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基于OBE理念的机械制造基础课程教学改革

来源:用户上传      作者:覃群 王天国

  摘  要 针对高校机械制造基础课程,提出采用基于成果导向教育(OBE)的课程改革思路,详细介绍设置合理的课程目标,以及围绕课程目标所实施的教学方法和考核评价方式,并对改革前后的效果做了对比。实践表明,基于OBE的教学理念进一步明确了本课程的教学目标,加强了对学生的过程考核,达到较好的教学效果。
  关键词 OBE;机械制造基础;课程改革
  中图分类号:G642.0    文献标识码:B
  文章编号:1671-489X(2019)19-0099-03
  1 前言
  OBE(Outcome based education),即成果导向教育,也称能力导向教育。传统的课堂教学需严格遵守教学进程,采用统一的教学模式、教学内容和教学方法。OBE的教学理念,要求教学设计、教学过程、评价、毕业要求均聚焦于学习成果,学生一开始就有明确的目标,清楚所期待的学习内涵和学习成果,而教师也要设计适宜的教学体系来保证学生达到预期的学习成果。目前,该教育理念已成为教育改革的主流理念[1]。
  机械制造基础课程是材料、机械、汽车专业学生必修的基础课程,是工程训练课程体系的理论基础课程之一,是衔接本学科基础知识和工程應用的重要桥梁,在培养学生的工程素质和综合能力上发挥着极其重要的作用。目前,该课程主要存在以下几个特点。
  1)内容涵盖较多,实践性强,传统的教学内容与新材料、新工艺的矛盾突出。机械制造基础课程内容抽象、知识点多、实践性强。另外,随着科学技术的不断进步,各种先进制造技术应用于工业生产,如何让学生未来更好地适应社会需求,也给广大教学工作者带来不小的挑战。目前,大多数传统的教学模式仍然是以教师教学和学生被动学习为主,由于学生没有生产实践的经验,故学生难学、教师难教,教学过程枯燥无味,学生听不懂且不会做,尽管加上金工实训,也难以适应现代社会发展的需要。
  2)近几年,我国高校每年有几十万机械类或近机械类专业毕业生踏入社会,为相关行业的飞速发展提供了重要的人才支持。但同时,毕业生与企业实际需求之间的矛盾非常突出,怎样使毕业生满足企业的需求,实现理论与实践对接,已成为中国科技与工业发展的焦点问题[2]。
  鉴于本课程的上述特点,笔者所在的课程组经过不断地改革与尝试,拟将OBE的教学理念引入机械制造基础的课程教学中,采取“反向设计—正向实施—持续改进”的循环模式,以学生需要达到的毕业要求能力为指标点,重新设置课程目标,其中既包括需要掌握的理论知识目标,也包括能力目标,并为此重新设计了教学过程,以帮助学生达到他们期望的目标。对于学生所获得的学习效果,也不仅仅凭借最终卷面考试分数作为评价点,而是在教学中加大过程考核力度,旨在培养学生的自主学习和持续学习的能力,并为本专业的工程教育专业认证奠定基础。
  2 课程改革具体内容
  本课程从OBE教学理念出发,重新设计教学过程,反映学生在教学过程中的主体地位,注重以学生为中心,旨在提高学生的学习自觉性,提高学习效率。具体改革思路围绕课程目标、教学方法、考核方式三部分展开,路线如图1所示。主要是根据通用标准毕业要求设置合理的课程目标,并围绕课程目标设计教学方法,制定多元化的考核方式,帮助学生达成最终培养目标和毕业要求,并结合各个教学目标的达成度情况和学生在教学过程中的具体表现,为实现持续改进提供措施和切入点。下面介绍具体思路。
  以毕业要求为出发点,修订课程目标  笔者所在的课程组通过与毕业生访谈、学期结束后展开问卷调查等多种形式并参考其他调查结果,根据课程体系的培养目标和毕业要求确定课程的学习成果,按照“能力要求→课程培养要求→教学内容安排”的方式编写了本课程的课程目标。主要包括:
  1)掌握常用工程材料的性能、种类及其改性方法,能够针对不同的工程应用环境和选用原则正确选择材料;
  2)掌握铸造、压力加工、焊接成形等毛坯的成型方法以及切削加工方法的基本原理、工艺特点和应用;
  3)能合理选择零件毛坯的成形和加工方法,经过理论分析,能证实方案的可行性,获得制定零件加工工艺的初步能力;
  4)教学环节的详细设计,使学生能够在教学过程中积极学习,激发学生的学习热情,培养学生的终身学习能力和团队有效工作的能力。
  引入基于OBE理念的教学方法  基于OBE理念的教学方法设计强调学生在学习中的主体地位,引导学生积极思考,激发学生的求知欲,实现学生从被动接受知识到积极吸收知识的转变。在本课程的具体教学过程中,笔者所在的课程组开展了譬如案例法教学、“讲—学—评”方式结合的教学和多模式教学方法,如课堂和课外结合、线上和线下结合等。
  1)案例教学法。在教学中根据具体课程内容设置案例,如针对某个问题围绕日常生活中的现象展开,引导学生讨论。如讲到钢的性能与应用时,可以从中国的桥梁发展趋势出发,介绍在武汉长江大桥、南京长江大桥、芜湖长江大桥等桥梁建设中新材料的应用[3],让学生既对不同合金钢的牌号及性能、应用有了进一步的认识,也看到中国日新月异的发展,激发学生的爱国热情。
