冶金機(jī)械專業(yè)課程基于OBE理念的項(xiàng)目化教學(xué)改革實(shí)踐

李明+王東城+孫建亮

（燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

摘要：冶金機(jī)械專業(yè)是典型的工程專業(yè)，在專業(yè)課程《板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制》的教學(xué)過(guò)程中，一直存在形象化缺失、鍛煉性不足的問(wèn)題。基于OBE的工程教育理念模式，加強(qiáng)學(xué)生在校內(nèi)課程中的鍛煉，實(shí)施了全課程跟隨式項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐，得到了有益的效果，對(duì)專業(yè)課程改革推進(jìn)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：冶金機(jī)械；OBE；項(xiàng)目式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）18-0098-02

《板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制》是冶金機(jī)械專業(yè)的主干課程，教授軋機(jī)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)控制和板帶產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)控制兩方面內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和系統(tǒng)性相結(jié)合。本課程是典型的由工程實(shí)踐推動(dòng)理論體系建立的專業(yè)理論課，工程應(yīng)用特點(diǎn)鮮明，課程涉及的知識(shí)面多，是軋機(jī)設(shè)備、軋制工藝、力學(xué)、自動(dòng)控制和通信系統(tǒng)等多領(lǐng)域知識(shí)的綜合。之前的教學(xué)過(guò)程主要以課堂講解理論知識(shí)的方式進(jìn)行，內(nèi)容抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不能很好地理解和消化，也不能很好地將學(xué)到的知識(shí)用到實(shí)際中，造成教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)的情況。面對(duì)目前行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，需要探索教學(xué)和企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的課程教學(xué)模式，建立理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的課程體系，還應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)與分析以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)科科研成果，以建立一個(gè)體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)與特色、符合行業(yè)培養(yǎng)需求的課程。20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展，高等學(xué)校的理論科研工作不斷加強(qiáng)，但工程教育的實(shí)踐性卻越來(lái)越弱，高校教育與就業(yè)的不匹配問(wèn)題越來(lái)越明顯，引起了教育界的廣泛重視。國(guó)內(nèi)高校的教育工作者借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，提出“工程教育回歸”的理念，重視工程教育的實(shí)踐性本源，針對(duì)高等教育機(jī)構(gòu)的工程類專業(yè)實(shí)施了工程教育認(rèn)證。OBE理念是工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的三個(gè)核心理念之一[1]。燕山大學(xué)是一所具有傳統(tǒng)機(jī)械優(yōu)勢(shì)的高校，近十年來(lái)在工程教育方面進(jìn)行了持續(xù)不斷的改革，取得了良好的效果[2]。借鑒我校在教學(xué)改革上的成果，我們開(kāi)展了《板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制》的課程教學(xué)改革，對(duì)課程的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)方法、考核方式等進(jìn)行了探索。

一、基于OBE理念的課程能力目標(biāo)

結(jié)合工程認(rèn)證的OBE理念，修訂了板帶課程教學(xué)的具體目標(biāo)（教學(xué)的產(chǎn)出，即計(jì)劃培養(yǎng)的學(xué)生能力）。基于OBE工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，修訂的課程培養(yǎng)能力是：（1）使學(xué)生掌握板厚控制、板形控制的相關(guān)概念，熟悉相關(guān)控制方法，了解其基礎(chǔ)理論；（2）使學(xué)生能夠理解常見(jiàn)的厚度控制方法及模型、板形控制方法及模型，能將課本知識(shí)與專業(yè)知識(shí)結(jié)合運(yùn)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題；（3）使學(xué)生具備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和解釋的能力，能夠結(jié)合專業(yè)知識(shí)和課程知識(shí)對(duì)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)工程問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和綜合，并得到有效結(jié)論。

課程能力目標(biāo)的核心是讓學(xué)生了解理論，學(xué)會(huì)運(yùn)用，能對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析，能從復(fù)雜問(wèn)題中提煉解決對(duì)象并進(jìn)行分析，幫助學(xué)生形成正確的思維方法、研究方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

二、課程項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與CDIO教學(xué)思路

在課程中，采用CDIO教學(xué)模式開(kāi)展學(xué)生能力的培養(yǎng)。CDIO是工程教育模式改革的新思路[3]，充分體現(xiàn)了“做中學(xué)”思想，在高校教育中得到了廣泛借鑒和應(yīng)用。

