李明+王東城+孫建亮

（燕山大學 機械工程學院，河北 秦皇島 066004）

摘要：冶金機械專業(yè)是典型的工程專業(yè)，在專業(yè)課程《板帶軋機系統(tǒng)自動控制》的教學過程中，一直存在形象化缺失、鍛煉性不足的問題。基于OBE的工程教育理念模式，加強學生在校內(nèi)課程中的鍛煉，實施了全課程跟隨式項目教學的實踐，得到了有益的效果，對專業(yè)課程改革推進具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：冶金機械；OBE；項目式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0098-02

《板帶軋機系統(tǒng)自動控制》是冶金機械專業(yè)的主干課程，教授軋機生產(chǎn)設備的自動控制和板帶產(chǎn)品質(zhì)量的自動控制兩方面內(nèi)容，強調(diào)實用性和系統(tǒng)性相結(jié)合。本課程是典型的由工程實踐推動理論體系建立的專業(yè)理論課，工程應用特點鮮明，課程涉及的知識面多，是軋機設備、軋制工藝、力學、自動控制和通信系統(tǒng)等多領域知識的綜合。之前的教學過程主要以課堂講解理論知識的方式進行，內(nèi)容抽象，學生在學習過程中不能很好地理解和消化，也不能很好地將學到的知識用到實際中，造成教學與生產(chǎn)實際脫節(jié)的情況。面對目前行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，需要探索教學和企業(yè)實際生產(chǎn)相結(jié)合的課程教學模式，建立理論教學與實際應用相結(jié)合的課程體系，還應該認真總結(jié)與分析以往的教學經(jīng)驗，結(jié)合學科科研成果，以建立一個體現(xiàn)優(yōu)勢與特色、符合行業(yè)培養(yǎng)需求的課程。20世紀80年代以來，隨著我國經(jīng)濟形勢的發(fā)展，高等學校的理論科研工作不斷加強，但工程教育的實踐性卻越來越弱，高校教育與就業(yè)的不匹配問題越來越明顯，引起了教育界的廣泛重視。國內(nèi)高校的教育工作者借鑒國外經(jīng)驗，提出“工程教育回歸”的理念，重視工程教育的實踐性本源，針對高等教育機構(gòu)的工程類專業(yè)實施了工程教育認證。OBE理念是工程教育專業(yè)認證強調(diào)的三個核心理念之一[1]。燕山大學是一所具有傳統(tǒng)機械優(yōu)勢的高校，近十年來在工程教育方面進行了持續(xù)不斷的改革，取得了良好的效果[2]。借鑒我校在教學改革上的成果，我們開展了《板帶軋機系統(tǒng)自動控制》的課程教學改革，對課程的教學計劃、教學方法、考核方式等進行了探索。

一、基于OBE理念的課程能力目標

結(jié)合工程認證的OBE理念，修訂了板帶課程教學的具體目標（教學的產(chǎn)出，即計劃培養(yǎng)的學生能力）?；贠BE工程教育認證的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）使學生掌握板厚控制、板形控制的相關概念，熟悉相關控制方法，了解其基礎理論；（2）使學生能夠理解常見的厚度控制方法及模型、板形控制方法及模型，能將課本知識與專業(yè)知識結(jié)合運用于解決復雜工程問題；（3）使學生具備實驗數(shù)據(jù)分析和解釋的能力，能夠結(jié)合專業(yè)知識和課程知識對復雜現(xiàn)場工程問題進行數(shù)據(jù)分析和綜合，并得到有效結(jié)論。

課程能力目標的核心是讓學生了解理論，學會運用，能對具體問題進行分析，能從復雜問題中提煉解決對象并進行分析，幫助學生形成正確的思維方法、研究方法，激發(fā)學生的創(chuàng)造性，提高學生的綜合素質(zhì)。

二、課程項目化設計與CDIO教學思路

在課程中，采用CDIO教學模式開展學生能力的培養(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”思想，在高校教育中得到了廣泛借鑒和應用。

1.項目化設計。在課程中設置板厚板形綜合控制項目，設定的原則是：項目內(nèi)容覆蓋課程主要內(nèi)容；項目題目以具體工況為背景；對項目實施不求全責備，根據(jù)學生完成項目過程中表現(xiàn)出的能力進行模糊評價。教學過程中，充分利用學科科研成果資源，從中提取教學案例，持續(xù)更新并注意課程案例的故事性，提高學生興趣。在課堂上，以短課堂形式授課，關注3—5個關鍵詞，將案例簡化集中于課程知識點，輔助以小組形式討論和知識總結(jié)的互動交流。結(jié)合各小組項目，提出知識點的案例實訓要求，與所提取案例的成果相對照，加深知識理解。為避免產(chǎn)生過大的學習壓力，項目隨教學過程分段完成，分段漸進式配合教學進度，包括分階段的作業(yè)（完成知識點考核與項目指導）、實驗（完成知識點的應用與項目驗證），通過這些貫穿教學過程的安排，逐步推進項目實施，課程過程中的能力考查也有了相對明確的判定依據(jù)。同時，在項目實施過程中，鼓勵學生深入了解、充分調(diào)研與進行項目交流。

