基于OBE的机械制造技术基础课程设计教学评价

王红军+钟建琳+刘忠和+龙忠杰+陈秀梅

摘要：课程设计是机械类专业的重要实践环节，对培养学生工程意识、实践动手能力具有重要作用。课程设计的考核方式和效果评价需要开展基于工程教育专业认证以成果为导向的理念的改革与实践，以更好地激发学生的学习主动性，培养学生的工程实践、创新能力以及学生的团队合作精神，提高教学质量。本文介绍了基于工程教育专业认证以成果为导向的理念，以机械制造技术基础课程设计为例开展的教学改革评价及其效果。

关键词：机械制造技术基础课程设计；以成果为导向；教学改革；教学评价

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）51-0230-02

工程教育专业认证的核心理念是：以學生为中心、以成果为导向，持续改进。“成果导向（outcomes based education，OBE）”核心就是以学生的能力获得为评价教学成果的依据，并不断提高教学质量持续改进。原有的课程设计环节的成绩考核方式单一，教学方法和考核方法与工程教育专业认证中“学生为中心”及“以成果为导向”等教育理念有很大的差距。多年来，科学技术飞速发展，急需在课程设计的内容上与时俱进，与科学技术发展和行业企业的实际场景无缝对接，使学生毕业后能够很快适应企业的岗位需要。迫切需要对实践环节包括课程设计的教学方法以及考核评价方式进行改革。我们构建了符合工程教育专业认证的专业培养方案，搭建了分层次阶梯式的实践教学体系，于2016年通过了中国工程教育专业认证。本文以机械制造技术基础课程设计为例，开展了教学方法以及考核评价方法的改革，取得了较好的效果。

一、基于工程认证理念的机械制造技术基础课程设计内容的优化

以工程认证标准为核心指导，根据机械设计制造及其自动化专业人才培养目标以及专业多年的人才培养经验，基于OBE理念，建立培养目标-能力要求-教学内容-评价措施之间的支撑网络。机械制造技术基础课程设计支撑以下毕业要求指标：1）毕业要求3设计/开发解决方案：能够设计开发针对复杂机械工程问题的解决方案，设计满足特定需求的机械系统、部件和工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。2）毕业要求10沟通：具有在机械工程领域复杂工程活动中与他人和社会进行有效沟通的能力，包括能够理解和撰写效果良好的报告和设计文件，进行有效的陈述发言；具有一定的国际视野和跨文化交流的能力。3）毕业要求11项目管理：理解工程方面的管理和经济决策的基本知识，并能够应用于多学科环境下的工程实践中。根据所支撑的毕业要求指标点，对课程设计的内容进行重新梳理、优化和完善。在课程设计的内容上，除了传统的工艺设计和夹具设计内容，引入数控工艺的内容；在设计实现产品加工过程中的工艺设计和夹具设计方案的成果时，从原有的手工绘图，引入数字化制造工程软件，从2D绘图到3D数字化模型；在课程设计过程中，将学生作为一个准工程师，带入企业的实际工作任务场景，严格遵从制造工程师的岗位要求、行业规范和需要完成的设计工作进度要求。

二、面向工程教育，贯穿“五段式”实践环节教学方法，提高学生的创新能力和动手能力

开展了以工程应用为导向，加强实践教学项目及内容的工程化建设，形成逐次递升的层次化实践教学训练模式。并且采取“五段式”教学方法改革，注重学生综合能力的培养。

①课程设计动员，进入项目选题阶段：学生根据课程设计任务书，到图书馆查阅资料，经过比较和分析，与老师协商选定课程设计的题目。通过该过程，调动学生的学习主动性，并培养学生查阅资料、主动思考和创新思维的能力。

②方案设计阶段：在老师的引导下，学生可以自主形成3人小组，并进行角色分工。确定课程设计的任务和预计完成的进度和要求。每个小组提交任务完成进度表，包括进度、内容、分工和阶段性成果等。学生发挥各自特长，分工协作，完成方案设计、经济性分析与可行性论证工作，培养学生项目管理、团队协作、互相协调的能力。

③模型制作阶段：学生将所提出的设计方案，通过仿真和实物制作两种方式动手完成。如所完成的工艺方案，可以在条件允许的情况下选择其中的优秀方案开展实物加工；对于数控工艺采用数控加工轨迹仿真分析；对于夹具可以采用数字化装配模型实现设计制作，也可以采用3D打印方式进行制作。以仿真结果或者实物的形式提交设计成果，激发了学生的学习动力和探究的热情，很好地培养了学生的工程意识，锻炼了学生的工程制作能力。

