張秀華 方斌 許崇海

摘 ?要：成果導向教育是指教學設計和教學實施的目標是所有學生通過教育過程最后所取得的學習成果?；Q性與測量技術是機械設計制造及其自動化專業(yè)的必修課程，是支撐畢業(yè)要求的課程體系中必不可少的專業(yè)基礎課。采用成果導向教學理念進行了課程的反向設計，重構了課程教學目標，改革了教學內(nèi)容和教學方法，實施了多元化的評價方法，激發(fā)了學生在教學中的自主性、能動性和創(chuàng)造性。學生的學習愿望、學習動機、學習熱情和學生的分析、評價、創(chuàng)造能力有了明顯提高。

關鍵詞：OBE理念;課程設計;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2022）02-0141-04

Abstract： Outcome-based education means clearly focusing and organizing everything in an educational system around what is essential for all students to be able to do successfully at the end of their learning experiences. Interchangeability and measurement technology is the compulsory course of Mechanical Design-Manufacture and Automation， which is the inevitable subject foundation requisite to support the graduation requirement of curriculum. It is implemented of reverse design of the course outline， reconstruction of the teaching objectives， reformation of the teaching content and method and diversified evaluation with outcome-based education. The autonomy， activity and creativity of students are stimulated in the teaching process. It is significantly improved that the students possess the willingness， motivation and enthusiasm of learning and the ability of analysis， estimate and creativity.

Keywords： outcome-based education; course design; teaching reform

美國教育家Spady在1981年提出的成果導向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）指全部學生接受教育過程后取得的學習成果是教學設計、教學過程的目標，OBE理念在英國、美國、加拿大等西方發(fā)達國家已成為教育改革的重要方向。20世紀90年代，美國的大學教師、專業(yè)社會團體和工商界人士在美國工程教育認證協(xié)會的組織下制定了新的工程認證標準。該標準全面采納了OBE理念，標志著美國的工程教育認證從輸入導向（input-based）轉(zhuǎn)向了成果導向（outcome-based），由注重學生學習了什么轉(zhuǎn)向注重學生獲得了什么。OBE 教育的認證標準在2003年獲得《華盛頓協(xié)議》成員的一致認可，成為《華盛頓協(xié)議》的框架性要求。我國發(fā)布的《工程教育認證標準（2015版）》全面采用了OBE理念，使我國專業(yè)認證從形式和內(nèi)容上開始轉(zhuǎn)向成果導向，在工程專業(yè)教學中強化OBE教育理念。實施OBE教育理念是實現(xiàn)由輸入導向的傳統(tǒng)教學模式轉(zhuǎn)向成果導向的教學模式的標志，OBE教育理念能有效激發(fā)學生的自身潛能，使學生的創(chuàng)新能力和自主學習能力提高。2016年，我國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員，標志著我國高等工程教育體系與國際工程教育聯(lián)盟正式接軌。教育部在2018年制訂了《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》，該標準制訂時遵循突出學生中心、突出產(chǎn)出導向和突出持續(xù)改進的“三個突出”原則。OBE理念強調(diào)以學生為中心，用學生所獲得的學習成果評價教學效果，反向指導專業(yè)的課程設計、教學方法、評價方法等教學過程，由學校和教師針對不足之處提出改進方案，實現(xiàn)持續(xù)改進。OBE已經(jīng)成為引導我國開展工程教育改革和專業(yè)課程教學改革的重要教育理念，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、團結協(xié)作、能解決復雜工程問題的新型人才，具有重要意義。

2017年9月，我校機械設計制造及其自動化專業(yè)向中國工程教育認證協(xié)會提交了工程教育專業(yè)認證申請書，2019年6月順利通過認證?；Q性與測量技術是該專業(yè)的必修課程，其教學內(nèi)容與機械產(chǎn)品的設計過程和制造過程密切相關，是支撐畢業(yè)要求的課程體系中必不可少的專業(yè)基礎課。在認證過程中，依據(jù)OBE教學理念，為了改變傳統(tǒng)教學方式中存在的課堂教學主體定位不明確、學生學習主動性不足、課程教學目標針對性不強、學習成果要求不明確、教學方式單一、教學內(nèi)容陳舊、師生缺少交流互動、理論教學為主、課程考核方式單一等現(xiàn)象，對互換性與測量技術在課程教學目標、對畢業(yè)要求指標點的支撐、教學內(nèi)容、教學方法和評價方式等環(huán)節(jié)進行了改革和改進，注重在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、團隊協(xié)作、解決復雜工程問題的能力，提高了學生的學習興趣，取得了良好效果。

