李炳林 鄭華林 董亮亮 郭亮 王小虎

摘? 要：以滿足工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對公差配合與技術(shù)測量課程的需求為出發(fā)點(diǎn)，分析傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，基于OBE理論制定培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行逆向設(shè)計。通過MOOC平臺的線上線下混合式教學(xué)，提升學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，以項目式、課堂翻轉(zhuǎn)式等教學(xué)方法提升教學(xué)效果，在教學(xué)中融入工程意識和思政元素。增加過程考核比重和多元化考核方式，加大對實(shí)踐應(yīng)用能力的考核，全面提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。該課程教學(xué)改革對其他課程具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：OBE；線上線下混合式教學(xué)；工程認(rèn)證；實(shí)踐教學(xué)；課程思政

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）19-0140-04

Abstract： To meet the requirements of the engineering education certification standards for Geometrical Tolerance and Technical Measurement course， the existing problems of the traditional teaching mode are analyzed， and the teaching goals of the training program and graduation requirements are formulated based on the OBE theory， and the teaching content is designed reversely according to the teaching goals. Through the online and offline mixed teaching on the MOOC platform， enhance the student's dominant position， strengthen the cultivation of student' self-study ability， improve the teaching effect with project-based， classroom-turned teaching methods， and integrate engineering awareness and ideological politics into teaching. The proportion of process assessment and diversified assessment methods is increased， the practical application ability is also added to the assessment， these comprehensively improve the cultivation of student's independent learning ability and teamwork ability. The teaching reform of this course has certain guiding significance for other courses.

Keywords： OBE; online and offline hybrid teaching; engineering certification; practical teaching; curriculum ideology and politics

公差配合與技術(shù)測量（以下簡稱“本課程”）是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)核心課，以零部件的幾何量為對象，主要涉及零件的標(biāo)準(zhǔn)化、精度設(shè)計和誤差測量，起著聯(lián)系機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造的橋梁作用。傳統(tǒng)公差課程教學(xué)往往以教材內(nèi)容體系為主進(jìn)行講授，忽視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。OBE的教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)的是最終學(xué)習(xí)成果，教師應(yīng)以學(xué)生通過教育過程取得的學(xué)習(xí)成果為中心對教學(xué)進(jìn)行設(shè)計，一切教學(xué)過程都以教學(xué)成果導(dǎo)向和預(yù)期培養(yǎng)的能力為重點(diǎn)，以學(xué)生為中心主體實(shí)施，從而滿足工程教育需求[1]。因此，本文基于OBE理念的“金課”建設(shè)教改，分析公差傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，充分利用中國慕課MOOC各種教學(xué)資源、教學(xué)方法和教學(xué)工具，構(gòu)建線上線下混合式課堂，提升網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)效果，結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)打造理論知識和實(shí)踐能力并舉的教學(xué)考核和評價方式，并在具體教學(xué)實(shí)踐過程中進(jìn)行了嘗試，對提高學(xué)生工程實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的意義。

一? 傳統(tǒng)教學(xué)模式問題分析

由于本課程的特點(diǎn)是基本概念、名詞術(shù)語及公式非常多，涉及機(jī)械設(shè)計和制造等知識面較廣。幾何公差需要非常強(qiáng)的抽象空間思維能力，難以理解和掌握，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容繁多、理論知識分散、課堂氛圍枯燥，容易混淆，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。同時項目實(shí)例少，對學(xué)生精度設(shè)計的實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，最終缺乏將精度設(shè)計及檢測知識綜合應(yīng)用到具體設(shè)計實(shí)例中的能力，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常是預(yù)設(shè)內(nèi)容驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少設(shè)計創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)。還有傳統(tǒng)教學(xué)考核方式以試卷考試為主的單一形式，只能反映學(xué)生對考試內(nèi)容的應(yīng)試能力，無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行合理的評估，無法考核學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的能力。

二? 基于OBE理念對課堂教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)

針對上述問題，基于OBE理念明確教學(xué)目標(biāo)，緊緊圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)改革教學(xué)內(nèi)容，通過MOOC平臺建立混合式教學(xué)方式，制定全面過程考核形式，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

（一）? 基于OBE理念制定教學(xué)目標(biāo)

精度設(shè)計是機(jī)械設(shè)計過程中“三次設(shè)計”，畢業(yè)要求設(shè)定為：了解機(jī)械行業(yè)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，掌握機(jī)械設(shè)計制造所需的工程基礎(chǔ)知識與專業(yè)基礎(chǔ)知識，并將其綜合應(yīng)用于解決復(fù)雜機(jī)械工程問題。

