OBE模式下多課程融合《機械制造工程學》教學改革與探索

薛占璞 張浩 聶秀利 劉雪婷 何有祥 韓曉陽

1.河北科技大學機械工程學院 河北石家莊 050000； 2.石家莊技師學院機械系 河北石家莊 050000； 3.河北太行機械工業(yè)有限公司總裝分廠 河北石家莊 050000

一、概述

OBE理念與機械制造工程學課程的教學相結(jié)合，將會解決教學中的一些問題。尤其多課程融合的綜合性教學活動，將活動的成果用于科學研究，并且得到反饋。深入貫徹這一教學模式能提升學生的求知欲，提高學生的學習體驗和學習效果。通過多課程融合的綜合性教學活動可以幫助學生深入理解機械制造工程學知識，也能幫助教師更準確合理地評估教學成效，不斷改進、提高教學能力。

眾多學者對于OBE理念應用于機械專業(yè)課程進行了大量的研究。周征等[1]將培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才作為課程改革目標，融合了教學與競賽，實現(xiàn)了金課建設(shè)。李偉等[2-3]充分分析了CAD/CAM課程教學中的問題，加強了實踐與考核環(huán)節(jié)，并增加了SPOC教學，使金課建設(shè)更進一步。胡小舟等[4-6]深刻貫徹OBE理念，重構(gòu)“機械設(shè)計”教學大綱，明確課程改革目標，加大試驗環(huán)節(jié)在教學中的比重，培養(yǎng)實踐應用型人才。王詩云等[7]在OBE理念下對“復變函數(shù)”課程進行教育改革，在授課過程中，加入應用型試題，使學生增強了應用專業(yè)知識解決實際問題的能力。賈小玲等[8-9]將知識點與思政內(nèi)容有機串聯(lián)，在OBE現(xiàn)代教育理念引導下，引入BOPPPS教學模型，引導學生積極參與學習、討論。高超[10]將雨課堂與OBE教育理念結(jié)合，開展“工程數(shù)學”教學改革，從多個教學要素出發(fā)，開展教學設(shè)計，從而促成教學質(zhì)量與人才質(zhì)量雙提升。

綜上所述，針對引入OBE教育理念指導具體課程教學改革仍不夠徹底，往往忽略教學大綱的改進。應在具體課程的教學大綱中確立主線，在教學中模塊化教學。針對《機械制造工程學》進行教學改革與探索是在工程認證下的多課程融合的綜合性教學實施，使學生在工程素質(zhì)、實踐能力、團隊精神、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面有大幅度提升，也使參與其中的老師既重視理論教學，又有足夠的多課程融合的綜合性教學能力。

二、基于OBE理念的多課程融合教學設(shè)計

多課程融合教學設(shè)計，利用OBE(Outcome based education)的基本理念應用于《機械制造工程學》教學中，《高等數(shù)學》《機械設(shè)計》《測試技術(shù)》等課程與《機械制造工程學》密切相關(guān)，《高等數(shù)學》提供數(shù)學建模的基礎(chǔ)，《機械設(shè)計》《測試技術(shù)》為《機械制造工程學》提供設(shè)計基礎(chǔ)和測量基本理論。《機械制造工程學》學習成果用于科學研究，該課程的學習成果是科學研究的基礎(chǔ)，如零件加工工藝過程、傳動鏈等，重點圍繞科學問題進行實際的應用操作。

在現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)環(huán)境下，教學與科研創(chuàng)新隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展具有了更高的要求，面臨機遇與挑戰(zhàn)。然而，大數(shù)據(jù)的規(guī)模性、高速性、多樣性、價值性為科研創(chuàng)新提供了良好的基礎(chǔ)條件，《機械制造工程學》教學改革與探索在大數(shù)據(jù)環(huán)境中起到紐帶作用，是科研中某些現(xiàn)象的分析與創(chuàng)新的橋梁。

在當今教學模式改革的大背景下，課程教學改革更應引進OBE教育理念，以培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、能力指標、課程體系的設(shè)計方法對當前機械學院相關(guān)課程進行教學改革設(shè)計。

根據(jù)地方經(jīng)濟需要設(shè)定培養(yǎng)目標，進而聯(lián)系院系教學特點，設(shè)定本專業(yè)畢業(yè)要求；結(jié)合具體課程，將畢業(yè)要求細化成能夠具體實施的能力指標，并將能力指標與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系；在課程體系中逐漸實現(xiàn)教學目標清晰、教學內(nèi)容飽滿、教學評價立體的多方位、全面性的教學改革。

三、基于OBE理念的《機械制造工程學》課程教學改革

《機械制造工程學》課程是機械工程專業(yè)的一門重要課程，在學生系統(tǒng)性學習機械相關(guān)知識過程中具有舉足輕重的地位，成果導向教育(OBE)要求高校教師改善教學評價，增加動手實踐課程的比例，使理論教學與解決實際問題相結(jié)合，堅持以學生為中心，以學習產(chǎn)出為導向，形成新的教學模式。因此，新式《機械制造工程學》教學將OBE理念真正與現(xiàn)代教育貼合，持續(xù)性改進教學環(huán)節(jié)，具體總結(jié)以下三點方法。圖1為機械制造工程學改革方法。

