基于OBE教学理念的工程软件教学实践

摘要：课程建设是工程教育认证中的直接支撑要素之一。工程教育认证标准要求以OBE理念开展教学。以CAM技术软件融入“数控加工技术”课程的教学为例，从课程目标、教学内容、教学实施和教学评价等方面，基于OBE理念对课程体系进行重构。通过本课程的教学改革与实践，使教学实践在达成课程目标的同时，达到工程教育认证的标准。

关键词：工程教育认证；OBE教学理念；教学改革教育认证是高等教育质量保证体系的重要组成部分，其目的是确保工程教育的质量，提高毕业生的专业能力，使其能够满足行业和社会的需求。工程教育认证有助于提升中国工程教育的国际影响力，促进毕业生在专业领域内的国际化交流和就业［1］。

高校教育教学与工程教育认证相契合的是普遍采用OBE教学理念。OBE教学理念在工程教育认证中不仅是一个评价标准，更是一种引导教育改革和提升教育质量的理念。它通过确立明确的学习目标、注重学生个体发展，强化持续改进的过程，为工程教育培养出更加符合行业要求的高质量人才提供了强有力的支持。

1OBE教学理念及作用

（1） OBE教学理念强调以下几个方面：①以目标为导向。工程教育认证是评价毕业生是否达到毕业要求的标准。OBE教学细化到课程目标上，依据课程在专业人才培养方案及课程体系中的定位，重点从课程目标对专业毕业要求指标点的支撑情况、教学内容和教学方法对课程目标的支撑情况、教学活动对课程目标的实现情况、考核评价对课程目标达成的支撑情况进行评判。②以学生为中心。OBE教学理念要求教师实现“以教为中心”向“以学为中心”的课堂教学转变，从“重知识传授”向“重能力和素质”转变，要求加大过程考核比重，注重多元评价考核，积极开展以学生学习成果为导向的教学评价。③持续改进。工程教育认证是一种常态化认证机制，一般为6年一轮。OBE也强调课程建设的持续性优化和改进，保证课程紧跟专业前沿，不断提升教学质量，充分发挥课程在人才培养中的主渠道作用。

（2） OBE教学理念的作用。专业课程建设要秉持OBE教学理念，推进工程教育认证。工程软件扮演着重要的角色，它不仅是教学工具和平台，也是提升学生实践能力和专业技能的关键因素。其作用体现在：①提升教学质量。工程软件通常包含丰富的教学资源和案例，能够帮助学生更好地理解复杂的工程概念和原理。通过使用这些软件，学生可以在虚拟环境中进行实验和设计，加深对理论知识的理解和应用，增加学习成果产出。②增强实践技能。工程软件提供了模拟实际工程项目的平台，使学生能够在安全的环境中练习和掌握必要的工程技能。这种实践经验对于学生的专业成长至关重要，也是工程教育认证中的一个重要考量点。③促进创新和研究。工程软件往往具备高级的分析和设计功能，能够激发学生的创新思维和研究兴趣。学生可以利用这些工具进行科学研究和技术开发，为未来的职业生涯打下坚实的基础。④符合行业标准。工程软件通常与行业标准保持一致，使用这些软件可以帮助学生熟悉行业内广泛使用的工具和技术。这不仅有助于学生毕业后快速适应工作环境，也是工程教育认证标准中的一项要求。

2“以学生为中心”的课程目标构建

课程与教学设计应该基于最终的学习成果的设定目标进行反向设计，要兼顾学生已修课程及后继课程，注重解决实际问题，锻炼学生实践能力，培养学生严谨的职业习惯、良好的团队协作意识及实践创新能力［2］。在“数控加工技术”课程前续，学生已修完机械制造技术课程，对工艺及工装已有了初步的掌握，后续有机械制造技术课程设计、毕业设计，为毕业后从事机械制造专业打下基础。因此，融入CAM技术的“数控加工技术”课程目标的设定，要确保理论知识与实际技能紧密结合，使学生能够将学到的理论知识应用于实际操作中，同时要设定清晰、可达成的学习目标，使学生明白每个学习阶段所追求的知识掌握程度和技能水平。本文从知识、能力两个目标进行构建。

