基于成果導向教育理念的汽車制造工藝學課程教學改革

摘 要：作為汽車行業競爭主戰場，汽車生產領域智能裝備、高新技術的不斷引進，使專業技術人才缺口越來越大。為助力培養優秀汽車生產制造工藝工程師，針對現有學情，基于OBE教學理念，對車輛工程專業核心課汽車制造工藝學進行課程改革。以學生學習成果的目標導向，借鑒知識圖譜優勢、融合CDIO工程訓練思想，采用項目驅動與全程多維考核方式，構建具有實時反饋的理論與實踐教學多閉環實施鏈路。將學生學習情況作為反饋因素及時調整教學方法和手段，不斷提高課程教學質量，實現學生綜合素質與工程應用能力的全面培養，為未來職業發展打下堅實的基礎。

關鍵詞：汽車制造工藝學 成果導向教育理念 教學改革 課程評價

現階段，我國汽車工業正步入產品品質飛速提升階段，多品種、全系列整車和配套零部件的生產及相關產業體系集中度不斷提高，已使汽車工業成為我國制造業單一產品規模最大的行業。作為制造業集大成者，汽車產業不僅自身是實現智能制造、建成制造強國的最佳載體、龍頭和抓手，而且也對裝備制造業、工業軟件與操作系統、高校人才培養等提出了更高需求[1]。

汽車制造工藝學是車輛工程專業的主干課，其主要目標為培養合格的汽車制造工藝人才。對于工藝人員而言，要求能靈活運用工藝理論和工藝方法，秉承優質、高產、低耗原則，針對實際應用中的具體情況、具體問題具體分析[2]。因此，合格汽車制造工藝人才不僅懂知識，更要有能力。成果導向教育理念（Outcome-based Education，OBE） 是一種以成果為目標導向，以學生為本，采用逆向思維的方式進行的教學理念[3]。相比傳統教學，OBE理念在教育過程中既重視基礎和專業能力培養，又重視與工程實踐和實際應用的密切聯系[4]。為適應汽車行業發展需要，培養能夠適應汽車行業快速發展的汽車制造工程師，在智能制造背景下，基于OBE理念，探索、研究以OBE理念為導向的課程教學與實踐改革勢在必行。

1 學情分析

“汽車制造工藝學”包括汽車零部件加工與整車四大工藝兩部分內容，學科內容愈加豐富，不僅包含機械制圖、金屬工藝學、工程材料、互換性與測量技術、機械設計等理論，還涉獵了新材料、智能制造、先進管理等多個領域知識，具有理論性強、綜合度高、涉及面廣的特點。同時，課程理論源于生產，又指導生產服務，具有很強的工程實踐性。通過本課程學習，要求學生能夠綜合應用多學科知識，理解、分析并全面掌握現代汽車裝配與制造的各種主要工藝過程的理論知識，并了解最新發展方向，不斷拓寬自身的知識面和視野，完善知識結構和能力水平，成為滿足行業需求的優秀人才。

目前課程教學以“教”為核心，重點關注知識的傳授，教學方法單一，學生學習效果不佳，存在很多問題：

1.1 知識被動灌輸，學生缺乏興趣

制造工藝相關知識需要材料、力學、設計等多方面基礎，知識體系凌亂，理論邏輯性不強，且對學生而言，較為抽象、枯燥，被動灌輸式教學很難激發學生學習興趣。

1.2 理論與實踐脫節，學生綜合應用能力不足

目前課內實驗大部分采用虛擬平臺模擬仿真典型零部件加工工藝流程與視頻演示方式，沒有系統實操環節，理論與實踐應用相互聯系較少，不能綜合應用所學知識設計工藝，理解工藝實際對生產實踐的指導性作用。

1.3 實時性差，學生市場適應性不強

未來汽車制造技術正向智能化、敏捷化、虛擬化、網絡化、全球化、綠色化方向發展。企業對工藝人員的需求更多偏向新工藝、CAD、CAM技術應用等方面，以具備快速響應市場需求的能力。傳統教學以書本知識為自主，已無法滿足現代汽車制造工藝大環境的發展要求。

2 教學改革目標與實施方案

針對以上問題，基于OBE教學理念，將培養“具備理論功底扎實、實踐經驗豐富的汽車生產類創新型制造工藝工程師”為高階目標，圍繞知識、能力、素質培養的課程目標，以學生為中心，在搭建以教學資源為支撐，以知識體系為基礎，以問題解決為核心，以能力培養為目標的四層課程體系基礎上，結合CDIO工程教育理念，構造如圖1所示多閉環教學實施鏈路，通過問題與測試結果形成實時反饋。

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運行（Operate），“構思”包括需求分析、技術設計、工藝流程開發；“設計”包括項目計劃、設計圖紙和方案實施；“實現”特指將設計變為產品的過程；“運行”是對產品的評估過程[5]。采用CDIO理念，以汽車類產品研發到產品運行的生命周期為載體，通過項目驅動形式，有效激發學生主動性。具體實施步驟為：

