基于OBE理念的機械設計基礎課程達成度評價方法與實踐

胡小舟

［摘 要］機械設計基礎是大學工科專業的重要學科基礎課程之一，能夠顯著提升學生的工程意識和培養學生的分析與解決問題能力。文章基于OBE理念，提出了包括課程目標達成度直接客觀評價和間接主觀評價的課程目標達成度評價方法；以地質專業2017級為例，介紹了課程目標達成情況評價的具體實施過程；以評價結果為基礎，提出了后續教學的持續改進措施。

［關鍵詞］OBE理念；機械設計基礎；達成度評價；持續改進

［中圖分類號］ G642.3 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）11-0296-03

工程教育認證的核心內涵是以學生為中心，構建產出導向（Outcome-Based Education，OBE）的人才培養體系，并強調合格評價和持續改進[1]。其畢業要求是對學生畢業時應該掌握的知識和能力的具體描述，反映了對工程專業畢業生知識、能力、素質的要求，是綜合評價培養質量的準繩。工程教育認證要求專業將畢業要求的內涵觀測點分解到各支撐課程，合理建立畢業要求和課程設置之間的對應關系。當這種對應關系建立好之后，課程目標的達成情況就決定了其所對應畢業要求的達成情況。因此，課程評價是畢業要求達成度評價的基礎。

工程教育認證要求，專業要建立兩種內部評價機制，即教學過程質量監控機制和畢業要求達成情況評價機制[2]。教學過程質量監控機制的核心是在培養方案和教學大綱中建立面向產出的質量標準，即主要教學環節應建立與畢業要求相關聯的質量標準。畢業要求達成情況評價機制的核心是定期評價專業人才培養的產出標準，即畢業要求的達成情況，而評價的基礎數據來自支撐課程的質量評價[3]。綜上所述，不管是教學過程質量監控還是畢業要求達成情況評價，其基本數據都來自課程的達成度評價[4-5]。因此，基于OBE理念，開展機械設計基礎課程達成度評價具有重要意義。

文章基于OBE理念，結合工程教育認證標準和要求，以筆者任教的地質專業2017級為例，介紹機械設計基礎課程目標達成情況評價的具體實施過程，包括評價方法、達成情況分析等，并以評價結果為導向，對教學進行持續改進。

一、機械設計基礎課程目標

機械設計基礎是面向全校冶金工程、材料科學與工程等十幾個工科專業開設的學科基礎課程，對這些專業的畢業要求達成起著十分重要的作用。根據課程教學大綱，基于OBE理念的課程目標如下。

課程目標1：掌握連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒輪系等常用機構的結構、運動特性和機械動力學等基本知識，掌握齒輪、連接、帶、鏈、軸、軸承等通用機械零件的工作原理、特點、選用等基本知識，能夠運用常用機構和通用機械零件的相關知識表述相關工程問題。

課程目標2：能運用常用機構和通用機械零件的基本科學原理，正確表達和分析與學生所在專業相關的機械工程問題，并獲得有效結論。

課程目標3：能夠針對工程需求，運用常用機構和通用機械零件的相關知識，初步分析和設計基本機構、機械傳動裝置和簡單機械，并能夠在設計環節中體現一定創新意識，并考慮社會、環境等因素的影響。

課程目標4：能夠針對機械工程問題，綜合運用所學的科學原理，掌握安全操作實驗裝置、正確采集和整理試驗數據的方法。

以上4個課程目標分別對應畢業要求1工程知識、畢業要求2問題分析、畢業要求3設計與開發解決方案、畢業要求4研究。

二、機械設計基礎課程目標達成度評價方法

本課程的目標達成度評價采取基于直接客觀評價和間接主觀評價相結合的方式，從基于成績的課程達成度定量計算評價和基于學習者體驗的主觀評價兩個視角展開評價。其中，直接評價采用課程考核成績分析法，通過直接觀察或檢驗評價課程目標的達成情況；間接主觀評價采用問卷調查法，針對課程目標達成情況面向全體上課學生開展調查，根據調查結果進行課程目標達成度間接主觀評價。

