OBE導(dǎo)向的工科專業(yè)基礎(chǔ)課混合式教學(xué)模式研究

張秀珩，巴鵬

（沈陽(yáng)理工大學(xué) 機(jī)械學(xué)院，沈陽(yáng) 110159）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求加劇，對(duì)高校本科人才的綜合素質(zhì)及實(shí)踐創(chuàng)新能力提出了更高要求，為此我國(guó)各高校工科專業(yè)課程都進(jìn)行了教學(xué)改革，以適應(yīng)“新工科”背景下的人才需求。其中以O(shè)BE理念為導(dǎo)向的工科課程改革在多所院校得到了嘗試和探索，并取得了可觀的教學(xué)成果。

成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，簡(jiǎn)稱OBE）,是一種適合工程教育的先進(jìn)教育理念，以預(yù)定學(xué)生應(yīng)取得的學(xué)習(xí)成果制定課程的教學(xué)目標(biāo)，從而實(shí)施教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)理念?；贠BE導(dǎo)向的教學(xué)需要解決4個(gè)問題：1）預(yù)定成果；2）教學(xué)目標(biāo)；3）有效措施；4）成果評(píng)價(jià)。國(guó)內(nèi)外對(duì)OBE的大量研究表明，用成果導(dǎo)向教育理論引導(dǎo)教學(xué)改革，在新工科背景下的工程教育中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用于教育事業(yè)的興起，一批資源豐富、功能完善的線上平臺(tái)在日常的教學(xué)中得到運(yùn)用，形成了新型多樣的教學(xué)模式，這些教學(xué)手段的運(yùn)用為成果導(dǎo)向教育理論在工科課程中的實(shí)施提供了有效的工具和嶄新的模式。因此如何運(yùn)用多種教育資源，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)，更好地服務(wù)于OBE導(dǎo)向的工科專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革具有重要的研究?jī)r(jià)值。

1 研究目標(biāo)與思路

基于對(duì)OBE理論基礎(chǔ)的了解及對(duì)線上平臺(tái)資源的運(yùn)用，現(xiàn)對(duì)《互換性》課程的教學(xué)過程中的問題進(jìn)行分析，并進(jìn)行OBE導(dǎo)向的課程教學(xué)改革的探索。

1.1 課程特點(diǎn)與問題

《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程（以下簡(jiǎn)稱《互換性》課程）是一門機(jī)械及近機(jī)類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝、材料加工、質(zhì)量管理與質(zhì)量控制等諸多課程的選修課程和基礎(chǔ)，與諸多領(lǐng)域如汽車、交通運(yùn)輸、航天航空、艦船、材料科學(xué)等的技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)，與現(xiàn)代化設(shè)計(jì)CAD/CAM/CAPP相輔相成，是一門綜合性應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)課程。

傳統(tǒng)的互換性課程都采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式，理論課多采用課堂講述與討論的模式，實(shí)驗(yàn)主要以學(xué)會(huì)使用測(cè)量?jī)x器測(cè)量一些簡(jiǎn)單的誤差項(xiàng)目為目標(biāo)，成果通常表現(xiàn)為大作業(yè)或期末考試。這樣的教學(xué)模式通常在后續(xù)課程中得到一些反面的反饋結(jié)果，如：學(xué)生掌握的知識(shí)零散，不成體系；沒有獨(dú)立完成精度設(shè)計(jì)的能力；部分學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)不明確，理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題。同時(shí)該課程的特點(diǎn)是術(shù)語(yǔ)定義多、符號(hào)代號(hào)多、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多，以及概念抽象、缺少應(yīng)用實(shí)例等，教師在教學(xué)過程中講述多、實(shí)例少，也是課題改革面臨的實(shí)際問題。

1.2 研究目標(biāo)

