薛占璞 張浩 聶秀利 劉雪婷 何有祥 韓曉陽
1.河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 河北石家莊 050000; 2.石家莊技師學(xué)院機(jī)械系 河北石家莊 050000; 3.河北太行機(jī)械工業(yè)有限公司總裝分廠 河北石家莊 050000
OBE理念與機(jī)械制造工程學(xué)課程的教學(xué)相結(jié)合,將會解決教學(xué)中的一些問題。尤其多課程融合的綜合性教學(xué)活動,將活動的成果用于科學(xué)研究,并且得到反饋。深入貫徹這一教學(xué)模式能提升學(xué)生的求知欲,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果。通過多課程融合的綜合性教學(xué)活動可以幫助學(xué)生深入理解機(jī)械制造工程學(xué)知識,也能幫助教師更準(zhǔn)確合理地評估教學(xué)成效,不斷改進(jìn)、提高教學(xué)能力。
眾多學(xué)者對于OBE理念應(yīng)用于機(jī)械專業(yè)課程進(jìn)行了大量的研究。周征等[1]將培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才作為課程改革目標(biāo),融合了教學(xué)與競賽,實現(xiàn)了金課建設(shè)。李偉等[2-3]充分分析了CAD/CAM課程教學(xué)中的問題,加強(qiáng)了實踐與考核環(huán)節(jié),并增加了SPOC教學(xué),使金課建設(shè)更進(jìn)一步。胡小舟等[4-6]深刻貫徹OBE理念,重構(gòu)“機(jī)械設(shè)計”教學(xué)大綱,明確課程改革目標(biāo),加大試驗環(huán)節(jié)在教學(xué)中的比重,培養(yǎng)實踐應(yīng)用型人才。王詩云等[7]在OBE理念下對“復(fù)變函數(shù)”課程進(jìn)行教育改革,在授課過程中,加入應(yīng)用型試題,使學(xué)生增強(qiáng)了應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題的能力。賈小玲等[8-9]將知識點與思政內(nèi)容有機(jī)串聯(lián),在OBE現(xiàn)代教育理念引導(dǎo)下,引入BOPPPS教學(xué)模型,引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)、討論。高超[10]將雨課堂與OBE教育理念結(jié)合,開展“工程數(shù)學(xué)”教學(xué)改革,從多個教學(xué)要素出發(fā),開展教學(xué)設(shè)計,從而促成教學(xué)質(zhì)量與人才質(zhì)量雙提升。
綜上所述,針對引入OBE教育理念指導(dǎo)具體課程教學(xué)改革仍不夠徹底,往往忽略教學(xué)大綱的改進(jìn)。應(yīng)在具體課程的教學(xué)大綱中確立主線,在教學(xué)中模塊化教學(xué)。針對《機(jī)械制造工程學(xué)》進(jìn)行教學(xué)改革與探索是在工程認(rèn)證下的多課程融合的綜合性教學(xué)實施,使學(xué)生在工程素質(zhì)、實踐能力、團(tuán)隊精神、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面有大幅度提升,也使參與其中的老師既重視理論教學(xué),又有足夠的多課程融合的綜合性教學(xué)能力。
多課程融合教學(xué)設(shè)計,利用OBE(Outcome based education)的基本理念應(yīng)用于《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)中,《高等數(shù)學(xué)》《機(jī)械設(shè)計》《測試技術(shù)》等課程與《機(jī)械制造工程學(xué)》密切相關(guān),《高等數(shù)學(xué)》提供數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ),《機(jī)械設(shè)計》《測試技術(shù)》為《機(jī)械制造工程學(xué)》提供設(shè)計基礎(chǔ)和測量基本理論?!稒C(jī)械制造工程學(xué)》學(xué)習(xí)成果用于科學(xué)研究,該課程的學(xué)習(xí)成果是科學(xué)研究的基礎(chǔ),如零件加工工藝過程、傳動鏈等,重點圍繞科學(xué)問題進(jìn)行實際的應(yīng)用操作。
在現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)環(huán)境下,教學(xué)與科研創(chuàng)新隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展具有了更高的要求,面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)。然而,大數(shù)據(jù)的規(guī)模性、高速性、多樣性、價值性為科研創(chuàng)新提供了良好的基礎(chǔ)條件,《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)改革與探索在大數(shù)據(jù)環(huán)境中起到紐帶作用,是科研中某些現(xiàn)象的分析與創(chuàng)新的橋梁。
