基于OBE理念的應用型本科數控技術與編程課程建設與實踐

瞿志俊　溫宏愿　王榮林　孫松麗

［摘 要］文章結合工程教育專業認證標準，以成果導向OBE（Outcome Based Education）教育理念為指導，同時圍繞應用型本科人才培養定位，積極探索數控技術與編程課程建設改革，對課程教學內容建設、教學方式改革、考核評價改革、教學資源建設、教學團隊建設等方面進行了改革探索。實踐表明，該課程建設改革創新取得了顯著的效果。

［關鍵詞］OBE理念；應用型本科；數控技術與編程；課程建設

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）09-0068-03

當前，絕大部分新建本科院校根據國家頒發的《教育部 國家發展改革委 財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》（教發〔2015〕7號）文件精神，將“培養應用型本科人才”作為學校的辦學定位。培養應用型本科人才的基點最終還是落到應用型課程建設上。數控技術與編程課程是機械類專業的一門重要的專業核心課程，是研究數控原理、數控加工工藝、數控加工編程與方法的一門課程，是現代機械、機電工程師必備的先進加工設備專業知識來源課程。本文結合工程教育專業認證標準、應用型本科人才培養定位情況，將OBE（Outcome Based Education）教育理念[1-3]引入課程建設中，從課程教學內容建設、教學方式改革、考核評價改革、教學資源建設、教學團隊建設等方面進行了改革。

一、基于OBE理念反向設計課程教學內容

依據工程教育專業認證標準，堅持成果導向OBE教育理念，圍繞“應用型本科”的學校定位、“培養應用型工程技術人才”的專業人才培養目標，以學生學習成果為起點反向設計數控技術與編程課程教學內容。數控技術與編程課程知識與技能不僅要能支撐起畢業要求指標點、后續專業課程學習、解決工程實際問題，而且要能夠培養學生嚴謹、認真、負責的態度，突出“育人”宗旨。因此，課程的具體教學內容還需融入“課程思政”元素，培養學生樹立辯證唯物主義的世界觀，具備良好的社會責任感和科學精神，堅守職業道德，富有家國情懷，具有較強的團隊協作能力。據此，課題組構建了“三模塊一元素”的課程內容體系，如圖1所示，便于在后續教學活動中精準施策。“三模塊”是指數控系統、數控編程、數控實驗三個模塊；“一元素”是課程思政元素，將課程思政元素有機地融入課程教學內容的三個模塊中，確保思想政治教育貫穿教育教學全過程。

（一）理論教學內容設計

課程的理論教學內容除了緒論，主要構建了兩個模塊：數控系統模塊和數控編程模塊。數控系統模塊圍繞數控系統進行全方位介紹，包括計算機數控裝置、數控裝置的輪廓控制原理、數控機床位置檢測裝置和數控機床伺服系統四章；數控編程模塊圍繞數控加工工藝、編程代碼和編程方法進行系統化介紹，包括數控機床加工工藝、數控機床加工編程兩章。兩個模塊的各章內容是根據專業學習產出、成果導向，逐步分解課程學習目標，明確各目標對畢業要求指標分解點的支撐度，反向設計課程教學的內容。同時，根據機床數控技術的發展實際和市場的需求，及時動態調整、補充，突出教學內容的應用性、先進性，教學內容反映技術發展的前沿動態，去掉陳舊的知識，將電主軸、直線電機等有關機床數控技術的新內容、新技術、新工藝引進課堂，有力地確保課程教學內容的先進性和適用性。

（二）實踐教學內容設計

結合OBE教育理念和應用型本科人才培養定位，在理論基礎知識講清夠用的基礎上，課程組加強基本技能和專門知識的實踐訓練，注重實踐教學環節，針對數控技術與編程課程多安排一些現場實踐教學，將部分抽象的理論知識與實踐相結合，增強學生的感性認識。 增加該課程的實驗學時為1個學分（16個學時），同時增加了6個實驗項目，分別為數控插補原理實驗、數控機床演示實驗、數控常用刀具種類認識、數控加工程序編制實驗、數控機床加工實驗、數控刀具半徑補償實驗。其中利用實驗軟件仿真數控脈沖增量插補、數據采樣插補、刀具半徑補償等，提高了學生的學習興趣，讓學生更容易理解插補的原理和刀具半徑補償原理；利用斯沃數控仿真軟件模擬編程、模擬加工，激發了學生學習編程的興趣，提高了學生的編程實踐能力。在通過仿真軟件學好數控編程后，對學生進行分組，充分利用實驗室現有的設備，讓學生在教師的指導下親自操作加工零件，鼓勵同學之間相互討論，引導學生就不同的操作方法予以比較，收到了很好的效果。