2.課程項目的執(zhí)行。在課程的開始時期，就要根據(jù)學生名單劃分小組。在整個教學的過程中，使學生以小組的形式開展學習、討論、作業(yè)、實驗和項目。課堂分散而小組凝聚。這種形式的確立，有助于加強學生的集體感，也使得整個教學過程中的學習活動的進行有了明顯改善。形成小組后，每個小組自由選擇互不相同的實際工況作為題目，并明確所選項目的總體要求及考核標準。教師以一個完整的項目案例貫穿于整個理論教學過程中，學生則帶著自己項目中的問題去理解、思考教師所講授的內(nèi)容。對于已經(jīng)提出的項目，教師不要急于分析或講解，要讓學生充分發(fā)揮其想象力和智慧，獨立或幾個人協(xié)同對提出的項目進行討論、分析，然后就需要完成的項目提出問題。在提出的問題中，對于一些以前已經(jīng)學過的問題，學生必須自己給出解決的方案；對于另外一些沒有學過的內(nèi)容，即在項目中隱含的新知識、新觀點或新方法，要充分調(diào)動學生的積極性和創(chuàng)造性，發(fā)揮學生的集體智慧和力量，采取學生小組討論等方式或方法，必要時教師給予適當?shù)奶崾?。這樣既能使學生取長補短，共同進步，提高學習效率，又能促進學生間良好人際合作關系的發(fā)展，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和對科學知識的勇于探索精神。教師根據(jù)學生在項目實施過程中所體現(xiàn)的課程知識點與學生解決問題的能力進行綜合評判。通過這種安排，課程的知識傳授形成三層次逐步推進的模式：第一種是傳統(tǒng)的老師教給學生；第二種是老師教、學生學，學生運用知識進而解決問題；第三種則是學生學、老師教，即學生發(fā)現(xiàn)問題，主動學習。

三、課程考核與能力評價

課程考核是檢驗教學內(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，以知識點運用為關注點，輕理論，重實踐，輕課堂，重課外，將課程考核分布到整個教學環(huán)節(jié)中，特別是能力訓練的環(huán)節(jié)。具體措施如下：

1.考核包括結(jié)課考試40%，實踐考核（實驗、項目）40%和平時考核（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知識點考題和實踐性知識考題。理論教學知識點考題側(cè)重于認知概念，不過多要求理論深入。實踐性知識考題來自于課程實驗和項目的實施過程，重點考查學生能否進行問題分析和知識點運用。

3.通過學生在項目實施過程中的表現(xiàn)，完成對學生學習效果的判斷，考查學生完成具體項目的能力，不再進行簡單的數(shù)值量化評價，而是以“能不能做”、“做不做得了”等實踐能力判斷標準進行?；陧椖颗c作業(yè)、實驗的關聯(lián)，能力考查貫穿于整個教學過程。同時根據(jù)這些信息在后續(xù)教學過程中，提供針對性的指導。

4.通過以上考核，我們可以在課程結(jié)束時得到明確的學生能力的培養(yǎng)達成度指標。目標能力1的達成度通過作業(yè)和結(jié)課考試綜合考評；目標能力2的達成度通過作業(yè)、實驗、項目和結(jié)課考試綜合考評；目標能力3的達成度通過實驗和項目綜合考評。

四、效果與展望

通過教學改革，學生在課堂上的互動性明顯增強，在實驗中能形成明確自我思路的學生比例大大提高，實驗的鍛煉效果明顯改善。同時，通過一體化的項目實訓體系，促進了學生對理論知識的掌握，學生對課程項目的理解得到了加強，項目完成度的優(yōu)良率相比往年有很大提高，學生能力得到了充分鍛煉。對于本課程教學改革的推進，個人認為擬重點關注教學體系和教學內(nèi)容方面，在總結(jié)已有經(jīng)驗的基礎上，借鑒和學習其他課程建設的優(yōu)秀成果，采取如下措施：

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

2.深刻理解OBE的能力培養(yǎng)理念，進一步挖掘課程項目，提高項目的設計質(zhì)量。

3.繼續(xù)加強課程教學與實際的聯(lián)系，計劃開展校外課堂、現(xiàn)場教學課堂的探索。

參考文獻：

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

[2]曾達幸，李飛，侯雨雷，等.基于OBE工程教育理念的機械原理課程設計改革[J].教育教學論壇，2016，（21）：57-58.

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

收稿日期：2016-11-28

作者簡介：李明（1976-），男（漢族），湖北應城人，博士，教授，燕山大學，研究方向：軋制強變形；王東城（1981-），男（漢族）河北張家口人，博士，副教授，燕山大學，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，研究方向：軋制動態(tài)建模。