基于產出導向的《金屬材料工廠設計》課程教學改革與實踐

唐誼平 侯廣亞

摘要：《金屬材料工廠設計》是本科金屬材料專業必修的設計類課程，需要體現和考核學生專業知識的綜合應用能力。文章提出以產出導向為原則，對該課程進行教學改革，以提高學生專業水平和綜合素質，實現人才培養和實際需求相結合。

關鍵詞：工廠設計;產出導向;教學改革與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）36-0104-02

一、前言

近年來，工程教育認證在國內高校積極展開，倡導產出導向（OBE）理念，即強調專業教學設計和教學實施以學生接受教育后所取得的學習成果為導向，并對照畢業生核心能力和要求，評價專業教育的有效性。OBE理念完全符合現代教育潮流，也是高校課程教學的基本原則。《金屬材料工廠設計》是一門涵蓋多個學科知識的設計類課程，是專業課程知識的綜合應用。但在實際教學過程中發現諸多問題。在OBE理念指導下，作者對《金屬材料工廠設計》進行教學改革，以期提高學生的專業素養和綜合素質。

二、《金屬材料工廠設計》教學中存在的問題

1.課程簡介。《金屬材料工廠設計》是一門金屬材料專業中包含多個學科知識，在畢業要求中支撐多個指標點，體現技術與經濟相結合、知識與能力相配合的設計類課程。在該課程的教學過程中，涉及本專業《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《金屬成型加工》、《金屬熱處理》等相關知識，要求學生通過本課程的學習，掌握材料工廠設計的基本知識（如設計原則、設計流程等）、工藝流程、總圖布置、設備選型等與設計計算方法等;初步樹立正確的設計思想;了解設計的一般規律，具有工廠設計的能力，以及培養學生獨立解決問題和分析問題的能力;具有運用標準、規范、手冊、圖表和查閱有關資料的能力。該課程需為順利過渡到專業課程的學習及進行材料類工廠的設計奠定寬廣而堅實的基礎，因此它在教學中起著承前啟后的作用。

2.教學存在的問題。教學存在理論教學滯后、內容枯燥、課堂效果差等問題，主要體現在以下幾方面：（1）在教學內容方面，工廠設計內容繁雜、概念多、公式多，工程背景很強。目前的課程內容體系，主要根據“基礎設計知識—材料專業知識—其他專業知識”這一主線開展教學，涉及方方面面的內容和方法，知識點多，學習吃力，學生課堂參與度不高，課堂效果差。（2）在教學方法設計方面，目前課程教學以課堂講授、知識講授為主。大部分同學對工程實例感興趣而理論基礎參差不齊，現有的教學方式不能充分激發學生的學生興趣和積極性。（3）在考核方式方面，主要通過自行設計作品的手段對學生學習的效果進行評價，缺乏過程監控，不利于專業素養培養。現有考核方式已不能完全發揮督促學生學習過程和檢驗學生結果的考核作用。

三、基于OBE原則的教學改革探索

1.明確教學目標。根據本專業學生的培養計劃，明確本課程的教學目標。即通過本課程的學習，為畢業設計以及畢業后在金屬材料學科領域繼續深造或從事設計相關工作等提供堅實的基礎。可具體細分為三個目標：（1）掌握工廠設計的基本概念、分類，以及設計原則、設計過程、相關文件準備、政策法規及環境要求等基本知識。（2）培養學生的專業素質，掌握總平面設計、工廠工藝設計、工廠工藝計算、車間工藝布置等要求和專業技能，以及掌握設計工作中的技術經濟相關知識，具有金屬材料工廠的相關設計能力。（3）通過完成設計任務，培養學生的文獻查閱和數據收集整理的能力，培養團隊合作精神，使學生具備初步針對某一生產規模金屬材料工廠的設計能力，幫助學生樹立工程經濟理念和環境保護等思想。

2.強調學生為中心的教學方法改進。在OBE基本原則下，強調以學生為中心的理念，針對《金屬材料工廠設計》課程的特點，在課堂教學中以理論講授為引導，建立以學生主動學習為主的小組交流學習改革模式，充分培養學生的交流合作能力與專業素養能力等綜合素質。從工程對象的設計問題人手，構建適合小組交流學習的課程內容知識體系，構建以能力、素質為主的考核方式，從而培養學生分析問題、解決問題的能力，如圖1所示。（1）案例引導、目標導向。本課程針對的是大三學生的知識結構特點，把課程里的每章以及每個技術細節都與應用背景的目標導向相結合。在課程設計中融合具體案例，通過逐步講解，始終圍繞目標問題，引導學生在理論知識學習的同時，思考如何解決實際問題。這樣能將枯燥的理論講學變得生動和有意義。目標就像是航行的燈塔，可以指引課程教學有序、高效、健康地發展。（2）小組內、組間交流。合理劃分小組，充分考慮到小組人數、成員的均質性和異質性、成員的角色分配等。從工程對象的設計問題入手，構建適合小組交流學習的課程內容知識體系，通過課堂討論，現場匯報及點評等環節，提高學生團隊合作精神、交流溝通能力及專業知識的掌握等。另外，對各小組布置設計作業并要求自行設計完成，小組成員的分工、配合，以及各個小組間的交流討論非常必要，課堂創造條件進行組間交流，通過各個層次之間的交流對比，調動學生積極性，在專業知識學習的同時提高學生的交流溝通能力。（3）過程管理方法改進。《金屬材料工廠設計》課程的自行設計是檢驗教學成果的重要手段。教師應強化過程監管，一方面能及時解答設計中的難題，另一方面也可對學生設計進展進行把控。結合學生特點，加強面向自主學習能力、工程實踐創新能力培養的考核模式，著重增加項目設計考核部分的比重，突出項目設計在本課程教學過程中的重要性，引導學生主動參與、獨立思考，培養學生綜合所學知識進行實際問題分析和解決的能力。（4）考核力度加強。除了過程性管理和外，組織學生按案例進行小組項目答辯，綜合考核學生表達能力、合作能力、設計思路和設計細節等知識性要點，教師指出改進部分，學生隨后提交修改后的案例文本資料。教師依據設計過程、答辯成績和文本成績，給定最后考核成績。

四、結語

針對《金屬材料工廠設計》課程教學實踐中遇到的一系列問題，以OBE為原則進行了大膽改革創新，通過明確教學目標、案例引導、目標導向、小組交流、組間討論、獨立設計、多重指導的全方位、交互式的教學方法，充分調動學生的主觀能動性，提高學生的應用創新能力，進而提高課堂的教學效率，培養學生的專業素養和綜合能力。