（三）課程教學內容融入“課程思政”元素

落實立德樹人根本任務的關鍵就是“課程思政”建設，因此要深入挖掘課程中蘊含的思想政治教育元素，有效地培養學生正確的“三觀”。課程教學團隊圍繞數控技術與編程課程進行了“課程思政”元素的挖掘，從我國重大工程項目、行業典型代表人物等方面挖掘課程思政元素，有機融入數控系統、數控編程、數控實驗三個模塊課程教學內容中。在教學過程中，將思政元素以畫龍點睛式、元素化合式、隱形滲透式等方法融入教學活動，通過榜樣教育，依次達成認知認同、情感認同和行為認同，并以認知認同為起點，情感認同為支撐，行為認同為歸宿，實現社會主義核心價值觀內化于心、外化于行，在課程與課堂教學中“春風化雨、潤物細無聲”，實現了立德樹人的根本任務。

二、教學方式改革

傳統單一的課堂教學、單向的信息傳遞很難使學生對課程內容有系統、全面的認識。因此，課程組對教學方法進行改革，研究與不同教學內容相匹配的教學模式，采用全方位立體教學模式[4]；同時，依托現代信息技術開展教學活動，以期達到最佳的教學效果。

針對數控技術與編程理論知識教學，利用線上課堂、傳統課堂、翻轉課堂、雨課堂“四堂一體”的創新教學模式。線上課堂實現基礎層次知識傳授前移，如數控機床組成、數控機床分類、數控編程步驟、數控編程數學處理等內容，按知識點錄制微視頻并上線，發布課前學習任務清單，學生線上自學、自測，師生線上及時交流互動；通過線上自學、自測，教師能夠準確及時地掌握學情，改進教學設計。傳統課堂實現應用層次知識內化，在傳統課堂內，通過翻轉課堂總結與匯報線上學習成果，開展分組項目自評、互評等課內實踐活動；對于知識重點、難點，如數控加工工藝、數控機床坐標系的確定方法、位置檢測裝置的應用等，引入工程案例，采用問題導向、任務驅動的教學方法，培養學生分析工程實際問題、解決工程問題的思維能力。借助雨課堂開展隨堂簽到、點名、測試，打破課堂沉默狀態，激發課堂活力，讓學生動起來。“四堂一體”的創新教學模式，不僅能夠解決學生課堂走神、瞌睡、玩手機等問題，而且能大大改善教學效果，提高課程教學目標達成度。

三、考核評價改革

學生的課程學習考核評價是課程教學中的重要環節，需要建立合理、有效的考核評價機制。課程學習考核評價不僅要包括對學生的基礎知識、基本技能進行評價，而且要包括對學生學習習慣、學習態度、合作精神、學習過程以及實踐情況等的綜合評價。改變閉卷考試的單一模式，靈活采用過程化、多角度、開放式等多樣化的顯現學生綜合能力與素質的OBE 評價機制，促進學生綜合能力的全面提高；通過全面考評及時掌握學生在課程層面的知識能力水平，形成信息反饋，突顯學生在課程學習過程中的不足，幫助學生查漏補缺、持續改進。

課程教學團隊基于OBE理念，突出形成性評價，設計了以能力為導向的“雙維”考核評價體系：第一維，線上評價占20%，包括在線微視頻及資料學習（10%）、在線自測（5%）、在線討論（5%）；第二維，線下評價占80%，包括翻轉課堂（10%）、課堂測試（20%）、出勤與課堂提問（5%）、課后作業（5%）、課程實驗（10%）、期末測試（30%）。這實現了考核內容綜合化、成績評定過程化、多維化、多層化相結合的評定規則，達到了對學生學習投入度、知識點掌握度、能力實現度、課程目標達成度的綜合評價。這種評定方式讓學生“動”了起來，不僅提高了考核挑戰度，而且學生的學習能力也得到了提高。

