基于OBE理念的民族地区高校毕业设计教学实践与改进

摘  要：毕业设计是大学本科阶段最后的综合性、实践性课程，旨在培养学生综合运用所学理论、知识和技能分析解决复杂工程问题的能力，提升学生的专业素质及创新能力。毕业设计课程目标依据毕业要求合理制定，课程目标达成度可以直接体现学生在具体专业素质上的不足，间接体现本专业在本科教学上的欠缺。新疆大学机械工程专业将“以学习成果为导向”的OBE理念融入本科教学的4年多以来，追踪研究2017届至2020届的毕业设计课程目标达成度及教学方法，达到提升毕业设计课程目标达成度，提升学生自身的学习成果，提升本专业本科教学质量和教学水平的目的。

关键词：机械工程；OBE理念；达成度评价；毕业设计；线上教学

中图分类号：G420 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）08-0106-05

Abstract： Graduation design is the last comprehensive and practical course in the undergraduate stage， aiming at cultivating students' ability to comprehensively apply the theories， knowledge and skills they have learned to analyze and solve complex engineering problems， and improving their professional quality and innovation ability. Curriculum objectives of graduation design are set reasonably according to graduation requirements. The achievement of curriculum objectives can directly reflect the deficiencies of students in specific professional quality and indirectly reflect the deficiencies of this major in undergraduate teaching. Since the major of Mechanical Engineering of Xinjiang University has integrated the concept of "learning outcome-oriented" into undergraduate teaching for more than four years， it has tracked the degree of achievement of graduation design course goals and teaching methods from 2017 to 2020， so as to improve the degree of achievement of graduation design course goals and enhance students' learning outcomes. The purpose of improving the undergraduate teaching quality and teaching level of this major.

Keywords： mechanical engineering major; OBE concept; achievement evaluation; graduation design; online teaching

大学本科的毕业设计不仅是一个重要的综合性实践性教学环节[1-2]，也是一个总结和检查学生4年在校教育所取得的学习成果的过程。毕业设计（论文）的质量不仅可以反映学生运用专业知识和技能、分析解决实际问题的能力，还可以反映该专业的整体教学质量和教学水平，所以毕业设计这一本科最重要的课程对学生及全体指导老师都是一个考验。

2013年6月，我国被接纳为《华盛顿协议》预备成员国，并于2016年成为18个正式成员国之一[3-4]。OBE理念（Outcome Based Education）是《华盛顿协议》的三大核心理念之一，即成果导向教育，是一种以学生的学习成果（Learning outcomes）为导向的教育理念，认为教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果，即“反向设计”，用成果导向教育理念引导工程教育改革已被证明是正确的方向[5]。施晓秋[6]学者从工程教育专业认证OBE理念出发， 围绕课程教标定位、教学策略与方案设计、教学条件与资源建设、教学策略与方案实施、教学产出数据的获得和教学质量与效果评价6大环节， 以及闭合运行的课程教学质量持续改进机制，阐述了如何进行有效的课程教学设计与实施。范圣法等[7]基于OBE理念，首先合理制定专业人才培养目标，并对其完成度进行合理的评价。其次，合理制定并分解毕业要求，构建支撑毕业能力达成的课程体系，制定了合理的本科教学培养体系。魏唯等[8]基于构建联盟教育理论，聚焦“产出、教学、评价”内部间关系，进行课程OBE达成方案一体化设计，并对课程达成的合理性和有效性进行评价，实践表明，基于产出的课程质量保障机制能取得较好的闭环改进效果。

本文旨在根据4年以来的毕业设计（以下简称“毕设”）教学实践及毕设完成情况检验OBE理念的实际作用，以及对目前教学设计上的不足提出反思和具体改进措施。

一  毕业设计课程目标制定

学习成果既是OBE理念的终点，也是其起点。学习成果等同于毕业要求，取决于培养目标，而培养目标取决于内部需求和外部需求。内部需求即教育教学规律、学校的办学思想、人才培养定位和教学主体需求等。外部需求即国家、社会、行业和用人单位的需求。综合这2种需求对专业的培养目标进行清晰定位：新疆大学机械工程专业旨在培养具有强烈爱国爱疆情怀、掌握扎实的基础理论和机械工程专业知识，实践能力突出、富有创新精神及领军素养的创新人才，毕业生具备在机械制造领域的系统思维与创新理念，能在机械工程及相关领域从事产品开发、技术研发、科学研究、生产组织和管理等方面工作，在区域经济建设与发展中起到骨干乃至引领作用。

