面向產出的“機械部件設計”課程目標評價與持續改進

王海雄，嚴天祥，代宣軍，沈中華

（桂林理工大學 機械與控制工程學院，廣西 桂林 541004）

0 引言

工程教育對支撐和促進國民經濟建設具有重要意義，是我國高等教育的重要組成部分。為保障工程教育質量，我國已經推行工程教育認證。目前實施教育部組織的專業評估認證，是以學生掌握知識的成果產出導向為培養核心。這種培養模式打破傳統教學理念，使得教學以教師為中心轉變為以學生為中心，對教學過程的要求發生根本性的改變。根據工程教育認證相關要求，專業建設和課程設置要以培養目標和學生核心能力提升為衡量教學成果的重要指標，確保教學質量，讓學生能真正做到學必有得，學有所用。

筆者學校機械設計制造及其自動化專業正按照工程教育認證的基本要求開展課程教學與質量目標評價，為該專業今后的快速發展打下了堅實的基礎。如何評估學生的學習成果并促使教師教學的持續改進，使學生畢業所具有的知識和能力滿足工程教育認證的基本要求，這是新的培養模式和教育理念對教師教學和學生培養過程提出的深刻問題。因此，基于工程教育認證的面向產出的課程教學質量評價具有重要的現實意義。

“機械部件設計”是一門面向機械專業開設的綜合實踐課程，旨在使學生掌握機械產品部件設計的一些基本概念和要素，掌握機械產品系統設計的概念、思想和方法，開始注重培養專業的設計思維方式，使學生熟練運用創造性思維和設計的創造方法進行機械設計。這門課作為工程教育專業認證體系里的一門機械設計制造及其自動化專業核心實踐課程，故整個課程的質量評價均應圍繞著工程教育認證機制展開，注重對學生創新設計思維力與解決分析問題的能力的評價，以使學生達到與企業用人要求對標的專業綜合素養和能力。

1 課程目標

“機械部件設計”是“機械設計”課程教學中的一個重要實踐性環節，是機械設計制造及其自動化專業學生在學習“機械設計”課程后進行系統深入的綜合實踐性教學，旨在培養學生機械零部件方案設計、設計計算及繪圖方面的能力，并在實踐中樹立精益求精的工匠精神，為學生學習后續課程、從事工程技術工作與科學研究打下堅實基礎。通過本課程學習，學生達到目標：1）熟悉常用傳動機構的類型、性能和適用范圍，能根據工作機的功能要求和工作條件，選擇合適傳動機構類型并確定其布置順序；2）能夠運用機械專業基礎知識與機械設計有關的標準、規范、設計手冊等技術資料對機械設計過程進行有效分析；3）運用機械設計課程的基本理論和方法進行機械零部件設計，能正確運用機械繪圖工具和規范繪制機械零部件工程圖紙；4）能夠根據機械系統中的傳動件、支承件、連接件等典型零部件的功能、性能、成本等指標進行研究方案的設計。

2 課程評價實踐

2.1 定量評價

課程評價采用定量評價與定性評價相結合的方法。定量評價主要針對本校機械制造設計及自動化專業2020 級全體學生的機械零部件設計課程的成績開展定量評價。取本課程所有學生各考核環節成績，若學生總數為N個，基于成績考核法的第i個課程目標達成值表示為：

“機械部件設計”課程的考核包括機械零部件設計的說明書、零件圖和裝配圖（設計圖）、過程考核和答辯五個部分，各考核方式支撐的課程目標及成績的比例見表1。

表1 “機械部件設計”課程目標達成成績構成表

根據全部學生的各課程目標成績計算出各課程目標達成值后，對本課程考核結果進行定量評價柱狀圖分析，如圖1 所示。以0.6 為課程目標期望值，課程目標1、2、3、4 的達成值分別為0.806、0.814、0.810、0.804 程目標1、2、3、4 的達成值都達到期望值。從圖1 可以看出，本專業全部學生對本實踐課程的學習處于較理想的狀態。這與過程考核、設計說明書、設計圖與答辯成績等是吻合的。但與往屆本課程的目標達成值相比較，四個課程目標的達成值均有所降低。

圖1 “機械部件設計”課程目標達成值定量評價柱狀圖

對本課程103 名同學的考核結果進行個體差異分析，分析結果如圖2 所示。粗直線條為課程目標期望值。個體評價分布圖的分析結果表明：有1 個學生課程目標未能達到各課程目標期望值；課程目標1、2、3、4 未達期望值的學生代號為89，由于該學生未提交設計說明書和圖紙，這門課的成績記為0 分；本實踐課程的課程目標達成值都較高，從過程考核、設計說明書、設計圖與答辯成績的分析可知，4 個環節的成績普遍較高，這樣使得每個學生的總成績較高，從而有較高的課程目標達成值。