針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式下《互換性》課程教學(xué)過程中存在的一些問題，以O(shè)BE理論為指導(dǎo)，改進(jìn)目前課程建構(gòu)，采用混合式教學(xué)模式，對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方法下的學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行量化分析，提出一種切實(shí)可行的課程教學(xué)體系及成果評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合混合式教學(xué)手段，詳細(xì)設(shè)計(jì)課程體系的建構(gòu)細(xì)節(jié)，包括教學(xué)計(jì)劃、大綱、對(duì)應(yīng)教材及體現(xiàn)成果的案例。將上述改革內(nèi)容付諸實(shí)施，使大部分學(xué)生學(xué)以致用，能夠熟練地運(yùn)用本課程知識(shí)獨(dú)立完成機(jī)械精度設(shè)計(jì)。

1.3 研究思路

結(jié)合混合式教學(xué)方法，將教學(xué)工作中的主體由教師“以教為主”替代為學(xué)生“以學(xué)為主”，學(xué)生應(yīng)達(dá)到的學(xué)習(xí)成果表達(dá)為具體的教學(xué)目標(biāo)，教師的工作角色轉(zhuǎn)為做一個(gè)合格的引導(dǎo)者，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心構(gòu)建，以幫助學(xué)生達(dá)成目標(biāo)，從而將學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極性激發(fā)出來。課程模型如圖1所示。

圖1 OBE導(dǎo)向的《互換性課程》構(gòu)建模型

2 OBE導(dǎo)向的混合式教學(xué)改革

2.1 學(xué)習(xí)成果預(yù)判

《互換性》課程與機(jī)械制圖、工藝、機(jī)械原理、零件、機(jī)械設(shè)計(jì)課程密切相關(guān)，其目的在于使學(xué)生通過理解、掌握三大精度理論，能夠熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獨(dú)立的常規(guī)精度設(shè)計(jì)。

基于OBE理論，根據(jù)我校機(jī)械類（機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)械電子專業(yè)、機(jī)器人技術(shù)等）人才培養(yǎng)計(jì)劃的定位，預(yù)判《互換性》課程的學(xué)生學(xué)習(xí)成果如圖2所示。

圖2 預(yù)期的學(xué)習(xí)成果表達(dá)

2.2 課程內(nèi)容組織

依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容分為2個(gè)階段：1）理論學(xué)習(xí)。這部分內(nèi)容分為2個(gè)層次，確定每個(gè)章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)和拓展知識(shí)，基礎(chǔ)知識(shí)以教材及大綱的規(guī)定內(nèi)容為主，拓展知識(shí)以拓展學(xué)生的綜合素養(yǎng)和學(xué)術(shù)視野為目的，選取國(guó)內(nèi)優(yōu)秀文獻(xiàn)及最新技術(shù)發(fā)展內(nèi)容供學(xué)生自學(xué)。2）實(shí)踐應(yīng)用。這一階段應(yīng)用前面的理論內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，測(cè)量實(shí)驗(yàn)、零件精度標(biāo)注、精度設(shè)計(jì)等內(nèi)容。教師提供與課程相關(guān)的選題供學(xué)生選擇，也可以由學(xué)生提出課題經(jīng)教研室審查。按預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，該階段學(xué)生需完成數(shù)個(gè)選題，在每個(gè)選題下細(xì)化教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑和項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)等。

在教材內(nèi)容的選取上除基本征訂教材外，應(yīng)向?qū)W生推薦更多國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀文獻(xiàn)供學(xué)生參考，以此拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野；在實(shí)踐教學(xué)中，多引入一些先進(jìn)測(cè)量?jī)x器供學(xué)生使用，如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，供學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下盡早接觸課程相關(guān)的前沿技術(shù)；此外，還可以引入一些實(shí)際案例和工程項(xiàng)目。

2.3 教學(xué)方式改進(jìn)

