摘要:課程建設(shè)是工程教育認(rèn)證中的直接支撐要素之一。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求以O(shè)BE理念開展教學(xué)。以CAM技術(shù)軟件融入“數(shù)控加工技術(shù)”課程的教學(xué)為例,從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實施和教學(xué)評價等方面,基于OBE理念對課程體系進行重構(gòu)。通過本課程的教學(xué)改革與實踐,使教學(xué)實踐在達成課程目標(biāo)的同時,達到工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:工程教育認(rèn)證;OBE教學(xué)理念;教學(xué)改革教育認(rèn)證是高等教育質(zhì)量保證體系的重要組成部分,其目的是確保工程教育的質(zhì)量,提高畢業(yè)生的專業(yè)能力,使其能夠滿足行業(yè)和社會的需求。工程教育認(rèn)證有助于提升中國工程教育的國際影響力,促進畢業(yè)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的國際化交流和就業(yè)[1]。
高校教育教學(xué)與工程教育認(rèn)證相契合的是普遍采用OBE教學(xué)理念。OBE教學(xué)理念在工程教育認(rèn)證中不僅是一個評價標(biāo)準(zhǔn),更是一種引導(dǎo)教育改革和提升教育質(zhì)量的理念。它通過確立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、注重學(xué)生個體發(fā)展,強化持續(xù)改進的過程,為工程教育培養(yǎng)出更加符合行業(yè)要求的高質(zhì)量人才提供了強有力的支持。
1OBE教學(xué)理念及作用
(1) OBE教學(xué)理念強調(diào)以下幾個方面:①以目標(biāo)為導(dǎo)向。工程教育認(rèn)證是評價畢業(yè)生是否達到畢業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)。OBE教學(xué)細(xì)化到課程目標(biāo)上,依據(jù)課程在專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程體系中的定位,重點從課程目標(biāo)對專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐情況、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法對課程目標(biāo)的支撐情況、教學(xué)活動對課程目標(biāo)的實現(xiàn)情況、考核評價對課程目標(biāo)達成的支撐情況進行評判。②以學(xué)生為中心。OBE教學(xué)理念要求教師實現(xiàn)“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變,從“重知識傳授”向“重能力和素質(zhì)”轉(zhuǎn)變,要求加大過程考核比重,注重多元評價考核,積極開展以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)評價。③持續(xù)改進。工程教育認(rèn)證是一種常態(tài)化認(rèn)證機制,一般為6年一輪。OBE也強調(diào)課程建設(shè)的持續(xù)性優(yōu)化和改進,保證課程緊跟專業(yè)前沿,不斷提升教學(xué)質(zhì)量,充分發(fā)揮課程在人才培養(yǎng)中的主渠道作用。
(2) OBE教學(xué)理念的作用。專業(yè)課程建設(shè)要秉持OBE教學(xué)理念,推進工程教育認(rèn)證。工程軟件扮演著重要的角色,它不僅是教學(xué)工具和平臺,也是提升學(xué)生實踐能力和專業(yè)技能的關(guān)鍵因素。其作用體現(xiàn)在:①提升教學(xué)質(zhì)量。工程軟件通常包含豐富的教學(xué)資源和案例,能夠幫助學(xué)生更好地理解復(fù)雜的工程概念和原理。通過使用這些軟件,學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗和設(shè)計,加深對理論知識的理解和應(yīng)用,增加學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出。②增強實踐技能。工程軟件提供了模擬實際工程項目的平臺,使學(xué)生能夠在安全的環(huán)境中練習(xí)和掌握必要的工程技能。這種實踐經(jīng)驗對于學(xué)生的專業(yè)成長至關(guān)重要,也是工程教育認(rèn)證中的一個重要考量點。③促進創(chuàng)新和研究。工程軟件往往具備高級的分析和設(shè)計功能,能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究興趣。