（1）采用“體系化”方式，完善資源體系建設。淺化概念教學，深化思維分析，以學生為主體進行課程教學設計，引導學生自主學習，關注學生學習動態，根據課堂與測試反饋，不斷改進教學手段與方法。同時，通過企業實踐、參觀、交流等方式，了解更多汽車類生產過程與特點，并收集典型案例；貼合教學設計，優化各項教學資源。

（2）將OBE理念和兩性一度融入課程，借助知識圖譜優勢[6]，分解章節重難點，將碎片化知識系統化。結合第一層資源體系，構建知識圖譜，使思維過程圖像化、可視化，引導學生發掘課程內容內在規律同時，有效幫助學生分析問題，整理思路、強化記憶[7]，清晰展示“教與學”的思維過程，化解課程內容繁雜、知識點多與學時有限之間的矛盾。

（3）采用項目驅動方法，以問題解決為核心，培養學生整體把握、局部理解、逐個擊破的解決問題思路。改變傳統“講聽式”的教學模式，結合汽車制造工藝學相關內容及車輛工程專業學生特點，以汽車發動機的連桿為項目載體，基于OBE理念，以學生的能力產出為核心，采用圖2所示的項目驅動方式進行教學設計。

如圖2所示，通過對連桿功用、結構及特點分析，綜合講解生產綱領與生產類型、定位原理及方法、工夾具設計、加工工藝流程等理論知識，進行連桿加工工藝流程設計，并采用虛擬仿真與實習環節對結果進行驗證。在此基礎上，引導學生系統性思考不同生產綱領下工藝方案的區別，以及使用鈦合金、粉末冶金等新材料后，加工工藝的改變。以項目驅動方式，以學生能力培養為導向，融合實物解析法、多媒體組合教學法、任務驅動教學法、研討問題教學法、啟發式教學法及項目和過程導向法等手段，從三橫三縱方向進行教學設計，實現“教、學、做”三位一體。

（4）結合CDIO理念，借助CAM、Catia/UG等軟件平臺，利用學生的綜合實驗訓練項目，鍛煉學生的數字化工藝的3D仿真，并鼓勵學生參加3D創新與各類相關等賽事，通過實踐或競賽提高自身能力。

通過上述以項目驅動方式，構建多回路教學反饋機制，實時結合學生學習情況，對教學設計與模式進行不斷修正的教學改革，基于CDIO標準實現了OBE的具體培養要求[8]。

3 課程評價考核

結合OBE教學理念，以學習成果為導向，對汽車制造工藝學教學內容進行模塊化分析，注重學生的學習過程以及綜合能力的考核，實施全過程、多維度的評價考核[9]。根據圖1多閉環教學實施鏈路，將考核劃分為課內、課后、實踐與期末四個模塊，采用平時成績、實驗成績、期末考試成績三位一體的多角度全過程考核方式，各部分分值比例見表1。

除終結性理論基礎及應用考核外，在課程實施過程中，不僅將過程性評價貫穿于課程的教學全過程，并作為實時反饋，對教學設計與進程進行調整指導。課內通過學生課堂表現、專題討論效果及隨堂測驗結果等，考查學生的知識掌握、技能操作、團隊協作、自主學習等方面的學習情況。課后通過作業進一步鞏固和檢驗學習效果。結合課程知識模塊，設置章節測試，綜合檢驗學生對知識系統性的掌握情況。同時，結合CDIO項目驅動過程中學生參與度與項目實施結果，檢驗學生對理論知識綜合理解程度及解決工程實際問題的能力。此外，實踐考核還可通過競賽成績、專業證書等方式進行成果轉化?；贠BE理念，通過全程性過程考核跟蹤，實時反饋學生學習情況，針對學生學習薄弱環節進行原因分析，不斷改進教學進程與教學設計，持續優化教學模式。

4 總結

汽車工藝是汽車生產中最為活躍的因素，在實際應用中，工藝不僅是落在紙上的規程，還是工藝技術人員對問題的解決能力，只有教會學生活學活用，才算達成應用型人才培養目標?；贠BE理念，對理論教學進行逆向設計。同時融合CDIO思想，引入項目驅動方式，結合不同生產方式對工藝的要求，分析工藝路線的靈活性，激發學生學習興趣，教“活”工藝，教活課堂，讓學生在學習課程的過程中，具備制訂典型汽車零部件機械加工工藝規程、進行專用機床夾具設計的初步能力，具有分析解決汽車產業工程問題的能力、機械設計能力和創新能力。

參考文獻：

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[3]顧曉薇，王青，胥孝川，等.基于OBE理念的采礦學國家一流“金課”建設[J].高教學刊，2023，9（14）：1-4.

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[9]顧玉萍，張恒，唐根麗.新工科背景下融合OBE-CDIO理念的工程管理專業設計類課程群改革探索[J].創新創業理論研究與實踐，2022，5（20）：170-173.