王紅軍 常城 鐘建琳 陳秀梅 王吉芳

摘 要：分析了機(jī)械類實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)中存在的問題?；诠こ探逃砟?，構(gòu)建了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的課程體系與畢業(yè)要求支撐體系，依據(jù)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，明確了實(shí)踐環(huán)節(jié)的目的和要求。針對實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)方法和考核方法進(jìn)行了改革探索，貫徹五段式教學(xué)方法，采用尺規(guī)法進(jìn)行評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和項(xiàng)目管理能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力以及學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神?；贠BE理念，以制造綜合實(shí)踐課程為例，采用尺規(guī)法進(jìn)行評價(jià)，應(yīng)用于教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械類專業(yè)；實(shí)踐環(huán)節(jié)課程；教學(xué)方法；尺規(guī)法評價(jià)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）01-0013-03

Abstract： The existing problems of practical teaching in mechanical related major are analyzed. Based on mechanical education concepts， the course and graduation requirement systems in two majors， mechanical design and manufacturing and its automation， are constructed， teaching contents are optimized according to the index of graduation requirements， and the practical purposes and requirements are clear. The practical teaching and check methods are reformed and explored； the five-step teaching method is carried out； the rule method is used for evaluation； engineering consciousness and project management skills are cultivated； students 'learning initiatives are stimulated； students 'engineering practices， innovation abilities and their team spirits are cultivated. Based on OBE philosophy， the manufacturing comprehensive practical courses are taken as an example； rule methods are used for evaluation， and teaching qualities for continuous improvement are applied.

Keywords： mechanical related major； practical courses；teaching methods； ruler method evaluation； teaching reformation

2016年6月2日，我國成為了《華盛頓協(xié)議》正式成員國，《華盛頓協(xié)議》是國際上影響力最大的四年制本科教育學(xué)位（學(xué)歷）國際互認(rèn)體系。從此我國的工程教育開始與國際接軌，并進(jìn)入了一個新時代。北京信息科技大學(xué)由原北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院和北京信息工程學(xué)院合并組建，是一所以工學(xué)為主體，工、管、理、經(jīng)、文、法多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新能力較強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為主的多科型大學(xué)。學(xué)校十分重視專業(yè)建設(shè)，將專業(yè)認(rèn)證作為提升專業(yè)建設(shè)水平的關(guān)鍵。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是“成果導(dǎo)向（outcomes based education，OBE）”的基本原則。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)是我校最早設(shè)置實(shí)力最強(qiáng)的專業(yè)之一。幾十年來本專業(yè)為我國裝備制造業(yè)培養(yǎng)了大批高級工程技術(shù)人才，在機(jī)床行業(yè)享有較高的聲譽(yù)和知名度?；贠BE理念，我們構(gòu)建了符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)培養(yǎng)方案，搭建了分層次階梯式的實(shí)踐教學(xué)體系，包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、開放式實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等。以學(xué)生的能力獲得作為評價(jià)教學(xué)成果的依據(jù)，對機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)方法以及考核評價(jià)方式進(jìn)行了有效的改革。

一、基于工程認(rèn)證理念的課程體系改革

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)主要培養(yǎng)在機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)電產(chǎn)品及系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)運(yùn)行管理等相關(guān)工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)5年后，預(yù)期能夠成為機(jī)械工程及相關(guān)行業(yè)的高素質(zhì)工程應(yīng)用型技術(shù)人才，熟悉本專業(yè)國內(nèi)外最新技術(shù)，能夠獨(dú)立解決復(fù)雜的工程技術(shù)問題。在機(jī)械工程或相關(guān)領(lǐng)域能獨(dú)立完成所負(fù)責(zé)的工作，具有在項(xiàng)目中擔(dān)任技術(shù)骨干的能力和水平。以工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為核心指導(dǎo)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)以及專業(yè)多年人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)OBE理念，從專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、分解12條畢業(yè)要求指標(biāo)、建立培養(yǎng)目標(biāo)-能力要求-教學(xué)載體-評價(jià)措施之間的支撐網(wǎng)絡(luò)。實(shí)踐環(huán)節(jié)是學(xué)生獲得實(shí)踐和創(chuàng)新能力的最重要途徑。通過各種實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生對理論知識的理解和掌握，并有助于學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理、方法、儀器使用、結(jié)果分析等科研工作知識和規(guī)律，能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜機(jī)械工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。同時，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，獲得實(shí)踐創(chuàng)新能力，具有評價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響。理解和評價(jià)針對復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范，團(tuán)隊(duì)合作能力，溝通和交流能力，國際視野具有重要作用；通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，還將使學(xué)生理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。