學(xué)生可以利用這些工具進行科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā),為未來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。④符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。工程軟件通常與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)保持一致,使用這些軟件可以幫助學(xué)生熟悉行業(yè)內(nèi)廣泛使用的工具和技術(shù)。這不僅有助于學(xué)生畢業(yè)后快速適應(yīng)工作環(huán)境,也是工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的一項要求。
2“以學(xué)生為中心”的課程目標(biāo)構(gòu)建
課程與教學(xué)設(shè)計應(yīng)該基于最終的學(xué)習(xí)成果的設(shè)定目標(biāo)進行反向設(shè)計,要兼顧學(xué)生已修課程及后繼課程,注重解決實際問題,鍛煉學(xué)生實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)習(xí)慣、良好的團隊協(xié)作意識及實踐創(chuàng)新能力[2]。在“數(shù)控加工技術(shù)”課程前續(xù),學(xué)生已修完機械制造技術(shù)課程,對工藝及工裝已有了初步的掌握,后續(xù)有機械制造技術(shù)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計,為畢業(yè)后從事機械制造專業(yè)打下基礎(chǔ)。因此,融入CAM技術(shù)的“數(shù)控加工技術(shù)”課程目標(biāo)的設(shè)定,要確保理論知識與實際技能緊密結(jié)合,使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識應(yīng)用于實際操作中,同時要設(shè)定清晰、可達成的學(xué)習(xí)目標(biāo),使學(xué)生明白每個學(xué)習(xí)階段所追求的知識掌握程度和技能水平。本文從知識、能力兩個目標(biāo)進行構(gòu)建。
2.1知識目標(biāo)構(gòu)建
對于CAM技術(shù),即計算機輔助加工技術(shù),要求學(xué)生在了解數(shù)控機床軟硬件結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上,掌握數(shù)控機床工裝、數(shù)控工藝的設(shè)計及數(shù)控加工指令及程序結(jié)構(gòu)。
2.2能力目標(biāo)構(gòu)建
CAM技術(shù)的掌握一般要落實到工程軟件上,主流的軟件有Mastercam、UG、CAXA工程師等,一般仿真流程圖如圖1:
工藝參數(shù)設(shè)計具體包含了選擇機床、毛坯設(shè)定、刀具選擇及設(shè)計、切削參數(shù)設(shè)計等內(nèi)容。軟件的學(xué)習(xí)以項目展開,任務(wù)驅(qū)動,學(xué)生通過對不同類型零件(軸類、盤類、箱體類、叉架類等)的不同加工工序進行實訓(xùn),進而初步掌握CAM軟件技術(shù)。通過實訓(xùn)環(huán)節(jié),對不同零件不同工序的設(shè)計,生成不同的加工程序,鍛煉了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
3“以成果產(chǎn)出”為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
OBE理念提倡學(xué)生個性化學(xué)習(xí)及成果產(chǎn)出。教師要引導(dǎo)學(xué)生從基本知識出發(fā),將理論和實踐聯(lián)系起來,即在已學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)知識體系上,更強調(diào)對知識的綜合運用和探索創(chuàng)新。例如,教師可以將大學(xué)生學(xué)科競賽經(jīng)典案例融入教學(xué)內(nèi)容[3]。此外,還要考慮社會的需求,將學(xué)生技能培養(yǎng)融入企業(yè)發(fā)展,企業(yè)需要學(xué)生掌握哪種CAM技術(shù),課程內(nèi)容中就以此為重點。例如,企業(yè)要求學(xué)生會數(shù)控工藝的編制、高級曲面的程序設(shè)計、模具的設(shè)計,或者更為基礎(chǔ)的數(shù)控機床的操作等。以此設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容既能滿足學(xué)生的成果輸出,又能達到工程教育認(rèn)證的畢業(yè)要求。
