OBE模式下多課程融合《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)改革與探索

薛占璞 張浩 聶秀利 劉雪婷 何有祥 韓曉陽

1.河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 河北石家莊 050000； 2.石家莊技師學(xué)院機(jī)械系 河北石家莊 050000； 3.河北太行機(jī)械工業(yè)有限公司總裝分廠 河北石家莊 050000

一、概述

OBE理念與機(jī)械制造工程學(xué)課程的教學(xué)相結(jié)合，將會(huì)解決教學(xué)中的一些問題。尤其多課程融合的綜合性教學(xué)活動(dòng)，將活動(dòng)的成果用于科學(xué)研究，并且得到反饋。深入貫徹這一教學(xué)模式能提升學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果。通過多課程融合的綜合性教學(xué)活動(dòng)可以幫助學(xué)生深入理解機(jī)械制造工程學(xué)知識，也能幫助教師更準(zhǔn)確合理地評估教學(xué)成效，不斷改進(jìn)、提高教學(xué)能力。

眾多學(xué)者對于OBE理念應(yīng)用于機(jī)械專業(yè)課程進(jìn)行了大量的研究。周征等[1]將培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才作為課程改革目標(biāo)，融合了教學(xué)與競賽，實(shí)現(xiàn)了金課建設(shè)。李偉等[2-3]充分分析了CAD/CAM課程教學(xué)中的問題，加強(qiáng)了實(shí)踐與考核環(huán)節(jié)，并增加了SPOC教學(xué)，使金課建設(shè)更進(jìn)一步。胡小舟等[4-6]深刻貫徹OBE理念，重構(gòu)“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)大綱，明確課程改革目標(biāo)，加大試驗(yàn)環(huán)節(jié)在教學(xué)中的比重，培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用型人才。王詩云等[7]在OBE理念下對“復(fù)變函數(shù)”課程進(jìn)行教育改革，在授課過程中，加入應(yīng)用型試題，使學(xué)生增強(qiáng)了應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。賈小玲等[8-9]將知識點(diǎn)與思政內(nèi)容有機(jī)串聯(lián)，在OBE現(xiàn)代教育理念引導(dǎo)下，引入BOPPPS教學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)、討論。高超[10]將雨課堂與OBE教育理念結(jié)合，開展“工程數(shù)學(xué)”教學(xué)改革，從多個(gè)教學(xué)要素出發(fā)，開展教學(xué)設(shè)計(jì)，從而促成教學(xué)質(zhì)量與人才質(zhì)量雙提升。

綜上所述，針對引入OBE教育理念指導(dǎo)具體課程教學(xué)改革仍不夠徹底，往往忽略教學(xué)大綱的改進(jìn)。應(yīng)在具體課程的教學(xué)大綱中確立主線，在教學(xué)中模塊化教學(xué)。針對《機(jī)械制造工程學(xué)》進(jìn)行教學(xué)改革與探索是在工程認(rèn)證下的多課程融合的綜合性教學(xué)實(shí)施，使學(xué)生在工程素質(zhì)、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)精神、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面有大幅度提升，也使參與其中的老師既重視理論教學(xué)，又有足夠的多課程融合的綜合性教學(xué)能力。

二、基于OBE理念的多課程融合教學(xué)設(shè)計(jì)

多課程融合教學(xué)設(shè)計(jì)，利用OBE(Outcome based education)的基本理念應(yīng)用于《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)中，《高等數(shù)學(xué)》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《測試技術(shù)》等課程與《機(jī)械制造工程學(xué)》密切相關(guān)，《高等數(shù)學(xué)》提供數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)，《機(jī)械設(shè)計(jì)》《測試技術(shù)》為《機(jī)械制造工程學(xué)》提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和測量基本理論。《機(jī)械制造工程學(xué)》學(xué)習(xí)成果用于科學(xué)研究，該課程的學(xué)習(xí)成果是科學(xué)研究的基礎(chǔ)，如零件加工工藝過程、傳動(dòng)鏈等，重點(diǎn)圍繞科學(xué)問題進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用操作。

