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(shí)踐*

李云革，張鳳南，杜知微，楊 海

（沈陽(yáng)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(shí)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(diǎn)是成果導(dǎo)向，關(guān)注重點(diǎn)是學(xué)生能力的培養(yǎng)。它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果作為驅(qū)動(dòng)力，設(shè)定個(gè)性化、多元化的學(xué)習(xí)目標(biāo)，反向進(jìn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，使學(xué)生通過(guò)這種方式的學(xué)習(xí)來(lái)突破自我，繼而通過(guò)成果反饋之前的教學(xué)方案和實(shí)行模式，實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)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(duì)于促進(jìn)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(yáng)工學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，著力于建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)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?！耙詫W(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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)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(kāi)展課程改革，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、為社會(huì)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(jì)一般是先講授智能加工工藝，接下來(lái)大多數(shù)學(xué)時(shí)在課堂講授各種零件加工工藝、基本原理、方法及少量通過(guò)課件展示的案例，其效果是：學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，教學(xué)過(guò)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(méi)有完全融入，雖然靠后面的課程設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固，可以起到一定的作用，但也存在一定不足，這與沈陽(yáng)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(huì)的發(fā)展需要，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，將學(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展與就業(yè)崗位的實(shí)際需求相結(jié)合，正是進(jìn)行“智能制造工藝”課程改革的方向和目的。

為推進(jìn)智能制造專業(yè)課程建設(shè)，針對(duì)智能制造專業(yè)“智能制造工藝”課程，進(jìn)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(shí)踐。課題組基于OBE先進(jìn)的教學(xué)理念，以項(xiàng)目教學(xué)為依托，通過(guò)針對(duì)性教學(xué)改革，來(lái)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(yáng)工學(xué)院的辦學(xué)特征和學(xué)生實(shí)際，探索適合該校應(yīng)用型高級(jí)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(shí)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(shí)施方案

“智能制造工藝”是與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)機(jī)械類行業(yè)設(shè)計(jì)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(jìn)行改革，使得課程建設(shè)更加貼合畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)際及未來(lái)企業(yè)就業(yè)所需[5]。通過(guò)對(duì)制造企業(yè)人才需求的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，未來(lái)企業(yè)對(duì)本科畢業(yè)生的能力要求主要為：扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，熟練使用基本工程軟件的能力，分析解決問(wèn)題的能力，團(tuán)隊(duì)合作能力，良好的表達(dá)能力，較強(qiáng)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(lái)就業(yè)做好準(zhǔn)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(jìn)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(shí)施方案如圖1所示。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)內(nèi)容制定情況、考評(píng)機(jī)制等進(jìn)行詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)合理的適合本專業(yè)學(xué)生發(fā)展的教學(xué)方案并進(jìn)行有效實(shí)施，在實(shí)施過(guò)程中通過(guò)搜集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)效果分析，得到有效反饋并對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行完善，最后總結(jié)反思，達(dá)到最終成果目標(biāo)[6]。

圖1 實(shí)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(shí)，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(xiàng)目教學(xué)的形式進(jìn)行，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有更深一步的認(rèn)識(shí)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(guò)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(dòng)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(shí)例或項(xiàng)目給出相關(guān)知識(shí)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(rèn)識(shí)；3）在完成理論課程學(xué)習(xí)后，鼓勵(lì)學(xué)生解決之前的任務(wù)，并將解決的方式方法、過(guò)程及結(jié)果以報(bào)告、圖紙的形式在小組內(nèi)進(jìn)行討論；4）由任課教師對(duì)學(xué)生所完成任務(wù)進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)，給出指導(dǎo)意見(jiàn)。教學(xué)方式完善后，學(xué)生不僅能較好地了解所學(xué)知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)部分，而且還提高了自主學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，相關(guān)實(shí)例或項(xiàng)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(shí)點(diǎn)，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(dòng)手動(dòng)腦能力、團(tuán)隊(duì)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(jī)床總體設(shè)計(jì)，機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)，智能制造工藝設(shè)計(jì)。各章節(jié)圍繞智能制造加工相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容展開(kāi)，在對(duì)智能工藝設(shè)計(jì)研究中應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)相關(guān)知識(shí)，如“機(jī)械制圖”“工程力學(xué)”“3D-CAD”“智能機(jī)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(diǎn)，現(xiàn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定的補(bǔ)充和改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上，增加“智能制造工藝”課程對(duì)未來(lái)畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)工作的正向引導(dǎo)；同時(shí)將原來(lái)靜止封閉式的課程內(nèi)容改為靈活開(kāi)放式的課程內(nèi)容，由相關(guān)基礎(chǔ)課程統(tǒng)一帶動(dòng)，讓學(xué)生真正通過(guò)課程的不斷深入，了解自身欠缺，自覺(jué)補(bǔ)足欠缺，真正自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并善于尋找解決問(wèn)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(shí)際課程進(jìn)行中會(huì)根據(jù)學(xué)生反饋、企業(yè)咨詢意見(jiàn)及各任課老師統(tǒng)一意見(jiàn)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(kāi)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(jìn)行的教改立足于OBE理念，相關(guān)理論知識(shí)更多的是結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行，而此次立項(xiàng)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(biāo)，本次教學(xué)資源改革將依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，尋找難度適中的項(xiàng)目，緊密結(jié)合企業(yè)發(fā)展方向，對(duì)授課的教案、PPT課件、課堂活動(dòng)題目等教學(xué)資源進(jìn)行重新編寫優(yōu)化。其中，工藝設(shè)計(jì)部分將編制一個(gè)項(xiàng)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(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)控工藝的熟練程度，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，為其未來(lái)就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[10]。

