核

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）11-0038-04

OBE（Outcomes-Based Education，簡稱OBE）成果導向教育，最早在1981年由美國學者斯派蒂（Spady W.D.）率先提出，其在1994年發表的文章《Outcome-Based Education：Critical Issues And Answers》中對OBE作出系統的論述，即OBE是指“清晰地聚焦和合理地組織教育系統資源，使之圍繞引領學生取得未來成功的實質性經驗”[1]。OBE要求學校和教師結合現實需求明確學生預期學習結果，以最終學習成果為起點反向設計課程體系、開展教學活動，結合個性化培養方案，給予每一位學生平等成功的機會，讓每一位學生都能在學習過程中實現自我，最終通過與預期結果的評價反饋不斷調整原有課程體系與教學活動[2]。與傳統的教學模式相比，在OBE 教學模式中，學生預期的學習產出先于教學內容，教學資源開發、學生管理和輔導等都圍繞預期目標而展開，重點強調以學生為中心進行教學活動[3]。

軌道交通車輛工程制造工藝是軌道交通車輛工程專業針對軌道車輛制造/檢修及運營企業對應用型本科生制造工藝規劃能力需求而開設的專業核心課程[4]，在課程學習過程中，應以提升學生能力為導向，緊扣軌道交通車輛工程專業培養方案，綜合考慮課程設置，使該課程與其培養方案成為一個整體，既能作為該專業的專業基礎課程，涵蓋其課程要求內容，又能作為后續專業課程（如生產實習）的先導，融合理論教學和實踐教學，充分體現以能力為導向、緊扣培養方案、為后續課程夯實基礎的課程教學設置原則。通過分模塊集中性的課程學習，并與認識實習、生產實習、畢業設計中和科技競賽相結合，可以體系化、系統化地培養學生的能力，提高學生的崗位適應能力，滿足企業對學生能力的需求。

一、教學實踐過程中存在的問題

目前，軌道交通車輛制造工藝課程在培養學生車輛制造工藝規劃能力上取得了一定的成效，但仍然存在以下不足。

（一）課程教學大綱不明確

盡管已經明確企業對本專業人才素質和技能的需求，但由于現有的課本和教案均以知識點講授為主，專業能力與素質培養的具體目標還未細化、層次化，這影響了本課程理論與軌道車輛制造/檢修現場案例相結合教學的合理設計，無法實現課程教學與能力培養的有效融合，也不利于充分調動、發揮學生在課程學習中的自主性和創造性。

（二）教師能力有待提高

現在的軌道交通車輛制造/檢修工藝復雜，在該課程的教學中缺乏現場經驗豐富、對軌道交通車輛制造和檢修流程非常熟悉的教師，而且學校教學中是以小比例轉向架拆解和組裝作為實訓環節，這導致學生無法全方位地掌握現場的需求，也不能很好地滿足企業對所需人才專業素質和技能的要求。

（三）課程考核評價機制有待完善

目前，評價學生學習軌道車輛制造工藝效果一般采用課后作業和考試的形式，考核內容多是理論知識的直觀體現，不能很好地評價學生制造工藝規劃的能力。

二、課程教學大綱的建立和健全

五邑大學軌道交通車輛工程專業在推進學校“專業質量提升工程”時，明確提出為適應建設“交通強國”發展需要、社會主義現代化建設和未來社會與科技發展需要、適應地區及區域經濟發展需要，學生必須掌握系統的專業知識以及所需要的學科基礎知識，具備扎實的數理知識、解決軌道交通車輛制造工藝規劃、裝備運用維護和工裝設備開發等復雜工程問題的能力[4]。其中制造工藝規劃能力主要表現在：1.具有工程制圖的知識，能夠在工程實踐中利用相關制圖軟件進行表達；2.具備機械原理、機械設計相關知識，并能在機械零件設計裝配過程中完成分析；3.熟悉工程材料尤其是機械工程材料的分類、基本性能和適用條件，能夠在具體工程應用背景下完成選材；4.掌握基本的力學分析原理，能夠準確分析機械基本結構的力學狀態；5.掌握基本的控制原理，能夠完成基本機械結構機械加工的數控編程；6.熟悉軌道交通車輛（轉向架、車體及其他設備）的基本結構，理解掌握車輛牽引制動等軌道交通系統的基本原理；7.掌握軌道車輛制造工藝流程及相關調試工藝流程，能夠完成基本工藝流程的規劃改進。

