基于成果導(dǎo)向教育理念的汽車制造工藝學(xué)課程教學(xué)改革

摘 要：作為汽車行業(yè)競爭主戰(zhàn)場，汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能裝備、高新技術(shù)的不斷引進，使專業(yè)技術(shù)人才缺口越來越大。為助力培養(yǎng)優(yōu)秀汽車生產(chǎn)制造工藝工程師，針對現(xiàn)有學(xué)情，基于OBE教學(xué)理念，對車輛工程專業(yè)核心課汽車制造工藝學(xué)進行課程改革。以學(xué)生學(xué)習(xí)成果的目標(biāo)導(dǎo)向，借鑒知識圖譜優(yōu)勢、融合CDIO工程訓(xùn)練思想，采用項目驅(qū)動與全程多維考核方式，構(gòu)建具有實時反饋的理論與實踐教學(xué)多閉環(huán)實施鏈路。將學(xué)生學(xué)習(xí)情況作為反饋因素及時調(diào)整教學(xué)方法和手段，不斷提高課程教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程應(yīng)用能力的全面培養(yǎng)，為未來職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：汽車制造工藝學(xué) 成果導(dǎo)向教育理念 教學(xué)改革 課程評價

現(xiàn)階段，我國汽車工業(yè)正步入產(chǎn)品品質(zhì)飛速提升階段，多品種、全系列整車和配套零部件的生產(chǎn)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系集中度不斷提高，已使汽車工業(yè)成為我國制造業(yè)單一產(chǎn)品規(guī)模最大的行業(yè)。作為制造業(yè)集大成者，汽車產(chǎn)業(yè)不僅自身是實現(xiàn)智能制造、建成制造強國的最佳載體、龍頭和抓手，而且也對裝備制造業(yè)、工業(yè)軟件與操作系統(tǒng)、高校人才培養(yǎng)等提出了更高需求[1]。

汽車制造工藝學(xué)是車輛工程專業(yè)的主干課，其主要目標(biāo)為培養(yǎng)合格的汽車制造工藝人才。對于工藝人員而言，要求能靈活運用工藝?yán)碚摵凸に嚪椒ǎ袃?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗原則，針對實際應(yīng)用中的具體情況、具體問題具體分析[2]。因此，合格汽車制造工藝人才不僅懂知識，更要有能力。成果導(dǎo)向教育理念（Outcome-based Education，OBE） 是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，采用逆向思維的方式進行的教學(xué)理念[3]。相比傳統(tǒng)教學(xué)，OBE理念在教育過程中既重視基礎(chǔ)和專業(yè)能力培養(yǎng)，又重視與工程實踐和實際應(yīng)用的密切聯(lián)系[4]。為適應(yīng)汽車行業(yè)發(fā)展需要，培養(yǎng)能夠適應(yīng)汽車行業(yè)快速發(fā)展的汽車制造工程師，在智能制造背景下，基于OBE理念，探索、研究以O(shè)BE理念為導(dǎo)向的課程教學(xué)與實踐改革勢在必行。

1 學(xué)情分析

“汽車制造工藝學(xué)”包括汽車零部件加工與整車四大工藝兩部分內(nèi)容，學(xué)科內(nèi)容愈加豐富，不僅包含機械制圖、金屬工藝學(xué)、工程材料、互換性與測量技術(shù)、機械設(shè)計等理論，還涉獵了新材料、智能制造、先進管理等多個領(lǐng)域知識，具有理論性強、綜合度高、涉及面廣的特點。同時，課程理論源于生產(chǎn)，又指導(dǎo)生產(chǎn)服務(wù)，具有很強的工程實踐性。通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠綜合應(yīng)用多學(xué)科知識，理解、分析并全面掌握現(xiàn)代汽車裝配與制造的各種主要工藝過程的理論知識，并了解最新發(fā)展方向，不斷拓寬自身的知識面和視野，完善知識結(jié)構(gòu)和能力水平，成為滿足行業(yè)需求的優(yōu)秀人才。

目前課程教學(xué)以“教”為核心，重點關(guān)注知識的傳授，教學(xué)方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳，存在很多問題：

