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基于OBE的CREO机械基础与应用教学改革与实践

更新时间:2016-07-05

1 引言

OBE(成果导向教育,Outcome Based Education)是以最终成果为导向的一种工程教育认证的观点,也通常被称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育),由美国人Spady于1981年率先提出后,在美国、英国、加拿大等国家以惊人的速度获得了广泛重视和应用,成为这些国家教育改革主流理念.2013年6月,中国被接纳为“华盛顿协议”签约成员.用成果导向教育理念引导工程教育改革,针对中国工程教育人才培养与行业企业需求脱节的现实问题具有现实意义.OBE 教育理念要求实施课程教学要遵循反向设计原则.即课程教学内容及教学设计从最终学习成果为起点,由最终成果决定培养目标,由培养目标决定毕业要求,由毕业要求决定课程体系,最后课程体系中每一门课程为最终成果实施的落脚点.

2 CREO机械基础与应用教学存在的问题

CREO机械基础与应用是机械类和近机械类专业开设的一门非常实用的软件应用课程.与后续课程设计、毕业设计密切相关,参加各类机械产品创新设计大赛、参与科研课题及今后走上机械领域工作岗位都会用到这项技能.本课程涉及知识点多,教学中普遍采用的教学方法是按功能模块顺序,教师讲解每个模块命令的操作方法, 学生跟随老师按步骤练习.在知识交叉性较强,教学内容繁多,学时少的条件下教师难以讲全讲透,从而不能达到预期的教学目的[1].课程内容设置脱离学生实际,实践环节严重缺乏.学生学习兴趣不高,学习主动性不强,运用软件独立解决实际问题欠缺;没有经过创新环节训练,达不到提高创新能力培养的目标.而通过将OBE成果导向教育模式应用到CREO机械基础与应用课程的教学中,能够有效的培养学生分析问题、解决问题的能力和创造性思维的能力,提升职业综合竞争能力.

3 基于OBE理念的CREO机械基础与应用课程改革

3.1 理清课程改革总体思路

OBE是指,教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果.聚焦OBE强调回答的4个问题[2].

(1)对学生预期取得的学习成果是什么?

目前,公认具有这一能力的姑娘是信小呆。上一个这样的平民女神还是杨超越。穷苦出身,唱跳欠佳,却能依靠粉丝投票在选秀中名列前茅。于是,被网友奉为“躺赢”的锦鲤,好运的象征。

互联网定价功能能够规范市场行为,让各类企业都能够参与到公平的市场竞争中,最终让各企业都能够实现有效的财务风险管控。所以在今后的发展中,各企业可通过互联网技术进行产品销量、设备运行成本、技术投入成本等信息公布,最终让其余企业参与到互联网定价过程中。需要注意的是,在该过程中需要充分重视市场的资源配置情况,当资源配置偏离该行业时,需要降低对该类产品的投入,甚至进行企业转型及优化,从而让企业乃至行业都能够有效规避市场中的该类财务风险,让企业乃至行业更好发展。

(2)因材施教教学法:OBE强调人人都能成功.所有学生都能在学习上获得成功,但不一定同时或采用相同方法.而且,成功是成功之母,即成功学习会促进更成功的学习.针对学习能力强的学生,另外布置具有挑战性的学习内容,使优秀者更优秀.对于学习本课程有困难的学生,增加前导学习环节,通过提前发放录屏视频,使其提前学习,再结合课堂上采取分组合作学习方式,帮助这部分学生顺利达成学习目标.

TS‐12A生物组织自动脱水机、BM‐VIII生物组织包埋机、CS‐VI摊片烤片机,湖北孝感宏业医用仪器有限公司;生物组织切片机,THERMO SCIENTIFIC;光学显微镜,ZEISS;DH‐250型电热恒温培养箱,北京市科伟永兴仪器有限公司;自动双重水蒸馏器,上海健强玻璃仪器有限公司。

1.“中国特色社会主义”是作为整体性的社会主义。张献生认为,“准确把握中国特色社会主义的内涵,需要从其三个维度来认识:中国特色社会主义是一条道路,因为它是中国实现社会主义现代化的必由之路;中国特色社会主义是理论体系,因为它是指导党和人民沿着中国特色社会主义道路实现中华民族伟大复兴的正确理论;中国特色社会主义是一种制度,因为它为当代中国发展进步提供了一系列的根本制度保障,集中体现了中国特色社会主义的特点和优势。准确把握中国特色社会主义的内涵,还需把它看作是具有实践特色、理论特色、民族特色、时代特色的有机整体。”[8]

(3)怎样有效地帮助学生取得这些学习成果?

针对每个教学任务难易程度,运用灵活的教学策略和教学手段组织教学.

