新工科背景下基于OBE理念的設(shè)計工程實踐課程教學研究

隨著互聯(lián)網(wǎng)、5G 通訊等產(chǎn)業(yè)革命加速進行，高等教育也面臨著新挑戰(zhàn)，步入了新的階段。2017 年教育部開始推進高校教育改革“新工科”計劃，新工科強調(diào)高校教育革新，旨在促進學校教育與社會需求的有機結(jié)合，同時與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配

。互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能等正在成為當今社會繼機械化、電氣化和信息化之后的全新變革，社會需求要求高校教育與時俱進，學科交叉融合，孕育產(chǎn)生交叉專業(yè)，進行跨院系、跨學科、跨專業(yè)培養(yǎng)工程人才的教育模式。在這樣的背景下，傳統(tǒng)授課方式亟待調(diào)整、改革

。工業(yè)設(shè)計作為應用型專業(yè)，旨在培養(yǎng)學生設(shè)計核心能力。針對設(shè)計工程實踐能力，以O(shè)BE 理念為導向進行教學改革，制定教學目標、重構(gòu)課程內(nèi)容，相關(guān)序列課程對應不同階段能力，課程內(nèi)容也做相應調(diào)整，細化為對學生不同階段工程能力的培養(yǎng)。不僅使學生掌握基礎(chǔ)設(shè)計工程實踐能力，如讀圖、測繪、繪圖能力，也要培養(yǎng)進階能力，如常見產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝的理解、應用，最終達到綜合的設(shè)計工程創(chuàng)新應用能力。

2、選擇利用 ISO國際標準指紋模塊AS608指紋模塊集成了光路和指紋處理部分的一體化指紋處理模塊，體積小、功耗低、接口簡單可靠性高識別速度快等特點，對于干濕手指均有相應快的特點。

1 新工科背景下的OBE 教育模式

OBE（Outcome-based Education）是指基于學習產(chǎn)出的教育模式，強調(diào)以預期學習成果為導向來驅(qū)動教學活動

。圍繞“定義教學目標、教學過程實踐、教學學習評價、反饋提升教學”進行的教育模式。在OBE 模式中，教育不僅要讓學生學會掌握理論知識，更重要的是掌握自主學習和綜合運用的方法。OBE 是一種逆向模式的教育過程設(shè)計，用期望達成學習成果方向修訂教學內(nèi)容和方法的教育理念。

工業(yè)設(shè)計專業(yè)是以設(shè)計學為基礎(chǔ)的交叉學科，學科、專業(yè)理論跨度大，由于多種因素所限，專業(yè)理論與實踐創(chuàng)新的結(jié)合難度大。而“新工科”對于工業(yè)設(shè)計專業(yè)的要求正是培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、工程實踐能力和跨界整合能力等復合型人才，以O(shè)BE教育模式為指導，以工業(yè)設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)目標為核心，高校人才培養(yǎng)應緊密圍繞國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需要，加快建設(shè)發(fā)展新工科，不斷細化完善培養(yǎng)目標，讓學生具備以下專業(yè)核心能力：掌握完善的工業(yè)設(shè)計表達能力與扎實的設(shè)計工程基礎(chǔ)知識，具備設(shè)計情報分析與整合、并進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的能力，同時能夠適應社會與市場的需求，具有良好的團隊合作能力，成為全面發(fā)展的應用型高級設(shè)計人才。同時，綜合運用線上、線下混合式教學，理論考核與實踐課題相結(jié)合、完善多元化考核體系，對教學活動和考核方式進行互動調(diào)整，形成以學生為主體的應用型設(shè)計人才教育模式

。

2 設(shè)計工程實踐類課程教學現(xiàn)狀與問題

機械機構(gòu)設(shè)計是工業(yè)設(shè)計專業(yè)需要掌握的重要能力。就產(chǎn)品設(shè)計而言，機械設(shè)計側(cè)重于“硬件功能”設(shè)計，工業(yè)設(shè)計重點在“整合與體驗”設(shè)計，而在實際產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)過程中，兩者融合且并行，通過靈活制定設(shè)計過程，有效提升新產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。因此，各高校工業(yè)設(shè)計專業(yè)普遍開設(shè)了機械機構(gòu)創(chuàng)新的設(shè)計工程實踐課程，但內(nèi)容、方法、難易程度與機械設(shè)計專業(yè)要求均有區(qū)別，工業(yè)設(shè)計專業(yè)更重視常識與實踐。通過對部分院校所設(shè)同類課程的調(diào)研對比，發(fā)現(xiàn)該類課程普遍存在以下的問題：

《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程的理論知識部分長久以來是以考試為主，實踐課題部分訓練目的性較弱，缺少過程考核。課程改革后，按照“重視作業(yè)成果、兼顧平時表現(xiàn)，強調(diào)實踐能力、突出創(chuàng)新思維”的指導思想，對學生的工程實踐學習過程進行綜合考查、集體評審。

