基于OBE理念的軌道交通車輛制造工藝課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

劉吉華 徐志彪 李永健 何成剛 李鵬

［摘 要］軌道交通車輛制造工藝課程內(nèi)容與本專業(yè)學(xué)生未來工作實(shí)際相關(guān)度較大，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。文章針對該課程存在的課程教學(xué)大綱不明確、教師能力有待提高、課程考核評(píng)價(jià)機(jī)制有待完善等問題，提出基于OBE理念建立健全課程教學(xué)大綱、改進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容、完善課程考核方式等措施。從行業(yè)對本專業(yè)人才能力和素質(zhì)需求入手，明確課程定位，建立健全課程教學(xué)大綱；在教學(xué)內(nèi)容的安排上，始終圍繞軌道車輛的制造工藝流程，將理論知識(shí)融入軌道車輛制造實(shí)際案例中講授，保證學(xué)生時(shí)刻對軌道車輛制造有較為清晰宏觀的認(rèn)識(shí)，全面完善課程教案；課程注重過程考核，針對軌道車輛零部件制造工藝展開課堂討論、布置開放性作業(yè)，使學(xué)生在掌握必要理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過思考練習(xí)、查閱資料，切實(shí)掌握規(guī)劃改進(jìn)軌道車輛制造工藝的實(shí)際技能，增強(qiáng)其崗位的適應(yīng)性。

［關(guān)鍵詞］軌道車輛制造工藝；OBE；教學(xué)大綱；考核

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2022）11-0038-04

OBE（Outcomes-Based Education，簡稱OBE）成果導(dǎo)向教育，最早在1981年由美國學(xué)者斯派蒂（Spady W.D.）率先提出，其在1994年發(fā)表的文章《Outcome-Based Education：Critical Issues And Answers》中對OBE作出系統(tǒng)的論述，即OBE是指“清晰地聚焦和合理地組織教育系統(tǒng)資源，使之圍繞引領(lǐng)學(xué)生取得未來成功的實(shí)質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)”[1]。OBE要求學(xué)校和教師結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求明確學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，以最終學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)反向設(shè)計(jì)課程體系、開展教學(xué)活動(dòng)，結(jié)合個(gè)性化培養(yǎng)方案，給予每一位學(xué)生平等成功的機(jī)會(huì)，讓每一位學(xué)生都能在學(xué)習(xí)過程中實(shí)現(xiàn)自我，最終通過與預(yù)期結(jié)果的評(píng)價(jià)反饋不斷調(diào)整原有課程體系與教學(xué)活動(dòng)[2]。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，在OBE 教學(xué)模式中，學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)產(chǎn)出先于教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)資源開發(fā)、學(xué)生管理和輔導(dǎo)等都圍繞預(yù)期目標(biāo)而展開，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)[3]。

軌道交通車輛工程制造工藝是軌道交通車輛工程專業(yè)針對軌道車輛制造/檢修及運(yùn)營企業(yè)對應(yīng)用型本科生制造工藝規(guī)劃能力需求而開設(shè)的專業(yè)核心課程[4]，在課程學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)以提升學(xué)生能力為導(dǎo)向，緊扣軌道交通車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案，綜合考慮課程設(shè)置，使該課程與其培養(yǎng)方案成為一個(gè)整體，既能作為該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，涵蓋其課程要求內(nèi)容，又能作為后續(xù)專業(yè)課程（如生產(chǎn)實(shí)習(xí)）的先導(dǎo)，融合理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，充分體現(xiàn)以能力為導(dǎo)向、緊扣培養(yǎng)方案、為后續(xù)課程夯實(shí)基礎(chǔ)的課程教學(xué)設(shè)置原則。通過分模塊集中性的課程學(xué)習(xí)，并與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中和科技競賽相結(jié)合，可以體系化、系統(tǒng)化地培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高學(xué)生的崗位適應(yīng)能力，滿足企業(yè)對學(xué)生能力的需求。

一、教學(xué)實(shí)踐過程中存在的問題

目前，軌道交通車輛制造工藝課程在培養(yǎng)學(xué)生車輛制造工藝規(guī)劃能力上取得了一定的成效，但仍然存在以下不足。

（一）課程教學(xué)大綱不明確

盡管已經(jīng)明確企業(yè)對本專業(yè)人才素質(zhì)和技能的需求，但由于現(xiàn)有的課本和教案均以知識(shí)點(diǎn)講授為主，專業(yè)能力與素質(zhì)培養(yǎng)的具體目標(biāo)還未細(xì)化、層次化，這影響了本課程理論與軌道車輛制造/檢修現(xiàn)場案例相結(jié)合教學(xué)的合理設(shè)計(jì)，無法實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與能力培養(yǎng)的有效融合，也不利于充分調(diào)動(dòng)、發(fā)揮學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的自主性和創(chuàng)造性。