4“以學(xué)生為中心”的教學(xué)過程實施
OBE的教學(xué)理念要求在課堂教學(xué)中,應(yīng)采用多樣化的教學(xué)策略和教學(xué)手段,充分發(fā)揮學(xué)生在課堂中的主體地位,激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[4]。此外,在理論環(huán)節(jié)中,教師還應(yīng)該結(jié)合課程前沿,講述我國制造業(yè)重大領(lǐng)域的突破和創(chuàng)新,激發(fā)學(xué)生的愛國強國熱情。
融入CAM技術(shù)的“數(shù)控加工技術(shù)”課程,在理論知識的講解上,以案例教學(xué)法為主。例如:在數(shù)控工裝和機床的介紹上,教師可以采用圖片、視頻和動畫的多媒體形式。在數(shù)控程序編制的教學(xué)中,教師可以以具體的車、銑、鉆等工序加上CAM仿真加工軟件得以實現(xiàn)。
在課堂實訓(xùn)中,教師可采用項目驅(qū)動和小組合作形式進行,以實際的軸類、盤類、箱體類零件為項目,以CAM工程軟件為依托,學(xué)生以小組的形式,從數(shù)控工藝設(shè)計、刀具選擇、刀路優(yōu)化、程序?qū)С黾昂筇幚?,再到虛擬仿真加工的全過程實踐。學(xué)生分組合作能增強團隊意識,提升知識掌握的效率,同時提出不同的加工思路和工藝,鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。
CAM軟件的學(xué)習(xí)更多地以翻轉(zhuǎn)課程的形式實現(xiàn),教師課堂講解軟件的功能和使用是一方面,但不宜占用大量學(xué)時,更多的還是學(xué)生利用課后時間,通過查找相應(yīng)教程的線上學(xué)習(xí)。
5“以學(xué)生成果產(chǎn)出”的教學(xué)評價
OBE教學(xué)理念要求構(gòu)建多元化的課程評價體系,以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向,加大過程性考核比重。融合CAM工程軟件的“數(shù)控加工技術(shù)”課程主要考查學(xué)生的理論應(yīng)用于實踐的能力,所以應(yīng)該增加學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出的考核比例,具體為理論考核40%+項目成果60%。理論考核著重考查學(xué)生數(shù)控加工技術(shù)的原理及功能、數(shù)控程序手工編制及數(shù)控工裝認(rèn)識及使用的能力;項目成果的考評以項目完成度及完成質(zhì)量為依據(jù),構(gòu)建多元化評價體系。
6總結(jié)
在工程教育認(rèn)證背景下,高校教學(xué)要摒棄以前“以教為中心”的灌輸式的陳舊教學(xué)思想,而要以O(shè)BE的“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,對課程體系進行重構(gòu)。
以CAM技術(shù)的工程軟件在“數(shù)控加工技術(shù)”課程中的應(yīng)用為例,以O(shè)BE理念為指導(dǎo),從課程目標(biāo)構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、課堂教學(xué)實施及多元化教學(xué)評價、“以學(xué)生為中心”和“學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出”課程體系建設(shè)等方面進行研究和實踐。以此設(shè)計的課程體系,學(xué)生不僅可以將理論與實踐相結(jié)合,在掌握一門工程軟件的同時,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力,也激發(fā)了學(xué)生愛國強國熱情,達到工程教育認(rèn)證的畢業(yè)要求。
參考文獻:
[1]張佳麗,文桃,高鵬,等.新時代背景下數(shù)控技術(shù)課程實踐教學(xué)模式改革的探索與思考[J].高教學(xué)刊,2021,7(31):16.
[2]王曉霞,孫國坤,王慶龍.課堂革命背景下高職“數(shù)控編程及加工技術(shù)”課程教學(xué)改革實踐與探索[J].教師,2023(13):9698.
[3]張文健,紀(jì)紅.基于企業(yè)需求的高職專業(yè)課程校本化重構(gòu):以《CAD/CAM技術(shù)(UG)》課程為例[J].南方農(nóng)機,2020,51(9):159160.
[4]龍錦中.《數(shù)控加工技術(shù)》課程創(chuàng)新型教學(xué)改革探索與實踐[J].輕工科技,2020,36(3):123124.
[5]袁夢,張金花,劉萍,等.基于工程教育認(rèn)證的數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)改革[J].南方農(nóng)機,2020,51(5):140,142.