何 为，赵作福，穆星宇，陈 翔，游青奎，王俊生
OBE理念下数控车的层次化实训体系
何 为，赵作福，穆星宇，陈 翔，游青奎，王俊生
(辽宁工业大学 工程训练中心，辽宁 锦州 121001)
为了适应国家建设和发展、满足国家新型工业化的需要，本文针对辽宁工业大学(以下简称我校)金工实习教学中存在的问题，以实训教学体系中的数控车为例，基于OBE理念，将数控车实训环节进行多层次划分为：基础层次、拔高层次、创新层次，并预设各层次培养成果，进行反向教学过程设计和优化评价机制。借助网络平台反馈调节数控车实训各环节，进而满足高校数控车实训教学改革发展的需要。
实践教学；
数控车；
OBE理念；
多层次
为了适应国家建设和发展、满足国家走新型工业化道路战略举措的需要，高校工程训练中心的金工实训教学均进行了相应的改革和调整[1-2]。当前，数控加工技术以其高效可靠及智能自动化等优点，极大地提高了机械制造的效率与精度，备受制造业的青睐，在机械制造领域得到广泛的应用。同时，数控技术的运用与发展也对高校毕业生的能力、知识储备以及综合素质提出了更高要求[3]。但从各地人才招聘市场需求的反馈信息不难看出, 除工作经验缺乏外, 大学生的知识结构、工程实践能力、创新综合素质均与企业要求存在着一定的差距[4]。
多年来，我校工程训练中心金工实习的数控实训教学环节紧跟形势，不断缩小与实际工程领域的差距并适时调整，但目前仍存在一些问题：
（一）教学模式单一化
我校数控车的实训教学过程多以教师演示而后学生模仿为主的教学手段，在近乎“师傅带徒弟”似的传统教学模式下完成教学目标。这种教学模式虽然满足了教学大纲的需要，但却不能满足不同专业、不同学科和不同能力学生的实训需求，并未充分实现以学生需求为本、以社会需求为导向的教学目的，未建立起多层次、多样化的教学模式，导致部分学生在实训过程中被动参加实训，敷衍了事。
（二）学生训练兴趣低
数控车实训相较于普车、普铣等传统训练项目，具有理论知识面广、自动化程度高等特点，在有限的课时内，一直侧重于任务式驱动教学来达成训练目标，造成了学生在被动式学习状态下，多以完成被安排的任务为实训目标。在兴趣低的状态下，缺乏主动思考、主动实践，实训作品的质量与创新性一直得不到提升。
（三）实训课堂不饱满
我校每学期的数控车实训，接收来自近20个专业的实习生，并将其分为机械类和非机类两个训练类别。这样的教学策略虽区分出了不同层次学生，但不能科学地应对在实训教学过程中的教学不饱满问题。能力强的学生因提前完成实训科目而进入休息状态，而能力稍弱的学生还在循序渐进地练习，占用着有限的教学资源，导致部分学生不能充分练习、等不到及时指导，最终造成无法完成实训目标。基于以上这些现象，数控车教学的训练效果始终得不到有效提升。因此，我校工程训练中心金工实习引入OBE工程教育理念，以成果导向来提升学生学习兴趣，同时以层次化实训策略来丰富教学模式、充实课堂饱满度。
OBE工程教育理念源自美国，是一种以学习成果为导向的教育模式，教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程取得的学习成果[5]。这种教育理念具有教学目标明确、教学过程灵活、考核过程科学化、改进过程持续化等优势，并贴近现代化教学主流理念，强调“学生学”而非“教师教”，强调学生主动学习的本位理念。OBE 的教育理念是从强调“教”到重视“学”、从强调投入资源到重视学习成效、从强调主观感受到重视客观证据[6-7]。
结合我校当前金工实习过程中的数控车实训教学现状和国内外发展趋势，笔者以OBE理念为指导思想，在数控车教学实践体系中，以实训成果为导向，进行层次划分并进行相应教学设计，引入持续改进环节，并建立科学评价体系。
（一）成果的设定与选择
长期以来，学生在工程实践中的个性化需求与客观教学资源的局限性始终作为矛盾出现，如何开发教学资源，大幅提升学生实践成果的获得效率，将作为OBE理念下数控车实训体系首要解决的问题。鉴于我校金工实习网上预习环节的引入，数控车实训将学生的受训成果在该预习环节后，进入交互设定环节，学生填写主观性成果和选择客观性成果，如图1所示。