3.2 明确专业培养目标,制定学习成果清单

OBE要求学校和教师应该先明确学习成果,配合多元弹性的个性化学习要求,让学生通过学习过程完成自我实现的挑战,再将成果反馈用来改进原有的课程设计与课程教学.

以汽车服务工程专业为例,在前期调研基础上制定专业培养目标,明确本课程在专业课程体系中的作用,为学生制定清晰的学习成果清单,使学生明确所学对于培养目标达成的作用.本课程的学习成果为:(1)利用该软件熟练进行典型产品三维造型的能力;(2)掌握实体装配方法;(3)掌握创建工程图的方法;(4)提高空间想象思维能力, 激发学生创新思维,进而为毕业设计和毕业后从事专业工作打下坚实的基础;(5)通过本课程学习以及相关专业知识的掌握可以使学生在毕业后从事 CREO 产品设计师的工作岗位.(5)通过学习培养学生团队协助能力;(6)通过学习建立 CAD/ CAM先进设计理念, 培养学生的自我学习能力和可持续发展能力, 为以后在实际工作中学习其他软件奠定扎实基础.

OBE教学理念不仅要求人人都能成功,而且更加关注高阶培养,要求通过具有挑战性的任务来展示他们的能力.OBE强调个性化评定.根据每个学生个体差异,制定个性化的评定等级[5],并适时进行评定,从而准确掌握学生的学习状态,对教学进行及时修正.

(4)如何判断学生已经取得了这些学习成果?

3.3 项目化教学内容,激活学习热情

以学习成果达成为起点,反向优化设计教学内容[4].结合学生工程实际经验少,教学内容多而散的实际,选取学生熟悉的齿轮泵、曲柄滑块机构、油桶、茶壶、显示器等典型机械产品为教学载体,采取项目化教学,以项目统领整个教学过程.这些项目综合起来,包含了课程所有的知识点.每个项目集成了教学内容的主要模块,每个模块的教学任务在一个具体项目创建过程中得到集中体现(见表1).每个项目实施前,把典型教学载体给学生演示,吸引学生注意力,激发学习欲望,极大地激发了学生学习主动性.在具体项目创建的学习目标引领下,以化零为整的方式取代传统的按部就班讲解操作步骤和建模命令使用,提高了学习效果,而且项目化教学实质是是理实一体化,这样也弥补了学生因为工程实践经验少带来的学习困扰.学习过程中,尽管每个学生都能参与其中,部分学习能力强的学生都能在课堂上达成学习目标,学习能力差些的学生也能通过课后学习,跟上学习进程,最终结果达到每个学生都能成功的教学目标.

表1 项目化教学设计一览表

项目载体教学内容教学任务齿 轮 泵零件设计装配设计工程图设计运动仿真与分析创建基础特征创建工程特征创建基准特征参数化设计自下而上装配设计自上而下装配设计装配分解图创建干涉检查创建零件工程图创建装配工程图齿轮机构运动仿真曲柄滑块机构运动仿真与分析机构装配油桶曲面设计基础曲面设计及编辑高级曲面设计及编辑显示器实体设计和曲面设计综合运用

3.4 创新教学策略,提高教学实效

通过与用人单位座谈交流,了解用人单位岗位技能要求、结合近几年学生在课程设计和毕业设计中存在的问题,对CREO机械基础与应用课程教学成果系统地进行梳理,并依此确定课程教学目标.为帮助学生达成学习成果,采取项目化教学内容,改革考核方式.衡量学习成果达成度主要通过课程考核及后续课程设计、毕业设计及学生参加各类创新设计的质量反馈[3].

(1)对于难度系数大的内容,采取分层三循环教学法:即:设置由简到难两个阶梯项目在时间上分层次进行,每个项目训练采取讲解、操练、归纳三步循环教学法;

(2)让学生取得这样的学习成果的理由是什么?

(3)启发式教学法:为提高同学们的学习兴趣,精心挑选生活中常见的案例,比如鼠标、旋转楼梯,造型新颖美观的花瓶等,教师不直接告诉学生最快捷的建模方法,而是启发他们自己分析找出建模思路,大胆尝试,体验由失败到成功的喜悦,最后师生一起分析最优建模设计方案.

(4)注重上好第一堂绪论课:好的开始是成功的一半.绪论课要达到激发学生学习欲望,以使他们能够满怀激情地投入学习.绪论课给学生讲清楚这门课程对于学生专业学习、课程设计、毕业设计、科技创新及今后从事机械产品设计的作用.为了增强课程吸引力,通过加入采用CREO制作的视频,和优秀学生作品,以形象直观的效果,提高学生的学习欲望.我分别选用来自工程实际的虎钳装配动画,这是学生金工实习时用到的工程产品.第二个是二级圆柱齿轮减速器装配动画,减速器是学生进行机械设计课程设计时的设计任务,每个学生都很熟悉,学生知道通过学习可以直接完成这样的实体产品后,可以激发学习热情.第三个实例展示往届学生期末综合创新创意设计系列作品,学生看到这些学生作品后,认识到自己通过学习本课程,可以设计出这样的作品,进一步增强了学习兴趣.第四个实例是学生参加大学生科技创新比赛获奖作品展示.通过观看这些优秀作品,在产生敬佩之情的同时,学习本课程的热情进一步提高,为全面深入地投入到课程学习奠定了好的基础.综上所述,在教学过程中,充分体现以学生为中心,教师为主导,发挥每一个学生的学习潜能,提高教学实效.