（二）教師能力有待提高

現(xiàn)在的軌道交通車輛制造/檢修工藝復(fù)雜，在該課程的教學(xué)中缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富、對軌道交通車輛制造和檢修流程非常熟悉的教師，而且學(xué)校教學(xué)中是以小比例轉(zhuǎn)向架拆解和組裝作為實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，這導(dǎo)致學(xué)生無法全方位地掌握現(xiàn)場的需求，也不能很好地滿足企業(yè)對所需人才專業(yè)素質(zhì)和技能的要求。

（三）課程考核評(píng)價(jià)機(jī)制有待完善

目前，評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)軌道車輛制造工藝效果一般采用課后作業(yè)和考試的形式，考核內(nèi)容多是理論知識(shí)的直觀體現(xiàn)，不能很好地評(píng)價(jià)學(xué)生制造工藝規(guī)劃的能力。

二、課程教學(xué)大綱的建立和健全

五邑大學(xué)軌道交通車輛工程專業(yè)在推進(jìn)學(xué)校“專業(yè)質(zhì)量提升工程”時(shí)，明確提出為適應(yīng)建設(shè)“交通強(qiáng)國”發(fā)展需要、社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和未來社會(huì)與科技發(fā)展需要、適應(yīng)地區(qū)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，學(xué)生必須掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)以及所需要的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，具備扎實(shí)的數(shù)理知識(shí)、解決軌道交通車輛制造工藝規(guī)劃、裝備運(yùn)用維護(hù)和工裝設(shè)備開發(fā)等復(fù)雜工程問題的能力[4]。其中制造工藝規(guī)劃能力主要表現(xiàn)在：1.具有工程制圖的知識(shí)，能夠在工程實(shí)踐中利用相關(guān)制圖軟件進(jìn)行表達(dá)；2.具備機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，并能在機(jī)械零件設(shè)計(jì)裝配過程中完成分析；3.熟悉工程材料尤其是機(jī)械工程材料的分類、基本性能和適用條件，能夠在具體工程應(yīng)用背景下完成選材；4.掌握基本的力學(xué)分析原理，能夠準(zhǔn)確分析機(jī)械基本結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀態(tài)；5.掌握基本的控制原理，能夠完成基本機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械加工的數(shù)控編程；6.熟悉軌道交通車輛（轉(zhuǎn)向架、車體及其他設(shè)備）的基本結(jié)構(gòu)，理解掌握車輛牽引制動(dòng)等軌道交通系統(tǒng)的基本原理；7.掌握軌道車輛制造工藝流程及相關(guān)調(diào)試工藝流程，能夠完成基本工藝流程的規(guī)劃改進(jìn)。

參訪調(diào)研軌道車輛制造/檢修行業(yè)、地方軌道車輛制造/檢修企業(yè)，明確學(xué)生就業(yè)行業(yè)/企業(yè)對學(xué)生能力的要求，結(jié)合學(xué)校軌道交通車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案，細(xì)化學(xué)生軌道車輛制造/檢修能力及相關(guān)素質(zhì)需求，針對本課程學(xué)生應(yīng)具備的相關(guān)能力和素質(zhì)進(jìn)行提煉，進(jìn)而制訂本課程的基本教學(xué)大綱。此外，OBE理念還強(qiáng)調(diào)對學(xué)生能力獲得與否、能力高低的評(píng)價(jià)，完成課程基于學(xué)生能力考核的基本評(píng)價(jià)制度，能夠?qū)崿F(xiàn)后期課程達(dá)成度分析。

結(jié)合軌道車輛制造工藝規(guī)劃能力的基本表現(xiàn)，進(jìn)一步細(xì)化該課程對學(xué)生的能力要求，明確提出學(xué)生必須掌握的基本能力包括：1.理解機(jī)械加工原理（機(jī)械零件設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)），能夠完成基本加工工藝的設(shè)計(jì)及執(zhí)行；2.理解、掌握機(jī)械專配原理，能夠設(shè)計(jì)執(zhí)行基本的機(jī)械裝配工藝；3.熟悉基本的沖壓設(shè)備及沖壓原理；4.熟悉焊接基本方法，能夠分析基本的焊接變形；5.了解車體涂裝的基本原理；6.能夠查閱相關(guān)的參考資料，熟悉轉(zhuǎn)向架、車體及車輛的裝配基本工藝；7.具有一定的溝通、組織、協(xié)調(diào)能力。相關(guān)的課程內(nèi)容及考核方法在第三節(jié)、第四節(jié)展開。