图1 数控车实训成果分布
学生主观成果为自定义区域，每个受训生可根据自己的预习知识掌握程度和基本理论知识进行填写。将主观性成果划分为能力、知识、价值三个方面的成果目标，形成“三位一体”的导向教学结构。1．知识成果。涉及设计思维、开发工具、制造技术、创新知识等；
2．能力成果。涉及实践能力、合作能力、创新思维能力等；
3．价值成果。涉及责任感、成就感、贡献等精神层面。而客观性成果的设定是依据数控车教学体系的教学计划，由金工教研室专门制定的“体系内部成果”，外加按企业需求而制定的目标成果。两个客观性成果领域包含的各条具体内容保持更新并适时调整，在预习阶段供学生无差别选择，可单选也可多选。这样的模式既遵循了学生本位的个性化原则，也充分利用了成果导向教学理念，同时还兼顾了教学资源与学生成果的可操作性。
（二）层次划分策略
体系规定层次由低到高依次为：基础层次、拔高层次、创新层次。根据每个学生填写和选择的成果目标，将所有学生进行层次划分，按层次分组教学。主观性成果层次划分遵循取低原则，客观性成果则为取高原则，主观性成果优先级高于客观性成果。如果某生填写了多个自定义成果目标，这些成果又分属于不同层次，则该生被划入所选层次中的较低层级中，这样可以提高其成果目标的可执行性；
如果某生填写了多个客观成果目标，则该生被划入所选成果所在层次中的最高一级中。高级别的教学策略保证了客观成果的成功率。主观性成果的层次归化初期会存在界定不清晰等问题，在一定程度上增加了教师的工作量，但随着智能算法的应用，这一问题也将随之消失。学生设定和选择的成果经层次归化后，该生也被初步设定在归化层次中，例如表1。
表1 成果层次划分
学生甲填写的自定义成果目标为“完成加工子弹”，按数控车教学体系应划入基础层次成果，客观成果选择了“按图自主编制程序”归属于基础层次成果，那么该生根据层次划分策略将被归入基础层次；
学生乙没有填写自定义成果目标，而是直接选择了“自主设计零件并完成加工”，这属于拔高层次的客观性成果，那么该生将被归入拔高层次；
学生丙在自定义区域填写“加工竞赛作品”的创新层次的主观性成果，那么该生将被归入到创新层次；
学生丁既没有填写主观性成果目标，也没有选择客观性目标，则说明该生没有认真预习或者对该课程没有一定的学习兴趣和规划，因此直接被归入基础层次。
（三）基础层次教学
基础层次中成果目标的设定，遵循普适原则，该层次客观设定的成果包括机床基础知识的获得、数控程序编写、基本操作要领的掌握、基础工件的加工实现等，具有基础性强、内容翔实、知识点明确、可独立操作等特点，能够满足应用型高校数控车教学大纲的教学需要。在基础层次，对应单个或多个成果目标设定了相应的教学方法，以OBE理念的成果驱动式主动学习模式为主，在知识点讲授方法的基础上增加了随堂互联网线上答疑[8]、“导生”协助等教学方式[9]，从教学方法、教学步骤、教学时长等方面，均针对成果进行了适应性设定，高效利用教学资源，最大化成果产出。
（四）拔高层次教学
拔高层次中，该模块归纳了学生精进学习所获成果，包括自主设计并加工综合特征工件、提升工件加工质量、改进加工工艺、对接企业加工产品等。这些成果是在认识学习的基础上进行自我设计思考，解决问题后获得的知识扩展、能力提升、价值体现。拔高层次的教学方法多采用兴趣驱动引入、多工种团队协作等，针对具有一定数控车基础并动手能力较强的学生，教学策略侧重于引导启发、合作互补、案例应用。学生按照其自定义方案随时改进并进行加工试制，教师协助实现成果获得。该层次的教学方法在三个层级中最丰富，教学中也最考验实训教师的能力素养和教学水平。随着实训批次增加和数控技术的进步，实训教师的能力也会迅速提高，并伴随成果的累加丰富，该层次的教学也将越来越受学生欢迎，获得更高的参与度。
（五）创新层次教学
创新是OBE教学理念的精髓，也是该教学体系不可或缺的理想目标。创新层次教学侧重于对竞赛项目、创意作品等成果的获得，强调创新性和独特性而不注重难易程度。教师在教学过程中需要学习TRIZ理论、了解各类大学生竞赛，结合企业和社会在数控方面的需求，从思维到创作全方位协助引导学生完成创新创作。该层次的教学策略强调开放环节设计，教学场地和设备包括工程训练中心内部现有的和合作企业的车间，实训教师包括本部教师、外系兼任教师、企业工程师。此外，该层次的培养与创新创业中心进行无缝对接，为学生提供有效的成果目标，培养的实训生可直接参与竞赛。