1.項(xiàng)目化設(shè)計(jì)。在課程中設(shè)置板厚板形綜合控制項(xiàng)目，設(shè)定的原則是：項(xiàng)目?jī)?nèi)容覆蓋課程主要內(nèi)容；項(xiàng)目題目以具體工況為背景；對(duì)項(xiàng)目實(shí)施不求全責(zé)備，根據(jù)學(xué)生完成項(xiàng)目過(guò)程中表現(xiàn)出的能力進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)。教學(xué)過(guò)程中，充分利用學(xué)科科研成果資源，從中提取教學(xué)案例，持續(xù)更新并注意課程案例的故事性，提高學(xué)生興趣。在課堂上，以短課堂形式授課，關(guān)注3—5個(gè)關(guān)鍵詞，將案例簡(jiǎn)化集中于課程知識(shí)點(diǎn)，輔助以小組形式討論和知識(shí)總結(jié)的互動(dòng)交流。結(jié)合各小組項(xiàng)目，提出知識(shí)點(diǎn)的案例實(shí)訓(xùn)要求，與所提取案例的成果相對(duì)照，加深知識(shí)理解。為避免產(chǎn)生過(guò)大的學(xué)習(xí)壓力，項(xiàng)目隨教學(xué)過(guò)程分段完成，分段漸進(jìn)式配合教學(xué)進(jìn)度，包括分階段的作業(yè)（完成知識(shí)點(diǎn)考核與項(xiàng)目指導(dǎo)）、實(shí)驗(yàn)（完成知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用與項(xiàng)目驗(yàn)證），通過(guò)這些貫穿教學(xué)過(guò)程的安排，逐步推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施，課程過(guò)程中的能力考查也有了相對(duì)明確的判定依據(jù)。同時(shí)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生深入了解、充分調(diào)研與進(jìn)行項(xiàng)目交流。

2.課程項(xiàng)目的執(zhí)行。在課程的開(kāi)始時(shí)期，就要根據(jù)學(xué)生名單劃分小組。在整個(gè)教學(xué)的過(guò)程中，使學(xué)生以小組的形式開(kāi)展學(xué)習(xí)、討論、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目。課堂分散而小組凝聚。這種形式的確立，有助于加強(qiáng)學(xué)生的集體感，也使得整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行有了明顯改善。形成小組后，每個(gè)小組自由選擇互不相同的實(shí)際工況作為題目，并明確所選項(xiàng)目的總體要求及考核標(biāo)準(zhǔn)。教師以一個(gè)完整的項(xiàng)目案例貫穿于整個(gè)理論教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生則帶著自己項(xiàng)目中的問(wèn)題去理解、思考教師所講授的內(nèi)容。對(duì)于已經(jīng)提出的項(xiàng)目，教師不要急于分析或講解，要讓學(xué)生充分發(fā)揮其想象力和智慧，獨(dú)立或幾個(gè)人協(xié)同對(duì)提出的項(xiàng)目進(jìn)行討論、分析，然后就需要完成的項(xiàng)目提出問(wèn)題。在提出的問(wèn)題中，對(duì)于一些以前已經(jīng)學(xué)過(guò)的問(wèn)題，學(xué)生必須自己給出解決的方案；對(duì)于另外一些沒(méi)有學(xué)過(guò)的內(nèi)容，即在項(xiàng)目中隱含的新知識(shí)、新觀點(diǎn)或新方法，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，發(fā)揮學(xué)生的集體智慧和力量，采取學(xué)生小組討論等方式或方法，必要時(shí)教師給予適當(dāng)?shù)奶崾?。這樣既能使學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步，提高學(xué)習(xí)效率，又能促進(jìn)學(xué)生間良好人際合作關(guān)系的發(fā)展，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和對(duì)科學(xué)知識(shí)的勇于探索精神。教師根據(jù)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中所體現(xiàn)的課程知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生解決問(wèn)題的能力進(jìn)行綜合評(píng)判。通過(guò)這種安排，課程的知識(shí)傳授形成三層次逐步推進(jìn)的模式：第一種是傳統(tǒng)的老師教給學(xué)生；第二種是老師教、學(xué)生學(xué)，學(xué)生運(yùn)用知識(shí)進(jìn)而解決問(wèn)題；第三種則是學(xué)生學(xué)、老師教，即學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，主動(dòng)學(xué)習(xí)。