根據(jù)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求的支撐指標(biāo)權(quán)重制定本課程對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)：基于OBE以學(xué)生為中心的理念，培養(yǎng)學(xué)生具有互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)測量的基礎(chǔ)理論知識；掌握零部件幾何精度設(shè)計和檢測方法；應(yīng)用SPOC平臺構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)來提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果；加強(qiáng)對學(xué)生分析、解決工程問題能力，團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。

（二）? 教學(xué)內(nèi)容的逆向設(shè)計

OBE的教學(xué)模式采用逆向設(shè)計，學(xué)習(xí)成果是教學(xué)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，OBE的教學(xué)模式如圖1所示。針對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行課程分析及設(shè)計，因涉及內(nèi)容多和課時有限，需對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理選擇，引導(dǎo)學(xué)生通過思維導(dǎo)圖將分散的知識點(diǎn)統(tǒng)一起來，使學(xué)生理解透徹，條理清楚，熟練掌握。本課程與機(jī)械產(chǎn)品制造密切相關(guān)，加強(qiáng)對精度檢測的實(shí)踐教學(xué)，每章安排一個機(jī)械精度檢測綜合案例，關(guān)聯(lián)整個教材全部知識點(diǎn)，突出基礎(chǔ)知識的應(yīng)用。在課程設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、精度設(shè)計、制造工藝精度，保證和幾何精度檢測的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)際工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。

（三）? 改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)手段

OBE強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要改變傳統(tǒng)教學(xué)中老師一言堂的現(xiàn)狀，因此采用項目式教學(xué)、課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)和線上線下混合式教學(xué)等以期對基礎(chǔ)知識的牢固掌握，評價方式不再局限于考試結(jié)果，更加關(guān)注課程設(shè)計環(huán)節(jié)對精度設(shè)計知識的應(yīng)用能力考查[2]。

1? 項目式教學(xué)

通過項目引導(dǎo)和課程設(shè)計培養(yǎng)，一般學(xué)生存在對幾何公差概念抽象難理解的難題，通過如圖2所示的工程應(yīng)用案例，采取項目式教學(xué)，綜合歸納將各種幾何公差理論知識與實(shí)踐案例融為一體，更好掌握幾何公差的實(shí)質(zhì)，使理論知識落地到工程應(yīng)用，同時增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時結(jié)合先前課程中零件功能分析→機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計→零件結(jié)構(gòu)設(shè)計→零件精度設(shè)計（公差項目及公差選擇）→零件制造→零件檢測（合格性判斷等）的思路把知識點(diǎn)串聯(lián)起來，涉及尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度各方面的技術(shù)要求，貫穿整個基礎(chǔ)知識的講授，較全面反映精度設(shè)計在機(jī)械零部件中的應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

2? 基于MOOC平臺實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)

應(yīng)用MOOC線上線下混合式教學(xué)平臺實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)[3]。在線上，每次課堂教學(xué)結(jié)束時線上布置下一次授課任務(wù)，學(xué)生自主在MOOC觀看下一次課的教學(xué)視頻，并完成線上課堂測試，檢測線上學(xué)習(xí)效果。在線下，隨機(jī)抽取各組學(xué)生上講臺講授不同教學(xué)內(nèi)容，通過師生隨機(jī)提問評價學(xué)生對基本知識的掌握情況，然后課堂上師生互動討論難點(diǎn)、重點(diǎn)和疑點(diǎn)，使學(xué)生主動學(xué)習(xí)和帶著問題請教老師或同學(xué)。在線上，每章在MOOC平臺安排一次單元測試和課后作業(yè)，通過以教師批改作業(yè)為主，學(xué)生互評線上作業(yè)為輔，進(jìn)而多方位多層次了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。每章通過線上安排主題討論，通過不限時間和不限地點(diǎn)的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、師生互動答疑等環(huán)節(jié)加深對課堂內(nèi)容的理解，從而保證教學(xué)質(zhì)量和達(dá)到最終教學(xué)目標(biāo)。

3? 融合質(zhì)量管理理念，培養(yǎng)工程和標(biāo)準(zhǔn)意識

本課程與產(chǎn)品質(zhì)量保證體系、產(chǎn)品設(shè)計管理、產(chǎn)品制造質(zhì)量管理直接相關(guān)，因此密切聯(lián)系工程實(shí)際要求，注重從工程認(rèn)證要求的角度出發(fā)，以機(jī)械工程師的能力需求為標(biāo)準(zhǔn)，基于OBE理念將質(zhì)量管理的思想融入課程內(nèi)容，從全面質(zhì)量管理的層次去講授“互換性”概念，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和素養(yǎng)。為提高學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)化意識，利用MOOC平臺分享相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在解決設(shè)計制造問題時正確執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4? 拓寬知識面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