一、確定課程教學目標

傳統(tǒng)的教學模式中，培養(yǎng)方案制定采用的是正向設計，即由“課程體系-畢業(yè)要求-培養(yǎng)目標-社會需求”的設計路徑，教學內(nèi)容和社會需求有時存在脫節(jié)的現(xiàn)象;而基于OBE的教學模式中，培養(yǎng)方案制定采用的是反向設計，即由“社會需求-培養(yǎng)目標-畢業(yè)要求-課程體系”的設計路徑，社會需求不僅是教學的起點，而且也是教學的終點，可有效解決教學內(nèi)容和社會需求脫節(jié)的問題。

通過調(diào)研行業(yè)企業(yè)對機械類畢業(yè)生所具備的知識、素質(zhì)和能力的要求，確定該課程在專業(yè)課程體系中需要支撐的畢業(yè)要求指標點為：1. 基于機械工程領域的相關背景，了解與機械工程相關的技術標準、知識產(chǎn)權、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)，理解不同社會文化對工程活動的影響;2. 了解與機械產(chǎn)品設計、制造過程相關的技術標準，能夠用圖紙、表格、論文、報告或?qū)嵨锏刃问?，呈現(xiàn)復雜機械系統(tǒng)的設計結果和解決方案;3. 能夠基于工程科學原理和方法針對機械工程領域的復雜工程問題，比較和選擇研究路線，設計實驗方案。

課程教學大綱是開展教學的重要依據(jù)，是評價教師教學質(zhì)量、確定教學內(nèi)容和教學方法、幫助學生完成學業(yè)和評定學生學習成果達成的重要標準。課程教學目標是學生在完成學習過程后能達成的該課程的最終學習成果，明確課程教學對學生達到畢業(yè)要求的貢獻是什么以及如何貢獻，是確定教學內(nèi)容、考核方式和教學方法的依據(jù)，課程設計與教學要清楚地聚焦在課程教學目標上。為了充分支撐上述指標點，確保課程目標適應指標點的要求，經(jīng)深入討論，依據(jù)OBE理念制定了如下四個課程教學目標。

課程目標1：掌握幾何量公差、標準化以及計量學的基本知識，建立互換性、標準化、測量技術的基本概念，掌握其基本原理、原則和方法，正確把握幾何精度與可制造性和經(jīng)濟性之間的關系，為后續(xù)課程及工程實踐提供必要的理論知識和解決方法。

課程目標2：掌握有關標準的基本術語、定義，熟悉有關標準的基本內(nèi)容和特點，了解機械產(chǎn)品幾何量精度設計和幾何量參數(shù)測試的前沿和趨勢。

課程目標3：掌握通用機械零部件和產(chǎn)品幾何精度參數(shù)的選用及圖樣標注，初步具備設計、計算和確定簡單機械零部件和產(chǎn)品等幾何量精度的工程實際問題。

課程目標4：掌握零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度檢測的實驗方法，初步具備機械產(chǎn)品精度測量中實驗方案設計和實驗操作的能力。

課程目標對相關畢業(yè)要求和指標點支撐關系如表1所示，每個畢業(yè)要求指標點有1個或2個課程目標支撐。為了體現(xiàn)以學生為中心，在課程教學中，教師應緊緊圍繞課程目標確定教學內(nèi)容和開展教學方法設計，全體學生的學習成果評價應該緊緊圍繞課程目標來進行，保證全體學生學習成果的達成，充分體現(xiàn)了OBE內(nèi)涵的“反向設計、正向施工”理念。

二、改革教學內(nèi)容和教學方法

OBE理念強調(diào)知識的整合，使課程的教學目標和學生應該具備的知識、能力和素質(zhì)等要求相呼應，最終使學生達成學習成果。按照課程的教學目標要求，該課程需要掌握的理論知識多，有大量的概念、名詞術語及標準等，涉及的知識面寬，形位公差、公差原則和圓柱齒輪公差等內(nèi)容又較為抽象，導致課程難教、難學、難應用。本門課程共設置32個課時，其中理論課時24個，實驗課時8個，學時較少，因此需要根據(jù)課程目標合理調(diào)整教學內(nèi)容，按照精度項目的內(nèi)涵、精度設計的基本原理、精度項目檢測原理和方法的邏輯關系，實現(xiàn)各知識點之間從分散的不相關部分到形成有機統(tǒng)一整體，使課程學習內(nèi)容滿足學生需要具備的知識和能力的要求，保證課程教學目標的達成。