  2)“讲—学—评”的教学方法。OBE理念倡导在教学过程中的师生协同合作,共同分享学习成果,享受学习的乐趣。因此,在本课程教学过程中,笔者开展以学生为主体、教师评价的合作教学模式。如讲到“特种铸造”时,可以安排学生4~5人为一组,在小组内分别针对不同特种铸造方法展开讨论,小组成员共同查阅资料,形成一份完整的PPT,上台汇报讨论结果并进行PPT展示,教师和其他学生进行点评。只有将学生纳入课程设计中,才能调动学生学习的积极性和表现力;也只有采用多种形式的课堂互动,才能使整个课堂气氛真正活跃起来。
  3)加强理论与实践的联系。在教学过程中应注重学生知识的拓展和实际应用。笔者在教学过程中,为了加强学生的理解,采用课内课外结合的方式,将学生带到学院的汽车零部件展厅进行现场教学。譬如借助实例发动机的缸体,让学生学完理论知识后,再通过认识实体,进一步现场讨论该零件所用的材料、所采用的成型方法,鼓励他们大胆发言,将自己的理解和大家分享。通过此方式,课本内容不会显得空洞,实践也不会没有理论指导,更让学生加深对此知识点的理解和掌握。此外,也改变了学生理论与实践脱节严重的情况。   3 多元化的考核方式
  傳统的考核方式大多是以“一张卷子定成绩”来确定学生学完本课程的最终成绩,存在很大的不足。对于一些不爱学习甚至无故逃课的学生而言,他们考前突击或者利用复习资料也能侥幸过关。从长远看,学生的学习兴趣较弱,学习效果和学习能力也没有提高。
  本课程通过前期复合式的教学方法设计,不仅可以提高学生的学习兴趣和主动性,也改变了传统的考核方式,为课程考核提供了多元化的考核途径,旨在降低期末考试成绩的比重,增加过程考核分量,鼓励学生参与整个过程,提高学生的积极性和主动性。
  本课程的学生成绩由多个部分并按一定的比例组成,以此来确定学生的综合成绩,具体为:总评成绩=PPT课程内容汇报(10%)+单元测验(4次,20%)+课程报告(10%)+卷面成绩(60%)。其中,PPT课程内容讨论汇报展示成绩包括资料查阅、PPT撰写、现场汇报三部分;单元测验围绕三个课程目标进行,重点是学生对基础知识的理解和综合运用;课程报告包括资料查阅整理和报告的撰写。需要强调的是,每一个过程考核都有其评分标准,做到对于学生而言,每一分都有理有据,学生也从中了解到参与教学过程的重要性。通过课程多元化的考核方式,发现学生平时学习积极了许多,不再只是期末突击复习以应付考试了[3]。
  4 课程达成度分析与持续改进
  为了进一步把握学生学完本课程后对预期目标的达成情况,笔者所在的课程组也设定了多个环节全方位地进行评估。在教学考核结束后,课程组对本学期学生学完本课程后的知识目标和能力目标的体现进行达成度分析,且落实到每位听课学生上,并就评价结果进行分析,以期实现持续改进。
  图2为2018—2019年度学生对于本门课程四个课程目标的达成度评价图。由图2可知,课程改革后,本学期四个课程目标的达成度都达到预期值(0.6),其中课程目标3达成度略低。经过分析,课程目标3重在考查学生能够合理选择零件毛坯的成形和加工方法,并证实方案的可行性,需要学生对知识能够综合运用,并能将理论知识和实践结合,难度较高。因此,笔者所在的课程组也准备在下学年进一步优化课堂教学方法,增加涉及综合实践的例题讲解和讨论。
  图3中a、b、c、d分别为每个学生针对各个课程目标的达成度统计图。笔者也对图中达成度较低的学生进行了学情分析,主要从课堂表现、平时测验以及卷面成绩做出综合评价和分析,并将评价结果反馈给班主任或学工教师。通过个别谈话、侧面调查、重点关注等方式,帮助边缘化的学生,使他们获得主动学习的能力。
  同时,在完成课程教学后,笔者还对选课学生进行问卷调查,请学生自评课程毕业能力达成情况,以及对本课程教学方法和考核方式进行评价,提出改进建议。教师在与学生的互动交流中,也要注重收集学生的反馈信息,不断进步,只有师生共同努力,才能打造一门合格的课程。
  5 结语
  长期以来,学生受传统教学的影响,习惯于被动接受,不会质疑和提出问题,自然也就缺乏创新和探索的勇气与能力。而OBE教学理念的核心是以学生为中心,这是一种以探究为基础的学习,旨在发掘探索学生的学习主动性和积极性,让学生做到学有所得、学有所获。而为了检验学生的学有所得,教师要不断改进教学方法,从原来的告诉式教学模式转换为启发式、指导式教学模式。教学改革是一个长期的且需要教师持之以恒、不断改进的工程,机械制造基础课程改革仍处于探索阶段,还需要不断地改进和提高。
  参考文献
  [1]施晓秋.遵循专业认证OBE理念的课程教学设计与实施[J].高等工程教育研究,2018(5):154-160.
  [2]肖志锋,张帆,吴南星.基于工程教育认证的《机械制造基础理论及实践》教学改革[J].农业工程,2017,7(3):
  150-152.
  [3]吴文剑,兰善红,范洪波.基于OBE理念的《材料工程设计基础》教学改革与探讨[J].东莞理工学院学报,2017,
  24(5):107-109.
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