基于产出导向的《金属材料工厂设计》课程教学改革与实践

唐谊平 侯广亚

摘要：《金属材料工厂设计》是本科金属材料专业必修的设计类课程，需要体现和考核学生专业知识的综合应用能力。文章提出以产出导向为原则，对该课程进行教学改革，以提高学生专业水平和综合素质，实现人才培养和实际需求相结合。

关键词：工厂设计;产出导向;教学改革与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）36-0104-02

一、前言

近年来，工程教育认证在国内高校积极展开，倡导产出导向（OBE）理念，即强调专业教学设计和教学实施以学生接受教育后所取得的学习成果为导向，并对照毕业生核心能力和要求，评价专业教育的有效性。OBE理念完全符合现代教育潮流，也是高校课程教学的基本原则。《金属材料工厂设计》是一门涵盖多个学科知识的设计类课程，是专业课程知识的综合应用。但在实际教学过程中发现诸多问题。在OBE理念指导下，作者对《金属材料工厂设计》进行教学改革，以期提高学生的专业素养和综合素质。

二、《金属材料工厂设计》教学中存在的问题

1.课程简介。《金属材料工厂设计》是一门金属材料专业中包含多个学科知识，在毕业要求中支撑多个指标点，体现技术与经济相结合、知识与能力相配合的设计类课程。在该课程的教学过程中，涉及本专业《材料科学基础》、《金属材料学》、《金属成型加工》、《金属热处理》等相关知识，要求学生通过本课程的学习，掌握材料工厂设计的基本知识（如设计原则、设计流程等）、工艺流程、总图布置、设备选型等与设计计算方法等;初步树立正确的设计思想;了解设计的一般规律，具有工厂设计的能力，以及培养学生独立解决问题和分析问题的能力;具有运用标准、规范、手册、图表和查阅有关资料的能力。该课程需为顺利过渡到专业课程的学习及进行材料类工厂的设计奠定宽广而坚实的基础，因此它在教学中起着承前启后的作用。

2.教学存在的问题。教学存在理论教学滞后、内容枯燥、课堂效果差等问题，主要体现在以下几方面：（1）在教学内容方面，工厂设计内容繁杂、概念多、公式多，工程背景很强。目前的课程内容体系，主要根据“基础设计知识—材料专业知识—其他专业知识”这一主线开展教学，涉及方方面面的内容和方法，知识点多，学习吃力，学生课堂参与度不高，课堂效果差。（2）在教学方法设计方面，目前课程教学以课堂讲授、知识讲授为主。大部分同学对工程实例感兴趣而理论基础参差不齐，现有的教学方式不能充分激发学生的学生兴趣和积极性。（3）在考核方式方面，主要通过自行设计作品的手段对学生学习的效果进行评价，缺乏过程监控，不利于专业素养培养。现有考核方式已不能完全发挥督促学生学习过程和检验学生结果的考核作用。

三、基于OBE原则的教学改革探索

1.明确教学目标。根据本专业学生的培养计划，明确本课程的教学目标。即通过本课程的学习，为毕业设计以及毕业后在金属材料学科领域继续深造或从事设计相关工作等提供坚实的基础。可具体细分为三个目标：（1）掌握工厂设计的基本概念、分类，以及设计原则、设计过程、相关文件准备、政策法规及环境要求等基本知识。（2）培养学生的专业素质，掌握总平面设计、工厂工艺设计、工厂工艺计算、车间工艺布置等要求和专业技能，以及掌握设计工作中的技术经济相关知识，具有金属材料工厂的相关设计能力。（3）通过完成设计任务，培养学生的文献查阅和数据收集整理的能力，培养团队合作精神，使学生具备初步针对某一生产规模金属材料工厂的设计能力，帮助学生树立工程经济理念和环境保护等思想。

2.强调学生为中心的教学方法改进。在OBE基本原则下，强调以学生为中心的理念，针对《金属材料工厂设计》课程的特点，在课堂教学中以理论讲授为引导，建立以学生主动学习为主的小组交流学习改革模式，充分培养学生的交流合作能力与专业素养能力等综合素质。从工程对象的设计问题人手，构建适合小组交流学习的课程内容知识体系，构建以能力、素质为主的考核方式，从而培养学生分析问题、解决问题的能力，如图1所示。（1）案例引导、目标导向。本课程针对的是大三学生的知识结构特点，把课程里的每章以及每个技术细节都与应用背景的目标导向相结合。在课程设计中融合具体案例，通过逐步讲解，始终围绕目标问题，引导学生在理論知识学习的同时，思考如何解决实际问题。这样能将枯燥的理论讲学变得生动和有意义。目标就像是航行的灯塔，可以指引课程教学有序、高效、健康地发展。（2）小组内、组间交流。合理划分小组，充分考虑到小组人数、成员的均质性和异质性、成员的角色分配等。从工程对象的设计问题入手，构建适合小组交流学习的课程内容知识体系，通过课堂讨论，现场汇报及点评等环节，提高学生团队合作精神、交流沟通能力及专业知识的掌握等。另外，对各小组布置设计作业并要求自行设计完成，小组成员的分工、配合，以及各个小组间的交流讨论非常必要，课堂创造条件进行组间交流，通过各个层次之间的交流对比，调动学生积极性，在专业知识学习的同时提高学生的交流沟通能力。（3）过程管理方法改进。《金属材料工厂设计》课程的自行设计是检验教学成果的重要手段。教师应强化过程监管，一方面能及时解答设计中的难题，另一方面也可对学生设计进展进行把控。结合学生特点，加强面向自主学习能力、工程实践创新能力培养的考核模式，着重增加项目设计考核部分的比重，突出项目设计在本课程教学过程中的重要性，引导学生主动参与、独立思考，培养学生综合所学知识进行实际问题分析和解决的能力。（4）考核力度加强。除了过程性管理和外，组织学生按案例进行小组项目答辩，综合考核学生表达能力、合作能力、设计思路和设计细节等知识性要点，教师指出改进部分，学生随后提交修改后的案例文本资料。教师依据设计过程、答辩成绩和文本成绩，给定最后考核成绩。

四、结语

针对《金属材料工厂设计》课程教学实践中遇到的一系列问题，以OBE为原则进行了大胆改革创新，通过明确教学目标、案例引导、目标导向、小组交流、组间讨论、独立设计、多重指导的全方位、交互式的教学方法，充分调动学生的主观能动性，提高学生的应用创新能力，进而提高课堂的教学效率，培养学生的专业素养和综合能力。