论文部分内容阅读
摘要：基于成果导向教育（OBE）的产出导向、互教互学理念，明确学习成果，反向设计教学目标、教学内容和教学方法。建立集多媒体教学区、模具拆装区、挂图区于一体的开放式教学平台，采用“问题导入式”、“理论教学与现场教学相结合”、“启发讨论式”等教学方法，增强课程教学吸引力，促进“边缘学生”回归课堂，提升学生分析问题、表达解决复杂问题的能力。
关键词：成果导向教育；开放式教学平台；压铸模具设计；教学改革与实践
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）06-0100-03
一、OBE的理念要義
（一）OBE的理念
OBE是Outcome-Based Education的缩写，中文意思是“成果导向教育”，又称“产出导向教育”，是一种以产出导向、互教互学为基本特征的导出式教学方法[1]，融合了西方教育鼻祖苏格拉底所提倡的“精神助产术”式的教育方法和中国教育先师孔子的启发式教学，其教学设计遵循反向设计原则[2]。OBE的理念强调在教学过程中需要明确学生学习成果及其在实践中的应用，以及取得学习成果的途径与方法，还需要对学生取得的学习成果进行评价、检验、反馈，并加以持续改进。
我国于2016年6月2日成为《华盛顿协议》第18个正式成员，标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步，在各项事务中发挥更加积极主动的作用。从我国工程教育专业认证协会颁布的《工程教育认证标准》来看，充分体现了OBE理念在工程教育中的地位，强调工程教育专业要实施OBE教育模式。随着工程教育专业认证工作大力推进和教学改革的不断深入，OBE已成为工程教育的“灵魂”。
（二）OBE的理念在《压铸模具设计》教学设计上的体现
我校材料成型及控制工程专业是省级本科高校“专业综合改革”试点项目，也是省级普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划。《压铸模具设计》是本专业铸造方向专业核心课之一，理论教学40学时，课程设计2周。课程设计阶段，学生需要根据提供的零件实物设计并画出压铸模具装配图。近年来，笔者在组织实施《压铸模具设计》课程教学中，传承人本教育理念，基于OBE成果导向教育，以“学生”为中心，通过企业调研、毕业生访谈、问卷调查、参考其他调查结果等，确定本课程的学习成果、学生今后可能从事的工作，以此来反向设计课程的教学目标、教学内容和教学方法。
二、基于OBE理念的教学改革
（一）构建课程开放式教学平台
基于OBE理念，设计构建开放式教学平台，该平台由多媒体教学区、模具拆装区、挂图区组成。模具拆装区配备了12套典型的压铸模具及其配套的铸件若干。12套模具均为笔者根据教学需要设计，由学校合作企业加工制造出来。12套模具结构特征如表1所示。
所加工的模具符合以下要求：
1.严格遵循压铸工艺要求及生产特点。
2.溢流槽、排气槽、冷却水道、吊装孔、安装槽等均按照实际生产需要加工出来。
挂图区展示了12套模具规范的CAD装配图，供学生在分析掌握其结构后，学习如何将实际生产中所需的工程图表达出来，为后续的课程设计奠定基础。
多媒体教学区配有教师多媒体控制台和30台机位，每台电脑里保存有与12套模具相匹配的压铸生产过程三维动画，学生可以根据学习需要选择观看、暂停、退回等操作，还可以利用华铸CAE教学软件进行建模、压铸过程的模流分析，优化浇注系统设计冷却水道布置和型腔布局。
（二）改革教学内容和教学方法
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》要求创新教育教学方法，注重学思结合，并明确倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习，其核心在于鼓励教师运用灵活多样的方法组织实施教学。美国高等协会一项调查显示，95%的用人单位会优先聘用那些能够为企业做创新贡献的学生；90%以上的用人单位认为，学生的自主学习、不断学习的能力很重要；超过75%的用人单位希望大学培养的学生具有批判性思维、解决复杂问题的能力，书面表达、口语交流，以及应用知识解决实际问题的能力。实践是创造性应用和发展理论的过程，是综合能力形成的过程[3]，《压铸模具设计》应用性极强，笔者基于OBE理念，立足理论与实践相结合、自主学习与开放实践相结合，积极进行教学内容和教学方法改革。
