基于成果導向教育的機械類專業實踐教學改革

于鳳云 唐慶菊 劉元林 張文生 蘆玉梅

摘要：實踐教學環節是應用型本科高校機械類專業課程體系中重要的組成部分，也是當今市場對工科人才培養的客觀需求，新工科教育更注重培養學生的實踐能力和創新能力，實踐教學環節在其中起著舉足輕重的作用。文章在分析傳統實踐教學存在問題的基礎上，基于成果導向教育構建了層級式實踐教學體系和相應的教學質量評價體系，并付諸實施，為新工科教育背景下學生解決工程問題能力的培養提供參考。

關鍵詞：成果導向教育;機械專業;實踐教學

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）44-0122-02

一、引言

成果導向教育是1981年美國學者斯派蒂（Spady）提出的教育理念，其核心是通過教學活動學生所達到的學習成果，注重學生獲得的能力。我國工程教育專業認證協會頒布的《工程教育認證標準》（2015）充分體現了這一教育理念[1，2]，機械類專業實踐教學環節是學生工程實踐能力和工程素質培養過程中關鍵的一環。因此，對現有實踐教學進行改革，對適應新工科建設和培養新時代機械工程師具有十分重要的現實意義。

二、機械類專業實踐教學存在的主要問題分析

在機械類專業課程體系設置中，實踐教學環節主要包括認識實習、生產實習、畢業實習、機械設計課程設計、專業課程設計、專業綜合實踐、專業綜合實驗、畢業實習、畢業設計等，形成了較為成熟的實踐教學體系，對機械類專業人才培養起到了巨大作用。隨著科技的發展和社會對機械類人才的需求，傳統機械類專業實踐教學存在的問題也日漸凸顯，主要體現在以下幾個方面。

1.教師的角色定位問題。在現有實踐教學中，教學的主體多以教師為主，實踐教學主體錯位，教師是整個實踐教學活動的主角，負責學生的學習，由教師指定設計內容、規劃設計進度、指導實踐環節，希望學生掌握什么樣的知識，具備怎樣的能力，學生是被動的。

2.實踐教學內容單一問題。在專業的各種實習、設計及實踐活動中，側重機械制造工藝的設計和機械結構設計中純技術性內容的設計，注重學生工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具等工程技術能力的培養，忽略工程實踐活動中學生工程與社會、環境與可持續發展、職業規范、個人與團隊、溝通、項目管理、終身學習等非技術能力的培養。

3.實踐教學評價的評教問題。教學質量優劣以教師指導的怎么樣為考核要點，以學生學會工程知識、了解設計方法、掌握設計理論等作為評價依據，評價標準大多比較宏觀，缺少對學生學習產出的評價和持續的形成性評價。

三、基于成果導向教育的機械類專業實踐教學改革

1.層級式實踐教學體系。借鑒國內外工程教育理念和模式，結合本專業教學實際，設計了自下而上、從單一到綜合、融知識能力素質培養于一體的層級式實踐教學體系。該體系共分三級，一級項目以畢業設計為主，創新設計訓練項目為輔，主要對學生進行綜合能力和創新能力的訓練和培養;二級項目為機械設計課程設計、專業課程設計、生產實習、專業綜合實踐、專業綜合實驗等，主要培養學生專業技能;三級項目為專業核心課對應的訓練項目，這類項目數量最多，內容緊密結合各門課程的教學目標進行設計，形式多樣。根據課程性質，三級項目可以進行理論設計、仿真模擬、試驗研究、實物制作等，主要培養學生的學習興趣，掌握課程的基本理論知識與技能。

2.由評教向評學轉變的實踐教學質量評價體系。（1）評價理念：教學的主體由教師為中心向學生為中心轉變，教學評價由教師教得怎么樣向學生學得怎么樣轉變，以學生學習成果為評價核心要素，關注學生能力的達成。（2）評價方法：采取直接評價和間接評價兩種方法對實踐教學質量進行總體評價，直接評價主要針對各實踐環節中相應的技術文件，實踐環節不同，技術文件的類別也不相同，包括設計圖紙、說明書、設計內容答辯、實習報告、實習日記、實踐報告等;間接評價通過對學生問卷調查的形式完成。（3）評價內容：依據應用型人才的培養目標和社會對畢業生的要求，對于實踐教學環節而言，教學目標的實現以解決復雜機械工程問題為核心評價內容。將學生能否正確表達復雜機械工程問題，是否體現創新意識，是否考慮社會、環境、健康、環境和可持續發展的影響，能否遵守職業道德和規范;個體和團隊角色的轉換，報告和設計文稿的撰寫，工程管理基本原理與經濟決策方法的應用等都納入評價的內容。（4）評價標準：實踐教學環節評價標準的制度依據是各環節的教學目標，教學目標不同，同一評價內容的評價標準也不同，如專業課程設計中的設計圖紙針對“設計/開發解決方案”這一教學目標，評價主要以“學生能否熟練運用機械工程原理、技術和方法，設計機械系統設計方案，并能完整、清晰地繪制機床夾具的方案圖和結構圖”為標準;而針對“溝通”這一教學目標，評價標準為“學生圖紙質量能否正確、清楚表達相應的工作原理、裝配關系和零件結構;制圖是否符合現行國家標準”。

四、基于成果導向教育的機械類專業實踐教學實施

以專業課程設計這一實踐教學環節為例，根據其在人才培養方案課程體系中的作用，支撐了畢業要求中的六個指標點，即工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、使用現代工具、工程與社會、溝通。本著課程教學目標與畢業要求指標點一一對應的原則，該課程教學目標設計了六個，其中強支撐包括問題分析、工程與社會、溝通等三項，所占權重分別為0.3、0.2、0.2，其他三項為弱支撐。抽取一個班為樣本進行分析，專業課程設計六個教學目標達成評價值如下圖所示，分別為0.7241、0.7716、0.7034、0.7724、0.7759、0.7425。

從下圖中可以看出，所有評價值均達到了0.70以上，較好地達成了課程的教學目標。其中，教學目標2、4、5與其他教學目標評價值相比較高，說明該班學生運用機械工程原理、技術和方法，對機械系統設計方案的可行性進行分析和論證的能力，以及進行文獻查詢等方面的能力較好。教學目標3的評價值與其他指標點評價值相比低些，說明學生在綜合考慮創新、安全、環境和社會因素，設計滿足特定需求的機械系統方面還不夠理想。課程的總體達成評價值為：0.7241×0.1+0.7716×0.3+0.7034×0.1+0.7724×0.1+0.7759×0.2+0.7425×0.2=0.7552，其評價結果為達成。

五、結語

在新工科教育和工程教育專業認證背景下，高校工科專業學生實踐能力的培養尤為重要，借鑒美國、英國等國家教育改革的主流理念，改革傳統工科專業實踐教學，對高校人才培養具有重要的現實意義。基于對現有實踐教學運行中存在問題的分析，以學習成果為導向，構建了應用型高校機械類專業三級項目式實踐教學體系，結合畢業要求指標點對課程教學目標達成進行評價，逐步提高機械類專業人才培養質量。在教學實踐中，不斷吸收新的教育理念，對現有實踐教學進行改革，才能適應經濟社會發展對機械人才的需要。

參考文獻：

[1]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念（OBE）[J].中國高等教育，2014，（17）：7-10.

[2]趙永生，劉毳，趙春梅.教學學術視野下的CDIO——兼論燕山大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2017，（6）：141-144，172.