2)教學過程中，教學環(huán)節(jié)設(shè)計缺乏OBE 理論指導，教學培養(yǎng)目標沒有明確提出工程實踐能力培養(yǎng)規(guī)劃，教學方式、手段陳舊缺乏有效互動，使學生知識理論掌握不扎實，無法達成工程實踐能力以及創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)目標；

3)教學反饋機制、教學評價體系不完善，難以形成互相促進、完善的教學閉環(huán)。課程多以一卷定終身，閉卷理論考試為主，教學缺乏工程實踐環(huán)節(jié)，學生能力提升的過程性評價缺失，無法實現(xiàn)對教學的引導和督促作用。

3 設(shè)計工程實踐類課程教學改革方案

3.1 以提升設(shè)計工程實踐能力為導向

因Java自有的卓越的通用性、高效性、平臺移植性和安全性、動態(tài)web等優(yōu)勢，本平臺的建設(shè)擬采取Java技術(shù)，同時插入適當?shù)腇LASH，以增強閱讀推廣平臺的適用性和可參與性，使平臺更能吸引讀者、抓住讀者的眼球。數(shù)據(jù)庫擬采用SQL數(shù)據(jù)庫。閱讀闖關(guān)活動采用遺傳算法自動組卷技術(shù)以及Android移動平臺應用開發(fā)技術(shù)。

3.2 以學生為中心的教學靈活互動

根據(jù)教學目標，教師通過項目實踐課題制定靈活有效的課程內(nèi)容，實踐課題進行整合創(chuàng)新、交叉融合，能夠培養(yǎng)學生工程實踐能力。教學過程采用線上線下混合式教學。依托線上教學平臺，課程充分利用在線教學功能與資源，增加學生的學習自由度，激發(fā)學習興趣。

?如阿萊達·阿斯曼所指出的，一般情況下，在不斷回憶的過程中，“穩(wěn)定的力量漸漸地從強烈情感轉(zhuǎn)移到了語言公式上”(阿萊達·阿斯曼:《回憶空間:文化記憶的形式和變遷》，第300頁)，在反復多次的敘述中，李秀英關(guān)于受難經(jīng)歷的語言描述是不斷趨于穩(wěn)定的，但與此同時，她的情感仍然強烈。

2.教師在實驗環(huán)節(jié)缺乏對設(shè)備使用知識的講解，以及一些誤差的處理方法.比如，在探究“小車做勻變速直線運動”實驗過程中，根據(jù)打點計時器的打點情況計算加速度，學生往往不能正確處理誤差，導致較多學生考試過程中花了較多時間在計算加速度上，而且還沒有算對.

碳信息披露指數(shù)（CDI）=企業(yè)碳信息披露所獲得分÷碳信息披露評價體系總分。碳信息披露指數(shù)越大，企業(yè)對碳信息情況的披露越充分。

3.3 建立完善的課程考核體系

1)從整體而言，缺乏清晰的學生工程實踐能力培養(yǎng)目標，沒有針對工程實踐能力培養(yǎng)的具體規(guī)劃，課程理論與實踐無法實現(xiàn)有序銜接，使理論和實踐相脫離；

考核方式從教學過程、設(shè)計實踐課題和作業(yè)成果三個方面考核。教學過程主要考核學生平時線上線下課堂表現(xiàn)、知識測驗和對知識點的掌握；設(shè)計實踐課題考核主要從學生參與設(shè)計調(diào)研、討論和課堂活動的過程參與等方面展開；作業(yè)成果考核主要從設(shè)計課題作品創(chuàng)意、難易度、完善度和展示效果等多方面進行。這樣的作業(yè)過程考核體系既考核學生的學習成果，又兼顧學生的課業(yè)學習過程，使整個課程考核體系考慮全面、權(quán)重合理。

4 基于OBE 理念的設(shè)計工程實踐類課程教學改革內(nèi)容

4.1 課程教學目標、內(nèi)容與評價體系

《機械機構(gòu)創(chuàng)新》依據(jù)課程培養(yǎng)目標，開展多層次、遞進式實踐教學，構(gòu)建培養(yǎng)目標的多元課程考核體系。課程最終成績評定方式分為理論教學部分和實踐教學部分，成績各占50%，具體考核內(nèi)容等如表3 所示。

將《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程教學目標分解為針對專業(yè)能力的培養(yǎng)目標，掌握基礎(chǔ)工程實踐意識能力，如讀圖和繪圖的能力、軟件技能等，同時培養(yǎng)學生工程實踐能力，例如進行機械裝置的拆裝、測繪、繪制標準零件、裝配圖紙，以及培養(yǎng)綜合創(chuàng)新設(shè)計能力，如課程中的創(chuàng)新智能機構(gòu)類產(chǎn)品設(shè)計，可同時制作出樣機進行發(fā)布展示。通過以上針對能力培養(yǎng)的課程調(diào)整，構(gòu)建遞進式教學體系，實現(xiàn)循序漸進培養(yǎng)學生設(shè)計工程實踐能力的目標。