首先基于成果导向，明确本课程教学内容对学生达到毕业要求的贡献有两条：（1）应用压铸模具设计专业知识，解决铸造复杂工程问题。（2）通过课程学习，熟悉新工艺、新技术开发的基本流程，设计/开发铸造复杂工程问题的工艺及技术解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识；然后针对这两条毕业要求逐条确定与之相对应的教学内容，根据原教材章节内容以及成果产出需求，将本课程教学内容分解为压铸件结构及工艺分析、压铸机选用与校核、浇排溢系统设计、成型零部件设计、抽芯机构和顶出机构设计、冷却系统设计、模架及其他结构零件设计等七个模块。
依据教学内容的设置，按照模具结构特征以项目形式导入，如模块三“浇排溢系统设计”，导入项目分别为：（1）项目一、侧浇口设计；（2）项目二、中心浇口设计——利用开模过程拉断余料；（3）项目三、中心浇口设计——利用切刀自动切断余料；教学过程中交替灵活采用“问题引入式”、“理论教学和现场教学相结合”、“讨论启发式”等教学方法。首先将学生自由分成若干组，给每组分发与模具配套的铸件，运用“问题引入式”教学方法提出项目的目标——如何设计该铸件的浇排溢系统，并以客户的身份提出产品相关要求，由学生结合真实的产品讨论、分析铸件结构特点，帮助学生掌握浇排溢系统结构及在模具结构中的表达方法，采用“理论教学和现场教学相结合”的教学方法，在多媒体教学区实施理论教学，教师利用多媒体讲解压铸件浇排溢系统设计原则和设计计算方法；在模具拆装区，结合真实模具进行现场教学，了解浇排溢系统形状和结构，掌握侧浇口和中心浇口的特点及模具结构特点，学生再测绘零件尺寸，设计计算浇排溢系统。在讲授“成型零部件设计”模块时，在学生分析模具基本结构的基础上，教师引导，找出模具设计的关键所在——由内到外（由成型零件到结构零件）逐步添加各零件，然后老师按照添加零件的顺序讲解相应的模块设计计算方法，学生完成相应的设计与计算。最后学生对照挂图区规范的装配图讲解模具结构和设计步骤，动手绘图。在此过程中，通过组内学生一起分析讨论，组间相互评议，提升学生分析问题、表达解决复杂问题的能力。教学全过程中采用“启发讨论式”教学，目的在于引导学生发散思维，例如在优选成型方案时，先引导学生提出多种成型方案，通过讨论、评价所提成型方案的优劣，最终确定较优方案，以培养学生的创新能力。 通过教学内容和教学方法的改革，对于每一堂课，学生都明白要学什么、怎么学、学得怎么样。由于本课程教学全部安排在教学平台完成，学生还可以利用空余时间到平台自主学习，继续完成学习目标。
三、基于OBE理念的评价体系实践
传统教育侧重于以考试成绩来评价教学效果、衡量学生对所学知识的掌握程度。OBE教育既重视教育培养的过程，又重视能力的获得与培养，落脚点在能力的养成上。对工程应用类课程而言，更应注重平时的学习过程和学生能力养成的实效。因此，教学实践中需要改变原有的成绩评价体系与方式。
在《压铸模具设计》课程学习的评价中，笔者采取了多元结合的考核评价方式，将评价要素分为理论考试、课堂表现、作业成绩三个方面，各评价要素所占的比例分别为50%、15%、35%。其中，理论考试侧重于考查学生对基础知识的掌握程度，分析、表达复杂零件成型方案及模具结构的能力；课堂表现包括课堂回答问题、模具讲解及操作，成型零部件结构设计及现场三维和二维绘图，侧重于考查学生在多种教学方法实践中“学、理、用、思、综、悟”的能力，既考查学生对“死知识”（理论知识）的学习理解情况，又考查理论与实践相结合的应用能力，实践中遇到问题的综合分析、表达解决问题的能力，以及经过操作后的领悟、升华效果；平时成绩包括压铸模具设计综合能力训练、成型零部件工作尺寸计算、现场模具拆装及绘图，主要考查学生触类旁通、举一反三的学习能力。
四、基于OBE理念的改革实践效果
大学生的学习过程实质上就是对所学专业领域的现在、未来的探求与认知过程，在这个过程中，“听来的容易忘，看到的记不住，只有动手做才能学得会”，思维的“再生力”会使知识记忆保持更持久。