（一）課程目標達成度直接客觀評價法

根據機械設計基礎的教學大綱，各課程目標直接客觀評價考核方式、對應分值及權重如表1所示。從表1可知，該課程考核分為平時成績和期末考試成績兩大類，各占50%。平時成績主要由課堂表現、平時作業及測驗、實驗成績三個方面組成，分別占平時成績的20%、60%和20%；期末考試成績全部來源于期末閉卷考試成績。考慮到各課程目標對應考核環節的重要性不一致，筆者分別對每個環節賦予不同權重，各環節權重之和為1。如課程目標1主要由課堂表現、平時作業及測驗和期末閉卷考試考核構成，分別對應目標分值5分、12分、20分，三個環節權重分別為0.1、0.3和0.6。

結課后，教師根據學生的課堂表現、平時作業及測驗、實驗成績、閉卷考試等考核環節成績，即可計算出課程目標直接客觀達成度，各課程目標評價值的計算方法如表2所示。

（二）課程目標達成度間接主觀評價法

針對該課程的4個課程目標，并通過對學生進行問卷調查，開展課程目標間接達成度評價。

4個課程目標分別形成1個問題，每個問題有5個選項，分別為完全達成（F1）、達成（F2）、基本達成（F3）、基本沒達成（F4）、完全沒達成（F5），分別量化為分值5、4、3、2、1。根據每個學生的答題結果，采用加權平均計算得到課程目標的間接達成度分數，公式如下所示。

（三）課程目標整體達成情況評價

根據課程目標達成度直接客觀評價法和課程目標達成度間接主觀評價法分別計算出直接客觀評價值和間接主觀評價值，選擇課程目標最小達成情況評價值作為該課程整體達成情況評價最終結果，即：

課程目標達成度整體達成情況評價=min（課程目標達成度直接客觀評價值，課程目標達成情況間接主觀評價值）

三、地質專業2017級機械設計基礎課程目標達成情況分析

以地質專業2017級學生2018—2019學年第二學期的機械設計基礎課程為例，說明該課程目標整體達成情況評價實施情況。根據前文所述的機械設計基礎課程目標達成度評價方法，以期末閉卷考試、測試及作業、課堂表現、實驗等考核結果和問卷調查結果為基礎，形成了地質專業2017級機械設計基礎課程目標達成情況結果，如表3所示。

1.課程目標間接達成度評價值均高于課程目標直接達成度評價值，顯示學生的自我認知中，對課程目標達成的情況較為樂觀，學生的自我肯定導致間接評價值與直接評價值存在一定偏差。

2.課程目標2和課程目標3的達成度評價值相對較低。一方面，顯示學生運用基本機械科學原理正確表達和分析與學生所在專業相關的機械工程問題的能力、初步分析及設計基本機構與機械傳動裝置和簡單機械的能力有待提高，教師對學生分析和解決機械問題的能力培養仍需要進一步加強；另一方面，期末考試學生平均得分偏低，有些學生對考查分析和設計能力的應用性題目解答不是很好，提示教師應該對期末考試題目難度、題型等考核環節進行優化，以更好地反映學生的能力。

3.課程目標1和課程目標4的達成度評價值相對較高。一方面，顯示學生對于工程知識的掌握程度較好，能夠運用常用機構和通用機械零件的相關知識表述相關工程問題；另一方面，學生對課程實驗較感興趣，能夠較好地掌握安全操作實驗裝置、正確采集和整理實驗數據的方法。

總的來說，地質專業2017級學生2018—2019學年第二學期的機械設計基礎的4個課程目標評價值分別為0.72、0.64、0.64、0.83，均大于該專業規定的0.6的目標值（如圖1所示），說明學生達到了該課程的預期學習效果。

