以學(xué)生為中心的“成果導(dǎo)向”“智能制造工藝”課程教學(xué)改革與實踐*

李云革，張鳳南，杜知微，楊 海

（沈陽工學(xué)院，遼寧 撫順 113000）

1 研究意義

OBE教育是基于成果導(dǎo)向的教育理念，是新時代背景下新工科教育改革的發(fā)展方向[1]。相較于傳統(tǒng)教育模式，OBE的關(guān)鍵點是成果導(dǎo)向，關(guān)注重點是學(xué)生能力的培養(yǎng)。它強調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果作為驅(qū)動力，設(shè)定個性化、多元化的學(xué)習(xí)目標，反向進行評價標準和教學(xué)活動設(shè)計，使學(xué)生通過這種方式的學(xué)習(xí)來突破自我，繼而通過成果反饋之前的教學(xué)方案和實行模式，實現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向向目標導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變、從以教師為中心向以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變。這些理念對于促進專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。沈陽工學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，著力于建設(shè)高標準的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，OBE基于成果導(dǎo)向的教育模式恰恰與該校“以學(xué)生發(fā)展為中心”“以人為本、學(xué)以致用”的教學(xué)理念相吻合，課程教學(xué)正是實現(xiàn)這一目標的重要途徑，是教師教學(xué)質(zhì)量與效果的直接表現(xiàn)。因此，借鑒和融合OBE教育理念開展課程改革，對于提高教學(xué)質(zhì)量、為社會輸送合格人才、真正做到學(xué)以致用[2]、將理論成果向?qū)嶋H技術(shù)轉(zhuǎn)化是十分必要的。

傳統(tǒng)的課程教學(xué)設(shè)計一般是先講授智能加工工藝，接下來大多數(shù)學(xué)時在課堂講授各種零件加工工藝、基本原理、方法及少量通過課件展示的案例，其效果是：學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，教學(xué)過程顯得乏味，效果不理想。盡管在課件中增加了一些零件工藝加工演示，然而學(xué)生并沒有完全融入，雖然靠后面的課程設(shè)計來對理論知識進行鞏固，可以起到一定的作用，但也存在一定不足，這與沈陽工學(xué)院“以人為本、學(xué)以致用”的辦學(xué)理念相悖[3]。因此，如何適應(yīng)社會的發(fā)展需要，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維和產(chǎn)品設(shè)計能力，將學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展與就業(yè)崗位的實際需求相結(jié)合，正是進行“智能制造工藝”課程改革的方向和目的。

為推進智能制造專業(yè)課程建設(shè)，針對智能制造專業(yè)“智能制造工藝”課程，進行以學(xué)生為中心的“成果導(dǎo)向”“智能制造工藝”課程教學(xué)改革研究與實踐。課題組基于OBE先進的教學(xué)理念，以項目教學(xué)為依托，通過針對性教學(xué)改革，來解決“智能制造工藝”課程教學(xué)中存在的不足[4]。緊密結(jié)合沈陽工學(xué)院的辦學(xué)特征和學(xué)生實際，探索適合該校應(yīng)用型高級專門人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程內(nèi)容構(gòu)建模式和人才培養(yǎng)模式、知識結(jié)構(gòu)和質(zhì)量保障體制。

2 課程具體改革內(nèi)容

2.1 教學(xué)理念及實施方案

“智能制造工藝”是與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計及未來機械類行業(yè)設(shè)計息息相關(guān)的主干課程，基于OBE理念，首先在課程教學(xué)理念方面進行改革，使得課程建設(shè)更加貼合畢業(yè)設(shè)計實際及未來企業(yè)就業(yè)所需[5]。通過對制造企業(yè)人才需求的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，未來企業(yè)對本科畢業(yè)生的能力要求主要為：扎實的理論基礎(chǔ)，熟練使用基本工程軟件的能力，分析解決問題的能力，團隊合作能力，良好的表達能力，較強的自學(xué)能力等?！爸悄苤圃旃に嚒闭n程改革的首要任務(wù)，即為鍛煉和提升學(xué)生的綜合能力，為未來就業(yè)做好準備，因此需要由任課老師建立“以學(xué)生為主”的理念，使學(xué)生從以前課前“不知道學(xué)什么”、課后“不知道學(xué)了有什么用”，到學(xué)生進入學(xué)習(xí)前“知道要學(xué)什么”、課后“知道為何而學(xué)”，總體實施方案如圖1所示。對學(xué)生學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)內(nèi)容制定情況、考評機制等進行詳細分析，設(shè)計合理的適合本專業(yè)學(xué)生發(fā)展的教學(xué)方案并進行有效實施，在實施過程中通過搜集相關(guān)數(shù)據(jù)進行教學(xué)效果分析，得到有效反饋并對教學(xué)方案進行完善，最后總結(jié)反思，達到最終成果目標[6]。

