OBE 教學理念在工程實訓銑工教學中的應用*

雷 佩

（鄭州輕工業大學，河南 鄭州 450002）

0 引言

工程教育專業認證的核心理念是“以學生為中心”“成果導向”“持續改進”，其中“成果導向”（outcome-based education, OBE）是工程教育專業認證完全采納的國家教育改革的主流理念[1]。該教學理念在歐美高等教育領域已被廣泛應用并取得了令人矚目的成就，目前我國高等教育已接受并提倡采用OBE 教學理念進行課程體系設計和教學過程實施，以促進我國受高等教育的人才在工程能力、綜合素質、創新意識等方面的培養。

工程實訓課程是高校本科教學中一門注重理論與實踐相結合，著重培養學生動手能力、分析解決問題能力、工程意識與素養的一門實踐類課程[2]。銑工是該課程中一項具體、典型的教學工種。將OBE 教學理念融入銑工實訓課程，能具體展現出該應用的實施方法與效果，從而促進工程實訓課程基于新工科及工程教育專業認證背景下的課程改革。在這樣的大背景下，筆者近年來精心研究以OBE 教學理念為依托的銑工實訓課程教學改革，在實施中，課程是以學生完成該課程應具備的能力為出發點，堅持以學生為中心和成果導向來合理安排教學內容、實施教學過程、評價教學成果、持續改進教學方法[3]。

1 OBE教學理念

OBE 教學理念是以預期學習產出成果為中心來反向設計教學過程，其中“學習產出”是整個教學活動的核心目的。將OBE 教學理念運用到教學活動中，首先應思考想讓學生取得什么樣的學習成果，如何有效地指導學生取得所制定的學習成果，然后考慮對學生取得的學習成果進行評估，看是否達成最開始預定的學習成果，最后對整個教學過程進行評價并做持續改進[4]。在教學實施過程中，教師應該作為教學的組織者和引導者，以學生需求及最終學習成果達成為驅動力來設計教學過程。整個教學過程是以學生為中心，最終目的是持續提升學生的學習效果。OBE 教學理念從傳統的“以教師為中心”，轉向“以學生為中心”，注重以學生學習成果為導向來實現對預期學習效果的把握[5]。

2 基于OBE教學理念的工程實訓銑工教學改革

工程實訓是理工科院校的一門非常重要的基礎性實踐課程[6]，其受眾面較廣，目前鄭州輕工業大學機械類、近機械類專業均有開設。銑工實訓是工程實訓課程中重要的實習工種之一，以往采用較多的教學方法是講授法、演示法，課程教學多以教師為中心，教師講學生聽，然后教師布置任務，學生完成，教師檢驗并打分。整個教學過程學生處于被動學習的狀態，學習效果一般。筆者將OBE 教學理念運用到銑工實訓教學改革中，能充分調動學生的學習主動性，激發學生的創新思維，達到較好的學習效果。具體實施方法如下。

2.1 預期學習成果的制定

將OBE 教學理念運用到銑工實訓課程中，進行教學設計時，首先應制定預期學習成果，即想讓學生取得什么樣的學習成果。筆者所在學校的銑工實訓課程分機械類和近機械類，實訓時間分別為4 天和2天。兩種實訓方案的教學內容與實施不同，近機械類的教學以基礎實訓教學和魯班鎖加工項目練習為主，機械類的教學在上述內容的基礎上增加了綜合創新實訓項目。下面，以機械類專業學生實訓為例來制定預期學習產出，內容包括銑削基本理論、操作技能及工藝知識，個人能力與工程意識和綜合創新思維與素養共三大類預期學習產出，如表1所示。

表1 銑工實訓課程預期學習成果的制定

2.2 如何取得所制定的預期學習成果

根據預期學習成果的制定，合理安排教學內容，明確其對預期學習成果的貢獻。運用理實一體化教學、多媒體展示、項目驅動運作、團隊分工協作等教學方法支撐預期學習成果的實現。

2.2.1 根據預期目標產出優化教學內容設計

依據上述表1 所列舉的預期學習成果的制定，將工程實訓銑工教學內容分為銑工基礎知識、魯班鎖半成品加工、魯班鎖加工與裝配、創意臺燈設計與制作四大模塊，每個模塊所包含的具體教學內容、教學方法以及所對應的預期學習成果產出，如表2所示。