3.5 改革考核方式,培养综合能力

对党忠诚,夯实道德力基础,首先要不忘初心,忠诚于共产主义理想和中国特色社会主义信念,深入学习党的基本理论特别是习近平新时代中国特色社会主义思想,要善于从马克思主义科学理论中汲取理想信念的精神营养、真理力量、精神支柱,以之为“金钥匙”解决好世界观、人生观、价值观这个“总开关”问题,真正做到对马克思主义虔诚而执着、至信而深厚。

VIP消费者主要针对农产品批发市场商户、超市等客户,系统模、块侧重于鲜果的订购、对物流服务的路线及时效等做出要求和反映。

为了更好地体现学生的学习效果,践行OBE教学理念,课程进行考试改革,实行多元化考核评价:CREO机械基础与应用课程最终成绩由三部分组成:平时表现占10%,课堂操作练习50%、期末综合创新创意设计占40%.

教学实施中,教师认真记录学生每次课堂练习成绩效果明显.这种考核方式突出表现为以下优势.

(1)教师实时记录平时成绩,通过抓学习过程,考查学学到了什么,促使每一位学生在课堂上有好的表现,避免学生复制别人作业的现象出现,能够形成良好的学习氛围.

在有些情况下,禁止使用某种化学物质会导致其他化学物质使用量激增,破坏减排计划。例如,法国的小麦种植者依靠包裹在种子上的新烟碱类物质来保护植株不受蚜虫和叶蝉的侵害,现在这类杀虫剂被禁用,一些种植者可能会增加其他杀虫剂的使用。另外还有其他的利弊权衡,一些专家担心,禁用除草剂草甘膦,农民就得在土壤中除草,可能会导致水土流失或增加温室气体排放。芬格认为,“迫切需要”对这种利害关系权衡进行更多的研究。

(2)教师在登记成绩过程中,能收集学生中共性错误,有利于教师教学反思,持续改进教学策略.

(3)检查记录平时成绩.可以使教师深入掌握每位学生学习基础、习惯、困难和出勤情况等,及时给予关心帮助;切身感受到被重视和被关爱的学生学习积极性课提高.

(4)期末综合创新创意设计.这部分注重学生创新能力、团队协作能力和工程实践能力考核. 全班5~6名同学为一组,分组采取自愿组合,同时要保证学习能力强的同学在每组均匀分配,以保证项目按时顺利完成,具体要求是:综合所学知识,密切结合生活和工程实际,对产品进行改进设计或创意设计.这项考核成绩由产品说明书撰写情况、结构设计合理性、产品的创新性、团队协作程度、学生解决工程实际问题的能力、综合设计总结等方面组成.通过团队合作完成复杂项目的考核环节,综合培养学生创造性思维能力、分析综合能力、组织策划能力、思辨探究能力.

4 结束语

将OBE成果导向教育理念引入到CREO机械基础与应用课程教学中, 通过预先制定学习成果清单,项目化教学内容,创新进教学策略,改革考核方式,激活了学生的学习热情,调动了学生的学习主动性,同时通过小组合作完成综合创新创意项目的训练,培养学生的团队协作意识、创新意识以及工程实践能力,提高了本课程的教学质量和教学效果.学生的课程设计和毕业设计质量有了很大提高,近3年,学生的综合创新设计作品有2项获得国家一等奖,4项获得国家二等奖,8项获得国家三等奖.获得20多项省级大学生机械产品创新设计奖,达到了预期的学习成果.

参考文献:

[1] 张富晓. Pro / E 课程教学改革思考与实践[J].实验科学与技术,2016(12) :189-191.

[2] 李志义.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.

[3] 孙晶,张伟,任宗金,王殿龙,崔岩. 工程教育专业认证毕业要求达成度的成果导向评价[J].清华大学教育研究,2017,38(4):117-124.

[4] 李志义. 成果导向的教学设计[J].中国大学教学,2015(3):32-39.

[5] 陆国栋. 教学方法改革的模式与举措[J].中国大学教学,2011(8):14-16.

孟俊焕,柳永亮,吴延霞
《德州学院学报》 2018年第02期
《德州学院学报》2018年第02期文献

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