基于成果導(dǎo)向教育理念的互換性原理與測量技術(shù)課程教學(xué)研究

摘 要：文章以O(shè)BE教育理念為導(dǎo)向，從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價(jià)方式四個(gè)方面，探討“互換性原理與測量技術(shù)”課程的教學(xué)改革，旨在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育理念 互換性原理與測量技術(shù) 課程改革

2016年我國正式成為《華盛頓協(xié)議》的簽約會(huì)員，自此在我國通過專業(yè)認(rèn)證的工科專業(yè)，其畢業(yè)生的學(xué)位可以得到《華盛頓協(xié)議》其他組織的認(rèn)可。成果導(dǎo)向教育理念（Outcome Based Education，OBE）是工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循的三個(gè)基本理念之一，并已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流。OBE教育理念由美國學(xué)者Spady等人提出，是以希望學(xué)生達(dá)到的學(xué)習(xí)結(jié)果（課程目標(biāo)）為中心來組織、實(shí)施和評價(jià)教育，用OBE理念引導(dǎo)我國工程教育改革，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

“互換性原理與測量技術(shù)”是機(jī)械相關(guān)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造之間的橋梁和紐帶，該課程的主要內(nèi)容（尺寸公差、幾何公差和粗糙度等）是學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作的必備知識(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，該課程具有涉及知識(shí)面廣但課時(shí)量少、硬性標(biāo)準(zhǔn)多但工程應(yīng)用又非常靈活的特點(diǎn)。基于此，本文從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評價(jià)方式等方面探討基于OBE教育理念的課程教學(xué)改革，旨在讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中能夠更好地掌握所學(xué)知識(shí)，并在畢業(yè)后的專業(yè)工作中靈活應(yīng)用以解決復(fù)雜工程問題。

1 合理制定課程目標(biāo)

傳統(tǒng)教學(xué)和OBE教育理念的一個(gè)重要區(qū)別是，傳統(tǒng)教學(xué)更重視課程內(nèi)容的傳授，而OBE理念更重視預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（課程目標(biāo)），即學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)后應(yīng)該“知道”什么或者“實(shí)際能夠做”什么，然后以此目標(biāo)為中心進(jìn)行教育教學(xué)的組織、實(shí)施和評價(jià)。而制定合理的課程目標(biāo)需要授課教師考慮多方面因素：①明確課程要達(dá)到的知識(shí)、能力和素質(zhì)目標(biāo)；②理解該課程與其他密切相關(guān)課程（例如機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)課程）之間的聯(lián)系，明確本課程在所授專業(yè)的課程體系中所起的作用以及所支撐的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求；③了解行業(yè)動(dòng)態(tài)、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，明確行業(yè)對人才的需求[1]。

作為機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造之間的橋梁，“互換性原理與測量技術(shù)”這門課程主要培養(yǎng)學(xué)生對于機(jī)械產(chǎn)品的精度設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)品合格性檢測的能力，以及精益求精的工匠精神[2]。綜合考慮以上多方面因素，制定課程目標(biāo)如表1所示。

2 整合重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

基于OBE 理念確定了課程目標(biāo)，為了保證目標(biāo)的達(dá)成，需要根據(jù)目標(biāo)合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容。該課程共32學(xué)時(shí)，課時(shí)量較少，需要根據(jù)目標(biāo)對課程內(nèi)容進(jìn)行合理的整合和取舍，使各分散知識(shí)點(diǎn)形成有機(jī)統(tǒng)一整體。

根據(jù)“互換性原理與測量技術(shù)”的課程目標(biāo)，課程學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生需要達(dá)到的目標(biāo)主要包括兩個(gè)維度：知識(shí)能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。其中，第一維度的知識(shí)能力目標(biāo)又包括兩個(gè)方面：機(jī)械產(chǎn)品的精度設(shè)計(jì)和產(chǎn)品檢測能力。根據(jù)知識(shí)能力目標(biāo)，將該課程的教學(xué)內(nèi)容整合為6模塊，如表2所示。第二維度的素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、精益求精的工匠精神和自主學(xué)習(xí)的能力，素質(zhì)目標(biāo)貫穿于知識(shí)能力目標(biāo)的全部六個(gè)模塊。

