OBE理念协同课程思政的“机械设计基础”教学研究与实践
李智 吴华伟 聂金泉
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李智 吴华伟 聂金泉,. OBE理念协同课程思政的“机械设计基础”教学研究与实践[J]. 中国机械研究,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157078.
摘要: 在新工科背景下,基于成果导向型教育(Outcomes-Based Education,OBE)理念,以反向设计实现思政教育与机械设计基础课程的相互融合,通过重构课程内容,新课标的多元融合,开展课程思政综合素养与知识技能的挖掘与融合以及多样化考核和评价方式的设计,实现教学情境多样化、教学内容多元化、学生思维创新化、实践能力综合化。教学实践表明,OBE理念协同课程思政的教学模式促进了学生的专业知识和思政素质的全面发展。
关键词: OBE理念;课程思政;机械设计基础
DOI:10.12721/ccn.2023.157078
基金资助:湖北省教育厅科学技术研究计划项目(Q20212602);“新能源汽车与智慧交通”湖北省优势特色学科群(XKTD012022);湖北文理学院一般类教学研究项目(JY2022085)

引言

随着近年来成果导向型教育(Outcomes-Based Education,OBE)教学理念的引入,以成果导向方式来颠覆教学活动的研究和实践逐渐铺开。以成果为导向的教育理念从培养目标、内外需求、培养过程、教学评价等方面了解学生已经获得的学习成果、持续改进保证学生能够获得这些学习成果[1]。调查表明当代大学生普遍未形成稳定价值观,又囿于社会阅历浅薄、辨别是非能力差,在面临多种社会文化和价值观念时,很难进行是非分辨并做出正确取舍。通过OBE理念协同思想政治教育,分析“机械设计基础”课程教育需求,运用OBE反向设计方法,融入思政元素的教学项目与内容,可以有效地修订课程标准、整合课程内容、制定教学评价方案。本文通过OBE理念协同课程思政设计课程标准,制定教学单元,教学方法及考核方式,通过实践学生表明目标达成度较高,教学效果好,学生成长显著。

1. 基于成果导向的课程标准设计

1.1 新课标设计理念

基于成果导向的教学设计其理念是要帮助学生成长,以学生的全方位参与和获得为指导方向,在能够量化的指标中毕业生的就业情况是至关重要的一项[2]。根据毕业生就业中岗位分布及岗位能力需求制定培养目标,多线融合教学模式确定教学目标(知识目标、能力目标、素质目标)和教学重难点,其中能力目标包括知识实验技能目标和岗位职业技能目标,最终依托活动中的评分检查学生目标达成度。教学内容则以单元目标进行设计和学时分配,以单元教学目标开展课程内容设计形成教学设计方案。

1.2 多元融合新课标

一是依据课程教学大纲和培养方案,将课程内容与能力提升对接,将学科竞赛培训内容、技能等级证书纳入课程教学;二是研究如何将思想政治教育有机融入该课程教学的环节之中,充分挖掘专业课程教学中所蕴涵的丰富的德育资源,将知识传授与价值引领相协同;三是采用任务驱动一体化线上线下混合式教学模式为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,线上线下资源充分结合利用,激发学生乐学会学的潜力,改变学生的学习状态,使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决高智慧的学习体系[3]。四是多样化考核和评价方式的设计与教学效果的长效跟踪,实现闭环式反馈机制。

2. 基于OBE理念的课程教学闭环设计

2.1 课程协作和课程实施衔接的贯通性设计

首先理清楚课程标准与人才培养方案对应的四个矩阵关系,即培养规格对培养目标的支撑关系,课程体系对培养规格的支撑关系,课程目标对培养规格的支撑关系,课程内容对课程目标的支撑关系。从毕业要求支撑培养目标——课程体系支撑毕业要求——课程目标支撑毕业要求——单元教学内容支撑课程目标的流程来合理设计课程标准与人才培养方案对应的四个矩阵关系。然后课程团队实行集体备课,同一门课采用一个课标,一个课程设计方案/单元评价方案,一个或者多个课堂组织方式(给课程实施的老师自由度,灵活组织课堂,但是需要把课程设计的内容能够在实施中应用,保证最低课程实施质量标准)。最后通过对学生的知识与技能目标(掌握常用机构和通用零部件的设计原理和设计方法,掌握机械设计的一般规律,具有设计机械传动装置和简单机械的能力;掌握典型机械零件的结构设计和承载能力计算;具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力;掌握典型常用机构和机械零件的实验方法,获得实验技能的基本训练)及素质能力的分析,确定本课程的教学单元内容步步衔接,环环相扣。

