基于成果導向教育理念的互換性原理與測量技術課程教學研究

摘 要：文章以OBE教育理念為導向，從課程目標、教學內容、教學方法和評價方式四個方面，探討“互換性原理與測量技術”課程的教學改革，旨在提高學生學習的積極性和發現問題解決問題的能力。

關鍵詞：成果導向教育理念 互換性原理與測量技術 課程改革

2016年我國正式成為《華盛頓協議》的簽約會員，自此在我國通過專業認證的工科專業，其畢業生的學位可以得到《華盛頓協議》其他組織的認可。成果導向教育理念（Outcome Based Education，OBE）是工程教育專業認證遵循的三個基本理念之一，并已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流。OBE教育理念由美國學者Spady等人提出，是以希望學生達到的學習結果（課程目標）為中心來組織、實施和評價教育，用OBE理念引導我國工程教育改革，具有重要的現實意義。

“互換性原理與測量技術”是機械相關專業的學科基礎課，是機械設計與機械制造之間的橋梁和紐帶，該課程的主要內容（尺寸公差、幾何公差和粗糙度等）是學生畢業后從事專業工作的必備知識基礎。同時，該課程具有涉及知識面廣但課時量少、硬性標準多但工程應用又非常靈活的特點。基于此，本文從教學目標、教學內容、教學方法、評價方式等方面探討基于OBE教育理念的課程教學改革，旨在讓學生在課程學習過程中能夠更好地掌握所學知識，并在畢業后的專業工作中靈活應用以解決復雜工程問題。

1 合理制定課程目標

傳統教學和OBE教育理念的一個重要區別是，傳統教學更重視課程內容的傳授，而OBE理念更重視預期學習結果（課程目標），即學生在完成課程學習后應該“知道”什么或者“實際能夠做”什么，然后以此目標為中心進行教育教學的組織、實施和評價。而制定合理的課程目標需要授課教師考慮多方面因素：①明確課程要達到的知識、能力和素質目標；②理解該課程與其他密切相關課程（例如機械設計和機械制造技術課程）之間的聯系，明確本課程在所授專業的課程體系中所起的作用以及所支撐的培養目標和畢業要求；③了解行業動態、發展現狀和發展趨勢，明確行業對人才的需求[1]。

作為機械設計與機械制造之間的橋梁，“互換性原理與測量技術”這門課程主要培養學生對于機械產品的精度設計能力和產品合格性檢測的能力，以及精益求精的工匠精神[2]。綜合考慮以上多方面因素，制定課程目標如表1所示。

2 整合重構教學內容

基于OBE 理念確定了課程目標，為了保證目標的達成，需要根據目標合理規劃教學內容。該課程共32學時，課時量較少，需要根據目標對課程內容進行合理的整合和取舍，使各分散知識點形成有機統一整體。

根據“互換性原理與測量技術”的課程目標，課程學習完成后，學生需要達到的目標主要包括兩個維度：知識能力目標和素質目標。其中，第一維度的知識能力目標又包括兩個方面：機械產品的精度設計和產品檢測能力。根據知識能力目標，將該課程的教學內容整合為6模塊，如表2所示。第二維度的素質目標是培養學生團隊合作精神、精益求精的工匠精神和自主學習的能力，素質目標貫穿于知識能力目標的全部六個模塊。

3 選擇合適的教學方法

OBE理念主張以預期的學習結果為中心進行教育教學的組織和實施，而要使學生達到預期目標，需要“以學生為中心”，采用利于目標達成且學生參與度高的教學方法，同時要考慮課程的特點“因課制宜”。

3.1 線上線下相結合的混合式教學

本課程內容多、課時少，課堂時間非常有限，如果只采用傳統的純線下教學，很難達到預期的學習結果。而采用“線上+線下”混合式教學，將信息技術融入教學過程，開展靈活多樣的教學活動，可以充分調動學生學習的積極性、自主性、創造性[3]。

課堂教學過程中，以教師講授為主，輔助使用超星學習通發起討論、測驗等，豐富多樣的課堂活動既可以提高學生的參與度和積極性，也使有限課堂時間的利用更加高效。

為了達到預期的學習結果，除了高效的課堂教學，還需要充分利用線上資源將學習活動向課外有機延伸。課外的自主學習主要包括課前預習、課后復習、前沿拓展和課后作業，鼓勵學生在完成以上學習任務的過程中，充分利用大學慕課、智慧樹、嗶哩嗶哩等網站上的豐富資源自主學習。

3.2 減少理論灌輸與增加工程案例相結合

OBE理念注重“以學生為本”，同時重視培養學生解決復雜工程問題的能力。因此，在課堂教學中，應該適當減少教師單向的理論灌輸，增加機械設計和機械生產相關工程案例的使用，并以工程案例為課程知識點的起點、背景和落腳點，引導學生從工程案例中發現問題、提出問題，并最終能夠根據需要掌握的知識點解決問題。