3 選擇合適的教學(xué)方法

OBE理念主張以預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果為中心進(jìn)行教育教學(xué)的組織和實(shí)施，而要使學(xué)生達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，需要“以學(xué)生為中心”，采用利于目標(biāo)達(dá)成且學(xué)生參與度高的教學(xué)方法，同時(shí)要考慮課程的特點(diǎn)“因課制宜”。

3.1 線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)

本課程內(nèi)容多、課時(shí)少，課堂時(shí)間非常有限，如果只采用傳統(tǒng)的純線下教學(xué)，很難達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果。而采用“線上+線下”混合式教學(xué)，將信息技術(shù)融入教學(xué)過程，開展靈活多樣的教學(xué)活動(dòng)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自主性、創(chuàng)造性[3]。

課堂教學(xué)過程中，以教師講授為主，輔助使用超星學(xué)習(xí)通發(fā)起討論、測驗(yàn)等，豐富多樣的課堂活動(dòng)既可以提高學(xué)生的參與度和積極性，也使有限課堂時(shí)間的利用更加高效。

為了達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果，除了高效的課堂教學(xué)，還需要充分利用線上資源將學(xué)習(xí)活動(dòng)向課外有機(jī)延伸。課外的自主學(xué)習(xí)主要包括課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、前沿拓展和課后作業(yè)，鼓勵(lì)學(xué)生在完成以上學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中，充分利用大學(xué)慕課、智慧樹、嗶哩嗶哩等網(wǎng)站上的豐富資源自主學(xué)習(xí)。

3.2 減少理論灌輸與增加工程案例相結(jié)合

OBE理念注重“以學(xué)生為本”，同時(shí)重視培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。因此，在課堂教學(xué)中，應(yīng)該適當(dāng)減少教師單向的理論灌輸，增加機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)工程案例的使用，并以工程案例為課程知識(shí)點(diǎn)的起點(diǎn)、背景和落腳點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從工程案例中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并最終能夠根據(jù)需要掌握的知識(shí)點(diǎn)解決問題。

以知識(shí)模塊三“幾何公差”為例，在完成了模塊二“尺寸公差”的學(xué)習(xí)之后，在學(xué)習(xí)模塊三的知識(shí)之初，可以引入工程案例“某農(nóng)機(jī)企業(yè)生產(chǎn)部門接收到一張如圖1所示的尺寸標(biāo)注完全的齒輪軸圖紙，如果按此圖紙加工出來如圖2所示的零件，假設(shè)你是一名質(zhì)檢工程師，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)所有尺寸均合格，請問你是否會(huì)判定該零件為合格？為什么？”通過對此工程問題的思考和討論，學(xué)生可以更加深刻地理解幾何公差在機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；另外，在幾何公差知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)過程中，可以在此案例的基礎(chǔ)上，逐漸引入形狀、方向、位置、跳動(dòng)等公差項(xiàng)目，并將其標(biāo)注在該圖紙上；模塊三學(xué)習(xí)結(jié)束之時(shí)，齒輪軸圖紙的幾何公差標(biāo)注也同時(shí)完成。

以一個(gè)工程案例貫穿知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)過程，可以增加學(xué)生的參與感、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，在潛移默化中鍛煉學(xué)生的工程思維，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感。

3.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)的合理設(shè)置

OBE理念注重培養(yǎng)學(xué)生解決工程性問題的能力，“互換性原理與測量技術(shù)”是一門工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此課程的第六個(gè)模塊“課程實(shí)驗(yàn)”在課程中占有很重要的地位，同時(shí)實(shí)踐模塊也是課程目標(biāo)2的主要支撐。