二、更新教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和實(shí)踐動手能力

1. 以學(xué)生為中心，實(shí)驗(yàn)室及其設(shè)備的工程環(huán)境構(gòu)建。目前雖然工科院校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備能滿足專業(yè)建設(shè)的需要，但是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的建設(shè)、實(shí)驗(yàn)人員的數(shù)量、素質(zhì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。存在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)際工業(yè)環(huán)境差距明顯、精密設(shè)備的校準(zhǔn)和檢測流于形式，忽視安全教育的問題。按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，需要更新教育教學(xué)理念。從以教師為中心轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為中心。樹立一切為了學(xué)生，為了學(xué)生的一切的意識。盡可能為學(xué)生提供與行業(yè)實(shí)際發(fā)展相匹配的工程環(huán)境，以便培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和意識。首先應(yīng)完善實(shí)驗(yàn)室的安全標(biāo)識、規(guī)章制度的建設(shè)；其次對實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行培訓(xùn)，注重對國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的更新；并注重檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全使用、保養(yǎng)和維護(hù)制度，對于檢測設(shè)備應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢測；制定每門課程的安全教育內(nèi)容并要求對同學(xué)進(jìn)行考核，考核通過后才可以開始課程實(shí)驗(yàn)。注重培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備規(guī)范性使用的能力，要求同學(xué)事先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)過程中必須獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作并熟練掌握規(guī)范化操作技能。對于操作過程和規(guī)范性進(jìn)行單獨(dú)考核。

2. 改變工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)方式和教學(xué)方法，從以學(xué)科為導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為以學(xué)生的能力獲得為導(dǎo)向。以前實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行講解，學(xué)生按照指導(dǎo)書的要求，模擬老師的實(shí)驗(yàn)過程并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可。導(dǎo)致學(xué)生少思考，主動性差，不明白“為什么要這樣做”，與工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求背道而馳，不能有效培養(yǎng)出國際通認(rèn)的工程類人才。為學(xué)生提供教學(xué)大綱，清晰告訴學(xué)生，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、通過實(shí)驗(yàn)獲得的知識、能力和考核的方式。要求學(xué)生首先明確實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的手段和實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集方式和分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的獲得并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在開始實(shí)驗(yàn)之前，以問題為導(dǎo)向，通過學(xué)習(xí)思考、課前查閱相關(guān)資料解決這些問題；在實(shí)驗(yàn)課上嚴(yán)格規(guī)范地操作設(shè)備，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并最后寫出規(guī)范完整、簡潔明了、能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

三、面向工程教育，貫穿全過程的“五段式”實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力，實(shí)現(xiàn)技能的培養(yǎng)

以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，不斷加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目及內(nèi)容的工程化建設(shè)，形成逐次遞升的層次化實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練模式。采取“五段式”的學(xué)生綜合能力教學(xué)方法改革，將傳統(tǒng)課設(shè)與學(xué)科競賽相銜接。從專業(yè)認(rèn)知教育、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等貫穿四年的實(shí)踐環(huán)節(jié)，開展“五段式”實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法。項(xiàng)目選題階段：學(xué)生圍繞給定主題，開展調(diào)查研究，查閱資料，比較和分析，自主選題，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、主動思考和創(chuàng)新思維的能力；方案設(shè)計(jì)階段：學(xué)生自主形成3人小組，進(jìn)行角色分工，確定任務(wù)和進(jìn)度，令學(xué)生發(fā)揮各自特長，分工協(xié)作，完成方案設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性分析與可行性論證工作，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、互相協(xié)調(diào)的能力；模型樣機(jī)制作階段：學(xué)生將所提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)，動手完成，以實(shí)物的形式提交設(shè)計(jì)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，鍛煉學(xué)生的工程制作能力；總結(jié)歸納階段：學(xué)生對所進(jìn)行的工作進(jìn)行歸納總結(jié)，撰寫總結(jié)和實(shí)習(xí)報(bào)告、課程設(shè)計(jì)說明書、畢業(yè)論文，鍛煉學(xué)生的寫作能力、概括能力等；答辯交流階段：每個學(xué)生參加答辯，采用PPT演講或者口頭答辯，老師和學(xué)生從進(jìn)度、質(zhì)量、溝通表達(dá)方面等參與評分，鍛煉學(xué)生的表達(dá)交流能力。通過“五段式”實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法與機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、3維設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新等相結(jié)合，多位同學(xué)在全國、北京市機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新比賽、北京市機(jī)器人比賽中獲得全國、省部級獎項(xiàng)，近三年獲得國際國內(nèi)各類學(xué)科競賽達(dá)100余項(xiàng)，學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力得到顯著提高。