圖1 實施方案

2.2 教學(xué)方式

教學(xué)方式按照成果導(dǎo)向理論，學(xué)生是真正的課程主體，教師要做的是引導(dǎo)學(xué)生和引入新知識，為此，“智能制造工藝”課程中除了相關(guān)理論教學(xué)外，特殊章節(jié)以項目教學(xué)的形式進行，引導(dǎo)學(xué)生對課程相關(guān)知識點有更深一步的認識和理解[7]。為保證所需成果的可靠性，教學(xué)方式與之前有所不同，其過程大致如下：1）課前以分組的形式布置相關(guān)任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動的方式讓學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)；2）理論課程結(jié)合具體實例或項目給出相關(guān)知識介紹，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己組所分的任務(wù)給出自己的具體理解和認識；3）在完成理論課程學(xué)習(xí)后，鼓勵學(xué)生解決之前的任務(wù)，并將解決的方式方法、過程及結(jié)果以報告、圖紙的形式在小組內(nèi)進行討論；4）由任課教師對學(xué)生所完成任務(wù)進行綜合點評，給出指導(dǎo)意見。教學(xué)方式完善后，學(xué)生不僅能較好地了解所學(xué)知識的重點、難點部分，而且還提高了自主學(xué)習(xí)能力。同時，相關(guān)實例或項目教學(xué)的形象化引入，使得學(xué)生能更好地理解相關(guān)知識點，更有助于應(yīng)用。相關(guān)教學(xué)任務(wù)的設(shè)定，更是很好地鍛煉了學(xué)生的動手動腦能力、團隊合作能力以及相關(guān)專業(yè)軟件的應(yīng)用能力等[8]。以學(xué)生為中心的“成果導(dǎo)向”“智能制造工藝”課程教學(xué)方式如圖2所示。

圖2 以學(xué)生為中心的“成果導(dǎo)向”“智能制造工藝”課程教學(xué)方式

2.3 教學(xué)內(nèi)容

“智能制造工藝”課程所包含的教學(xué)內(nèi)容主要分為四大塊：金屬切削機床總體設(shè)計，機床傳動設(shè)計，夾具設(shè)計，智能制造工藝設(shè)計。各章節(jié)圍繞智能制造加工相關(guān)的設(shè)計內(nèi)容展開，在對智能工藝設(shè)計研究中應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)相關(guān)知識，如“機械制圖”“工程力學(xué)”“3D-CAD”“智能機床與編程”等。考慮到課程本身性質(zhì)及反向成果導(dǎo)向的特點，現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容進行一定的補充和改進，在此基礎(chǔ)上，增加“智能制造工藝”課程對未來畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)工作的正向引導(dǎo)；同時將原來靜止封閉式的課程內(nèi)容改為靈活開放式的課程內(nèi)容，由相關(guān)基礎(chǔ)課程統(tǒng)一帶動，讓學(xué)生真正通過課程的不斷深入，了解自身欠缺，自覺補足欠缺，真正自主地發(fā)現(xiàn)問題，并善于尋找解決問題的方法。為此，“智能制造工藝”課程教學(xué)內(nèi)容改革如表1所示，實際課程進行中會根據(jù)學(xué)生反饋、企業(yè)咨詢意見及各任課老師統(tǒng)一意見再做調(diào)整[9]。

