基于OBE理念的液压与气压传动课程目标达成度评价与持续改进

胡万强, 葛 瑜, 王松涛, 张雪飞

(许昌学院 电气与机械工程学院,河南 许昌 461000)

2016年,我国工程教育正式加入《华盛顿协议》,这标志着我国工程教育专业认证正式与国际接轨[1].成果导向教育(Outcome-Based Education,简称OBE)作为工程教育专业认证的核心理念,可以用于评价学生的毕业要求达成度[2].方法是通过一些评估方法,按照毕业要求所提出的指标对学生所获得的能力进行科学合理的评价,把评价结果作为课程持续改进的重要依据,最终的目的是确保毕业生能够达到毕业要求.近年来,工程教育认证越来越受到国内高校的重视,各种教学成果、研究理念层出不穷.关于学生学习成果的持续评价和改进方面的研究也较多,文献[2]以“轨道交通信号系统综合实践”课程为例,对课程目标达成度评价与持续改进工作进行探索研究.文献[3]构建了基于OBE理念的高校体育教学持续改进体系.文献[4]以南京工业大学金属材料工程专业为例,制定了毕业要求和培养目标的持续改进体系的评价机制.

文献[5]以工程教育认证标准规定的毕业要求为准则,建立评价体系,对水利水电工程专业学生的毕业要求达成度进行定量评价并提出建议用于持续改进.

文中以工程教育专业认证为背景,结合许昌学院机械专业人才培养方案,以“液压与气压传动”课程为例,以培养学生综合能力为目标,制定了课程目标,建构了课程目标评价体系,并进行持续改进.

1 制定课程目标

根据工程教育认证标准的要求以及社会、行业和学位定位,许昌学院机械工程系修订并完善了机械设计制造及其自动化专业培养目标.根据工程教育认证标准和要求,结合机械设计制造及其自动化专业人才培养方案,作者制订了3个培养目标,分为知识目标、能力目标和素养目标,分别对应支撑毕业要求的指标点以及毕业要求.

1.1 知识目标

掌握液压与气压传动压力、流量等基本概念;掌握液压与气压传动的静力学及动力学三个基本方程;掌握各种液气压元件结构、原理、特点;掌握各类液气压基本回路的功能,组成和应用;对主要液气压元件建立数学模型.

1.2 能力目标

能够分析机械设计制造领域复杂工程系统中液气压子系统的结构组成及工作原理;能够分析液气压子系统中压力、流量、作用力等参数.毕业要求:问题分析能力.

1.3 素养目标

能够针对机械设计制造领域复杂工程问题设计液气压子系统;能够针对液气压子系统确定压力、流量等技术参数;能够设计液气压系统原理图;能够计算和选择液压元件;能够估计液气压系统的性能;能够绘制工作图,编写技术文件.毕业要求:科研开发能力

课程目标与毕业要求、毕业要求指标点以及毕业要求的支撑强度如表1所示[6].

2 课程目标评价及持续改进体系建立

通过借鉴PDCA(即计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、处理(Act)、)循环理念,根据课程目标要求,作者研究并构建了课程目标评价及持续改进体系. 该体系如图1所示,课程评价工作责任机构由课程质量评价小组和课程组构成,其中课程质量评价小组由学院督导组部分成员、相关专业负责人构成,主要职责包括:审核课程考试/考核主要内容、考试/考核方式是否合理,审核定量/定性评价方法是否合理,审核课程质量分析报告是否全面,并提出持续改进意见.课程组完成具体评价工作.学院教务办公室和辅导员负责配合评价工作的开展[7].

表1 课程目标与主要支撑毕业要求对应关系

图1 液压与气压传动课程目标评价及持续改进体系

2.1 课程考核方式

经过多方调研,作者设计了如表2所示的液压与气压传动课程考核体系,该体系主要从课程目标、评价方式、考核内容等方面进行构建[7].平时成绩和期末成绩来支撑课程目标达成方式.如,课程目标3由平时成绩来支撑.平时成绩由平时作业、课堂讨论作业或课后作业环节支撑,期末成绩由考试成绩支撑.重点考查学生运用液体静力学及动力学基本方程求解液压系统压力、流量等参数的能力,能够将液压元件以及基本回路应用到解决机械设计制造领域的液压传动系统相关问题.

表2 液压与气压传动课程考核体系

2.2 达成度计算

3 课程目标达成情况分析及持续改进

结合本专业学生的基本素质和培养方案要求,经过反复修改,确定课程目标达成度计算方法如表3所示.根据上述所示的达成度公式计算2019级机械设计制造及其自动化1班液压课程教学目标达成情况如表4所示.

表3 课程目标达成度计算方法

表4 2019级1班教学目标达成情况评价分析表

从表4可以得出,课程目标1达成度为0.798,课程目标3达成度为0.830,这两个课程目标达成效果相对理想.原因是,课程目标1主要体现学生运用液体静力学及动力学基本方程求解液压系统压力、流量等参数的能力,能够将液压元件以及基本回路应用到解决机械设计制造领域的液压传动系统相关问题.从综合得分来看,大部分学生对基本理论和基本知识掌握和应用能力较好;课程目标3主要体现对学生液压系统设计能力的培养,以课上讨论作业和课后作业的形式进行考核,大部分学生都能够积极参与讨论,设计结果较理想.说明针对这两个课程目标实施的教学方法和教学手段科学合理.

课程目标2支撑的效果相对较差,主要原因是,课程目标2使学生掌握各种液压元件结构、原理、特点,培养学生分析复杂液压子系统中压力、流量、作用力、负载运动状态等参数的能力.从综合成绩来看,失分较多的集中体现在液压元件的结构特点及应用方面,另外,对液压系统工作过程的分析也较欠缺.

针对以上分析结果,在本届液压与气压传动课程的教学中,课程目标的达成情况居中,说明这学期采取的教学方法和手段基本合理.通过达成分析及问卷调查得知,大部分同学们在知识、能力、素质三个层面均得到发展,学生的液压系统设计能力、分析判断能力均得到锻炼和提高,团队协作意识得到加强.

同时,也梳理了课程教学需要改进的主要方向,即加强学生在解决复杂工程问题方面的训练.液压与气压传动系统是软硬件紧密结合,涉及电、气、液、控制等领域的复杂系统.因此,教学组织实施应以学生为中心,以案例教学法为主,采用课前预习、课中讨论、课后练习的方式促进学生达成课程目标.另外针对学习态度不好、学习有困难的同学,教师要加强对他们的管理,及时对他们进行帮扶.

4 结语

文章以工程教育专业认证为背景,对机械设计制造及其自动化专业的液压与气压传动课程进行了改革,重新修订了课程目标,建立了课程评价体系,以一个班级的综合成绩为例,根据达成度公式计算课程目标的达成情况,并对达成情况进行了分析并提出改进措施.