四、基于工程認(rèn)證理念的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核評價(jià)方法改革

專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程創(chuàng)新能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決實(shí)際問題的能力。其教學(xué)評價(jià)方式應(yīng)該重過程、以促進(jìn)評價(jià)對象發(fā)展為根本，不能僅以傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)。既要考查學(xué)生對知識的掌握程度，又要考核學(xué)生的動手操作能力，更應(yīng)注重學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。針對實(shí)踐類教學(xué)課程，如課程實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐、制造綜合實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)等活動，除了利用成績分析法之外，為了更好地評價(jià)學(xué)生在教學(xué)過程的表現(xiàn)和成果，設(shè)計(jì)了針對各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的尺規(guī)評價(jià)表。由教師按照尺規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的能力達(dá)成進(jìn)行評價(jià)。以制造綜合實(shí)踐為例，給出基于尺規(guī)分析法的制造綜合實(shí)踐評價(jià)方法。制造綜合實(shí)踐主要目的就是使學(xué)生能熟練運(yùn)用制造裝備及自動化課程中的基本理論以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地完成某一典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵件的加工工藝設(shè)計(jì)等問題，保證設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，零件的加工質(zhì)量；學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握和本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱出處。能夠做到熟練運(yùn)用；提高數(shù)控編程的能力。學(xué)生通過對關(guān)鍵件進(jìn)行數(shù)控加工仿真訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求及已有的數(shù)控加工設(shè)備，編制出高效、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的數(shù)控加工程序的能力。

該課程支撐畢業(yè)要求7個指標(biāo)點(diǎn)。對2013級機(jī)1301班的制造綜合實(shí)踐課程作為評價(jià)樣本，該課程的總成績?yōu)?00分，制訂尺規(guī)價(jià)表，將其分為11項(xiàng)，包括畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7個，課程設(shè)計(jì)的成果質(zhì)量、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容和規(guī)范性、進(jìn)度以及答辯等。將每項(xiàng)評價(jià)內(nèi)容，分為1-2級指標(biāo)，給出相關(guān)的權(quán)重值分。如圖1所示為機(jī)1301班的制造綜合實(shí)踐課程的尺規(guī)評價(jià)結(jié)果。圖2是全班所有學(xué)生的各個分項(xiàng)的平均值。根據(jù)對該班學(xué)生的尺規(guī)法評價(jià)結(jié)果，按照學(xué)院畢業(yè)要求達(dá)成評價(jià)方法規(guī)定，如果課程評價(jià)結(jié)果為0.7為達(dá)成。根據(jù)評價(jià)結(jié)果，在課程設(shè)計(jì)的持續(xù)改進(jìn)環(huán)節(jié)，更加注重對學(xué)生在設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)分析和成本比較，設(shè)計(jì)說明書的撰寫方面加強(qiáng)指導(dǎo)。與常用的綜合成績考核法相比，從尺規(guī)法將整個過程和相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行逐項(xiàng)分析，對學(xué)生能力的獲得有了更加直接客觀的評價(jià)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生能力的獲得進(jìn)行評價(jià)。實(shí)踐環(huán)節(jié)合理考核評價(jià)促使學(xué)生在完成相關(guān)任務(wù)過程中有章可循，教師對學(xué)生的能力表現(xiàn)評價(jià)有章可依，并有效調(diào)動學(xué)生對實(shí)踐課程的主觀能動性，改善了實(shí)踐教學(xué)效果、提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

基于OBE理念，對實(shí)踐環(huán)節(jié)貫徹“五段式”教學(xué)方法，采用尺規(guī)法進(jìn)行評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和項(xiàng)目管理能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力以及學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

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