表1 “智能制造工藝”課程教學(xué)內(nèi)容改革

3 教學(xué)資源

“智能制造工藝”是智能制造工程專業(yè)新開的專業(yè)課，教學(xué)資源以相關(guān)教材、教授PPT課件、教案為主，新進行的教改立足于OBE理念，相關(guān)理論知識更多的是結(jié)合實際項目進行，而此次立項可參考的資料很少，因此多數(shù)教學(xué)資源需要重新整合完善。本著以學(xué)生為主、學(xué)做結(jié)合的目標，本次教學(xué)資源改革將依據(jù)培養(yǎng)目標，尋找難度適中的項目，緊密結(jié)合企業(yè)發(fā)展方向，對授課的教案、PPT課件、課堂活動題目等教學(xué)資源進行重新編寫優(yōu)化。其中，工藝設(shè)計部分將編制一個項目任務(wù)書，講解數(shù)控車床、數(shù)控加工中心的一些典型零件工藝規(guī)程，增強學(xué)生對數(shù)控工藝的熟練程度，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，為其未來就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)[10]。

4 考核方式

OBE理念的一大核心就是及時對教學(xué)體系進行評估評價，教師可根據(jù)相關(guān)評價來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而驗證既定目標是否達成，一旦評估結(jié)果不理想，則會通過調(diào)整教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等方式進行完善，如此循環(huán)以達到持續(xù)最佳教學(xué)狀態(tài)的目的。為此，“智能制造工藝”課程考核方式將由原來期末成績=平時考核（占總分40%，包括平時出勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、實驗等）+期末考試（60%），改為綜合成績評價體系，總成績包括三部分：平時考核占30%（其中：教學(xué)互動10%，實驗10%，分組活動10%）；項目考核占30%；期末考試成績占40%。

1）平時考核（30%）。①教學(xué)互動（10%）：總分100分。準時到課，不遲到不早退，得滿分；曠課扣5分，事假扣3分，病假扣2分，遲到、早退一次扣1分，曠課次數(shù)超過3次者該科成績直接定為不及格，缺課2次及其以上不論原因總評不能評為優(yōu)秀，每次課考勤至少一次。課堂表現(xiàn)基礎(chǔ)分為40分，加分項：積極回答問題、主動幫助其他同學(xué)、課堂任務(wù)完成質(zhì)量好、速度快等，視情況加1~5分。減分項：上課說話、睡覺、玩手機、做與課堂無關(guān)事項等，按照情節(jié)嚴重以及認錯態(tài)度相應(yīng)扣1~5分。②實驗（10%）：總分100分。根據(jù)實驗過程（出勤+實驗互動）與實驗報告質(zhì)量進行評價，具體評價方式按照實驗指導(dǎo)書要求，按照百分制評分。③分組活動（10%）。通過觀察學(xué)生完成項目過程中的組內(nèi)表現(xiàn)，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果做出評價，重點考查完成項目的能力，包括項目分析能力、方案制定能力、溝通組織能力、語言文字表達能力等。教師需要認真監(jiān)督、觀察，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并給予正確的引導(dǎo)。

2）項目考核（30%）。項目任務(wù)書中共有6個項目，每個項目滿分100分，根據(jù)學(xué)生實際項目完成情況，進行打分，最后取6個項目平均成績的30%計入總成績。因此，學(xué)生理論的學(xué)習(xí)就需要“有備而來”，同時要求學(xué)生平時積極做好相關(guān)調(diào)研、資料查閱、方案論證等工作，實現(xiàn)對理論知識的拓展，這可以很好地鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、提升學(xué)生創(chuàng)新性思維，更體現(xiàn)了真正的學(xué)練統(tǒng)一、學(xué)有所得。

3）期末考試成績（40%）。試卷成績滿分100分，實際得分按照試卷中相關(guān)分數(shù)給定，其成績占總成績的40%。

課程教學(xué)結(jié)束后，教師可通過上述考核項確定學(xué)生的目標達成情況，給出本課程的綜合成績。教師根據(jù)所授課程班級的成績分布、各目標項目得分情況等，分析本次教學(xué)改革需要改善之處，有針對性地對相關(guān)改革項進行修正改進。

5 結(jié)語

綜上所述，幫助學(xué)生達成學(xué)習(xí)目標是教學(xué)改革的出發(fā)點，“智能制造工藝”課程以學(xué)生為中心的“成果導(dǎo)向”的課程教學(xué)改革理念，恰恰與沈陽工學(xué)院以及教育部所倡導(dǎo)的教學(xué)理念一致。項目化的學(xué)習(xí)內(nèi)容能給予學(xué)生更多發(fā)揮的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。