在當(dāng)今教學(xué)模式改革的大背景下,課程教學(xué)改革更應(yīng)引進(jìn)OBE教育理念,以培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、能力指標(biāo)、課程體系的設(shè)計方法對當(dāng)前機(jī)械學(xué)院相關(guān)課程進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)計。
根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)需要設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)而聯(lián)系院系教學(xué)特點,設(shè)定本專業(yè)畢業(yè)要求;結(jié)合具體課程,將畢業(yè)要求細(xì)化成能夠具體實施的能力指標(biāo),并將能力指標(biāo)與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系;在課程體系中逐漸實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)清晰、教學(xué)內(nèi)容飽滿、教學(xué)評價立體的多方位、全面性的教學(xué)改革。
《機(jī)械制造工程學(xué)》課程是機(jī)械工程專業(yè)的一門重要課程,在學(xué)生系統(tǒng)性學(xué)習(xí)機(jī)械相關(guān)知識過程中具有舉足輕重的地位,成果導(dǎo)向教育(OBE)要求高校教師改善教學(xué)評價,增加動手實踐課程的比例,使理論教學(xué)與解決實際問題相結(jié)合,堅持以學(xué)生為中心,以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向,形成新的教學(xué)模式。因此,新式《機(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)將OBE理念真正與現(xiàn)代教育貼合,持續(xù)性改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié),具體總結(jié)以下三點方法。圖1為機(jī)械制造工程學(xué)改革方法。
圖1 機(jī)械制造工程學(xué)改革方法
在“機(jī)械制造工程學(xué)”課程教學(xué)過程中,以機(jī)床相關(guān)知識為主,將切削、夾具、加工精度等知識有機(jī)串聯(lián)起來,根據(jù)相關(guān)性進(jìn)行模塊化教學(xué),突出每部分內(nèi)容與機(jī)床的聯(lián)系,從而進(jìn)一步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的拓展。將“機(jī)械制造工程學(xué)”課程與“傳感器與測試技術(shù)”和“先進(jìn)制造技術(shù)”課程聯(lián)系起來,加深學(xué)生們對加工制造理念的理解。為學(xué)生們推薦最新制造技術(shù)知識,讓學(xué)生們能夠在課下使用網(wǎng)絡(luò),針對性地對感興趣的內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。圖2為多課程融合。
圖2 多課程融合
將國家標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引入課程實踐中,安排經(jīng)驗豐富的企業(yè)員工為學(xué)生們做指導(dǎo),使學(xué)生們對行業(yè)要求、崗位要求等有更加立體的理解,在加工表面質(zhì)量以及加工精度等方面進(jìn)行實踐。為學(xué)生們指定某些簡單工件,鼓勵學(xué)生們自行設(shè)計操作,操作結(jié)束后,學(xué)生們互相交流經(jīng)驗,針對出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論。在此過程中,既可以使學(xué)生們養(yǎng)成科學(xué)思考的習(xí)慣,也可加強(qiáng)其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。圖3為實習(xí)過程。
圖3 實習(xí)過程