美国著名心理学家、教育家布卢姆将认知领域的目标分为识记、领会、运用、分析、综合和评价六个层次，而传统课堂教学只达到了前三个甚至前两个层次。笔者利用开放式教学平台进行教学方法的改革与实践，主动落实“以学生为中心”的人本教育理念，在教師的主导下，让学生成为知识记忆、综合应用、自主提升的主体，为培养学生的创新思维能力、问题求解能力、团队协作能力和批判性思维能力奠定了坚实基础，有效激发了学生的学习热情，特别是大大吸引了“边缘学生”[4]回归教学课堂，学习效果得到了较大改善，为课堂教学后的课程设计奠定了坚实基础，“边缘学生”的回归也是本课程教学改革的效果体现。
成果导向教育相信每一个学生都是平等的，只是接受知识和转移知识所需的时间不同，只要在时间上给予充分保证，相信学生都能够实现学习目标[5]，开放式教学平台的建立，顺应了成果导向教育理念，为学生自主学习、实现学习目标提供了支持与保障。
从面向2013级的学生调查看，95%以上的学生认为“该课程学习过程愉快”、“本课程学习对后续的课程设计打下了较好的基础”，90%的学生表示“本课程教学方法吸引自己主动参加课堂讨论”、“课外乐意进平台继续学习”，90%的学生认为“该课程教学提升了学、用结合能力”。
五、结束语
OBE理念有机融合了成功教育、人本教育等多种理念于一体，核心就是以“学生为中心”。从相关专家的理论研究看，OBE理念在工程教育的实践中强调质与量的有机结合、目标与过程的相互包容，反映了多元方法和多种模式并重的发展趋势。笔者基于OBE理念，以顺应发展趋势的主动姿态，在《压铸模具设计》课程教学中组织实施了一定的教学改革与实践，远远没有达到完美无缺的程度，所以将继续探寻更适合材料类卓越工程师培养的教学模式。
参考文献：
[1]成卓韦，於建明，王家德，陈建孟.成果导向的教育理念与实施策略探析——以大气污染控制课程为例[J].浙江工业大学学报（社会科学版），2015，（9）：288-292.
[2]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014，（17）：7-10.
[3]丁晓红，李郝林，钱炜.基于成果导向的机械工程创新人才培养模式[J].高等工程教育研究，2017，（1）：119-122，144.
[4]李森，杜尚荣.论课堂教学中的边缘人及其转化策略[J].教育研究，2014（7）：115-122.
[5]李志义，朱泓，刘志军，夏远景，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014，（2）：29-34.
关键词：成果导向教育；开放式教学平台；压铸模具设计；教学改革与实践
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）06-0100-03
一、OBE的理念要義
（一）OBE的理念
OBE是Outcome-Based Education的缩写，中文意思是“成果导向教育”，又称“产出导向教育”，是一种以产出导向、互教互学为基本特征的导出式教学方法[1]，融合了西方教育鼻祖苏格拉底所提倡的“精神助产术”式的教育方法和中国教育先师孔子的启发式教学，其教学设计遵循反向设计原则[2]。OBE的理念强调在教学过程中需要明确学生学习成果及其在实践中的应用，以及取得学习成果的途径与方法，还需要对学生取得的学习成果进行评价、检验、反馈，并加以持续改进。
我国于2016年6月2日成为《华盛顿协议》第18个正式成员，标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步，在各项事务中发挥更加积极主动的作用。从我国工程教育专业认证协会颁布的《工程教育认证标准》来看，充分体现了OBE理念在工程教育中的地位，强调工程教育专业要实施OBE教育模式。随着工程教育专业认证工作大力推进和教学改革的不断深入，OBE已成为工程教育的“灵魂”。
（二）OBE的理念在《压铸模具设计》教学设计上的体现
我校材料成型及控制工程专业是省级本科高校“专业综合改革”试点项目，也是省级普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划。《压铸模具设计》是本专业铸造方向专业核心课之一，理论教学40学时，课程设计2周。课程设计阶段，学生需要根据提供的零件实物设计并画出压铸模具装配图。近年来，笔者在组织实施《压铸模具设计》课程教学中，传承人本教育理念，基于OBE成果导向教育，以“学生”为中心，通过企业调研、毕业生访谈、问卷调查、参考其他调查结果等，确定本课程的学习成果、学生今后可能从事的工作，以此来反向设计课程的教学目标、教学内容和教学方法。