（六）面向产出成果的考评体系
相较于传统教育强调的比较性评价，本体系采用多层次的多元化测评方式，而非共同标准考核，因此具有更为广泛的认同度如图2所示。
建立线上线下相结合的评分机制，适当运用多媒体网络终端投票平台，使评分更及时、更广泛、更客观。各个层次的评价系统将按照教学效果适时更新，以驱动学生取得高质量成果作为评价体系的最终理想解。
图2 OBE理念下的多层次数控车实训评价体系
（七）体系调节机制
学生在成果填报和选择过程中，因为对自身能力的理解偏差和对数控车预习的不透彻，会造成由高估和低估导致的所定受训层次不适用，进而导致实训成果不理想。因此，该体系在每批次受训生在该工种实训周期的1/3处，设定学生“层次迁跃点”，使学生有机会进行层级的二次选择。
此外，每个层级的教学策略具体到教学内容和方法，都在每学期结束后根据评价体系的反馈进行改进，对客观性成果、教学方法、评价方法三个环节具体条目进行添加和删除、“层次迁跃”。
最后，针对金工实训体系划分的机械类、非机类专业受训生，数控车实训教学体系的每个培养层次会调整客观性成果内容比例，其中机械类100%，非机类50%。
自2016年起，我校工程训练中心先后与多家地方企业达成合作，合作范围涉及机械加工、技术培训、安全教育等，校外专家对以成果为导向的实训培养模式给予肯定，提出意见的同时还提供企业具体项目和相关设备及场地，以求推进新教学模式的落实，实现校企双赢。经过5年多的实践应用，OBE理念下的数控车多层次实训教学从最初的探索与试运行，现今已形成相对完善的教学体系，并得到了毕业生的认可。同时，在实训中获得的实物成果也为学校带来了一定的经济收益，如图3所示。
图3 校企合作加工成果
在拔高层次与创新层次训练模块中，学生在教师指导下配合使用数控车与数控铣，完成加工复杂工件与创意作品，如图4所示。
图4 实训作品成果
OBE理念下建立的数控车多层次实践教学体系，将成果导向理念进行层次化的灵活运用，既满足了学生的多样化需求，也充分利用了有限的教学资源，提高了教学效率。教学策略的持续改进，逐步提升了教学过程与评价体系的质量，扩大了学生参与度。同时，该体系顺应学校教学改革发展方向，将社会所需与学校进行高效对接，为国家发展战略储备了充足的人才。线上线下评教学结合，不但大大提升了课堂的宽度和深度，而且提高了学生成绩的评判效率与科学性。
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[3] 梁鹏飞, 许洋洋, 郭稳稳. 应用型高校金工实习中数控实训教学改革[J]. 内燃机与配件, 2020(21): 213-214.
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[5] 蒋其民, 江力, 单媛媛. 基于OBE教育模式下的工程伦理课程教学改革探析与实践[J]. 教育教学论坛, 2019, 52(12): 170-171.
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[7] 周天胜, 汪洪波. 基于OBE理念的金工实训教学改革探讨[J]. 现代职业教育, 2019(7): 204-205.
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：10.15916/j.issn1674-327x.2023.01.028
G521
B
1674-327X (2023)01-0107-04
2021-02-01
辽宁省普通高等教育本科教学改革研究一般项目(444)；
辽宁省教育科学规划课题一般项目(JG21DB280)
何为(1988-)，男(满族)，辽宁锦州人，工程师，硕士。
(责任编辑：付春玲)
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