史立秋 方貴盛 于峰

摘 要：文章以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為研究對象，基于成果導(dǎo)向為目的的械制造技術(shù)課程設(shè)計進行教學(xué)模式的探索。在傳統(tǒng)的知識體系上融入虛擬制造的仿真環(huán)節(jié)，根據(jù)工程教育認證“以學(xué)生為中心”的教學(xué)教育理念，用“五段”式實踐法，重點鍛煉學(xué)生的實際操作能力和知識運用能力，展現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)的特色。構(gòu)建多樣化考核評價標(biāo)準(zhǔn)，采用“知識+技能+態(tài)度”三位一體考核方式，確保課程設(shè)計對畢業(yè)要求指標(biāo)點的達成度。

關(guān)鍵詞：新工科 OBE 機械制造技術(shù) 課程設(shè)計

中圖分類號：F016.3;G642.0 ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2022）01-197-02

近年來，教育部為了服務(wù)中國制造2025等策略大力推進新工科建設(shè)，即“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”。新工科建設(shè)的提出與開展是深入學(xué)習(xí)貫徹執(zhí)行習(xí)近平總書記新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，寫好高等教育“奮進之筆”。如何能培養(yǎng)出新時代需求的具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才是每一所高校應(yīng)該思考的問題?，F(xiàn)階段，擺在高等院校面前最重要的難題就是工程教育認證，要想通過認證就必須“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向（OBE）”，這是必經(jīng)之路。

高校作為培養(yǎng)高層次、高素質(zhì)人才的搖籃，要時刻把握時代發(fā)展的脈搏，在理論和實踐教學(xué)中重視學(xué)生的過程產(chǎn)出，而不是僅憑期末的一份報告、一張試卷就能作為整個學(xué)期的考核標(biāo)準(zhǔn)，通過幾年大學(xué)階段的培養(yǎng)，提升學(xué)生走入社會的競爭力。機械類專業(yè)作為工科院校的代表，更應(yīng)該重視起學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，如何重視？如何構(gòu)建？這就要從合理構(gòu)建機械學(xué)科的實踐教學(xué)體系著手，其中一些重要課程配套的課程設(shè)計首當(dāng)其沖。它的橋梁作用不可忽視，高校教師必須行動起來，除了對理論教學(xué)進行改革，實踐教學(xué)模式同樣需要創(chuàng)新。

目前機械類課程設(shè)計環(huán)節(jié)在教學(xué)方法和考核形式上普遍保持一成不變的傳統(tǒng)，為了輔助理論教學(xué)內(nèi)容而搭配一定周數(shù)的課程設(shè)計，因為形式枯燥導(dǎo)致教師和學(xué)生在這方面參與度和積極性都不高，最終以上交設(shè)計報告形式草草了事，這樣的課程設(shè)計從OBE理念出發(fā)的話很難符合要求。

本文結(jié)合我國工科院校這方面的需求與特點把OBE教育理念引入進來，分析如何能更好的提高和改善工科類畢業(yè)人才的社會競爭力，培養(yǎng)出我們真正需要的適合企事業(yè)單位需求的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。下面是結(jié)合筆者所在的浙江水利水電學(xué)院這類專業(yè)性較強大學(xué)的實際情況制定的一系列研究方案，如圖1所示。

一、對機械制造技術(shù)課程設(shè)計的內(nèi)容進行OBE理念的提升

我校機械設(shè)計制造專業(yè)進行工程認證迫在眉睫，機械制造技術(shù)作為其中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課必須以這個目標(biāo)為指引，同時依據(jù)該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案以及前輩們的授課經(jīng)驗，課程設(shè)計中融入OBE理念，建立健全的人才培養(yǎng)模式和提升實踐環(huán)節(jié)的重要性，不斷打造人才培養(yǎng)目標(biāo)——成果產(chǎn)出——設(shè)計內(nèi)容——考核標(biāo)準(zhǔn)之間的閉環(huán)系統(tǒng)。

機械制造技術(shù)課程設(shè)計在培養(yǎng)方案中主要支撐以下畢業(yè)設(shè)計指標(biāo)要求：

1.畢業(yè)要求3設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的機電液氣一體化系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在機械系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。

2.畢業(yè)要求8職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，能夠在機械工程領(lǐng)域工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任。

3.畢業(yè)要求9個人和團隊：能夠在多學(xué)科背景下的項目團隊中，以及在機電產(chǎn)品或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行等過程的工程實踐中，承擔(dān)個體、團隊成員以及負責(zé)人的角色，并開展有效的團隊合作與組織管理工作。

4.畢業(yè)要求10溝通：能夠就機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令。具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。

針對畢業(yè)要求指標(biāo)點的權(quán)重值，在下發(fā)課程設(shè)計任務(wù)時，除了典型零件的加工工藝編寫外，同時要求學(xué)生融入數(shù)字仿真的內(nèi)容，用CAD進行二維圖紙的繪制，并用三維軟件進行建模，建模后對編寫的工藝過程進行仿真加工，通過仿真模擬整個加工過程能更加直觀的糾錯，可以對前期的工藝規(guī)程進行閉環(huán)修正。經(jīng)過這樣的任務(wù)實施，整個課程設(shè)計過程中學(xué)生能夠身臨其境的去腳踏實地設(shè)計，改變了以往紙上談兵的狀態(tài)。

二、通過引入“五段法”鍛煉學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力

第一段——選題下發(fā)任務(wù)書：根據(jù)指導(dǎo)教師下發(fā)的課程設(shè)計任務(wù)指導(dǎo)書內(nèi)容，學(xué)生會有一個明確的查資料目標(biāo)，對課程設(shè)計題目進行篩選，找到適合自己的，查文獻資料的過程對學(xué)生來說是一個很好的鍛煉機會，能夠充分的調(diào)動學(xué)生的主動性與積極性，鍛煉他們積極思考問題和分析問題的能力。