二、基于OBE理念的教学改革
（一）构建课程开放式教学平台
基于OBE理念，设计构建开放式教学平台，该平台由多媒体教学区、模具拆装区、挂图区组成。模具拆装区配备了12套典型的压铸模具及其配套的铸件若干。12套模具均为笔者根据教学需要设计，由学校合作企业加工制造出来。12套模具结构特征如表1所示。
所加工的模具符合以下要求：
1.严格遵循压铸工艺要求及生产特点。
2.溢流槽、排气槽、冷却水道、吊装孔、安装槽等均按照实际生产需要加工出来。
挂图区展示了12套模具规范的CAD装配图，供学生在分析掌握其结构后，学习如何将实际生产中所需的工程图表达出来，为后续的课程设计奠定基础。
多媒体教学区配有教师多媒体控制台和30台机位，每台电脑里保存有与12套模具相匹配的压铸生产过程三维动画，学生可以根据学习需要选择观看、暂停、退回等操作，还可以利用华铸CAE教学软件进行建模、压铸过程的模流分析，优化浇注系统设计冷却水道布置和型腔布局。
（二）改革教学内容和教学方法
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》要求创新教育教学方法，注重学思结合，并明确倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习，其核心在于鼓励教师运用灵活多样的方法组织实施教学。美国高等协会一项调查显示，95%的用人单位会优先聘用那些能够为企业做创新贡献的学生；90%以上的用人单位认为，学生的自主学习、不断学习的能力很重要；超过75%的用人单位希望大学培养的学生具有批判性思维、解决复杂问题的能力，书面表达、口语交流，以及应用知识解决实际问题的能力。实践是创造性应用和发展理论的过程，是综合能力形成的过程[3]，《压铸模具设计》应用性极强，笔者基于OBE理念，立足理论与实践相结合、自主学习与开放实践相结合，积极进行教学内容和教学方法改革。
首先基于成果导向，明确本课程教学内容对学生达到毕业要求的贡献有两条：（1）应用压铸模具设计专业知识，解决铸造复杂工程问题。（2）通过课程学习，熟悉新工艺、新技术开发的基本流程，设计/开发铸造复杂工程问题的工艺及技术解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识；然后针对这两条毕业要求逐条确定与之相对应的教学内容，根据原教材章节内容以及成果产出需求，将本课程教学内容分解为压铸件结构及工艺分析、压铸机选用与校核、浇排溢系统设计、成型零部件设计、抽芯机构和顶出机构设计、冷却系统设计、模架及其他结构零件设计等七个模块。
依据教学内容的设置，按照模具结构特征以项目形式导入，如模块三“浇排溢系统设计”，导入项目分别为：（1）项目一、侧浇口设计；（2）项目二、中心浇口设计——利用开模过程拉断余料；（3）项目三、中心浇口设计——利用切刀自动切断余料；教学过程中交替灵活采用“问题引入式”、“理论教学和现场教学相结合”、“讨论启发式”等教学方法。首先将学生自由分成若干组，给每组分发与模具配套的铸件，运用“问题引入式”教学方法提出项目的目标——如何设计该铸件的浇排溢系统，并以客户的身份提出产品相关要求，由学生结合真实的产品讨论、分析铸件结构特点，帮助学生掌握浇排溢系统结构及在模具结构中的表达方法，采用“理论教学和现场教学相结合”的教学方法，在多媒体教学区实施理论教学，教师利用多媒体讲解压铸件浇排溢系统设计原则和设计计算方法；在模具拆装区，结合真实模具进行现场教学，了解浇排溢系统形状和结构，掌握侧浇口和中心浇口的特点及模具结构特点，学生再测绘零件尺寸，设计计算浇排溢系统。在讲授“成型零部件设计”模块时，在学生分析模具基本结构的基础上，教师引导，找出模具设计的关键所在——由内到外（由成型零件到结构零件）逐步添加各零件，然后老师按照添加零件的顺序讲解相应的模块设计计算方法，学生完成相应的设计与计算。最后学生对照挂图区规范的装配图讲解模具结构和设计步骤，动手绘图。在此过程中，通过组内学生一起分析讨论，组间相互评议，提升学生分析问题、表达解决复杂问题的能力。教学全过程中采用“启发讨论式”教学，目的在于引导学生发散思维，例如在优选成型方案时，先引导学生提出多种成型方案，通过讨论、评价所提成型方案的优劣，最终确定较优方案，以培养学生的创新能力。 通过教学内容和教学方法的改革，对于每一堂课，学生都明白要学什么、怎么学、学得怎么样。由于本课程教学全部安排在教学平台完成，学生还可以利用空余时间到平台自主学习，继续完成学习目标。