三、課程教學(xué)內(nèi)容的完善

培養(yǎng)學(xué)生軌道交通車輛制造工藝規(guī)劃能力的課程群如圖2[5]所示，而最為核心的課程則是軌道交通車輛制造工藝。該課程一般是開設(shè)在工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、工程力學(xué)、機(jī)械工程材料及軌道交通車輛工程之后，這時(shí)學(xué)生能夠基本完成機(jī)械結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材，并對軌道車輛的基本結(jié)構(gòu)有了較為清晰的認(rèn)識(shí)。在這種情況下，可以讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)軌道車輛的轉(zhuǎn)向架零部件的加工和裝配、車體鋼結(jié)構(gòu)的沖壓加工及焊接成形以及整車的裝配。

（一）明確課程教學(xué)秩序

在學(xué)生開始學(xué)習(xí)軌道車輛制造工藝基本知識(shí)前，單獨(dú)開設(shè)緒論一個(gè)章節(jié)，讓學(xué)生對現(xiàn)場軌道車輛制造工藝基本流程有較為宏觀的認(rèn)識(shí)，如圖3為軌道交通車輛制造基本流圖[6]。按照基本流程完成課程知識(shí)的講授：1.對鋼結(jié)構(gòu)沖壓知識(shí)進(jìn)行講解，包括沖壓原理、融合轉(zhuǎn)向架和車體零件沖壓實(shí)例的講解；2.講解基本的機(jī)械加工原理，包括機(jī)械加工基本過程、機(jī)械加工注意事項(xiàng)、夾具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工等，期間融入對轉(zhuǎn)向架和車體零件機(jī)械加工具體案例的講解；3.講授機(jī)械裝配的機(jī)械原理，分成兩個(gè)小節(jié)分別完成對轉(zhuǎn)向架和車體裝配的基本工藝講解，期間需要對一些外協(xié)件進(jìn)行裝配工藝的講解，如輪對裝配、軸箱裝置裝配；4.完成車體涂裝工藝的講解，針對不同車型進(jìn)行展開；5.完成車輛總裝配工藝講解，包括車內(nèi)、車下、車頂?shù)仍O(shè)備的安裝工藝。

（二）制作完整的課程教案

由圖3可知：軌道車輛制造流程涉及的理論知識(shí)包括沖壓制造原理、機(jī)械加工原理、機(jī)械組裝原理、金屬焊接原理及車輛涂裝原理等，超過五分之三的課程內(nèi)容為理論知識(shí)。針對該課程，目前可選用的教材只有兩本，一本是劉巖主編、中國鐵道出版社出版的《車輛修造工藝和裝備》，另一本是宋永增主編、科學(xué)出版社出版的《軌道車輛制造工藝》。教材講授的基本思路是“緒論—轉(zhuǎn)向架零件機(jī)械加工—轉(zhuǎn)向架組裝—車體零件沖壓工藝—車體焊接結(jié)構(gòu)及工藝—車輛制造（總組裝）”，各個(gè)章節(jié)知識(shí)講授較為零散，選用的軌道車輛制造現(xiàn)場教學(xué)案例偏少（尤其是軌道交通車輛制造機(jī)械加工和沖壓工藝）。

針對以上存在的問題，筆者提出本次教學(xué)設(shè)計(jì)與改進(jìn)措施：整個(gè)課程的講授以軌道交通車輛制造的工藝流程為主線，每個(gè)章節(jié)以各個(gè)部件（轉(zhuǎn)向架、車體鋼結(jié)構(gòu)、整車）的制造流程為主線，形成明確完整的教學(xué)秩序表。筆者前往中車廣東軌道交通公司收集動(dòng)車組車體涂裝、轉(zhuǎn)向架及車輛組裝流程的圖片；前往廣鐵集團(tuán)廣州鐵道車輛有限公司收集普速客車及貨車車輛制造/檢修流程的圖片；前往戚墅堰機(jī)車車輛廠獲取車輛零部件沖壓、鍛造、鑄造等工藝的圖片。筆者結(jié)合明確的教學(xué)秩序表，依據(jù)收集的軌道交通車輛制造的素材（圖片、視頻），制作科學(xué)完整的PPT教案，真正讓學(xué)生在課堂上能夠?qū)壍儡囕v制造工藝有較為清晰準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

