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OBE理念下“轧钢机械设计理论”线上线下混合式教学模式的探索与实践
摘要:在工程教育专业认证背景下,依托“超星泛雅平台”建立轧钢机械设计理论在线课程,结合“以学生为中心,成果导向,持续改进”的OBE理念,确定课程的教学目标,调整教学内容,改革教学方法,构建基于OBE理念的线上线下混合式教学模式,建立灵活多元化的评价方式。从而实现学生自主学习能力,创新能力、协作能力和设计能力的提升,较好地实现课程目标的达成。
关键词:OBE; 混合式教学模式;轧钢机械设计理论
2018年4月,教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》指出,教育信息化是“教育现代化2035”的重点内容和重要标志,教育信息化是提高教育质量的有效手段。传统“教师为主体,以教为中心”的教学模式已不能满足信息化时代下新工科人才培养要求[1]。因此,《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》明确提出,推动课堂教学革命。以学生发展为中心,大力推进智慧教室建设,构建线上线下相结合的教学模式[2]。
OBE(Outcome-based Education),即成果导向教育,是工程教育专业认证遵循的三个基本理念之一,其更注重教学活动中学生的“学”而不是教师的“教”,关注学生整个学习过程的评价,考查学生能否达到预期的成果。在工程教育专业认证背景下,机械设计制造及其自动化专业发展需要与国际接轨、与社会需求相适应,开展专业认证成为提升专业人才培养质量的有效途径[3]。而“轧钢机械设计理论”课程作为我校机械设计制造及其自动化专业核心课对本专业毕业要求指标起着重要的支撑作用。如何将“以学生为中心,成果导向,持续改进”的OBE理念融入到线上线上混合式教学中,使二者有机结合,从而达成专业毕业要求,提高教学效果,需要教师积极研究、探索和实践[4]。
一、确定课程目标
本课程结合行业人才需求和本专业的毕业要求确定四个教学目标。分别支撑“设计/开发解决方案、个人和团队、终身学习”三个毕业要求指标点,实现对学生设计能力、创新能力、团队协作能力、自主学习能力的培养。
目标1:能够运用轧制的基本原理和理论对轧钢机上的主传动系统、轧辊调整机构与上辊平衡装置、机架等关键零部件和结构进行设计计算。掌握典型轧钢机械辅助设备的基本结构和工作原理,具备对轧钢机械设备结构进行设计的能力。
目标2:动手完成双辊铸轧机、剪切机、矫正机力能参数的测量实验,并能够进行数据分析和总结,验证所学理论,巩固所学知识并加深理解,具备理论联系实际的能力。
目标3:在团队负责人的组织协调下,以团队的形式协作完成轧机主传动或压下机构等机电一体化系统的传动方案设计、力能参数计算、电机的选择和校核,并运用Solidworks、Ansys等现代技术工具对系统或关键零部件进行分析计算、模拟仿真。
目标4:具备独立查阅国内外文献资料能力,具有自主分析整理各类信息并从中获取新知识的能力,及时了解本专业相关的最新理论技术及国际前沿动态,具有不断学习和适应发展的意识和能力。
二、基于OBE的线上线下混合式教学模式的构建与实施
(一)线上线下混合式教学的设计
依据OBE理念“逆向设计,正向实施”的原则,根据预期成果(教学目标)进行反向教学设计,教学模式采取线上线下混合式,为了实现对学生设计能力、创新能力、团队协作能力、自主学习能力的培养,改革教学方法,整合教学内容,具体教学实施方案如下:
1.依托“超星泛雅平台”建立轧钢机械设计理论在线课程,学生通过“学习通”APP可开展线上的自主学习活动。
2.课前:利用线上教学平台完成任务情景导入、明确学习目标、在线测试等工作,激发学生学习兴趣和自主学习热情。学生通过在线测试,可对自主学习成效进行检验。教师根据学生线上学习情况,适时调整线下教学内容的深度和进度,实现持续改进。
3.课中:实施线下课堂教学,依据线上平台上学生的测试结果,重点讲解学生未掌握知识点。采取案例式、项目式教学,以学生为中心开展小组讨论、汇报交流等教学活动,促使学生积极参与课堂学习。利用学习通,可进行随机提问、抢答、随堂测试等课堂活动,实时检测学生的学习效果,最后学生在教师的引导下对授课内容进行归纳总结,教师线上发布相关作业。
4.课后:学生完成作业并线上提交,巩固所学知识,教师线上推送拓展知识,讨论答疑,学生完成相应的专题训练。在整个教学过程中,通过课前线上自测、课中随堂测试及课后作业三个环节,重要的知识点被反复的强化,有利于学生对知识的理解和内化。通过小组交流研讨、查阅资料、协作完成专题训练任务,学生的自主学习能力、创新能力、团队协作能力得到了训练。
(二)建立多元化的评价方式
以成果(课程目标)为导向,确定课程的评价方式为:作业和课堂(线上视频观看、测验、课堂互动、讨论和作业)15%+专题训练10%+交流研讨5%+实验10%+期末考试成绩60%=总成绩。其中,作业和课堂及期末考试环节用以评价课程目标1,实验环节用来评价课程目标2,课程目标3由专题训练环节来评价,课程目标4由交流研讨环节进行评价。这种多元化评价方式注重对学生学习过程的评价,能更客观地反映学生的学习成果是否达到预期目标,为持续改进提供有效的依据。
三、实施效果
基于OBE理念的线上线下混合式教学模式经过一个学期的实施,学生的学习成绩得到显著提高。如图1所示,对比两届学生期末成绩,可以看出实施基于OBE的线上线下混合式教学后,成绩在90-100区间和80-89区间的学生比例显著提高,同时不及格的学生人数为0,明显降低。说明这种教学模式能够促进学生对知识点的掌握,能够提高学生的学习效果。从课程目标达成情况来看,四个课程目标达成度分别为0.91、0.87、0.74、0.84,总体上达成度较高,反映出学生对专业知识的掌握良好,能够对轧钢机械设备的结构参数和力能参数进行计算,具有一定的设计能力。学生能够理论联系实际、团结协作,自主学习能力得到提升。
参考文献:
[1] 教育信息化2.0行动计划[Z].教技[2018]6号,2018.
[2] 教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见[J].中华人民共和国教育部公报,2018(09):18-24.
[3] 刘省珍,宋晓利,刘辉,等.基于OBE理念“包装印刷技术”线上线下混合式教学的探索与实践[J].包装工程,2021,42(S1):146-150.
[4] 康颖安,程玉兰,夏平,等.基于BOPPPS的线上线下混合式教学模式构建与实践[J].当代教育理论与实践,2022,14(2):7.
作者简介:张晓君(1978—),女,辽宁鞍山人,硕士,讲师,研究方向:机械优化设计。

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