四、教學資源建設

課程教學資源建設是高效實施課程教學的重要支撐，數控技術與編程課程教學資源建設從線下資源建設和線上資源建設兩個方面進行。

（一）線下資源建設

基于OBE教育理念和應用型本科人才培養定位，教學團隊編寫了《數控技術與編程》校本教材、《數控技術與編程實驗指導書》校本實驗教材、《數控技術與編程》習題集。其中《數控技術與編程》校本教材詳細分析和闡述了數控技術與編程的最新原理和方法，從理論和工程案例兩個方面介紹了現代數控技術與編程的相關內容；力求做到理論聯系實際，保證技術的先進性；力求語言簡練、質樸，避免概念堆積、術語羅列；力求講清每一項技術是什么，應用該項技術能解決什么問題，論述深入淺出，圖文并茂。《數控技術與編程》習題集包含了填空、選擇、簡答、計算、編程等多種題型，促進了學生對課堂教學內容的消化、吸收和鞏固，能提高學生運用所學課程知識解決數控工程問題的能力。

（二）線上資源建設

依托超星平臺建立了數控技術與編程在線課程，在線課程輔助線下課堂教學，支撐“四堂一體”創新教學模式中的線上課堂教學，同時便于學生課外復習，滿足了學生自主學習個性化發展的需求，提高了課程教學質量和課程學習成績。在線課程上建有多種專項模塊，包括教學微視頻、電子教材、PPT課件、任務點、在線測試題、模擬試卷、在線作業、交流討論等。學生平時可利用電腦或手機隨時在線學習、自測、進行師生線上交流互動等。

五、教學團隊建設

建立一支優秀的課程教學團隊是提高課程建設質量的必要條件。目前，我校擁有一支教學能力強、素質高的從事數控技術與編程課程教學的師資隊伍，他們不僅從事課程教學工作而且還從事課程教學研究工作。教學團隊中具有正高職稱1人、副高職稱3人、中級職稱1人，都具有碩士學位，其中4人有企業工作經驗，是“雙師雙能”型教師。OBE 教育理念更重視培養學生解決復雜工程問題的能力，靈活運用理論知識解決工程實踐，注重全面培養學生的能力與素質。因此，教學團隊成員不僅要有較高的理論知識水平，而且需要具備豐富的工程實踐經驗。教學團隊所有成員為進一步提升自己的工程實踐能力和技能水平，全面提高應用型人才培養質量，利用暑假時間到從事數控機床開發的企業進行實踐鍛煉，與企業進行技術合作，深度參與項目開發，團隊成員的工程實踐能力得到了明顯的提高。為了提高課程教學水平，每學期教學團隊都要組織數控技術與編程課程教學觀摩活動，教師之間相互學習，以提高團隊成員的課程教學水平。同時，學校還選派團隊成員到其他院校進行調研，學習課程建設經驗、教學經驗和方法等。

六、結語

本文依據工程教育專業認證標準，基于OBE教育理念，圍繞應用型本科的定位，積極探索數控技術與編程課程建設改革，對課程教學內容建設、教學方式改革、考核評價改革、教學資源建設、教學團隊建設等方面進行了改革創新，取得了顯著的效果。調研發現，學生反映課堂效果好，對課程興趣更濃；改革后與改革前相比，課程的平均分、及格率均有所提高，與未實施改革的平行班相比，平均分及格率均有所提高。該課程建設項目的有效實施，提高了機械類應用型人才的培養質量。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J]. 中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2] 劉獻君.大學課程建設的發展趨勢 [J].高等教育研究，2014（2）：62-69.

[3] 唐波，黃悅華，黃力，等. 基于OBE理念的專業課程建設研究[J].教育現代化，2018（9）：156-157，169.

[4] 于雷.“機床數控技術”課程建設與改革[J].中國電力教育，2009（1）：104-106.

［責任編輯：陳 明］