四、制訂科學(xué)的課程考核方法

課程包含五分之三以上的理論知識(shí)，傳統(tǒng)的考核方法是課內(nèi)考勤、課后作業(yè)和期末考試，考核的內(nèi)容往往是針對某個(gè)零散的理論知識(shí)進(jìn)行考核，學(xué)生是否真正理解掌握軌道車輛制造工藝，是否能在真正的工作現(xiàn)場活學(xué)活用，則難以評(píng)價(jià)。項(xiàng)目突破傳統(tǒng)考核方法，主要體現(xiàn)在課堂討論和開放性作業(yè)的布置上。課堂討論主要包括：軌道車輛車軸機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂、不同車型轉(zhuǎn)向架組裝的基本工藝流程、不同車型車輛裝配的基本工藝流程。在學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)和了解后，組織課堂討論，讓學(xué)生充分理解理論知識(shí)點(diǎn)。如在“軌道車輛車軸機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂”中，先讓學(xué)生了解機(jī)械加工的基本方法及機(jī)械設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，了解夾具設(shè)計(jì)的基本方法后，接著讓學(xué)生觀看軌道車輛制造企業(yè)采集的車軸制造視頻，然后讓學(xué)生針對車軸如何加工展開討論，加深學(xué)生對車軸制造工藝的理解。

另外，當(dāng)學(xué)生對軌道車輛整個(gè)結(jié)構(gòu)有一定的了解后，教師會(huì)利用制造現(xiàn)場采集的視頻/圖片加深學(xué)生對軌道車輛轉(zhuǎn)向架裝配及車輛裝配的了解，但學(xué)生往往會(huì)很容易遺忘。因此，筆者布置了軌道車輛制造工藝的開放性作業(yè)，旨在讓學(xué)生在上完課后查找相關(guān)資料，編寫相應(yīng)的制造工藝流程圖（見圖4），并完成答辯，讓學(xué)生在理解制造工藝的內(nèi)容、掌握工藝表達(dá)方法的基礎(chǔ)上，具備一定的溝通協(xié)調(diào)能力，真正將大學(xué)教學(xué)轉(zhuǎn)化成實(shí)際工作能力，增強(qiáng)學(xué)生在軌道車輛制造/檢修崗位上的適用性。

最終，結(jié)合課程考勤、課堂討論、開放性作業(yè)及期末考試，真正實(shí)現(xiàn)對學(xué)生能力的客觀科學(xué)評(píng)價(jià)。

五、結(jié)束語

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以知識(shí)主，講知識(shí)、學(xué)知識(shí)、考知識(shí)，學(xué)生停留在識(shí)記層面。OBE的教學(xué)理念是以學(xué)生為核心，以培養(yǎng)學(xué)生能力為產(chǎn)出，體現(xiàn)在軌道交通車輛制造工藝課程中，主要表現(xiàn)為依據(jù)行業(yè)及地方行業(yè)企業(yè)對人才技能和能力的需求，讓學(xué)生從熟悉軌道車輛制造工藝內(nèi)容、制造工藝基本表達(dá)方法（加工圖紙及工藝流程圖），到具備一定的查閱資料、溝通、組織、協(xié)調(diào)能力。可以看出，課程教學(xué)不應(yīng)該僅僅是知識(shí)的傳授，而應(yīng)該是在學(xué)習(xí)知識(shí)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的提升。本課程教學(xué)改革以人才能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生在完成基本理論教學(xué)的同時(shí)，能夠積極主動(dòng)參與到課程教學(xué)內(nèi)容的執(zhí)行過程中，在課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，增設(shè)軌道車輛關(guān)鍵零部件制造工藝流程圖的制訂，并與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、相關(guān)競賽相結(jié)合，形成綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的多層次實(shí)踐教學(xué)模式，加強(qiáng)對學(xué)生綜合實(shí)踐能力和溝通、協(xié)調(diào)、組織能力的培養(yǎng)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式：汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[2] Chandrama Acharya. Outcome-Based Education （OBE）： A new paradigm for learning [J].Centre for Development of Teaching and Learning，2003（3）：7-9.

[3] 肖蒙，呂秋霞，成利剛，等.地方高校新辦行業(yè)特色專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，2018（13）：154-156.

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［責(zé)任編輯：陳 明］