三、基于OBE理念的评价体系实践
传统教育侧重于以考试成绩来评价教学效果、衡量学生对所学知识的掌握程度。OBE教育既重视教育培养的过程，又重视能力的获得与培养，落脚点在能力的养成上。对工程应用类课程而言，更应注重平时的学习过程和学生能力养成的实效。因此，教学实践中需要改变原有的成绩评价体系与方式。
在《压铸模具设计》课程学习的评价中，笔者采取了多元结合的考核评价方式，将评价要素分为理论考试、课堂表现、作业成绩三个方面，各评价要素所占的比例分别为50%、15%、35%。其中，理论考试侧重于考查学生对基础知识的掌握程度，分析、表达复杂零件成型方案及模具结构的能力；课堂表现包括课堂回答问题、模具讲解及操作，成型零部件结构设计及现场三维和二维绘图，侧重于考查学生在多种教学方法实践中“学、理、用、思、综、悟”的能力，既考查学生对“死知识”（理论知识）的学习理解情况，又考查理论与实践相结合的应用能力，实践中遇到问题的综合分析、表达解决问题的能力，以及经过操作后的领悟、升华效果；平时成绩包括压铸模具设计综合能力训练、成型零部件工作尺寸计算、现场模具拆装及绘图，主要考查学生触类旁通、举一反三的学习能力。
四、基于OBE理念的改革实践效果
大学生的学习过程实质上就是对所学专业领域的现在、未来的探求与认知过程，在这个过程中，“听来的容易忘，看到的记不住，只有动手做才能学得会”，思维的“再生力”会使知识记忆保持更持久。
美国著名心理学家、教育家布卢姆将认知领域的目标分为识记、领会、运用、分析、综合和评价六个层次，而传统课堂教学只达到了前三个甚至前两个层次。笔者利用开放式教学平台进行教学方法的改革与实践，主动落实“以学生为中心”的人本教育理念，在教師的主导下，让学生成为知识记忆、综合应用、自主提升的主体，为培养学生的创新思维能力、问题求解能力、团队协作能力和批判性思维能力奠定了坚实基础，有效激发了学生的学习热情，特别是大大吸引了“边缘学生”[4]回归教学课堂，学习效果得到了较大改善，为课堂教学后的课程设计奠定了坚实基础，“边缘学生”的回归也是本课程教学改革的效果体现。
成果导向教育相信每一个学生都是平等的，只是接受知识和转移知识所需的时间不同，只要在时间上给予充分保证，相信学生都能够实现学习目标[5]，开放式教学平台的建立，顺应了成果导向教育理念，为学生自主学习、实现学习目标提供了支持与保障。
从面向2013级的学生调查看，95%以上的学生认为“该课程学习过程愉快”、“本课程学习对后续的课程设计打下了较好的基础”，90%的学生表示“本课程教学方法吸引自己主动参加课堂讨论”、“课外乐意进平台继续学习”，90%的学生认为“该课程教学提升了学、用结合能力”。
五、结束语
OBE理念有机融合了成功教育、人本教育等多种理念于一体，核心就是以“学生为中心”。从相关专家的理论研究看，OBE理念在工程教育的实践中强调质与量的有机结合、目标与过程的相互包容，反映了多元方法和多种模式并重的发展趋势。笔者基于OBE理念，以顺应发展趋势的主动姿态，在《压铸模具设计》课程教学中组织实施了一定的教学改革与实践，远远没有达到完美无缺的程度，所以将继续探寻更适合材料类卓越工程师培养的教学模式。
参考文献：
[1]成卓韦，於建明，王家德，陈建孟.成果导向的教育理念与实施策略探析——以大气污染控制课程为例[J].浙江工业大学学报（社会科学版），2015，（9）：288-292.
[2]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014，（17）：7-10.
[3]丁晓红，李郝林，钱炜.基于成果导向的机械工程创新人才培养模式[J].高等工程教育研究，2017，（1）：119-122，144.
[4]李森，杜尚荣.论课堂教学中的边缘人及其转化策略[J].教育研究，2014（7）：115-122.
[5]李志义，朱泓，刘志军，夏远景，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014，（2）：29-34.