參訪調研軌道車輛制造/檢修行業、地方軌道車輛制造/檢修企業，明確學生就業行業/企業對學生能力的要求，結合學校軌道交通車輛工程專業培養方案，細化學生軌道車輛制造/檢修能力及相關素質需求，針對本課程學生應具備的相關能力和素質進行提煉，進而制訂本課程的基本教學大綱。此外，OBE理念還強調對學生能力獲得與否、能力高低的評價，完成課程基于學生能力考核的基本評價制度，能夠實現后期課程達成度分析。

結合軌道車輛制造工藝規劃能力的基本表現，進一步細化該課程對學生的能力要求，明確提出學生必須掌握的基本能力包括：1.理解機械加工原理（機械零件設計、夾具設計），能夠完成基本加工工藝的設計及執行；2.理解、掌握機械專配原理，能夠設計執行基本的機械裝配工藝；3.熟悉基本的沖壓設備及沖壓原理；4.熟悉焊接基本方法，能夠分析基本的焊接變形；5.了解車體涂裝的基本原理；6.能夠查閱相關的參考資料，熟悉轉向架、車體及車輛的裝配基本工藝；7.具有一定的溝通、組織、協調能力。相關的課程內容及考核方法在第三節、第四節展開。

三、課程教學內容的完善

培養學生軌道交通車輛制造工藝規劃能力的課程群如圖2[5]所示，而最為核心的課程則是軌道交通車輛制造工藝。該課程一般是開設在工程制圖、機械設計、機械原理、工程力學、機械工程材料及軌道交通車輛工程之后，這時學生能夠基本完成機械結構件的結構計算、結構設計、選材，并對軌道車輛的基本結構有了較為清晰的認識。在這種情況下，可以讓學生進一步學習軌道車輛的轉向架零部件的加工和裝配、車體鋼結構的沖壓加工及焊接成形以及整車的裝配。

（一）明確課程教學秩序

在學生開始學習軌道車輛制造工藝基本知識前，單獨開設緒論一個章節，讓學生對現場軌道車輛制造工藝基本流程有較為宏觀的認識，如圖3為軌道交通車輛制造基本流圖[6]。按照基本流程完成課程知識的講授：1.對鋼結構沖壓知識進行講解，包括沖壓原理、融合轉向架和車體零件沖壓實例的講解；2.講解基本的機械加工原理，包括機械加工基本過程、機械加工注意事項、夾具設計及數控加工等，期間融入對轉向架和車體零件機械加工具體案例的講解；3.講授機械裝配的機械原理，分成兩個小節分別完成對轉向架和車體裝配的基本工藝講解，期間需要對一些外協件進行裝配工藝的講解，如輪對裝配、軸箱裝置裝配；4.完成車體涂裝工藝的講解，針對不同車型進行展開；5.完成車輛總裝配工藝講解，包括車內、車下、車頂等設備的安裝工藝。

（二）制作完整的課程教案

由圖3可知：軌道車輛制造流程涉及的理論知識包括沖壓制造原理、機械加工原理、機械組裝原理、金屬焊接原理及車輛涂裝原理等，超過五分之三的課程內容為理論知識。針對該課程，目前可選用的教材只有兩本，一本是劉巖主編、中國鐵道出版社出版的《車輛修造工藝和裝備》，另一本是宋永增主編、科學出版社出版的《軌道車輛制造工藝》。教材講授的基本思路是“緒論—轉向架零件機械加工—轉向架組裝—車體零件沖壓工藝—車體焊接結構及工藝—車輛制造（總組裝）”，各個章節知識講授較為零散，選用的軌道車輛制造現場教學案例偏少（尤其是軌道交通車輛制造機械加工和沖壓工藝）。