1.1 知識被動灌輸，學(xué)生缺乏興趣

制造工藝相關(guān)知識需要材料、力學(xué)、設(shè)計等多方面基礎(chǔ)，知識體系凌亂，理論邏輯性不強，且對學(xué)生而言，較為抽象、枯燥，被動灌輸式教學(xué)很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.2 理論與實踐脫節(jié)，學(xué)生綜合應(yīng)用能力不足

目前課內(nèi)實驗大部分采用虛擬平臺模擬仿真典型零部件加工工藝流程與視頻演示方式，沒有系統(tǒng)實操環(huán)節(jié)，理論與實踐應(yīng)用相互聯(lián)系較少，不能綜合應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計工藝，理解工藝實際對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)性作用。

1.3 實時性差，學(xué)生市場適應(yīng)性不強

未來汽車制造技術(shù)正向智能化、敏捷化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化、綠色化方向發(fā)展。企業(yè)對工藝人員的需求更多偏向新工藝、CAD、CAM技術(shù)應(yīng)用等方面，以具備快速響應(yīng)市場需求的能力。傳統(tǒng)教學(xué)以書本知識為自主，已無法滿足現(xiàn)代汽車制造工藝大環(huán)境的發(fā)展要求。

2 教學(xué)改革目標(biāo)與實施方案

針對以上問題，基于OBE教學(xué)理念，將培養(yǎng)“具備理論功底扎實、實踐經(jīng)驗豐富的汽車生產(chǎn)類創(chuàng)新型制造工藝工程師”為高階目標(biāo)，圍繞知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的課程目標(biāo)，以學(xué)生為中心，在搭建以教學(xué)資源為支撐，以知識體系為基礎(chǔ)，以問題解決為核心，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的四層課程體系基礎(chǔ)上，結(jié)合CDIO工程教育理念，構(gòu)造如圖1所示多閉環(huán)教學(xué)實施鏈路，通過問題與測試結(jié)果形成實時反饋。

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運行（Operate），“構(gòu)思”包括需求分析、技術(shù)設(shè)計、工藝流程開發(fā)；“設(shè)計”包括項目計劃、設(shè)計圖紙和方案實施；“實現(xiàn)”特指將設(shè)計變?yōu)楫a(chǎn)品的過程；“運行”是對產(chǎn)品的評估過程[5]。采用CDIO理念，以汽車類產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，通過項目驅(qū)動形式，有效激發(fā)學(xué)生主動性。具體實施步驟為：

（1）采用“體系化”方式，完善資源體系建設(shè)。淺化概念教學(xué)，深化思維分析，以學(xué)生為主體進行課程教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，根據(jù)課堂與測試反饋，不斷改進教學(xué)手段與方法。同時，通過企業(yè)實踐、參觀、交流等方式，了解更多汽車類生產(chǎn)過程與特點，并收集典型案例；貼合教學(xué)設(shè)計，優(yōu)化各項教學(xué)資源。

（2）將OBE理念和兩性一度融入課程，借助知識圖譜優(yōu)勢[6]，分解章節(jié)重難點，將碎片化知識系統(tǒng)化。結(jié)合第一層資源體系，構(gòu)建知識圖譜，使思維過程圖像化、可視化，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘課程內(nèi)容內(nèi)在規(guī)律同時，有效幫助學(xué)生分析問題，整理思路、強化記憶[7]，清晰展示“教與學(xué)”的思維過程，化解課程內(nèi)容繁雜、知識點多與學(xué)時有限之間的矛盾。

（3）采用項目驅(qū)動方法，以問題解決為核心，培養(yǎng)學(xué)生整體把握、局部理解、逐個擊破的解決問題思路。改變傳統(tǒng)“講聽式”的教學(xué)模式，結(jié)合汽車制造工藝學(xué)相關(guān)內(nèi)容及車輛工程專業(yè)學(xué)生特點，以汽車發(fā)動機的連桿為項目載體，基于OBE理念，以學(xué)生的能力產(chǎn)出為核心，采用圖2所示的項目驅(qū)動方式進行教學(xué)設(shè)計。