2.1知识目标构建

对于CAM技术，即计算机辅助加工技术，要求学生在了解数控机床软硬件结构组成的基础上，掌握数控机床工装、数控工艺的设计及数控加工指令及程序结构。

2.2能力目标构建

CAM技术的掌握一般要落实到工程软件上，主流的软件有Mastercam、UG、CAXA工程师等，一般仿真流程图如图1：

工艺参数设计具体包含了选择机床、毛坯设定、刀具选择及设计、切削参数设计等内容。软件的学习以项目展开，任务驱动，学生通过对不同类型零件（轴类、盘类、箱体类、叉架类等）的不同加工工序进行实训，进而初步掌握CAM软件技术。通过实训环节，对不同零件不同工序的设计，生成不同的加工程序，锻炼了学生的实践能力和创新能力。

3“以成果产出”为导向的教学内容设计

OBE理念提倡学生个性化学习及成果产出。教师要引导学生从基本知识出发，将理论和实践联系起来，即在已学的学科基础知识体系上，更强调对知识的综合运用和探索创新。例如，教师可以将大学生学科竞赛经典案例融入教学内容［3］。此外，还要考虑社会的需求，将学生技能培养融入企业发展，企业需要学生掌握哪种CAM技术，课程内容中就以此为重点。例如，企业要求学生会数控工艺的编制、高级曲面的程序设计、模具的设计，或者更为基础的数控机床的操作等。以此设计的教学内容既能满足学生的成果输出，又能达到工程教育认证的毕业要求。

4“以学生为中心”的教学过程实施

OBE的教学理念要求在课堂教学中，应采用多样化的教学策略和教学手段，充分发挥学生在课堂中的主体地位，激发学生的自主学习能力［4］。此外，在理论环节中，教师还应该结合课程前沿，讲述我国制造业重大领域的突破和创新，激发学生的爱国强国热情。

融入CAM技术的“数控加工技术”课程，在理论知识的讲解上，以案例教学法为主。例如：在数控工装和机床的介绍上，教师可以采用图片、视频和动画的多媒体形式。在数控程序编制的教学中，教师可以以具体的车、铣、钻等工序加上CAM仿真加工软件得以实现。

在课堂实训中，教师可采用项目驱动和小组合作形式进行，以实际的轴类、盘类、箱体类零件为项目，以CAM工程软件为依托，学生以小组的形式，从数控工艺设计、刀具选择、刀路优化、程序导出及后处理，再到虚拟仿真加工的全过程实践。学生分组合作能增强团队意识，提升知识掌握的效率，同时提出不同的加工思路和工艺，锻炼了学生的创新能力［5］。

CAM软件的学习更多地以翻转课程的形式实现，教师课堂讲解软件的功能和使用是一方面，但不宜占用大量学时，更多的还是学生利用课后时间，通过查找相应教程的线上学习。

5“以学生成果产出”的教学评价

OBE教学理念要求构建多元化的课程评价体系，以成果产出为导向，加大过程性考核比重。融合CAM工程软件的“数控加工技术”课程主要考查学生的理论应用于实践的能力，所以应该增加学生学习产出的考核比例，具体为理论考核40%+项目成果60%。理论考核着重考查学生数控加工技术的原理及功能、数控程序手工编制及数控工装认识及使用的能力；项目成果的考评以项目完成度及完成质量为依据，构建多元化评价体系。

6总结

在工程教育认证背景下，高校教学要摒弃以前“以教为中心”的灌输式的陈旧教学思想，而要以OBE的“学生为中心”的教学理念，对课程体系进行重构。

以CAM技术的工程软件在“数控加工技术”课程中的应用为例，以OBE理念为指导，从课程目标构建、教学内容重构、课堂教学实施及多元化教学评价、“以学生为中心”和“学习成果产出”课程体系建设等方面进行研究和实践。以此设计的课程体系，学生不仅可以将理论与实践相结合，在掌握一门工程软件的同时，培养了学生自主学习能力、创新能力、团队协作能力，也激发了学生爱国强国热情，达到工程教育认证的毕业要求。

参考文献：

［1］张佳丽，文桃，高鹏，等.新时代背景下数控技术课程实践教学模式改革的探索与思考［J］.高教学刊，2021，7（31）：16.

［2］王晓霞，孙国坤，王庆龙.课堂革命背景下高职“数控编程及加工技术”课程教学改革实践与探索［J］.教师，2023（13）：9698.

［3］张文健，纪红.基于企业需求的高职专业课程校本化重构：以《CAD/CAM技术（UG）》课程为例［J］.南方农机，2020，51（9）：159160.

［4］龙锦中.《数控加工技术》课程创新型教学改革探索与实践［J］.轻工科技，2020，36（3）：123124.

［5］袁梦，张金花，刘萍，等.基于工程教育认证的数控技术课程教学改革［J］.南方农机，2020，51（5）：140，142.