在現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)環(huán)境下，教學(xué)與科研創(chuàng)新隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展具有了更高的要求，面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)。然而，大數(shù)據(jù)的規(guī)模性、高速性、多樣性、價(jià)值性為科研創(chuàng)新提供了良好的基礎(chǔ)條件，《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)改革與探索在大數(shù)據(jù)環(huán)境中起到紐帶作用，是科研中某些現(xiàn)象的分析與創(chuàng)新的橋梁。

在當(dāng)今教學(xué)模式改革的大背景下，課程教學(xué)改革更應(yīng)引進(jìn)OBE教育理念，以培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、能力指標(biāo)、課程體系的設(shè)計(jì)方法對當(dāng)前機(jī)械學(xué)院相關(guān)課程進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)計(jì)。

根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)需要設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)而聯(lián)系院系教學(xué)特點(diǎn)，設(shè)定本專業(yè)畢業(yè)要求；結(jié)合具體課程，將畢業(yè)要求細(xì)化成能夠具體實(shí)施的能力指標(biāo)，并將能力指標(biāo)與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系；在課程體系中逐漸實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)清晰、教學(xué)內(nèi)容飽滿、教學(xué)評價(jià)立體的多方位、全面性的教學(xué)改革。

三、基于OBE理念的《機(jī)械制造工程學(xué)》課程教學(xué)改革

《機(jī)械制造工程學(xué)》課程是機(jī)械工程專業(yè)的一門重要課程，在學(xué)生系統(tǒng)性學(xué)習(xí)機(jī)械相關(guān)知識過程中具有舉足輕重的地位，成果導(dǎo)向教育(OBE)要求高校教師改善教學(xué)評價(jià)，增加動(dòng)手實(shí)踐課程的比例，使理論教學(xué)與解決實(shí)際問題相結(jié)合，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，形成新的教學(xué)模式。因此，新式《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)將OBE理念真正與現(xiàn)代教育貼合，持續(xù)性改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)，具體總結(jié)以下三點(diǎn)方法。圖1為機(jī)械制造工程學(xué)改革方法。

圖1 機(jī)械制造工程學(xué)改革方法

(一)多課程聯(lián)合培養(yǎng)

在“機(jī)械制造工程學(xué)”課程教學(xué)過程中，以機(jī)床相關(guān)知識為主，將切削、夾具、加工精度等知識有機(jī)串聯(lián)起來，根據(jù)相關(guān)性進(jìn)行模塊化教學(xué)，突出每部分內(nèi)容與機(jī)床的聯(lián)系，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的拓展。將“機(jī)械制造工程學(xué)”課程與“傳感器與測試技術(shù)”和“先進(jìn)制造技術(shù)”課程聯(lián)系起來，加深學(xué)生們對加工制造理念的理解。為學(xué)生們推薦最新制造技術(shù)知識，讓學(xué)生們能夠在課下使用網(wǎng)絡(luò)，針對性地對感興趣的內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。圖2為多課程融合。

圖2 多課程融合

(二)加強(qiáng)實(shí)地學(xué)習(xí)

將國家標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引入課程實(shí)踐中，安排經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)員工為學(xué)生們做指導(dǎo)，使學(xué)生們對行業(yè)要求、崗位要求等有更加立體的理解，在加工表面質(zhì)量以及加工精度等方面進(jìn)行實(shí)踐。為學(xué)生們指定某些簡單工件，鼓勵(lì)學(xué)生們自行設(shè)計(jì)操作，操作結(jié)束后，學(xué)生們互相交流經(jīng)驗(yàn)，針對出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論。在此過程中，既可以使學(xué)生們養(yǎng)成科學(xué)思考的習(xí)慣，也可加強(qiáng)其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。圖3為實(shí)習(xí)過程。

圖3 實(shí)習(xí)過程

(三)多任課教師有機(jī)結(jié)合授課

通過對近兩年《機(jī)械制造工程學(xué)》課程目標(biāo)達(dá)成情況的分析與總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)老師制定的教學(xué)進(jìn)程幾乎完全相同，成績所占比也幾乎相同。因此，我們擬采用兩位老師同一組頭上課，按教學(xué)周次兩人交叉同時(shí)授課。多任課老師同一組頭授課，可以加強(qiáng)老師之間互助互學(xué)，授課過程中的側(cè)重點(diǎn)不同，可以進(jìn)行有效互補(bǔ)。在該課程教學(xué)改革中采用兩位老師同一組頭上課，使學(xué)生平時(shí)成績的評定比較公平合理，提高老師的授課水平與學(xué)生聽課效率。