2.2 课程思政综合素养与知识技能的挖掘与融合

专业的思政教育主要体现在教师日常的课堂教学内容中,结合上课内容适时地引入思想教育,把人才培养的路径规划为三步:健康人、社会人和职业人。健康人的核心素养在于学会学习懂得健康生活,课程思政中育人方向则为培养学生自主学习的能力和树立正确的人生观;社会人的核心素养在于人文底蕴和科学精神,教书育人中重点关注人文道德、文化素养的融入,培养学生严谨规范的学习习惯和勇于探索的精神;职业人的核心素养在于实践创新和责任担当,思政育人目标则为培养学生具有创新思维、团队协作意识等较高的职业素养,拥有国家认同感与社会责任感和坚定理想信念的技术技能型人才[4]

思政融合是一项持续深入的任务,与时俱进,要高度重视,全面规划,循序渐进不断提高教学效果。《机械设计基础》课程作为机械类学科的一门重要课程,其内容反映客观事物的自然规律,需要用科学的方法论作指导,通过充分挖掘《机械设计基础》课程教学内容中所蕴涵的辩证唯物主义思想,有机结合课程教学内容进行教学设计,在课堂教学中对学生进行科学思维教育,引导学生形成正确的世界观和方法论,提高辩证思维的能力。例如在讲解复合轮系传动比求解过程,利用不同轮系之间的关联作为求解未知参数的锁钥,启发学生面对复杂多变的难题,不要害怕困难,要善于归纳,条分缕析,寻找不同部分之间的关联来解决问题。让学生了解事物之间是普遍联系的,学会从联系中理解概念,提高辩证的思维能力[5]

在课程教学中把握专业实验结合课程思政的教育理念,在开展专业实验实习教学活动中,不仅培养学生动手实践操作能力,更是让学生有效体验专业要求。在实验实验中可以通过教学场景实施工件整理、工位整顿、场所清扫、环境清洁和个人素养这5方面的训练,培养学生遵纪守规、严谨认真的岗位责任意识。通过开展第二课堂激发学生探究科学奥妙的兴趣,培养学生思考与动手的能力,点燃学生创新思想的火花。通过制作与专业知识相关的趣味小制作,激发学生的学习兴趣,培养学生严谨细致、专注负责的学习态度;通过参加各项学科竞赛,精讲多练重要技术技能,对学生进行精益求精的学习理念的熏陶,培养工匠精神,这都是培养学生良好职业素养的行之有效的方法。

2.3多样化考核和评价方式的设计

改革课程考核评价方式,在考核评价上体现多元性激励性,让评价内容和形式多元化,评价主体由单一的以教师为主,转换为学生,团队,教师共同参与;评价内容和方式上不再以一纸试卷定成绩,而是采用线上线下共同评分完成,考核包含职业技能证书的获取、理论知识的考核、综合素养的评价和实验操作的考核,在考核中将知识技能、职业技能与综合素养进行比重分配,设置考核细则,例如按项目任务设计实验考核的评分细则,包括操作过程中技能操作、岗位素养、团队合作、项目创新等内容;考核形式分为课堂性考核、实验过程性考核和终结性考核,例如课程结合思政教育制定的学生综合素养评价标准与考核形式如表2所示。

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利用易智教平台展开教学活动,所有教学活动将被记录和分析,教师在完成课程教学的同时及时分析数据,将劳动素养、职业素养、专业能力和创新能力、专业技能考核点融为一体,合理设置配比,综合评价学生。任务向导式教学将授课分为八项任务单元,依据每一任务单元对应的知识技能、职业技能与综合素养制定任务工单评价。如图3所示,评价表包括评价项目、评价标准、评价依据和评价方式。评价项目包括课程思政、职业素养、劳动素养、专业能力、创新能力;评价标准包括节能环保、安全意识、实验场地维护、实验设备的操作与使用、设计思路新颖等方面;评价依据包含工作态度、劳动纪律、操作准确性、可行性与创新性;评价方式包括学生自评、小组互评和教师评价,依据权重分配计算单元任务得分。

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图3 任务工单评价组成图

任务工单=课程思政×10%+职业素养×10%+劳动素养×10%+专业能力×60%+创新能力×10%

学生在课程学期期间,参加课程相关职业证书的考试即可获得一定的加分,考核通过加分更高,其中职业证书的含金量也作为加分的一项依据,取得加分的同学对于后续评优评先均有优势,因此学生积极性自然而然的被激发起来了。评价体系中设立优秀学员和成长标兵,优秀学员颁布给综合评价最高的学生,成长标兵颁布给综合评价中进步最快的学生,对于不同层次的学生设立不同标兵,鼓励他们不断进步。

2.4 教学目标的达成度分析与反馈机制建设

为了对学生完成情况进行达成度分析,采取线上智能评分、线下人工评分相结合的方式。线上智能评价包含课前的自主学习评价、课中给学生活动评价、课后的拓展评价。线下人工评价包含线下课堂的任务工单评价和小组汇报总结评价。如图4所示,线上智能评价中,自主学习评价占线上智能评价的30%,包含资料搜集和素材搜集;课中学习活动评价占线上智能评价的50%,包含头脑风暴、课堂测试、线上PK赛;课后评价占线上智能评价的20%,包含拓展评价、作业评价。线下人工评分中,任务工单评价占70%,小组汇报占30%;任务总评由线上智能评价、线下人工评价以6:4的比例完成。