在教學過程中，根據(jù)教學內(nèi)容與目標的對應關(guān)系，教學評價體系亦采取多元化評價方式。同時，教學活動注重學生參與，學生可參與課程內(nèi)容建設(shè)、課程知識學習、課程具體教學方式，以及參與課程成績相互評價。如表1 所示為《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程圍繞OBE 理念設(shè)定的改革目標與內(nèi)容。

《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程以O(shè)BE 為導向確立層級化教學目標，設(shè)計教學內(nèi)容，組織教學活動和教學評價體系。從而培養(yǎng)學生逐步提升工程意識、工程能力、創(chuàng)新能力，強調(diào)知識與能力的并重，完成層級化教學目標

，如圖1。

4.2 以教學目標為導向進行課程教學環(huán)節(jié)設(shè)計

1)教學模式采用線上線下混合式教學?！稒C械機構(gòu)創(chuàng)新》課程采用線上線下混合式授課，以雨課堂平臺為基礎(chǔ)，通過學生移動端，教師大數(shù)據(jù)分析管理，構(gòu)建課堂—網(wǎng)絡—移動端混合式教學模式。課前線上發(fā)布課程任務、微課及所學過的課程相關(guān)知識，便于學生自主學習。線下課程，學生在課堂上進行作業(yè)發(fā)布，其他學生參與提問、評價等互動，學生轉(zhuǎn)變成教學的主體，教師進行課堂引導、指導及總結(jié)。師生身份互換，激發(fā)學生自主學習興趣。以“典型產(chǎn)品的運動傳動”解析課題為例，學生通過調(diào)研和解析產(chǎn)品的運動、傳動和執(zhí)行，理解運動機構(gòu)和運動形式的特點，通過課堂上學生發(fā)布、提問討論、角色互換，將前序課程的基礎(chǔ)知識和本課程所學的工程知識融會貫通，培養(yǎng)學生分析和解決設(shè)計工程領(lǐng)域的基本問題，提升綜合設(shè)計創(chuàng)新能力。

2)專項單元課題培養(yǎng)學生基礎(chǔ)工程意識。部分課程專項單元知識點內(nèi)容復雜，作業(yè)課題可分析實際產(chǎn)品，從實際產(chǎn)品分析中探究知識點，根據(jù)課題內(nèi)容講授知識點的原理、方法，將生僻、發(fā)散的機構(gòu)知識點串聯(lián)起來，如表2 所示，便于學生理解。以連桿機構(gòu)相關(guān)知識點為例，課前發(fā)布的教學任務：調(diào)研生活中的連桿機構(gòu)，要求學生分組進行調(diào)研，每組調(diào)研5 個以上產(chǎn)品，并進行產(chǎn)品分析，包括造型結(jié)構(gòu)、材料工藝、機構(gòu)運動、人機工效等因素分析，以報告形式提交并在課堂上進行展示發(fā)布。

3)實踐環(huán)節(jié)課題注重培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新能力。課程綜合實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容是拆解可動產(chǎn)品，在單元課題的基礎(chǔ)上加大廣度和深度，產(chǎn)品選擇可側(cè)重學生群體興趣，課題要求學生完成產(chǎn)品拆解、測繪機構(gòu)、動畫模擬、材料及結(jié)構(gòu)分析等內(nèi)容，并進行改良設(shè)計，提升學生對專業(yè)知識的綜合運用能力。實踐過程中鼓勵團隊合作、分工協(xié)作，通過查閱文獻資料、團隊討論、師生互動等，使學生在課題項目中最大程度的發(fā)揮主觀能動性。同時，鼓勵學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，以賽促學，促進成果轉(zhuǎn)化，使整個教學過程以教師為主導，學生為主體，培養(yǎng)學生綜合設(shè)計工程實踐能力及創(chuàng)新能力。

245 Risk factors of restless leg syndrome in maintenance hemodialysis patients

如圖2 所示，教學實施過程中，教師課前在線上發(fā)布課題，學生自主學習教學內(nèi)容，查找收集課題相關(guān)資料，教師進行互動答疑；教師在課堂教學時，進行課前測試，對教學內(nèi)容重點、難點進行細化講解。課后師生進行討論、答疑、指導，突出以學生為中心，從“以教為中心”轉(zhuǎn)向“以學為中心”，并通過多元化的教學評價體系，獲得教學反饋，從而修訂教學目標。