4 考核方式

OBE理念的一大核心就是及時(shí)對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行評(píng)估評(píng)價(jià)，教師可根據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)來(lái)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而驗(yàn)證既定目標(biāo)是否達(dá)成，一旦評(píng)估結(jié)果不理想，則會(huì)通過(guò)調(diào)整教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等方式進(jìn)行完善，如此循環(huán)以達(dá)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(lái)期末成績(jī)=平時(shí)考核（占總分40%，包括平時(shí)出勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等）+期末考試（60%），改為綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，總成績(jī)包括三部分：平時(shí)考核占30%（其中：教學(xué)互動(dòng)10%，實(shí)驗(yàn)10%，分組活動(dòng)10%）；項(xiàng)目考核占30%；期末考試成績(jī)占40%。

1）平時(shí)考核（30%）。①教學(xué)互動(dòng)（10%）：總分100分。準(zhǔn)時(shí)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(guò)3次者該科成績(jī)直接定為不及格，缺課2次及其以上不論原因總評(píng)不能評(píng)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(xiàng)：積極回答問(wèn)題、主動(dòng)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(xiàng)：上課說(shuō)話、睡覺(jué)、玩手機(jī)、做與課堂無(wú)關(guān)事項(xiàng)等，按照情節(jié)嚴(yán)重以及認(rèn)錯(cuò)態(tài)度相應(yīng)扣1~5分。②實(shí)驗(yàn)（10%）：總分100分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程（出勤+實(shí)驗(yàn)互動(dòng)）與實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)方式按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求，按照百分制評(píng)分。③分組活動(dòng)（10%）。通過(guò)觀察學(xué)生完成項(xiàng)目過(guò)程中的組內(nèi)表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果做出評(píng)價(jià)，重點(diǎn)考查完成項(xiàng)目的能力，包括項(xiàng)目分析能力、方案制定能力、溝通組織能力、語(yǔ)言文字表達(dá)能力等。教師需要認(rèn)真監(jiān)督、觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題并給予正確的引導(dǎo)。

2）項(xiàng)目考核（30%）。項(xiàng)目任務(wù)書中共有6個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目滿分100分，根據(jù)學(xué)生實(shí)際項(xiàng)目完成情況，進(jìn)行打分，最后取6個(gè)項(xiàng)目平均成績(jī)的30%計(jì)入總成績(jī)。因此，學(xué)生理論的學(xué)習(xí)就需要“有備而來(lái)”，同時(shí)要求學(xué)生平時(shí)積極做好相關(guān)調(diào)研、資料查閱、方案論證等工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)理論知識(shí)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(jī)（40%）。試卷成績(jī)滿分100分，實(shí)際得分按照試卷中相關(guān)分?jǐn)?shù)給定，其成績(jī)占總成績(jī)的40%。

課程教學(xué)結(jié)束后，教師可通過(guò)上述考核項(xiàng)確定學(xué)生的目標(biāo)達(dá)成情況，給出本課程的綜合成績(jī)。教師根據(jù)所授課程班級(jí)的成績(jī)分布、各目標(biāo)項(xiàng)目得分情況等，分析本次教學(xué)改革需要改善之處，有針對(duì)性地對(duì)相關(guān)改革項(xiàng)進(jìn)行修正改進(jìn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)是教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn)，“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(yáng)工學(xué)院以及教育部所倡導(dǎo)的教學(xué)理念一致。項(xiàng)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(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。