任課教師在第一堂課依據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)方案，結合畢業(yè)要求，首先向?qū)W生講授所授課程的課程目標及課程地位和課程支撐的畢業(yè)要求指標點等，這不僅讓學生明確了該課程學習后需要達成的學習成果，而且加深了學生對畢業(yè)要求的理解，幫助學生明確學習任務和要求。為了讓學生學懂、弄通、活用，本課程理論教學主要內(nèi)容分為兩部分。第一部分內(nèi)容是尺寸公差配合與檢測、幾何公差與檢測、表面粗糙度與檢測和尺寸鏈;第二部分是圓柱齒輪、常用標準件等典型零件的精度設計與檢測。第二部分教學內(nèi)容以第一部分的理論基礎知識為基礎，結合零件的實際使用環(huán)境和要求，確定零件的公差項目和精度等級，并制定合理的檢測方案，讓學生把理論知識和工程應用結合起來。其中尺寸公差配合與檢測、幾何公差與檢測、表面粗糙度與檢測和尺寸鏈計算為本課程的重點內(nèi)容，這部分內(nèi)容結合國家標準進行講授;公差標注由于在工程制圖課程中已經(jīng)進行了講授，此處只需結合公差內(nèi)涵進行簡單講授。

該課程還是一門實踐性強、與工程實際結合緊密的課程，實驗、實訓環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學生的工程意識、工程能力和創(chuàng)新能力起著重要的作用。為了強化實驗實踐環(huán)節(jié)，安排8個學時課內(nèi)實驗教學，長度測量實驗、形位誤差的測量實驗和表面粗糙度的測量實驗為驗證性實驗，目的是讓學生掌握常用測量儀器工作原理、使用方法及應用場合;箱體類、支架類和齒輪測量等典型零件測量為綜合設計性實驗，結合工廠生產(chǎn)實際和零件圖紙學生自主制定測量方案并完成零件的測量，判斷其合格性。

同時，在理論內(nèi)容講授之后設置了綜合實踐環(huán)節(jié)，讓學生結合工程實際通過分析零件（滿足功能要求等）-設計精度（選擇項目及公差）-檢測零件（判斷零件合格性等）等步驟獨立完成一個典型零件的設計，把學過的知識點串聯(lián)起來，實現(xiàn)由知識到素質(zhì)和能力的躍遷，讓學生從有解決已有確定答案問題的能力拓展到有解決開放問題的能力，達到學以致用的目的。

OBE理念強調(diào)以學生為中心的教學，即教學設計主要取決于學什么、教學過程主要取決于怎么學、教學評價主要取決于學得怎么樣。在課程教學中，OBE理念要求聚焦學生學習效果，關注學生學習的參與度和積極性，關注學生的學習過程。為了保證學生的學習成果，需要改變傳統(tǒng)“填鴨式”為主教學方式，改變學生只有被動接受、不能調(diào)動自身的主觀能動性的現(xiàn)象，改變教學中以教師為中心的現(xiàn)狀，本課程教學通過采用翻轉(zhuǎn)課堂教學、提問式教學、項目式教學等教學模式充分發(fā)揮學生在教學過程中的主動性、能動性和創(chuàng)造性，提高學生的學習愿望和學習熱情，強化學習動機。

翻轉(zhuǎn)課堂可以實現(xiàn)課堂學習任務與課下學習任務的翻轉(zhuǎn)和課堂上以教師教為中心向以學生學為中心的翻轉(zhuǎn)。課前將微視頻、國家標準、相關標準制定原則等作為預習知識，讓學生在課前進行認真預習，學生自主學習并提出學習過程中難點、疑點;課堂討論難點、重點和疑點，教師在課堂上的任務就是，靈活地組織體驗性活動、設計性活動、模擬性活動、探索性活動、評價性活動等多種形式的學習活動，教師和學生進行討論并一起解決遇到的難點和疑點問題。學生在這個過程中完成學習任務，并在與教師和同學的互動中加深對課堂內(nèi)容的理解，促進學生內(nèi)化知識。教師利用現(xiàn)有的、專門開發(fā)的在線測試系統(tǒng)等網(wǎng)絡教學手段，制作測試題目讓學生在規(guī)定時間內(nèi)完成，掌握學生的學習情況，網(wǎng)上測評和答疑可以不受時間、地點的限制，指導學生，保證教學質(zhì)量，達成課程教學目標。

研究型教學是在教學中充分發(fā)揮學生的主體作用，通過提問的方法激發(fā)學生的學習動機和潛能，使學生主動地參與和體驗知識、技能，達到知識、技能由未知到已知或由不掌握到掌握，從而使學習變得既愉快又輕松。研究型教學強調(diào)學習過程的實踐性和創(chuàng)新性，注重在研究和實踐過程中獲得知識和發(fā)展知識，引導和鼓勵學生在繼承積極探索和發(fā)現(xiàn)前人尚未解決和尚未很好解決的問題，用新思路、新方法去解決新問題，培養(yǎng)學生獲取有效知識信息以及創(chuàng)造新知識的意識和能力。在講授第一堂課的時候，可以結合一張零件圖，提出“為什么要學這門課？”的問題，學了這門課后可以解決零件圖上的哪些問題。在尺寸鏈的學習時，從提出“在尺寸鏈概念和線性尺寸鏈中，如何計算平面尺寸鏈和空間尺寸鏈？”問題開始，引導學生在課外自己查找文獻，找到圓滿解決問題的方法。培養(yǎng)學生有效地獲取知識信息，對現(xiàn)有知識進行思考、判斷、靈活運用以及創(chuàng)造新知識的意識和能力。