4)以賽促學展示教學成果提升教學質(zhì)量。部分課題可以科研項目為依托，立足科教融合，鼓勵專業(yè)能力強的學生參與，課外指導學生進行綜合設(shè)計實踐。學生可自主選擇教師項目進行參與，在教師的指導下開展相關(guān)研究和開發(fā)、發(fā)表學術(shù)論文、申報產(chǎn)品專利，對創(chuàng)新設(shè)計成果進行保護，使學生了解知識產(chǎn)權(quán)的重要性

。

部分課題內(nèi)容可結(jié)合國家、省級各項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽內(nèi)容進行，如省級工業(yè)設(shè)計競賽，全國三維數(shù)字化大賽等各類官方比賽，以賽促學、理論結(jié)合實際，對學生的理論知識，實操技能、團隊合作素質(zhì)等都有較大提升。為了更好地將作業(yè)課題結(jié)合大賽，教師必須在教學過程中更加注重教學的前沿性，課題的創(chuàng)新性和學生作業(yè)方案的可行性，改善教學手段，豐富教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生創(chuàng)新設(shè)計和團隊合作能力，以及在競賽現(xiàn)場的臨場表達能力。

4.3 以學習成果為導向建立多元化考核體系

新工科背景下的OBE 教育理念注重學習產(chǎn)出，強調(diào)通過課程學習達成設(shè)計專業(yè)核心能力培養(yǎng)。因此《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程的教學目標要明確反映對學生各項專業(yè)能力的支撐。結(jié)合專業(yè)特點及社會對工業(yè)設(shè)計人才需求，畢業(yè)生對于能力的要求可劃分為三個層次，即基礎(chǔ)工程實踐意識培養(yǎng)、工程實踐能力培養(yǎng)和綜合創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)

。

生存素[9]（survivin）屬于抑制蛋白進行凋亡的因素之一，survivin基因作為當下較強的凋亡抑制基因，主要是對凋亡通路下的caspase-3及caspase-7所具有的凋亡作用進行抑制[10]。在AM中，內(nèi)膜腺上皮當中所具有的survivin主要呈現(xiàn)持續(xù)升高，并使內(nèi)膜細胞出現(xiàn)異位所具有的抗凋亡能力得以有效增強，并使細胞的凋亡得以抑制，從而導致子宮肌層中的細胞壽命延長，并表現(xiàn)為腫瘤樣的增殖特征[11]，也就是說，生存素屬于AM發(fā)病的一項重要因素。

在課堂教學過程中，根據(jù)學生課堂參與度，線上線下測試及作業(yè)反饋，掌握學生對知識點理解程度，及時對教學環(huán)節(jié)、教學設(shè)計進行檢討修正，改善教學效果。

(4)對目前攀西鈦精礦進行粒度分級處理，粗顆粒鈦精礦走人造金紅石路線，細顆粒鈦精礦進行預處理(如造粒)后進電爐熔煉成鈦渣后走PUS路線。并加強兩條工藝路線的工藝參數(shù)優(yōu)化工作。

課程總結(jié)及綜合效果評價包含了作業(yè)發(fā)布、學生自評與互評、教師集體點評、課程組教師總結(jié)，以及課題測試的成績反饋、總結(jié)等。

綜合以上因素，通過課程評價體系形成有效的教學反饋，是提高教學質(zhì)量的重要手段，有利課程的全局掌控、革新，同時激發(fā)教師的積極性，提升學生的參與度。

4.4 引入智能硬件知識培養(yǎng)學生跨學科創(chuàng)新意識

隨著5G 時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)發(fā)展，在新工科背景下，《機械機構(gòu)創(chuàng)新》課程部分實踐課題融入智能硬件，將枯燥的機構(gòu)原理賦予智能化、趣味化設(shè)計，強化學生自主創(chuàng)新意識和設(shè)計興趣。根據(jù)課題要求，學生進行“智能芯”原型搭建，機構(gòu)原理模型設(shè)計與計算，利用三維軟件進行外形與機構(gòu)設(shè)計，運用3D 打印或激光雕刻制作實體驗證模型。整個過程中，學生通過團隊協(xié)作完成課題，利用掌握的專業(yè)知識解決設(shè)計中的各項問題，提升了學生的工程實踐能力。

5 結(jié)語

新工科背景下，應用型本科院校工業(yè)設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力是核心目標，使學生能夠達到社會所需的應用型人才要求。以O(shè)BE 為導向，完善工業(yè)設(shè)計人才培養(yǎng)方案及課程體系，同時，工程實踐能力教學建設(shè)要從教學目標、教學方法、教學內(nèi)容和課程評價等方面的改革深入進行，從而培養(yǎng)適應行業(yè)發(fā)展長遠需要和區(qū)域經(jīng)濟、社會和文化建設(shè)與發(fā)展戰(zhàn)略需求，具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識、突出的設(shè)計實踐能力和良好的設(shè)計師職業(yè)素養(yǎng)，具備國際視野的應用型設(shè)計人才。

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