第二段——設(shè)計與分析：為了發(fā)揮每位同學(xué)的團隊協(xié)作與溝通能力，每個題目一組，每組4人，同時為了調(diào)動每位同學(xué)的積極性，一個題目四組數(shù)據(jù)，如此一來既有共同點又有不同點，并實施組長負責(zé)制。每組對設(shè)計題目進行分析，每人設(shè)計出一個方案，最后對比選擇一個最佳方案進行論證。

第三段——數(shù)字建模和仿真加工：每組同學(xué)對最佳方案進行二維圖紙的繪制和三維模型的建立，并對三維模型進行裝配和仿真加工。在這個過程中，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。

第四段——成果匯總：學(xué)生對前面三階段的過程進行匯總，根據(jù)任務(wù)書中的內(nèi)容撰寫課程設(shè)計報告書，此階段為后續(xù)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計奠定堅實的寫作基礎(chǔ)。

第五段——成果提交與展示：為了給學(xué)生提供一個展示的平臺，課程設(shè)計結(jié)束后要進行答辯展示和交流。學(xué)生利用PPT介紹設(shè)計過程和成果，老師和同學(xué)對內(nèi)容進行提問和建議，最后根據(jù)綜合評價指標(biāo)進行成績評定。

三、基于OBE的課程設(shè)計成績評定方法改革

課程設(shè)計結(jié)束后的成績評定不只是指導(dǎo)教師給一個成績的過程，更重要的是在答辯的這個過程中，給學(xué)生提供一個展示自己綜合能力的舞臺，通過與不通過都是傳統(tǒng)的評價觀念，OBE理念的考核評價更注重過程性考核和產(chǎn)出，不能再用以前老的考核方式去一刀切，否則無法滿足現(xiàn)代教學(xué)方法的需求。因此，機械制造技術(shù)課程設(shè)計我們提出多元化考核方法，給學(xué)生更多的發(fā)展空間，采用“知識+技能+態(tài)度”三位一體考核方式。

機械制造技術(shù)課程設(shè)計是根據(jù)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)理論和基本知識進行深化的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的在于消化、鞏固課程講授的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生能夠把所學(xué)的基本理論和基本知識初步運用于工程實踐之中。具體任務(wù)是針對一個典型機械零件，要求學(xué)生編制該零件機械加工的工藝規(guī)程，目的在于提高學(xué)生理論聯(lián)系實際和分析、解決工藝設(shè)計問題的能力。

傳統(tǒng)的課程設(shè)計成績評定方式比較單一，大部分都是分組進行，設(shè)計結(jié)束提交設(shè)計報告即可。這種方式的弊端很多：首先，分組進行的話，每組學(xué)生題目一樣，難免學(xué)生之間會有搭便車的現(xiàn)象發(fā)生，復(fù)制拷貝完成任務(wù);其次，學(xué)生設(shè)計的整個過程缺乏全程的質(zhì)量監(jiān)督，沒有緊迫感和獎懲措施，最終交個報告又能學(xué)到什么？一份報告定成績的評定方式單調(diào)而無嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn)，對努力上進的學(xué)生來說沒有公平可言，體現(xiàn)不出真實成績。如果從課程設(shè)計的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)的話，提出一套行之有效的考核辦法是非常必要的。

基于OBE理念提出“知識+技能+態(tài)度”三位一體考核法，把整個設(shè)計過程分為幾個評定區(qū)間，從學(xué)生分到設(shè)計任務(wù)開始進行全程的質(zhì)量跟蹤，實行一人一題制，過程性考核中將平時出勤+課堂態(tài)度+實際動手能力+設(shè)計創(chuàng)新能力+溝通表達能力等作為考核標(biāo)準(zhǔn)里的采分點，相比于傳統(tǒng)的考核方式更重視學(xué)生的實際能力的培養(yǎng)和塑造，真正的體現(xiàn)學(xué)生個人能力的差距進而反映到最終的成績評定中，這種考核方式的改革，不僅能調(diào)動學(xué)生做設(shè)計的積極性，打消部分學(xué)生寄希望于他人的消極思想，更能體現(xiàn)學(xué)生的付出與產(chǎn)出。幾輪下來，總結(jié)考核方法中存在的不足，在下一次的設(shè)計中不斷完善和改進，爭取從設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法和設(shè)計手段等方面都能得到提升，最終目標(biāo)是通過課程設(shè)計培養(yǎng)出綜合能力較強的復(fù)合型人才。具體考核方法見表1。

四、結(jié)束語

本文通過對新工科背景下的基于OBE教學(xué)理念的機械類專業(yè)實踐環(huán)節(jié)進行分析，以機械制造技術(shù)課程設(shè)計為教學(xué)改革目標(biāo)，與時俱進，在傳統(tǒng)的教學(xué)方法上進行課程革新，不但能提高教學(xué)質(zhì)量，更新教育觀念，深化教育改革，使高校教育與市場需求真正地接軌;同時，本項目的研究成果可推廣應(yīng)用到國內(nèi)同類院校機械類專業(yè)的課程改革中，具有廣泛的理論和應(yīng)用價值。

[基金項目：浙江水利水電學(xué)院新工科研究與實踐項目《OBE理念下的機械制造技術(shù)課程改革探索》（2020.1-2021.12）]

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（作者單位：浙江水利水電學(xué)院機械與汽車工程學(xué)院 浙江杭州 310018）

[作者簡介：第一作者，史立秋（1978—），女，博士，碩士生導(dǎo)師，教授，研究方向：超精密加工;通訊作者，于峰（1975—），男，碩士，講師。]

（責(zé)編：若佳）