該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)共占8個(gè)課時(shí)，對應(yīng)四個(gè)實(shí)驗(yàn)，但大多數(shù)情況下四個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的檢測對象均為教學(xué)專用教具且彼此獨(dú)立，工程性和相關(guān)性不足。如果將所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的檢測對象設(shè)定為同一個(gè)機(jī)器或者部件（例如減速器），并配備有對應(yīng)的裝配圖紙和零件圖紙，四個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別檢測該機(jī)器或部件的四個(gè)方面（尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、齒輪互換性），可以更好地體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的完整性和工程性，使學(xué)生對實(shí)際機(jī)械產(chǎn)品的檢測過程和產(chǎn)品質(zhì)量理解得更加深刻。另外，為了鍛煉學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，在實(shí)驗(yàn)前嘗試讓學(xué)生根據(jù)圖紙和檢測項(xiàng)目制定實(shí)驗(yàn)方案，然后教師點(diǎn)評并一起確定最后的方案，最后學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作、得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。

4 多元化教學(xué)評價(jià)

課程考核是衡量課程目標(biāo)是否達(dá)成的主要手段，傳統(tǒng)的考核方式看重期末考試的卷面成績，而輕視學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)。這就會(huì)導(dǎo)致部分同學(xué)平時(shí)表現(xiàn)較差，但是通過考前突擊的方式最后取得了不錯(cuò)的考試成績[4]。這樣的評價(jià)方式太過片面，有失公平，且無法真實(shí)體現(xiàn)課程目標(biāo)的達(dá)成情況。

因此，需要對傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革，加大過程性考核在綜合成績中所占的比重。比如期末卷面成績和過程性考核成績各占 50% ，其中過程性考核的50%又分為3個(gè)部分：兩次單元測試（20%）、實(shí)驗(yàn)綜合（10%）、平時(shí)成績（課堂表現(xiàn)5%、自主學(xué)習(xí)5%、作業(yè)10%）。另外，期末試卷的考核應(yīng)該明確每個(gè)課程目標(biāo)由哪些題目來支撐和體現(xiàn)，且題目中應(yīng)該減少死記硬背的內(nèi)容，重視知識(shí)的應(yīng)用性和工程性。

持續(xù)改進(jìn)是OBE理念的重要組成部分，一學(xué)期的課程結(jié)束后，需要依據(jù)學(xué)生的期末卷面成績和過程性考核成績，綜合計(jì)算學(xué)生課程目標(biāo)的達(dá)成情況。若達(dá)成情況不理想，需要進(jìn)一步優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價(jià)方式，并以此來指導(dǎo)接下來新學(xué)期的課程教學(xué)。

5 結(jié)語

OBE理念主張以預(yù)期的教學(xué)成果為導(dǎo)向來組織、實(shí)施和評價(jià)教育，本文基于此理念從課程目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃、教學(xué)方法的選擇和評價(jià)方式的改革四個(gè)方面，探討“互換性原理與測量技術(shù)”這門機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課的課程改革。期望經(jīng)過課程改革后，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、自主性和創(chuàng)造性能夠得到明顯提高，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力能夠不斷提升。

基金項(xiàng)目：山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院名課程“互換性原理與測量技術(shù)”建設(shè)項(xiàng)目；山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院教學(xué)研究與改革項(xiàng)目（新文科專項(xiàng)）：新文科視角下“互換性原理與測量技術(shù)”課程教學(xué)改革實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]李仕春，華燈鑫，趙恒，等.基于OBE理念的“互換性與測量技術(shù)”課程教學(xué)改革[J].工業(yè)和信息化教育，2023（8）：1-5，10.

[2]郭瑞瑞，曹福來.基于CDIO理念的《互換性與測量技術(shù)》課程教學(xué)的優(yōu)化研究[J].汽車教育，2020（16）：196-198.

[3]龔嬋媛，卞翔，袁明新.“線上+線下”混合式金課建設(shè)探索實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2022（12）：65-67，112.

[4]王建彬，王介石，江本赤.工程教育認(rèn)證OBE 理念在互換性課程教學(xué)中的實(shí)踐與探索[J].宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，41（12）：117-122.