依据机械工程专业认证的通用标准，总结归纳出本专业的培养目标后，再将其具体分解为5项，具体见表1，再据此制定本专业的毕业要求，共计12点，两者之间有清晰的映射关系，并进一步结合专业特色将毕业要求分解为二级指标点，共计36条，以此作为本专业培养目标的支撑。在此基础上进行课程体系的构建，包括通识教育课程、专业必修课程、专业选修课程和实践性课程4个部分，共计181个学分，两者之间同样有清晰的矩阵映射关系，期望学生掌握的理论知识及具备的能力需要有明确的理论性课程及实践性课程来支撑。

毕业设计课程属于课程体系中的实践性课程，与该课程相关的毕业要求如下。

1）毕业要求2——问题分析。

2）毕业要求3——设计/开发解决方案。

3）毕业要求4——研究。

4）毕业要求8——职业规范。

5）毕业要求10——沟通。

将上述5点毕业要求进行分解，得出与毕业设计相关的二级分解指标点如下。

1）毕业要求2的二级分解指标点2.3：能对复杂工 程问题的影响因素和关键环节（要素）等进行分析鉴 别。能证实解决方案的合理性，并获得有效结论。

2）毕业要求3的二级分解指标点3.4：能够用工程图纸、设计报告、软件和模型等形式，呈现方案设计/开发结果。

3）毕业要求4的二级分解指标点4.4：能够正确采集、处理实验数据，对实验结果进行分析和解释，给出解决复杂工程问题的有效结论。

4）毕业要求8的二级分解指标点8.2：能够在机械工程实践中理解并恪守工程职业道德和规范，履行责任。

5）毕业要求10的二级分解指标点10.1：能够熟练掌握工程语言并能对工程问题进行准确的书面及口头描述。

依据机械工程专业毕业要求及二级分解指标点制定出毕业设计的课程目标如下，总计5点。

1）能综合运用所学专业知识，并结合实际对毕设课题进行问题分解，通过研究相关文献对所涉及到的问题进行分析，恰当运用设计、计算和实验等手段，提出较科学、合理和可行的实施方案。

2）能综合运用所学知识和技能进行分析、论证，独立操作、熟练使用软件或使用编程解决机械产品及生产系统相关的复杂工程问题，并能通过仿真或实物反映设计结果。

3）能完成正确有效的实验，并能对实验结果进行分析获取有效结论，结论有较强的学术价值或应用价值。

4）遵守学术道德和规范，在指导老师的指导下独立完成设计，且论文中的图表统一用计算机绘制，参考文献符合国标规范要求，论文撰写符合《新疆大学本科毕业论文（设计）工作管理规定》《新疆大学本科生毕业论文（设计）格式要求》等的要求。

5）能利用工程图纸、设计报告等清楚表达毕业设计主体内容，回答问题正确，逻辑性较强。

课程目标与毕业要求及二级分解指标点的映射关系如图1所示，两者之间属于一一对应的关系。

二   毕业设计课程目标达成度计算方法及计算结果

（一）  毕业设计课程目标达成度计算方法

毕业设计课程目标达成度用A表示，5个课程目标分别用ai（i=1，…，5）表示，课程目标的实际值、目标值分别用Sai、Mai表示，则有以下计算公式

例如Aa1，即课程目标1的达成度等于课程目标1的实际值Sa1与目标值Ma1的比值。

指导老师及答辩组老师对毕设的8项评议内容为：方案论证（15分），论文（设计）内容（40分），工作量和难度（20分），论文（设计）质量（15分），创新性与应用价值（10分），论文（设计）水平（25分），论文（设计）报告（25分），论文（设计）答辩（50分），它们与课程目标之间的支撑关系有关，评议内容与课程目标的支撑关系是由评议内容的具体要求决定的，存在一项评议内容对应多个课程目标的情况，评议内容的满分分值用Pj（j=1，…，8）表示，课程目标的分配占比用Fj表示，则目标值有以下计算公式：

例如Sa1，即课程目标1的目标值等于8项评议内容每项的具体分值与该项对课程目标1的分配占比的乘积之和。实际值的计算公式与目标值相似，只需将Pj替换为学生的具体实际分值即可。

将评议内容及分值经过进一步深化扩展，可以得到课程目标的目标值与实际值的具体计算公式如下。

课程目标1：目标值=21分，实际值=方案论证×1.0+论文（设计）内容×0.2+论文（设计）水平×0.25+论文（设计）报告×0.2+论文（设计）答辩×0.2。

课程目标2：目标值=21分，实际值=论文（设计）内容×0.2+工作量和难度×0.2+论文（设计）水平×0.25+论文（设计）报告×0.2+论文（设计）答辩×0.3。

课程目标3：目标值=11.5分，实际值=论文（设计）内容×0.1+创新性与应用价值×1.0+论文（设计）水平×0.1+论文（设计）报告×0.1+论文（设计）答辩×0.1。

课程目标4：目标值=33分，实际值=论文（设计）内容×0.5+工作量和难度×0.8+论文（设计）质量×1.0+论文（设计）水平×0.4+论文（设计）报告×0.5。