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图4 线上线下评分及任务总评权重分配

3.教学实施

3.1 教学方法设计

教学活动中的有效互动是整个课堂教学的灵魂,对学生的学习给予及时有效的反馈是教师的基本职责,也是师生之间最基础的互动模式。无论线上线下教学互动是课堂效果保证中最关键也是最难的地方,团队成员借鉴高校课堂教学分析编码系统——“有效教学互动分析系统(Effective Teaching Interaction Analysis System,简称ETIAS)”,在教学过程中有效互动促进学生积极、深入思考。主要表现形式为:

l 互动溶于资源  教师视频讲解插入板书讲解模式,注重对学生思维过程的引导,训练学生的分析和逻辑推理能力,而非简单观看PPT。

l 提问技巧研究  提问的层次由原来的集中于记忆和理解阶段转变为集中于分析、综合、评价方面,从关注学生对知识点的记忆转变到激发学生学习的动机方面,引导学生从“不问”到“敢问”到“善问”。

l 问答形式的转变  思考留白时间充分保证,避免自问自答,根据学生回答质量不断地进行追问、步步跟进。

l 讨论角色变换  给予学生提问机会,学生讨论教师默默聆听,问题解答不设标准答案,但讨论的参与度纳入考核指标。

3.2 任务引领,线上线下相结合的课堂教学

充分考虑到职业教育发展特点,专业发展现状以及学生的个体差异问题,采用多任务引领,模块化、层次化教学,通过任务引领,实现线上线下相结合的课堂教学。教师运用课程平台,“激活”每一个教学环节,把整个课程学习分为:课前导学、课堂实施、课后拓展。课前布置任务,学生利用线上课程资源自主完成相关知识点的学习;课中完成单元任务知识点的理解和掌握,职业技能的训练和职业素养的养成;课后对单元任务进行巩固、拓展和创新。

单次课程的教学实施过程如图所示:课前通过线上“慕课学习+话题讨论+实践任务设计”进行准备,为线下课堂学习奠定基础。课中以“学生先做、教师后讲、学生再练、师生总结”的思路开展教学,以学定教、以学促改,直至完成教学任务。课后“拓展学习+实践任务+创业实践”,延展课堂教学,注重实践能力提升,企业导师参与指导与评价。实施过程如图5所示。

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图5 分次课教学实施过程

3.3 校内外共建强化实验教学改革

学院建成一批拥有完善的教学做一体化校内实验实验基地,与本地多家企业建设了一批资源共享,集实践教学、社会培训、企业真实生产和技术服务于一体的高水平职业教育校外实验基地,另建设有一个生产性实验基地,一个大学生就业创业基地,一个职业技能培训鉴定站。为解决课程中出现的师资力量不足的问题,学院尝试开展了实验课程小班化实验,实验同时开展不超过25人,一名指导教师。学生动手操作时间有效延长,技能水平明显提升,同时实行小班制开展实验教学,有利于教师控制和组织教学,示范和讲解就能握好时间和节奏,把更多的时间留给学生。讲解也可分段进行,并有针对性的设置疑难问题,让学生能在实验过程中发现并解决,教师对此再作点评,从而达到调动学生学习积极性、主动性和创造性的目的,增强实验教学效果。

4.结语

基于OBE理念,重构“机械设计基础”课程体系,进行课程内容与实践教学方法改革。以成果为导向,启发式教学,学生将体验完全不同的工程技术教育模式及应用能力培养模式,将激发学生学习兴趣和自主学习能力,提高教学效率和效益。将有效提高机械类学生实践能力培养质量,能为专业实践教学改革提供参考,积极推进高素质应用型工程人才的培养。能够围绕国家对专业人才培养的新要求,以促进学生全面发展为目标,构建育人平台,设计毕业要求、课程体系和教育内容,提出思想政治教育贴近学生思想、融入学生学习、走进学生生活的路径,实现全员、全方位、全过程育人。

参考文献:

[1] 张男星, 张炼, 王新凤, 等. 理解OBE:起源、核心与实践边界[J]. 高等工程教育研究, 2020(3): 109-115.

[2] 金鑫, 杜静, 岳勇, 等. 新工科背景下OBE驱动机械设计课程创新教学模式[J]. 机械设计, 2022, 40(04): 154-160.

[3] 林健. 新工科专业课程体系改革和课程建设[J]. 高等工程教育研究, 2020(1): 1-13.

[4] 丁伟华, 岳丹飞. 基于OBE理念的机械设计课程思政教学设计与评价[J]. 教育教学论坛, 2022(38): 160-163.

[5] 濮良贵, 陈国定, 吴立言. 机械设计[M]. 北京:高等教育出版社,2019.

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