④总结归纳阶段：学生对所设计的工艺方案、工序设计、夹具设计方案进行归纳总结，撰写课程设计说明书。课程设计说明书包括方案设计分析计算、方案经济成本分析；工序尺寸的计算、定位方案和合理性的判断。所设计方案对经济社会的影响等。课程设计说明书顺序依次为封面、任务书、摘要、目录、正文、致谢、参考文献等。锻炼学生的写作能力、概括能力等。

⑤答辩交流阶段：学生提供全套的按照任务书要求的课程设计全部成果。答辩前要求所有成果教师已经签字验收。每个学生参加答辩，采用PPT演讲或者口头答辩，答辩时学生首先陈述课程设计内容，老师就相关内容进行质疑，学生就质疑内容回答问题。老师和学生从进度、质量、沟通表达方面等参与评分，锻炼学生的表达交流能力。机械制造技术基础课程设计还结合大学生科技创新项目和学科竞赛开展，提高了学生的创新能力和动手能力。

三、基于工程认证理念的课程设计考核评价方法改革

为了保证合理准确地对课程设计的达成度进行评价，采用多种方式对课程进行综合评价，包括分数评价法和尺规评价法。机械制造技术基础课程设计的主要目的就是使学生能熟练运用课程中的基本理论以及生产实习中学到的实践知识，正确地完成某一典型零件的工艺设计等问题；学会使用手册及图表资料，掌握和本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用；提高数控编程的能力，通过对关键件进行数控加工仿真训练，根据被加工零件的加工要求及已有的数控加工设备，编制出高效、既经济合理又能保证加工质量的数控加工程序的能力。

教学评价是检验学生知识掌握程度的一种重要方式，科学合理的评价方法能够正确引导和激励学生的积极性、监督和检验学生的学习效果。传统上，课程设计考核内容单一，没有严格的评价指标和考核标准，缺乏对教学质量监控的手段，使学生有蒙混过关的心理并采取应付的态度和消极的行动。课程设计是培养学生的工程实践能力、工程创新能力和灵活运用所学知识分析、解决实际问题的能力的重要环节。有必要重新建立科学可行、全面的考核评价体系，重视学生的获得感，调动学生的学习积极性，重视过程和工程意识的培養。既要考查学生对知识的掌握程度，又要考核学生的动手操作能力，更应注重学生严谨的科学态度和创新精神。在成绩分析法的基础上，引入尺规法进行课程设计教学评价。除了课程设计成果的评价外，注重学生的出勤与纪律、学习态度、实际解决问题的能力、学习主动性、同学间协作能力等方面进行考核评价。能有效调动学生对实践课程的主观能动性，有利于改善实践教学效果、提高学生的实践能力。根据尺规法评价结果，按照学院毕业要求达成评价方法规定，如果课程评价结果为0.7，该课程为达成。采用成绩考核法得到最终结果，尺规法将整个过程和相关环节进行逐项分析。根据每个分项的评价结果，找出其中的待完善环节，作为后续教学改革和持续改进的关注项。这样通过评价结果的反馈不断持续改进，从教学内容、教学方法、教学手段等各个方面不断改进，持续提高教学质量和提高学生的综合能力。

今后还要基于工程教育专业认证理念，不断开展教学方法和教学考核评价的改革探索，不断提高教学质量。

参考文献：

[1]王红军，钟建琳，刘忠和.基于专业核心能力的机械设计制造及其自动化培养计划探讨[J].中国电力教育，2009，（5）.

[2]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[3]王红军，张怀存，钟建琳，等.基于工程能力的“机械制造技术基础”课程建设[J].中国电力教育，2013，（1）：87-89.

[4]王红军.以培养学生创新能力为导向的毕业设计教学改革探索[J].中国电力教育，2008，（12）：139.

Abstract：Course design is an important practice course of mechanical engineering major，plays an important role for training students ' consciousness and practical ability of engineering. The assessment of curriculum design and effect evaluation based on Engineering Education Accreditation needed to result-oriented philosophy of reform and practice，to stimulate students ' learning initiative and cultivating students ' ability of engineering，to practice and innovation，as well as their team spirit and improve teaching quality. The results-oriented philosophy based on Engineering Education Accreditation is introduced in this paper. The reform methods and procedures of the teaching evaluation are put forward and its efforts are shown，the mechanical manufacturing technology course design as an case study.

Key words：mechanical manufacturing technology foundation course design；OBE；teaching evaluation