針對以上存在的問題，筆者提出本次教學設計與改進措施：整個課程的講授以軌道交通車輛制造的工藝流程為主線，每個章節以各個部件（轉向架、車體鋼結構、整車）的制造流程為主線，形成明確完整的教學秩序表。筆者前往中車廣東軌道交通公司收集動車組車體涂裝、轉向架及車輛組裝流程的圖片；前往廣鐵集團廣州鐵道車輛有限公司收集普速客車及貨車車輛制造/檢修流程的圖片；前往戚墅堰機車車輛廠獲取車輛零部件沖壓、鍛造、鑄造等工藝的圖片。筆者結合明確的教學秩序表，依據收集的軌道交通車輛制造的素材（圖片、視頻），制作科學完整的PPT教案，真正讓學生在課堂上能夠對軌道車輛制造工藝有較為清晰準確的認識。

四、制訂科學的課程考核方法

課程包含五分之三以上的理論知識，傳統的考核方法是課內考勤、課后作業和期末考試，考核的內容往往是針對某個零散的理論知識進行考核，學生是否真正理解掌握軌道車輛制造工藝，是否能在真正的工作現場活學活用，則難以評價。項目突破傳統考核方法，主要體現在課堂討論和開放性作業的布置上。課堂討論主要包括：軌道車輛車軸機械加工工藝規程的制訂、不同車型轉向架組裝的基本工藝流程、不同車型車輛裝配的基本工藝流程。在學生對基礎理論知識有一定的認識和了解后，組織課堂討論，讓學生充分理解理論知識點。如在“軌道車輛車軸機械加工工藝規程的制訂”中，先讓學生了解機械加工的基本方法及機械設計中的注意事項，了解夾具設計的基本方法后，接著讓學生觀看軌道車輛制造企業采集的車軸制造視頻，然后讓學生針對車軸如何加工展開討論，加深學生對車軸制造工藝的理解。

另外，當學生對軌道車輛整個結構有一定的了解后，教師會利用制造現場采集的視頻/圖片加深學生對軌道車輛轉向架裝配及車輛裝配的了解，但學生往往會很容易遺忘。因此，筆者布置了軌道車輛制造工藝的開放性作業，旨在讓學生在上完課后查找相關資料，編寫相應的制造工藝流程圖（見圖4），并完成答辯，讓學生在理解制造工藝的內容、掌握工藝表達方法的基礎上，具備一定的溝通協調能力，真正將大學教學轉化成實際工作能力，增強學生在軌道車輛制造/檢修崗位上的適用性。

最終，結合課程考勤、課堂討論、開放性作業及期末考試，真正實現對學生能力的客觀科學評價。

五、結束語

傳統的課堂教學是以知識主，講知識、學知識、考知識，學生停留在識記層面。OBE的教學理念是以學生為核心，以培養學生能力為產出，體現在軌道交通車輛制造工藝課程中，主要表現為依據行業及地方行業企業對人才技能和能力的需求，讓學生從熟悉軌道車輛制造工藝內容、制造工藝基本表達方法（加工圖紙及工藝流程圖），到具備一定的查閱資料、溝通、組織、協調能力。可以看出，課程教學不應該僅僅是知識的傳授，而應該是在學習知識的基礎上實現綜合素質的提升。本課程教學改革以人才能力培養為導向，理論與實踐相結合，讓學生在完成基本理論教學的同時，能夠積極主動參與到課程教學內容的執行過程中，在課程教學的基礎上，增設軌道車輛關鍵零部件制造工藝流程圖的制訂，并與認識實習、生產實踐、畢業設計、相關競賽相結合，形成綜合性、設計性、創新性的多層次實踐教學模式，加強對學生綜合實踐能力和溝通、協調、組織能力的培養。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 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.

[2] Chandrama Acharya. Outcome-Based Education （OBE）： A new paradigm for learning [J].Centre for Development of Teaching and Learning，2003（3）：7-9.

[3] 肖蒙，呂秋霞，成利剛，等.地方高校新辦行業特色專業建設的探索與實踐[J].高教學刊，2018（13）：154-156.

[4] 黃尊地，常寧，翟玉江，等.基于核心能力培養構建應用型本科專業課程體系的探索：以軌道交通車輛工程專業為例[J].中國現代教育裝備，2016（15）：42-45.

[5] 劉吉華，黃尊地，李永健，等.基于OBE理念的應用型本科軌道交通車輛工程專業人才培養課程體系的構建[J].高教學刊，2018（15）：69-72.

[6] 趙懷瑞.車輛工程導論[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

［責任編輯：陳 明］