實驗課教學是培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要方式，以任務為驅(qū)動，以項目為導向，采用開放實驗室方式使學生能方便地進入實驗室，參與創(chuàng)新型和研究型實驗，提高學生學習的主動性和創(chuàng)造性。教師在實驗過程中通過對典型零件的測量，使學生熟練地掌握對長度、形位誤差和表面粗糙度等進行測量的通用測量工具的正確使用方法，實現(xiàn)準確的測量與檢測。典型零件測量和綜合實踐環(huán)節(jié)是以團隊形式完成，首先由學生根據(jù)圖紙和實驗室現(xiàn)有測量設備制定測量方案、選定測量儀器，經(jīng)公開答辯通過后，再開展測量活動。通過團隊合作學習模式，使學習能力較強的學生變得更強，使學習能力較弱的學生得到提升，提高學生的創(chuàng)造性思維、分析和綜合信息、策劃和組織等方面的能力。

三、完善課程考核與評價方式

成果導向教學要求全部學生在畢業(yè)時能夠具備工作中取得“成功”所需要的知識和能力，其評價體系也不同于傳統(tǒng)知識掌握測評等方式，學習成果評價應聚焦學生的“能力指標”。學生的學習成果應該清楚表述并且可直接或間接衡量，一般將其轉(zhuǎn)換成績效指標，通過多元化評價方式確保學生達成預期的學習目標。

本課程采用學生自評、學生互評、小組評價和教師團隊評價等多元化評價方式，從不同角度對學生的學習成果開展客觀、合理、有效的評價。課程成績由過程性評價、終結性評價和綜合能力評價等部分組成，過程性評價包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小組討論、實驗表現(xiàn)等;終結性評價主要是期末考試和實驗報告成績;綜合能力評價主要考查典型零件功能分析、零件精度分析和公差項目選擇、檢測方案制定等知識應用和創(chuàng)新能力。評價環(huán)節(jié)、評價內(nèi)容、評價分數(shù)分配和評價主體等如表2所示。

本課程依據(jù)OBE理念，建立了教學督導專家、任課教師和學生參與的閉環(huán)課程教學質(zhì)量持續(xù)改進機制。教學督導專家采取每學期至少隨機抽查一次聽課的方式，及時發(fā)現(xiàn)教學過程實施中存在的問題，對任課教師的教學過程作出評價，并及時反饋，制定改進措施，后續(xù)加以監(jiān)督、指導，不斷提高教學水平;任課教師在課程考核結束后，進行課程教學質(zhì)量評價，從學生平時表現(xiàn)、試題分析、成績分布、教學效果分析等多個方面反饋學習效果、考核方式的合理性、課程目標的達成情況等，查找教學的不足，進行教學反思、持續(xù)改進和跟蹤，逐步提升教學質(zhì)量;課程結束后，采用問卷、座談等方式鼓勵學生積極對課程教學、考核方式、自我課程目標達成情況等進行評價，反饋教學效果，有利于教師改善課程教學設計。

在每個教學周期內(nèi)，采用專家聽課、任課教師自查和學生反饋等方式，查找教學過程和考核環(huán)節(jié)中存在的不足，制定改進措施，并在下一個教學周期中解決存在的問題，改善和提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)教學過程的持續(xù)改進，形成教學質(zhì)量評價的閉環(huán)監(jiān)控機制，提升教學質(zhì)量，保證教學目標的達成（圖1）。

五、結束語

OBE教學理念主要強調(diào)以學習成果為導向，依據(jù)內(nèi)外部對能力的需求進行課程反向設計和實施以學生為中心的教學。對于地方院校而言，應用型研究型人才的培養(yǎng)是重要教學目標，因此，OBE 教學理念有利于促進教學目標的實現(xiàn)。本文基于OBE理念進行了課程的反向設計、改革了教學內(nèi)容和教學方法，實施了多元化評價方法，建立了完善的課程教學質(zhì)量持續(xù)改進機制。經(jīng)過課程改革后，學生的自主性、能動性和創(chuàng)造性獲得了明顯提高，學生的分析、評價、創(chuàng)造能力獲得了顯著提升，保證了課程教學目標的達成。

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