表2 銑工實訓課程教學設計的制定

在教學內容安排上循序漸進，從機床結構的講解到魯班鎖加工，再到創意臺燈的制作，讓學生一步步地掌握機床操作、刀具使用、工量具使用、工藝安排以及產品的創新設計與制作。教學方法采用項目驅動、問題導向、團隊分工協作等方法，充分調動學生的學習主動性。教學過程中以學生為中心，教師充當組織者和引導者，和學生一起參與到學習當中，創新學習方法，實現教與學的互相融合。采用OBE 教學理念進行工程實訓銑工教學內容設計，在課程的豐富和學生的主觀能動性發揮上起到了良好的效果，能夠較好地實現學生的預期學習效果。

2.2.2 根據預期目標產出制定具體教學實施方法

1）銑削基礎知識的教學，主要采用線上自學、多媒體展示、理實一體化等教學方法。在具體教學實施上，筆者所在學校參加工程實訓銑工實習的學生一般約為20 人/次，學生需要提前分為四組（4~5 個人一組），實訓教師提前布置線上作業，要求學生自學銑削相關基本知識，學生以組為單位完成；銑削實訓線下上課時，首先用多媒體展示出銑削加工的基本知識框架，然后讓學生以組為單位自主講解所自學的內容，四個組依次進行，直到講完所有要求掌握的基本知識。自主講解期間，實訓教師負責解釋學生存在疑問的點，整個過程充當學生學習的組織者和引導者，與學生一起共同完成銑削基礎知識的學習[7]。

2）銑削加工實際操作教學采用示范教學的方法，然后通過項目驅動式教學（長方體的加工）使學生進一步熟悉和掌握銑床的基本操作及加工工藝。在長方體的加工過程中，難點在于工件精度的控制，尤其在位置公差（平行度）的控制上，需要學生多多實操練習[8]。影響工件平行度誤差的因素很多，以往的教學是提前告訴學生其影響因素，讓學生在加工中去避免，從而控制工件的精度，實踐證明教學效果一般。在項目式教學銑削教學方法實施上，采用理實一體化的教學方法，讓學生在實踐中發現問題，實訓教師輔助解決問題，學生從中得到領悟，從而加工出合格的產品。項目加工完畢后，學生需要對自己的加工件進行分析，每個組要列出工件各個尺寸精度控制的加工影響因素以及解決相關問題的方法，通過這個過程，實現對學生預期能力目標的產出。

3）銑削加工實訓除了培養學生掌握基本理論知識以及銑床基本操作能力外，機械類專業的學生還需要掌握利用所學銑工知識解決相對復雜問題的能力。在教學實施方法上，引入了流水線方式加工魯班鎖半成品，提高了工件的加工效率，培養了學生的工程意識、團隊協作意識。采用項目驅動式教學（魯班鎖加工與裝配），使學生通過魯班鎖各種槽的加工、魯班鎖的裝配，進一步地理解基準的概念、裝夾方式的選擇、銑削方式的應用、公差配合的概念等知識。機械類學生需要進行綜合創新實訓，在完成前面實訓的基礎上，還要求學生利用魯班鎖榫卯結構自主設計并加工產品（創意臺燈設計與制作）。融入OBE 教學理念的銑工綜合實訓課程，充分激發了學生的創新思維能力，培養了學生的工程意識、質量意識、團隊意識、創新意識等，預期目標產出效果良好[9]。

2.2.3 預期目標產出的條件保障

工程實訓銑工課程預期學習目標的實現，除了教學內容設計與教學方法制定等教學策略的優化支撐外，在硬件條件上，筆者所在學校工程訓練中心機械制造實訓部2017 年整體搬遷至禹州校區實習實訓基地，整體的實訓設施和實訓環境得到了進一步提升。另外，中心領導在師資條件、教學資源、安全環境等方面也給予了足夠的重視，為實現銑工實訓預期學習目標產出提供了良好的條件[10]。

2.3 評估預期學習成果

預期學習成果的評估是OBE 教學理念不可或缺的一個步驟，也是后期做好銑工實訓教學持續改進的基礎，評估方法如表3所示。

表3 銑工實訓課程預期學習成果的評估方法

3 結語

綜上所述，OBE 教學理念在工程實訓銑工教學中的應用，能夠實現課堂從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，課程教學方式將原有的“填鴨式”教學改變為以學生自主探究為主的引導式教學。銑工實訓課程以預期目標導向為起點，反向進行教學設計，開展教學活動，能提高學生的學習積極性，進而促進該實訓課程預期學習目標的有效達成。將OBE教學理念運用到工程實訓銑工教學中的經驗，對工程實訓其他課程教學改革有著重要的意義。