通過對近兩年《機(jī)械制造工程學(xué)》課程目標(biāo)達(dá)成情況的分析與總結(jié),我們發(fā)現(xiàn)老師制定的教學(xué)進(jìn)程幾乎完全相同,成績所占比也幾乎相同。因此,我們擬采用兩位老師同一組頭上課,按教學(xué)周次兩人交叉同時授課。多任課老師同一組頭授課,可以加強(qiáng)老師之間互助互學(xué),授課過程中的側(cè)重點不同,可以進(jìn)行有效互補(bǔ)。在該課程教學(xué)改革中采用兩位老師同一組頭上課,使學(xué)生平時成績的評定比較公平合理,提高老師的授課水平與學(xué)生聽課效率。
OBE模式要求學(xué)生將掌握內(nèi)容的方式從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,自動化技術(shù)成為機(jī)械制造日后良好發(fā)展的必然走向。因此,將OBE理念與機(jī)械制造工程學(xué)的教學(xué)相結(jié)合,突出仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,注重學(xué)習(xí)成果的達(dá)成,使學(xué)生的實踐能力得到提高,更加適應(yīng)機(jī)械制造工程信息化、自動化、智能化的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)如今,課程之間的教學(xué)內(nèi)容存在交叉,一般學(xué)習(xí)《機(jī)械制造工程學(xué)》時,《機(jī)械設(shè)計》《測試技術(shù)》等課程學(xué)習(xí)已經(jīng)完成,基本知識已經(jīng)掌握,這既簡化了本課程的教學(xué)難度,又進(jìn)一步對機(jī)械知識整理融合,提高學(xué)生對本課程的理解。通過OBE理念進(jìn)行多課程融合的綜合性教學(xué),將其他課程貫穿于機(jī)械制造工程學(xué)的基礎(chǔ)教學(xué)中,充分發(fā)揮橋梁與紐帶作用,提高學(xué)科之間融會貫通的能力。
在當(dāng)下階段,隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展,教學(xué)與科研創(chuàng)新有了更高的要求?!稒C(jī)械制造工程學(xué)》教學(xué)改革與探索起到紐帶作用,通過多課程融合的改革可以使其成為創(chuàng)新的橋梁。在課堂上分教師講解和分組學(xué)習(xí)這兩個環(huán)節(jié)可以使學(xué)生掌握課程要求的理論知識內(nèi)容,實驗和參觀工廠環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力的能力,課程設(shè)計環(huán)節(jié)提升學(xué)生解決工程問題的能力。
《機(jī)械制造工程學(xué)》是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,通過多課程融合的學(xué)習(xí),掌握機(jī)械制造中的基本知識,能夠應(yīng)用機(jī)械加工精度和機(jī)械加工表面質(zhì)量的知識,能應(yīng)用機(jī)械制造的基本原理和方法,能應(yīng)用機(jī)械制造工程學(xué)的基本知識進(jìn)行方案設(shè)計、研究,培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、實踐經(jīng)驗豐富、具有合作意識的實踐新型人才。
在高等教育的工程教育教學(xué)和人才培養(yǎng)過程中,在基于OBE教學(xué)的理念下,進(jìn)行機(jī)械制造工程學(xué)工課程的教學(xué)設(shè)計和改革,可以有效地適應(yīng)OBE模式下的工程教育工作的開展和發(fā)展。以培養(yǎng)學(xué)生為中心,以課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)為導(dǎo)向。
(1)在開展OBE模式課程教學(xué)過程中,可以借鑒先進(jìn)的CDIO工程教育思想。讓學(xué)生在專業(yè)知識實踐能力、工程能力,以及創(chuàng)新能力等諸多方面得到深度且全面的培養(yǎng)。
(2)開展基于OBE工程教育理念下的《機(jī)械制造工程學(xué)》課程的教學(xué)改革與實踐。教學(xué)實踐得出,基于教學(xué)改革下的學(xué)生的課程專業(yè)培養(yǎng)能力提升程度比傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生有明顯提高。在教學(xué)中搭建實踐平臺,在實踐中應(yīng)用教學(xué)成果的改革具有積極的正向引導(dǎo)作用。
(3)多課程融合的綜合性教學(xué)開展,不僅使學(xué)生在工程素質(zhì)、實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作、人文素養(yǎng)、創(chuàng)新精神等方面有大幅度提升,且也使參與其中的老師受益良多。老師既要重視理論教學(xué),又要有足夠的多課程融合的綜合性教學(xué)能力,對教師隊伍也是一種鞭策和考驗。