隨時代發(fā)展，本課程逐步要與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，應(yīng)介紹GB和ISO體系的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容等知識。時刻關(guān)注最新產(chǎn)品幾何量測量技術(shù)，同時以教師科研課題、工程應(yīng)用實(shí)例為背景，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展前沿的新動態(tài)，拓寬學(xué)生的知識面和視野。

5? 加強(qiáng)思政教學(xué)，培養(yǎng)工匠精神

為加強(qiáng)學(xué)生對課程認(rèn)識和思政教育，在表面粗糙度章節(jié)介紹蔣向前初中畢業(yè)進(jìn)工廠當(dāng)學(xué)徒20年，利用業(yè)余時間自學(xué)直接進(jìn)大學(xué)讀碩士和博士的事跡，她的博士論文《曲面表面形貌檢測理論與方法的研究》獲第一屆全國優(yōu)秀博士論文，將她具有的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、頑強(qiáng)進(jìn)取和追求完美的精神融入“工匠精神”教育。分享中國兵器首席技師戎鵬強(qiáng)絲毫不差深孔鏜炮管等視頻，介紹他潛心三十多年堅持“正”的尺寸精度和“直”的幾何精度制造追求，練就了以手代眼的絕活，能檢測到看不見的深孔內(nèi)部加工誤差，實(shí)現(xiàn)超長小口徑管體直線度控制在一根頭發(fā)絲的十分之一之內(nèi)，他的人生與深孔加工一樣保持著“直線度”，不能走偏，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和自豪感，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程與思政元素的有機(jī)融合。

三? 建設(shè)豐富的線上線下教學(xué)資源

根據(jù)課程特點(diǎn)，應(yīng)用MOOC平臺將課程體系內(nèi)容數(shù)字化，制作每堂課的在線講課視頻、PowerPoint課件、線上課堂測試題、線下隨堂測試題、在線單元測試題、在線期末考試題、討論主題及相關(guān)圖片、動畫和視頻資料等，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)關(guān)聯(lián)教學(xué)資源共享，給學(xué)生以形象、生動和身臨其境的沉浸式教學(xué)感受。應(yīng)用MOOC平臺實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，教師精心設(shè)計線上講授內(nèi)容和線上互動環(huán)節(jié)，教師提前錄制線上教學(xué)視頻，并對學(xué)生進(jìn)行分組，給學(xué)生學(xué)前講解教學(xué)方式和課程考核方式。按照認(rèn)知過程，基于OBE理念的線上教學(xué)理念組織豐富的線上線下教學(xué)活動，隨時掌握教學(xué)活動行為狀態(tài)和學(xué)習(xí)結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)，使學(xué)生在多種形式于一體的線上線下混合式教學(xué)方式中進(jìn)行學(xué)習(xí)，并對教學(xué)產(chǎn)出進(jìn)行評價，促進(jìn)學(xué)生更好地掌握知識點(diǎn)，持續(xù)改進(jìn)線上線下教學(xué)工作。

四? 建立面向工程教育認(rèn)證的實(shí)踐教學(xué)

工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循三個基本理念：成果導(dǎo)向教育、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)?；诠こ探逃J(rèn)證的產(chǎn)品精度設(shè)計，以“實(shí)質(zhì)等效性”為原則構(gòu)建以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力與學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，為學(xué)生提供實(shí)踐與理論課程之間知識有機(jī)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情景、鼓勵學(xué)生以主動的方式學(xué)習(xí)工程學(xué)[4]。企業(yè)希望高校培養(yǎng)出理論知識好、動手能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)，以及能快速勝任工作崗位的學(xué)生，要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，需加強(qiáng)對實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生技能的培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)既要讓學(xué)生掌握精度檢測能力，還要激發(fā)學(xué)生對零件幾何精度檢測和具體操作方法的積極性和創(chuàng)造性。課前讓學(xué)生線上反復(fù)觀看教師錄制儀器測量原理和操作步驟視頻，并對重難點(diǎn)操作進(jìn)行問答提示，課堂上直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，既解決課時緊張的問題，又預(yù)留更多的學(xué)生實(shí)踐操作和師生討論的空間[5]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所能提供的檢測儀器，對回轉(zhuǎn)類和箱體類等零件的不同使用要求、不同配合類型的零件案例開展尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等的綜合檢測。學(xué)生按組自主選擇不同的檢測零件和項目，獨(dú)立選擇檢測儀器、安排檢驗(yàn)步驟和團(tuán)隊協(xié)作完成檢驗(yàn)操作等，并判斷零件的合格性，老師現(xiàn)場檢查學(xué)生動手操作各種檢測儀器的正確性并答疑。使學(xué)生體驗(yàn)精度設(shè)計的合理性和檢測儀器的重要性，將精度設(shè)計和檢測與機(jī)械設(shè)計制造實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來，全面、系統(tǒng)地提高工程應(yīng)用能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。邀請一些企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師給同學(xué)們作精度設(shè)計與技術(shù)測量現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、最新國際國家標(biāo)準(zhǔn)變化、制造工藝精度擬定等講座和培訓(xùn)，讓學(xué)生親身感受本行業(yè)工程實(shí)踐的魅力，激發(fā)科研創(chuàng)新能力。