四、“機(jī)械制造工程學(xué)”課程教學(xué)發(fā)展

OBE模式要求學(xué)生將掌握內(nèi)容的方式從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)成為機(jī)械制造日后良好發(fā)展的必然走向。因此，將OBE理念與機(jī)械制造工程學(xué)的教學(xué)相結(jié)合，突出仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，注重學(xué)習(xí)成果的達(dá)成，使學(xué)生的實(shí)踐能力得到提高，更加適應(yīng)機(jī)械制造工程信息化、自動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)如今，課程之間的教學(xué)內(nèi)容存在交叉，一般學(xué)習(xí)《機(jī)械制造工程學(xué)》時(shí)，《機(jī)械設(shè)計(jì)》《測試技術(shù)》等課程學(xué)習(xí)已經(jīng)完成，基本知識已經(jīng)掌握，這既簡化了本課程的教學(xué)難度，又進(jìn)一步對機(jī)械知識整理融合，提高學(xué)生對本課程的理解。通過OBE理念進(jìn)行多課程融合的綜合性教學(xué)，將其他課程貫穿于機(jī)械制造工程學(xué)的基礎(chǔ)教學(xué)中，充分發(fā)揮橋梁與紐帶作用，提高學(xué)科之間融會(huì)貫通的能力。

在當(dāng)下階段，隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展，教學(xué)與科研創(chuàng)新有了更高的要求。《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)改革與探索起到紐帶作用，通過多課程融合的改革可以使其成為創(chuàng)新的橋梁。在課堂上分教師講解和分組學(xué)習(xí)這兩個(gè)環(huán)節(jié)可以使學(xué)生掌握課程要求的理論知識內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)和參觀工廠環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力的能力，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提升學(xué)生解決工程問題的能力。

《機(jī)械制造工程學(xué)》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過多課程融合的學(xué)習(xí)，掌握機(jī)械制造中的基本知識，能夠應(yīng)用機(jī)械加工精度和機(jī)械加工表面質(zhì)量的知識，能應(yīng)用機(jī)械制造的基本原理和方法，能應(yīng)用機(jī)械制造工程學(xué)的基本知識進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、研究，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、具有合作意識的實(shí)踐新型人才。

五、結(jié)論

在高等教育的工程教育教學(xué)和人才培養(yǎng)過程中，在基于OBE教學(xué)的理念下，進(jìn)行機(jī)械制造工程學(xué)工課程的教學(xué)設(shè)計(jì)和改革，可以有效地適應(yīng)OBE模式下的工程教育工作的開展和發(fā)展。以培養(yǎng)學(xué)生為中心，以課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)為導(dǎo)向。

(1)在開展OBE模式課程教學(xué)過程中，可以借鑒先進(jìn)的CDIO工程教育思想。讓學(xué)生在專業(yè)知識實(shí)踐能力、工程能力，以及創(chuàng)新能力等諸多方面得到深度且全面的培養(yǎng)。

(2)開展基于OBE工程教育理念下的《機(jī)械制造工程學(xué)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。教學(xué)實(shí)踐得出，基于教學(xué)改革下的學(xué)生的課程專業(yè)培養(yǎng)能力提升程度比傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生有明顯提高。在教學(xué)中搭建實(shí)踐平臺，在實(shí)踐中應(yīng)用教學(xué)成果的改革具有積極的正向引導(dǎo)作用。

(3)多課程融合的綜合性教學(xué)開展，不僅使學(xué)生在工程素質(zhì)、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新精神等方面有大幅度提升，且也使參與其中的老師受益良多。老師既要重視理論教學(xué)，又要有足夠的多課程融合的綜合性教學(xué)能力，對教師隊(duì)伍也是一種鞭策和考驗(yàn)。