圖2 “機械部件設計”課程目標達成值個體差異分析

2.2 定性評價

定性評價法則通過向學習本課程的所有學生發放調查問卷的方式收集數據?；趩柧碚{查課程目標達成值計算式：

問卷主要涉及本課程目標達成情況評價，每一項課程目標設五個檔次，對應課程目標達成從低到高的質量分布。取本課程所有學生的課程目標達成值問卷調查結果，見表2。

表2 “機械部件設計”課程目標達成情況問卷調查結果

對本課程103 名同學的定性評價結果進行柱狀圖分析，課程目標1、2、3、4 的達成情況如圖3 所示，粗實線條為課程目標期望值。從圖3 可以看出，各課程目標達成情況和定量評價基本一致，課程目標1 和課程目標4 達成值最低，說明對這兩個課程目標的教學需要重點改進，使學生更加滿意。

圖3 “機械部件設計”課程目標達成值定性評價結果

3 課程目標達成值評價結果分析與持續改進

本課程各課程目標的定量評價法達成值和定性評價法達成值如表3 所示。從表3 可見，本課程的課程目標全部達成，課程目標4 的定量評價法達成值和課程目標1 的定性評價法達成值最低，表明學生在機械零部件設計過程中不能充分考慮功能、性能、成本等指標，以及不能很好地運用機械設計課程的基本理論和方法。由于本課程的課程目標與畢業要求指標點為一一對應關系，因此，課程目標達成值的評價結果可作為畢業要求指標點的達成值評價結果，可以為后續的畢業要求達成值評價提供數據依據。

表3 “機械部件設計”課程目標達成情況評價結果

根據定量評價法的課程目標達成情況評價結果，本課程的課程目標達成值評價結果分析如下：

（1）課程目標1 要求學生能根據工作機的功能要求和工作條件，選擇合適傳動機構類型并確定其布置順序。課程目標1 的定量評價達成值較低，表明學生對常用傳動機構的類型、性能和適用范圍知識掌握不夠好。后續教學過程中，繼續加強對學生根據功能要求和工作條件進行傳動機構選型能力的指導，并增加學生對這方面的實踐練習。

（2）課程目標2 要求學生能夠運用機械專業基礎知識與機械設計有關的標準、規范、設計手冊等技術資料對機械設計過程進行有效分析。課程目標2 的定量評價達成值較高，表明學生能較為熟練運用機械專業基礎知識和機械設計有關的技術資料。后續教學過程中，要求學生運用機械專業基礎知識和查閱機械設計技術資料等能聯系實際機械設計項目，以提高這方面的能力。

（3）課程目標3 要求學生能夠運用機械設計課程的基本理論和方法進行機械零部件設計，能正確運用機械繪圖工具和規范繪制機械零部件工程圖紙。課程目標3 的定量評價達成值較高，表明學生機械零部件設計和繪制工程圖紙的能力較強。后續教學過程中，進一步加強對學生機械零部件設計、運用機械繪圖工具、規范繪制機械零部件工程圖紙等能力的培養。

4）課程目標4 要求學生能夠根據機械系統中的傳動件、支承件、連接件等典型零部件的功能、性能、成本等指標進行研究方案的設計。課程目標4 的定量評價達成值最低，表明學生在機械零部件設計過程中需要進一步考慮型零部件的功能、性能、成本等指標。后續教學過程中，要注重引導學生在機械零部件設計過程中考慮典型零部件的功能、性能、成本等指標。

4 結語

在工程教育認證面向產出的基本理念的指引下，“機械部件設計”課程評價從設計說明書、工程圖紙以及平時成績等方面進行綜合定量評價，參考基于問卷調查的定性評價，可以較為真實反映本專業的全體學生對課程知識的掌握情況，并通過課程達成目標的結果分析，提出持續改進措施，為下一年的本課程的教學改革奠定堅實的基礎。通過教學實踐并鼓勵學生參加機械部件的裝配案例，有效促進學生對常見的機械部件設計基本理論知識的掌握，學會解決機械工程領域較為復雜的工程問題，掌握本專業領域的發展概況和最新前沿，樹立機械工程師應有的職業道德和敬業精神，最終達成工程教育專業認證對該課程的要求。