五? 建設(shè)多元化的教學(xué)過程考核

（一）? 基于OBE理念的過程考核，改善教學(xué)評價機(jī)制

基于OBE教學(xué)理念，必須構(gòu)建與教學(xué)活動相適應(yīng)的課程考核方式，檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度?？己朔绞揭詫W(xué)生的學(xué)習(xí)成果為主，成績考核過程化，評價模式多元化。學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)時間不受約束，這種考核方式明顯優(yōu)于傳統(tǒng)單一的考核方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績不僅取決于考試成績，同時注重平時各項表現(xiàn)，更容易讓學(xué)生接受，也更合理。

（二）? 增加過程考核的形式，提高平時考核成績的占比

為改變傳統(tǒng)試卷為主的考核模式，提高線上線下過程考核比重。改變學(xué)生平時不努力、考前突擊準(zhǔn)備的學(xué)風(fēng)，減輕學(xué)生期末考試負(fù)擔(dān)，倡導(dǎo)學(xué)生平時刻苦學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生日常學(xué)習(xí)潛能和積極性。以往公差配合與技術(shù)測量課的平時成績只占30%，為完善過程性考核，將平時成績占比提高到50%。

（三）? 豐富過程考核的內(nèi)容，促進(jìn)知識點(diǎn)的掌握

為避免理論成績高、應(yīng)用能力差的問題，建立靈活多樣的過程考核形式，構(gòu)建科學(xué)的課程評價體系，實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)考查，全面評價學(xué)生的各方面能力。過程考核形式包括考勤、課堂翻轉(zhuǎn)演講、線上視頻觀看、課堂測試、線上單元測試、線上作業(yè)互評、主題討論、線上期終考試、線下作業(yè)老師批改、線下期終考試和綜合實(shí)驗(yàn)等，如圖3所示。課堂測試包括線上課堂測試和線下隨堂測試，在MOOC平臺線上課堂測試主要采用選擇、判斷和填空三種題型，促進(jìn)學(xué)生對本堂線上課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識的掌握。線下隨堂測試可增加師生的互動，體現(xiàn)教學(xué)過程互相反饋，教師可以直觀地看到每個人對知識點(diǎn)的掌握情況。線上單元測試與線上課堂測試題型類似，題量增大，主要評估學(xué)生對每章的基本概念與基礎(chǔ)原理的學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生了解自己對知識點(diǎn)的掌握程度以及存在的問題。通過MOOC平臺可方便地對學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)活動的表現(xiàn)進(jìn)行在線統(tǒng)計分析，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最終培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用相關(guān)理論和標(biāo)準(zhǔn)的能力。

（四）? 加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力考核，培養(yǎng)工程意識

公差配合與技術(shù)測量課程與實(shí)際聯(lián)系緊密[6]。為考察學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握、知識綜合運(yùn)用能力等情況，增加實(shí)踐能力評價方式。實(shí)踐方案和操作占70%，實(shí)踐報告占30%，提高學(xué)生參與實(shí)踐的積極性和自覺意識，使技能突出的學(xué)生得到充分發(fā)揮，強(qiáng)化工程應(yīng)用思維。

六? 結(jié)束語

按照工程教育中OBE理念，結(jié)合公差配合與技術(shù)測量課程在機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)的支撐度，轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為中心的新型教學(xué)模式，對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行了改革?；谥袊秸nMOOC平臺，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)線上線下多維混合教學(xué)模式，提高過程考核的重要性，豐富過程考核的內(nèi)容，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。面向工程教育認(rèn)證，建立起以往教育中缺乏的工程價值觀，提高學(xué)生精度設(shè)計的應(yīng)用能力。

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基金項目：2021年西南石油大學(xué)金課研究項目“機(jī)電工程學(xué)院核心課程建設(shè)”（8013001020）；西南石油大學(xué)2021—2023年高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項目“‘以學(xué)生為中心的機(jī)械類課程‘主課堂+立體教學(xué)模式研究與實(shí)踐”（X2021JGZDI015）

第一作者簡介：李炳林（1982-），男，漢族，四川劍閣人，博士，副研究員。研究方向?yàn)橹圃煅b備和能源裝備的智能化，專用工具設(shè)計。