運(yùn)用先進(jìn)的線上教學(xué)平臺(tái)，如中國(guó)MOOC、雨課堂等可以組織形式多樣的教學(xué)活動(dòng)，如學(xué)術(shù)報(bào)告課、項(xiàng)目指導(dǎo)課、討論課、設(shè)計(jì)課。不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)形式，如理論課可以采用講述與學(xué)術(shù)報(bào)告結(jié)合，可以先講述再討論的形式；也可以采用翻轉(zhuǎn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一些簡(jiǎn)單知識(shí)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)的方式；對(duì)應(yīng)用類課程，可以組織學(xué)生進(jìn)行討論、輔導(dǎo)課、設(shè)計(jì)課，每個(gè)選題由3～5名學(xué)生形成一個(gè)小組，各小組在小組內(nèi)部進(jìn)行分工，查閱資料，參與設(shè)計(jì)及討論，最后形成課程或項(xiàng)目書。通過這些措施，可以提高學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和應(yīng)用能力，真正做到了融會(huì)貫通、學(xué)以致用。教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)在經(jīng)過第一輪實(shí)踐時(shí)，需實(shí)時(shí)跟蹤其階段成果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)容或計(jì)劃的不合理或有待改善之處，因此在進(jìn)行教學(xué)選題或內(nèi)容設(shè)置時(shí)應(yīng)具有備選或調(diào)整方案，以應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的狀況。

2.4 評(píng)價(jià)機(jī)制完善

OBE理念評(píng)價(jià)體系注重學(xué)習(xí)成果的體現(xiàn)，需要用多元的評(píng)價(jià)方式來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。多元評(píng)價(jià)即用多種方法來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，因此評(píng)價(jià)機(jī)制應(yīng)采用過程性考核與結(jié)果性考核相結(jié)合的方式，如階段性學(xué)習(xí)中，應(yīng)用與實(shí)踐類教學(xué)內(nèi)容應(yīng)采用過程性考核，通過學(xué)習(xí)態(tài)度、作業(yè)、報(bào)告、思維導(dǎo)圖、選題完成情況來綜合評(píng)價(jià)，對(duì)理論知識(shí)情況的掌握可以采用結(jié)果性考核，如小測(cè)驗(yàn)、期末考試等方式。最終評(píng)定成績(jī)由小組成績(jī)和個(gè)人成績(jī)兩部分組成，個(gè)人成績(jī)表現(xiàn)為結(jié)果性考核，小組成績(jī)則以過程性考核為主。同時(shí)在過程考核中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、思辨能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力應(yīng)給予鼓勵(lì)性加分，以促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自我價(jià)值、發(fā)揮潛能，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)規(guī)則如圖3所示。

圖3 學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)規(guī)則

3 項(xiàng)目實(shí)施成果

該項(xiàng)目方案確定后，課題組針對(duì)互換性課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方式都進(jìn)行了調(diào)整，建立了中國(guó)MOOC平臺(tái)上的SPOC課程、平臺(tái)試題庫(kù)，確定了基于MOOC或雨課程平臺(tái)的課堂管理模式，如圖4所示，并在實(shí)驗(yàn)室配套了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、往復(fù)壓縮機(jī)模型機(jī)、實(shí)驗(yàn)機(jī)及關(guān)鍵零件的展示窗，通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，與企業(yè)合作創(chuàng)建了用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的基地，在我校機(jī)械學(xué)院2018級(jí)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程及汽車學(xué)院的車輛工程專業(yè)的互換性課題中得以實(shí)施，經(jīng)過1 a的實(shí)踐，該課程的結(jié)業(yè)成績(jī)顯著提高。通過課程改革，一些學(xué)生以思維導(dǎo)圖的方式建構(gòu)了課程知識(shí)體系，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行了內(nèi)化，對(duì)精度設(shè)計(jì)應(yīng)用的掌握得心應(yīng)手。

圖4 線上課程管理

4 結(jié)論

借助于多種線上教學(xué)平臺(tái)資源，以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，對(duì)互換性課程的教學(xué)模式進(jìn)行的一系列改革，經(jīng)過2個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，初步取得一定的成果和經(jīng)驗(yàn)：

1）OBE導(dǎo)向促進(jìn)了教學(xué)目標(biāo)的具體化、成果化，促進(jìn)了教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新；

2）混合式教學(xué)方式的應(yīng)用為OBE導(dǎo)向的教學(xué)改革的實(shí)現(xiàn)提供了多種教學(xué)資源和教學(xué)工具，為OBE工程教育改革的順利實(shí)施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；

3）OBE導(dǎo)向的教學(xué)改革需要以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)教學(xué)方法，從而促進(jìn)教學(xué)改革的進(jìn)一步優(yōu)化。