四、持續改進

根據工程教育認證要求，為了提高機械設計基礎的教學質量，使其能更好地支撐所對應的畢業要求，學校在進行課程目標達成情況評價后，針對評價中發現的問題，應該提出相應的持續改進措施。仍以地質專業2017級機械設計基礎課程為例，說明持續改進執行情況。

1.針對期末考試暴露出問題分析、設計與開發解決方案能力偏弱導致課程目標2和課程目標3達成度評價值相對較低的問題。首先，進行學情調查，分析學生的學習基礎、學習興趣及所在專業需求等，以此為基礎，提出有針對性的解決方案。其次，引入“以問題為中心”的教學方法，結合知識點、專業需求等營造問題情境，激發學生自覺思考，形成“提出問題——分析問題——解決問題——提出新問題”的良性循環，在此過程中提升學生運用機械知識進行問題分析和設計與開發解決方案的能力。此外，在每章的教學中有針對性地布置與分析問題和設計方案相關的測試與作業，讓學生每次課都有機會得到相關訓練。在課程主要內容講授結束后，讓學生以分組作業的形式完成集機械知識、設計與分析能力、個人素質等三位一體的大作業，使學生的知識、能力、素質都得到提升。

2.針對課程目標1知識達成度較高的現狀，分析發現是由于該目標在期末考試中的考核形式是填空題和選擇題等客觀題，不能很好地反映學生對該目標的達成程度。針對這些現狀，可考慮在今后的課程考核中增加主觀題、提升課堂回答問題和討論等相關環節的權重，更好地對學生成績進行區分。

3.針對課程目標4研究達成度較高的問題，首先對實驗內容和考核形式進行了分析，發現課程實驗均為驗證性實驗且內容較為陳舊，其考核形式是以記錄數據、重述實驗過程為主的實驗報告，無法較好地反映學生的研究水平。針對這些現狀，可考慮淘汰內容陳舊的實驗，增加與工程實際聯系更為緊密的創造性實驗。同時，優化實驗的考核形式，引入創新意識、數據處理與分析能力等評價指標，真正提升學生的研究能力。

五、結語

機械設計基礎是大學工科專業的重要學科基礎課程，對提升學生工程意識、培養分析與解決問題能力、研究能力等方面都具有重要作用。根據工程認證教育要求，課程的達成度評價是進行教學過程質量監控和畢業要求達成情況評價的基本數據來源。本文根據機械設計基礎的教學大綱和OBE理念，介紹了與畢業要求對應的課程目標，確立了課程目標達成度評價方法。以地質專業2017級學生2018—2019學年第二學期的課程為例，說明了課程目標整體達成情況評價實施情況，分析了其中存在的問題，并提出了相應地持續改進措施。在地質專業2018級學生2019—2020學年第二學期的課程中實施了上述持續改進措施，課程目標整體達成度分別為0.8、0.67、0.68、0.84，相比2019年的0.72、0.64、0.64、0.83有明顯提升，說明課程目標達成度評價與持續改進措施行之有效，能夠提升教學質量和學生能力。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 劉小勇，李榮麗，楊慧香，等.新工科背景下基于OBE理念的機械原理改革研究[J]. 機械設計，2020（S2）：23-26.

[2］ 紀仁杰，劉永紅，李小朋，等. OBE理念下機械專業人才培養跟蹤反饋機制的構建[J]. 高教學刊，2021（7）：160-164.

[3］ 王松慶，賀士晶，劉曙光，等. 工程教育認證背景下建筑環境與能源應用工程專業畢業要求達成度評價研究[J]. 安徽建筑，2021（2）：123-125.

[4］ 賈惠芹，屈宸光，朱凱然，等. 基于OBE理念的工程應用類課程目標達成度評價方法[J]. 大學教育，2020（12）：46-49.

[5］ 萬里冰，齊紅元. 基于OBE理念的測控專業生產實習課程目標達成度評價[J]. 大學教育，2021（2）：68-70.

［責任編輯：李香蓮］