圖1 機械制造工程學改革方法

(一)多課程聯(lián)合培養(yǎng)

在“機械制造工程學”課程教學過程中，以機床相關(guān)知識為主，將切削、夾具、加工精度等知識有機串聯(lián)起來，根據(jù)相關(guān)性進行模塊化教學，突出每部分內(nèi)容與機床的聯(lián)系，從而進一步實現(xiàn)教學內(nèi)容的拓展。將“機械制造工程學”課程與“傳感器與測試技術(shù)”和“先進制造技術(shù)”課程聯(lián)系起來，加深學生們對加工制造理念的理解。為學生們推薦最新制造技術(shù)知識，讓學生們能夠在課下使用網(wǎng)絡(luò)，針對性地對感興趣的內(nèi)容進行擴展。圖2為多課程融合。

圖2 多課程融合

(二)加強實地學習

將國家標準與企業(yè)標準引入課程實踐中，安排經(jīng)驗豐富的企業(yè)員工為學生們做指導，使學生們對行業(yè)要求、崗位要求等有更加立體的理解，在加工表面質(zhì)量以及加工精度等方面進行實踐。為學生們指定某些簡單工件，鼓勵學生們自行設(shè)計操作，操作結(jié)束后，學生們互相交流經(jīng)驗，針對出現(xiàn)的問題進行討論。在此過程中，既可以使學生們養(yǎng)成科學思考的習慣，也可加強其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。圖3為實習過程。

圖3 實習過程

(三)多任課教師有機結(jié)合授課

通過對近兩年《機械制造工程學》課程目標達成情況的分析與總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)老師制定的教學進程幾乎完全相同，成績所占比也幾乎相同。因此，我們擬采用兩位老師同一組頭上課，按教學周次兩人交叉同時授課。多任課老師同一組頭授課，可以加強老師之間互助互學，授課過程中的側(cè)重點不同，可以進行有效互補。在該課程教學改革中采用兩位老師同一組頭上課，使學生平時成績的評定比較公平合理，提高老師的授課水平與學生聽課效率。

四、“機械制造工程學”課程教學發(fā)展

OBE模式要求學生將掌握內(nèi)容的方式從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)成為機械制造日后良好發(fā)展的必然走向。因此，將OBE理念與機械制造工程學的教學相結(jié)合，突出仿真技術(shù)在教學中的應用，注重學習成果的達成，使學生的實踐能力得到提高，更加適應機械制造工程信息化、自動化、智能化的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)如今，課程之間的教學內(nèi)容存在交叉，一般學習《機械制造工程學》時，《機械設(shè)計》《測試技術(shù)》等課程學習已經(jīng)完成，基本知識已經(jīng)掌握，這既簡化了本課程的教學難度，又進一步對機械知識整理融合，提高學生對本課程的理解。通過OBE理念進行多課程融合的綜合性教學，將其他課程貫穿于機械制造工程學的基礎(chǔ)教學中，充分發(fā)揮橋梁與紐帶作用，提高學科之間融會貫通的能力。

在當下階段，隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展，教學與科研創(chuàng)新有了更高的要求。《機械制造工程學》教學改革與探索起到紐帶作用，通過多課程融合的改革可以使其成為創(chuàng)新的橋梁。在課堂上分教師講解和分組學習這兩個環(huán)節(jié)可以使學生掌握課程要求的理論知識內(nèi)容，實驗和參觀工廠環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學生的實踐能力的能力，課程設(shè)計環(huán)節(jié)提升學生解決工程問題的能力。

《機械制造工程學》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過多課程融合的學習，掌握機械制造中的基本知識，能夠應用機械加工精度和機械加工表面質(zhì)量的知識，能應用機械制造的基本原理和方法，能應用機械制造工程學的基本知識進行方案設(shè)計、研究，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、實踐經(jīng)驗豐富、具有合作意識的實踐新型人才。

五、結(jié)論

在高等教育的工程教育教學和人才培養(yǎng)過程中，在基于OBE教學的理念下，進行機械制造工程學工課程的教學設(shè)計和改革，可以有效地適應OBE模式下的工程教育工作的開展和發(fā)展。以培養(yǎng)學生為中心，以課程的學習成果目標為導向。

(1)在開展OBE模式課程教學過程中，可以借鑒先進的CDIO工程教育思想。讓學生在專業(yè)知識實踐能力、工程能力，以及創(chuàng)新能力等諸多方面得到深度且全面的培養(yǎng)。

(2)開展基于OBE工程教育理念下的《機械制造工程學》課程的教學改革與實踐。教學實踐得出，基于教學改革下的學生的課程專業(yè)培養(yǎng)能力提升程度比傳統(tǒng)教學模式下的學生有明顯提高。在教學中搭建實踐平臺，在實踐中應用教學成果的改革具有積極的正向引導作用。

(3)多課程融合的綜合性教學開展，不僅使學生在工程素質(zhì)、實踐能力、團隊協(xié)作、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新精神等方面有大幅度提升，且也使參與其中的老師受益良多。老師既要重視理論教學，又要有足夠的多課程融合的綜合性教學能力，對教師隊伍也是一種鞭策和考驗。