三、課程考核與能力評(píng)價(jià)

課程考核是檢驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合OBE的能力培養(yǎng)觀念，我們提出能力考核、全程考查的想法，以知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用為關(guān)注點(diǎn)，輕理論，重實(shí)踐，輕課堂，重課外，將課程考核分布到整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，特別是能力訓(xùn)練的環(huán)節(jié)。具體措施如下：

1.考核包括結(jié)課考試40%，實(shí)踐考核（實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目）40%和平時(shí)考核（作業(yè)、考勤）20%。

2.結(jié)課考試中按照60—40的比例安排理論教學(xué)知識(shí)點(diǎn)考題和實(shí)踐性知識(shí)考題。理論教學(xué)知識(shí)點(diǎn)考題側(cè)重于認(rèn)知概念，不過(guò)多要求理論深入。實(shí)踐性知識(shí)考題來(lái)自于課程實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程，重點(diǎn)考查學(xué)生能否進(jìn)行問(wèn)題分析和知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用。

3.通過(guò)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的表現(xiàn)，完成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的判斷，考查學(xué)生完成具體項(xiàng)目的能力，不再進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)值量化評(píng)價(jià)，而是以“能不能做”、“做不做得了”等實(shí)踐能力判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行?；陧?xiàng)目與作業(yè)、實(shí)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，能力考查貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程。同時(shí)根據(jù)這些信息在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中，提供針對(duì)性的指導(dǎo)。

4.通過(guò)以上考核，我們可以在課程結(jié)束時(shí)得到明確的學(xué)生能力的培養(yǎng)達(dá)成度指標(biāo)。目標(biāo)能力1的達(dá)成度通過(guò)作業(yè)和結(jié)課考試綜合考評(píng)；目標(biāo)能力2的達(dá)成度通過(guò)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目和結(jié)課考試綜合考評(píng)；目標(biāo)能力3的達(dá)成度通過(guò)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目綜合考評(píng)。

四、效果與展望

通過(guò)教學(xué)改革，學(xué)生在課堂上的互動(dòng)性明顯增強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)中能形成明確自我思路的學(xué)生比例大大提高，實(shí)驗(yàn)的鍛煉效果明顯改善。同時(shí)，通過(guò)一體化的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)體系，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，學(xué)生對(duì)課程項(xiàng)目的理解得到了加強(qiáng)，項(xiàng)目完成度的優(yōu)良率相比往年有很大提高，學(xué)生能力得到了充分鍛煉。對(duì)于本課程教學(xué)改革的推進(jìn)，個(gè)人認(rèn)為擬重點(diǎn)關(guān)注教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容方面，在總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒和學(xué)習(xí)其他課程建設(shè)的優(yōu)秀成果，采取如下措施：

1.加強(qiáng)課程體系建設(shè)，加強(qiáng)與其他專業(yè)課程的聯(lián)系，促進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)要求的一體化體系建設(shè)。

2.深刻理解OBE的能力培養(yǎng)理念，進(jìn)一步挖掘課程項(xiàng)目，提高項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.繼續(xù)加強(qiáng)課程教學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系，計(jì)劃開(kāi)展校外課堂、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)課堂的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[2]曾達(dá)幸，李飛，侯雨雷，等.基于OBE工程教育理念的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)改革[J].教育教學(xué)論壇，2016，（21）：57-58.

[3]查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學(xué)合作和國(guó)際化[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2008，（5）：16-19.

收稿日期：2016-11-28

作者簡(jiǎn)介：李明（1976-），男（漢族），湖北應(yīng)城人，博士，教授，燕山大學(xué)，研究方向：軋制強(qiáng)變形；王東城（1981-），男（漢族）河北張家口人，博士，副教授，燕山大學(xué)，研究方向：板形控制；孫建亮（1981-），男（漢族），河北廊坊人，博士，副教授，燕山大學(xué)，研究方向：軋制動(dòng)態(tài)建模。