以知識模塊三“幾何公差”為例，在完成了模塊二“尺寸公差”的學習之后，在學習模塊三的知識之初，可以引入工程案例“某農機企業生產部門接收到一張如圖1所示的尺寸標注完全的齒輪軸圖紙，如果按此圖紙加工出來如圖2所示的零件，假設你是一名質檢工程師，經測量發現所有尺寸均合格，請問你是否會判定該零件為合格？為什么？”通過對此工程問題的思考和討論，學生可以更加深刻地理解幾何公差在機械設計和生產中的重要性，激發學習興趣；另外，在幾何公差知識模塊的學習過程中，可以在此案例的基礎上，逐漸引入形狀、方向、位置、跳動等公差項目，并將其標注在該圖紙上；模塊三學習結束之時，齒輪軸圖紙的幾何公差標注也同時完成。

以一個工程案例貫穿知識模塊的學習過程，可以增加學生的參與感、主動性和創造性，在潛移默化中鍛煉學生的工程思維，增強專業認同感。

3.3 實踐環節的合理設置

OBE理念注重培養學生解決工程性問題的能力，“互換性原理與測量技術”是一門工程性和實踐性很強的課程，因此課程的第六個模塊“課程實驗”在課程中占有很重要的地位，同時實踐模塊也是課程目標2的主要支撐。

該課程的實踐環節共占8個課時，對應四個實驗，但大多數情況下四個實驗項目的檢測對象均為教學專用教具且彼此獨立，工程性和相關性不足。如果將所有實驗項目的檢測對象設定為同一個機器或者部件（例如減速器），并配備有對應的裝配圖紙和零件圖紙，四個實驗項目分別檢測該機器或部件的四個方面（尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、齒輪互換性），可以更好地體現實驗的完整性和工程性，使學生對實際機械產品的檢測過程和產品質量理解得更加深刻。另外，為了鍛煉學生的自主性和創造性，在實驗前嘗試讓學生根據圖紙和檢測項目制定實驗方案，然后教師點評并一起確定最后的方案，最后學生在教師的指導下進行相應的實驗操作、得到實驗數據、完成數據處理和實驗報告的撰寫。

4 多元化教學評價

課程考核是衡量課程目標是否達成的主要手段，傳統的考核方式看重期末考試的卷面成績，而輕視學生的平時表現。這就會導致部分同學平時表現較差，但是通過考前突擊的方式最后取得了不錯的考試成績[4]。這樣的評價方式太過片面，有失公平，且無法真實體現課程目標的達成情況。

因此，需要對傳統的考核方式進行改革，加大過程性考核在綜合成績中所占的比重。比如期末卷面成績和過程性考核成績各占 50% ，其中過程性考核的50%又分為3個部分：兩次單元測試（20%）、實驗綜合（10%）、平時成績（課堂表現5%、自主學習5%、作業10%）。另外，期末試卷的考核應該明確每個課程目標由哪些題目來支撐和體現，且題目中應該減少死記硬背的內容，重視知識的應用性和工程性。

持續改進是OBE理念的重要組成部分，一學期的課程結束后，需要依據學生的期末卷面成績和過程性考核成績，綜合計算學生課程目標的達成情況。若達成情況不理想，需要進一步優化課程教學內容、教學方法和教學評價方式，并以此來指導接下來新學期的課程教學。

5 結語

OBE理念主張以預期的教學成果為導向來組織、實施和評價教育，本文基于此理念從課程目標的確定、教學內容的規劃、教學方法的選擇和評價方式的改革四個方面，探討“互換性原理與測量技術”這門機械類專業基礎課的課程改革。期望經過課程改革后，學生學習的積極性、自主性和創造性能夠得到明顯提高，學生發現問題、提出問題、解決問題的能力能夠不斷提升。

基金項目：山東農業工程學院名課程“互換性原理與測量技術”建設項目；山東農業工程學院教學研究與改革項目（新文科專項）：新文科視角下“互換性原理與測量技術”課程教學改革實踐。

參考文獻：

[1]李仕春，華燈鑫，趙恒，等.基于OBE理念的“互換性與測量技術”課程教學改革[J].工業和信息化教育，2023（8）：1-5，10.

[2]郭瑞瑞，曹福來.基于CDIO理念的《互換性與測量技術》課程教學的優化研究[J].汽車教育，2020（16）：196-198.

[3]龔嬋媛，卞翔，袁明新.“線上+線下”混合式金課建設探索實踐[J].大學教育，2022（12）：65-67，112.

[4]王建彬，王介石，江本赤.工程教育認證OBE 理念在互換性課程教學中的實踐與探索[J].宜春學院學報，2019，41（12）：117-122.