如圖2所示，通過對連桿功用、結(jié)構(gòu)及特點分析，綜合講解生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型、定位原理及方法、工夾具設(shè)計、加工工藝流程等理論知識，進行連桿加工工藝流程設(shè)計，并采用虛擬仿真與實習(xí)環(huán)節(jié)對結(jié)果進行驗證。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)性思考不同生產(chǎn)綱領(lǐng)下工藝方案的區(qū)別，以及使用鈦合金、粉末冶金等新材料后，加工工藝的改變。以項目驅(qū)動方式，以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，融合實物解析法、多媒體組合教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、研討問題教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法及項目和過程導(dǎo)向法等手段，從三橫三縱方向進行教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”三位一體。

（4）結(jié)合CDIO理念，借助CAM、Catia/UG等軟件平臺，利用學(xué)生的綜合實驗訓(xùn)練項目，鍛煉學(xué)生的數(shù)字化工藝的3D仿真，并鼓勵學(xué)生參加3D創(chuàng)新與各類相關(guān)等賽事，通過實踐或競賽提高自身能力。

通過上述以項目驅(qū)動方式，構(gòu)建多回路教學(xué)反饋機制，實時結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)情況，對教學(xué)設(shè)計與模式進行不斷修正的教學(xué)改革，基于CDIO標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)了OBE的具體培養(yǎng)要求[8]。

3 課程評價考核

結(jié)合OBE教學(xué)理念，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，對汽車制造工藝學(xué)教學(xué)內(nèi)容進行模塊化分析，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程以及綜合能力的考核，實施全過程、多維度的評價考核[9]。根據(jù)圖1多閉環(huán)教學(xué)實施鏈路，將考核劃分為課內(nèi)、課后、實踐與期末四個模塊，采用平時成績、實驗成績、期末考試成績?nèi)灰惑w的多角度全過程考核方式，各部分分值比例見表1。

除終結(jié)性理論基礎(chǔ)及應(yīng)用考核外，在課程實施過程中，不僅將過程性評價貫穿于課程的教學(xué)全過程，并作為實時反饋，對教學(xué)設(shè)計與進程進行調(diào)整指導(dǎo)。課內(nèi)通過學(xué)生課堂表現(xiàn)、專題討論效果及隨堂測驗結(jié)果等，考查學(xué)生的知識掌握、技能操作、團隊協(xié)作、自主學(xué)習(xí)等方面的學(xué)習(xí)情況。課后通過作業(yè)進一步鞏固和檢驗學(xué)習(xí)效果。結(jié)合課程知識模塊，設(shè)置章節(jié)測試，綜合檢驗學(xué)生對知識系統(tǒng)性的掌握情況。同時，結(jié)合CDIO項目驅(qū)動過程中學(xué)生參與度與項目實施結(jié)果，檢驗學(xué)生對理論知識綜合理解程度及解決工程實際問題的能力。此外，實踐考核還可通過競賽成績、專業(yè)證書等方式進行成果轉(zhuǎn)化。基于OBE理念，通過全程性過程考核跟蹤，實時反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況，針對學(xué)生學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)進行原因分析，不斷改進教學(xué)進程與教學(xué)設(shè)計，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)模式。

4 總結(jié)

汽車工藝是汽車生產(chǎn)中最為活躍的因素，在實際應(yīng)用中，工藝不僅是落在紙上的規(guī)程，還是工藝技術(shù)人員對問題的解決能力，只有教會學(xué)生活學(xué)活用，才算達成應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)?；贠BE理念，對理論教學(xué)進行逆向設(shè)計。同時融合CDIO思想，引入項目驅(qū)動方式，結(jié)合不同生產(chǎn)方式對工藝的要求，分析工藝路線的靈活性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教“活”工藝，教活課堂，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)課程的過程中，具備制訂典型汽車零部件機械加工工藝規(guī)程、進行專用機床夾具設(shè)計的初步能力，具有分析解決汽車產(chǎn)業(yè)工程問題的能力、機械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

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