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摘 要： 摘要本文以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)課程為例，探討OBE理念下課程教學(xué)模式改革的途徑，提出基于OBE框架的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方法。教學(xué)實踐證明，基于OBE理念的數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)改革不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
摘要本文以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)課程為例，探討OBE理念下課程教學(xué)模式改革的途徑，提出基于OBE框架的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方法。教學(xué)實踐證明，基于OBE理念的數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)改革不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞OBE;教學(xué)目標(biāo);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法
1引言
武漢紡織大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：堅持立德樹人，為行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)具備扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識，系統(tǒng)的機械設(shè)計、制造、控制專業(yè)知識，較強的工程實踐與創(chuàng)新能力，良好的人文素養(yǎng)與職業(yè)道德，能夠解決復(fù)雜機械工程問題的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，將工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條畢業(yè)要求細(xì)分為可落實的、易衡量的29個指標(biāo)點[1-5]。
《數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)》課程需要對學(xué)生進(jìn)行以下能力培養(yǎng)：(1)畢業(yè)要求4-2：能夠基于科學(xué)原理和調(diào)研分析，對機械零件、結(jié)構(gòu)、裝置、系統(tǒng)制定實驗方案。(2)畢業(yè)要求4-3：能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗。(3)畢業(yè)要求5-2：在理解其局限性的基礎(chǔ)上，能夠使用與開發(fā)現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，對機械復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬和仿真。
2課程目標(biāo)
為實現(xiàn)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐，制定了對應(yīng)的課程目標(biāo)。
課程目標(biāo)1：了解數(shù)控機床的組成和分類，理解數(shù)控坐標(biāo)系和數(shù)控加工流程，熟記數(shù)控加工指令，能根據(jù)零件加工工序使用數(shù)控加工指令正確編寫數(shù)控加工程序。
課程目標(biāo)2：具備使用不同數(shù)控系統(tǒng)裝備(機床、刀具和夾具)加工中等復(fù)雜零件的能力。
課程目標(biāo)3：具備應(yīng)用計算機輔助編程與仿真軟件對復(fù)雜機械零件加工進(jìn)行編程和仿真的能力，能理解仿真軟件存在的局限性
3教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
為實現(xiàn)課程目標(biāo)所規(guī)定的學(xué)生能力培養(yǎng)任務(wù)，針對每個課程目標(biāo)，設(shè)計了教學(xué)內(nèi)容，如表1所示。
將教學(xué)內(nèi)容細(xì)分為陳述性知識和程序性知識。針對不同類型的知識模塊，選擇不同的教學(xué)方法。
4教學(xué)方法設(shè)計
根據(jù)“教學(xué)二八定律”：80%的知識屬于陳述性知識，20%的知識屬于程序性知識;80%的學(xué)生能夠通過自己的努力掌握陳述性知識。將表1中的陳述性知識通過MOOC和SPOC平臺進(jìn)行線上教學(xué)，發(fā)揮線上教學(xué)視頻可以反復(fù)觀看的優(yōu)勢。同時，線上教學(xué)前，教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，使得學(xué)生自學(xué)具有目的性。線上教學(xué)后，學(xué)生完成家庭作業(yè)，提交自學(xué)中遇到的問題。教師對敢于提問、善于思考的學(xué)生給予獎勵。課堂上，教師針對學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對性的講解，講解完畢后再給學(xué)生布置作業(yè)進(jìn)行鞏固，實現(xiàn)知識構(gòu)建。
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對于程序性知識，主要以課堂教學(xué)為主。根據(jù)圖1所示的布魯姆知識體系和學(xué)習(xí)金字塔對照圖，程序性知識多屬于高級認(rèn)知范疇，采用小組討論、理實一體化和學(xué)生互評等教學(xué)方式能夠更好促進(jìn)學(xué)生能力的培養(yǎng)。
現(xiàn)以“紀(jì)念章”為例敘教學(xué)方法的選擇。“紀(jì)念章”加工教學(xué)主要實現(xiàn)課程目標(biāo)2和3。紀(jì)念章由兩塊代木材料組成(共四個加工表面)。第1個面要求雕刻出校徽、校名、姓名和班級，如圖2(a)所示。第2個面要求加工出一個凸心，如圖2(b)所示。第3個面要求加工出一個凹心如圖2(c)所示。最后1個面銑光滑即可。產(chǎn)品要求：(1)校徽、校名、姓名和班級等字跡圖案清晰、整齊、美觀。(2)兩塊材料的厚度為14.5mm，每塊材料的兩個表面要平行。(3)凸心高度3mm，凹心深度4mm，凸心和凹心必須實現(xiàn)過渡配合，表現(xiàn)形式為凸心和凹心能合在一起，手夾住凸心，凹心不掉落，拔出時有氣泡聲，如圖2(d)所示。涉及的加工工序有：平面銑削加工、復(fù)雜圖案雕刻、挖槽加工、復(fù)雜曲面輪廓銑削加工。涉及的加工階段有：粗加工、精加工和修配加工等。
在“紀(jì)念章”加工教學(xué)中，采用問題教學(xué)方法、小組討論教學(xué)法、理實一體化教學(xué)法和學(xué)生互評教學(xué)法等。
現(xiàn)以平面加工為例進(jìn)行闡述。首先教師導(dǎo)入問題，例如：“很多學(xué)生拿到的代木厚度大于20cm，并且上下表面不平行。請問在保障設(shè)備和人身安全的前提下，如何以最短的時間將材料厚度銑削到15cm，并保證上下表面平行?”提出問題后，學(xué)生進(jìn)行分組討論，在問題指引下考慮工件的定位問題，加工工藝參數(shù)的選擇與優(yōu)化問題。最后，各組提出自己的解決方案，學(xué)生進(jìn)行互評。
在實踐中發(fā)現(xiàn)：小組討論法能夠激發(fā)80%學(xué)生的研究興趣，并有50%左右的學(xué)生能夠在討論中找到正確的途徑。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生將自己提出的加工方案進(jìn)行歸納，采用理實驗一體化方法，開展學(xué)生加工比賽，使學(xué)生自己驗證加工方案的可行性和優(yōu)劣，并在比賽后進(jìn)行反思和總結(jié)。在這個過程中，教師給予及時必要的指導(dǎo)。
實踐證明，問題教學(xué)法能夠很好完成“根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗”能力的培養(yǎng)。
5教學(xué)評價
課程目標(biāo)評價方法使用課程考核成績分析法和問卷調(diào)查法。課程考核成績分析法作為課程目標(biāo)達(dá)成情況評價的直接依據(jù)。問卷調(diào)查法和課程考核成績分析法必需同時使用。但是，由于問卷調(diào)查數(shù)據(jù)存在局限性，調(diào)查結(jié)果不作為課程目標(biāo)達(dá)成情況評價的直接依據(jù)，僅作為課程目標(biāo)達(dá)成情況的佐證材料，用于課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。以“紀(jì)念章”為例，針對課程目標(biāo)給出了具體評價方法，如表2所示。
6總結(jié)
本文在OBE理念和框架下，探討了數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)的課程教學(xué)改革途徑，提出了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方法。實踐證明，上述方法能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)。——論文作者：胡峰肖小峰余聯(lián)慶