基于OBE理念的液壓與氣壓傳動課程目標達成度評價與持續改進

胡萬強, 葛 瑜, 王松濤, 張雪飛

(許昌學院 電氣與機械工程學院,河南 許昌 461000)

2016年,我國工程教育正式加入《華盛頓協議》,這標志著我國工程教育專業認證正式與國際接軌[1].成果導向教育(Outcome-Based Education,簡稱OBE)作為工程教育專業認證的核心理念,可以用于評價學生的畢業要求達成度[2].方法是通過一些評估方法,按照畢業要求所提出的指標對學生所獲得的能力進行科學合理的評價,把評價結果作為課程持續改進的重要依據,最終的目的是確保畢業生能夠達到畢業要求.近年來,工程教育認證越來越受到國內高校的重視,各種教學成果、研究理念層出不窮.關于學生學習成果的持續評價和改進方面的研究也較多,文獻[2]以“軌道交通信號系統綜合實踐”課程為例,對課程目標達成度評價與持續改進工作進行探索研究.文獻[3]構建了基于OBE理念的高校體育教學持續改進體系.文獻[4]以南京工業大學金屬材料工程專業為例,制定了畢業要求和培養目標的持續改進體系的評價機制.

文獻[5]以工程教育認證標準規定的畢業要求為準則,建立評價體系,對水利水電工程專業學生的畢業要求達成度進行定量評價并提出建議用于持續改進.

文中以工程教育專業認證為背景,結合許昌學院機械專業人才培養方案,以“液壓與氣壓傳動”課程為例,以培養學生綜合能力為目標,制定了課程目標,建構了課程目標評價體系,并進行持續改進.

1 制定課程目標

根據工程教育認證標準的要求以及社會、行業和學位定位,許昌學院機械工程系修訂并完善了機械設計制造及其自動化專業培養目標.根據工程教育認證標準和要求,結合機械設計制造及其自動化專業人才培養方案,作者制訂了3個培養目標,分為知識目標、能力目標和素養目標,分別對應支撐畢業要求的指標點以及畢業要求.

1.1 知識目標

掌握液壓與氣壓傳動壓力、流量等基本概念;掌握液壓與氣壓傳動的靜力學及動力學三個基本方程;掌握各種液氣壓元件結構、原理、特點;掌握各類液氣壓基本回路的功能,組成和應用;對主要液氣壓元件建立數學模型.

1.2 能力目標

能夠分析機械設計制造領域復雜工程系統中液氣壓子系統的結構組成及工作原理;能夠分析液氣壓子系統中壓力、流量、作用力等參數.畢業要求:問題分析能力.

1.3 素養目標

能夠針對機械設計制造領域復雜工程問題設計液氣壓子系統;能夠針對液氣壓子系統確定壓力、流量等技術參數;能夠設計液氣壓系統原理圖;能夠計算和選擇液壓元件;能夠估計液氣壓系統的性能;能夠繪制工作圖,編寫技術文件.畢業要求:科研開發能力

課程目標與畢業要求、畢業要求指標點以及畢業要求的支撐強度如表1所示[6].

2 課程目標評價及持續改進體系建立

通過借鑒PDCA(即計劃(Plan)、執行(Do)、檢查(Check)、處理(Act)、)循環理念,根據課程目標要求,作者研究并構建了課程目標評價及持續改進體系. 該體系如圖1所示,課程評價工作責任機構由課程質量評價小組和課程組構成,其中課程質量評價小組由學院督導組部分成員、相關專業負責人構成,主要職責包括:審核課程考試/考核主要內容、考試/考核方式是否合理,審核定量/定性評價方法是否合理,審核課程質量分析報告是否全面,并提出持續改進意見.課程組完成具體評價工作.學院教務辦公室和輔導員負責配合評價工作的開展[7].

表1 課程目標與主要支撐畢業要求對應關系

圖1 液壓與氣壓傳動課程目標評價及持續改進體系

2.1 課程考核方式

經過多方調研,作者設計了如表2所示的液壓與氣壓傳動課程考核體系,該體系主要從課程目標、評價方式、考核內容等方面進行構建[7].平時成績和期末成績來支撐課程目標達成方式.如,課程目標3由平時成績來支撐.平時成績由平時作業、課堂討論作業或課后作業環節支撐,期末成績由考試成績支撐.重點考查學生運用液體靜力學及動力學基本方程求解液壓系統壓力、流量等參數的能力,能夠將液壓元件以及基本回路應用到解決機械設計制造領域的液壓傳動系統相關問題.

表2 液壓與氣壓傳動課程考核體系

2.2 達成度計算

3 課程目標達成情況分析及持續改進

結合本專業學生的基本素質和培養方案要求,經過反復修改,確定課程目標達成度計算方法如表3所示.根據上述所示的達成度公式計算2019級機械設計制造及其自動化1班液壓課程教學目標達成情況如表4所示.

表3 課程目標達成度計算方法

表4 2019級1班教學目標達成情況評價分析表

從表4可以得出,課程目標1達成度為0.798,課程目標3達成度為0.830,這兩個課程目標達成效果相對理想.原因是,課程目標1主要體現學生運用液體靜力學及動力學基本方程求解液壓系統壓力、流量等參數的能力,能夠將液壓元件以及基本回路應用到解決機械設計制造領域的液壓傳動系統相關問題.從綜合得分來看,大部分學生對基本理論和基本知識掌握和應用能力較好;課程目標3主要體現對學生液壓系統設計能力的培養,以課上討論作業和課后作業的形式進行考核,大部分學生都能夠積極參與討論,設計結果較理想.說明針對這兩個課程目標實施的教學方法和教學手段科學合理.

課程目標2支撐的效果相對較差,主要原因是,課程目標2使學生掌握各種液壓元件結構、原理、特點,培養學生分析復雜液壓子系統中壓力、流量、作用力、負載運動狀態等參數的能力.從綜合成績來看,失分較多的集中體現在液壓元件的結構特點及應用方面,另外,對液壓系統工作過程的分析也較欠缺.

針對以上分析結果,在本屆液壓與氣壓傳動課程的教學中,課程目標的達成情況居中,說明這學期采取的教學方法和手段基本合理.通過達成分析及問卷調查得知,大部分同學們在知識、能力、素質三個層面均得到發展,學生的液壓系統設計能力、分析判斷能力均得到鍛煉和提高,團隊協作意識得到加強.

同時,也梳理了課程教學需要改進的主要方向,即加強學生在解決復雜工程問題方面的訓練.液壓與氣壓傳動系統是軟硬件緊密結合,涉及電、氣、液、控制等領域的復雜系統.因此,教學組織實施應以學生為中心,以案例教學法為主,采用課前預習、課中討論、課后練習的方式促進學生達成課程目標.另外針對學習態度不好、學習有困難的同學,教師要加強對他們的管理,及時對他們進行幫扶.

4 結語

文章以工程教育專業認證為背景,對機械設計制造及其自動化專業的液壓與氣壓傳動課程進行了改革,重新修訂了課程目標,建立了課程評價體系,以一個班級的綜合成績為例,根據達成度公式計算課程目標的達成情況,并對達成情況進行了分析并提出改進措施.