面向产出的“机械部件设计”课程目标评价与持续改进

王海雄，严天祥，代宣军，沈中华

（桂林理工大学 机械与控制工程学院，广西 桂林 541004）

0 引言

工程教育对支撑和促进国民经济建设具有重要意义，是我国高等教育的重要组成部分。为保障工程教育质量，我国已经推行工程教育认证。目前实施教育部组织的专业评估认证，是以学生掌握知识的成果产出导向为培养核心。这种培养模式打破传统教学理念，使得教学以教师为中心转变为以学生为中心，对教学过程的要求发生根本性的改变。根据工程教育认证相关要求，专业建设和课程设置要以培养目标和学生核心能力提升为衡量教学成果的重要指标，确保教学质量，让学生能真正做到学必有得，学有所用。

笔者学校机械设计制造及其自动化专业正按照工程教育认证的基本要求开展课程教学与质量目标评价，为该专业今后的快速发展打下了坚实的基础。如何评估学生的学习成果并促使教师教学的持续改进，使学生毕业所具有的知识和能力满足工程教育认证的基本要求，这是新的培养模式和教育理念对教师教学和学生培养过程提出的深刻问题。因此，基于工程教育认证的面向产出的课程教学质量评价具有重要的现实意义。

“机械部件设计”是一门面向机械专业开设的综合实践课程，旨在使学生掌握机械产品部件设计的一些基本概念和要素，掌握机械产品系统设计的概念、思想和方法，开始注重培养专业的设计思维方式，使学生熟练运用创造性思维和设计的创造方法进行机械设计。这门课作为工程教育专业认证体系里的一门机械设计制造及其自动化专业核心实践课程，故整个课程的质量评价均应围绕着工程教育认证机制展开，注重对学生创新设计思维力与解决分析问题的能力的评价，以使学生达到与企业用人要求对标的专业综合素养和能力。

1 课程目标

“机械部件设计”是“机械设计”课程教学中的一个重要实践性环节，是机械设计制造及其自动化专业学生在学习“机械设计”课程后进行系统深入的综合实践性教学，旨在培养学生机械零部件方案设计、设计计算及绘图方面的能力，并在实践中树立精益求精的工匠精神，为学生学习后续课程、从事工程技术工作与科学研究打下坚实基础。通过本课程学习，学生达到目标：1）熟悉常用传动机构的类型、性能和适用范围，能根据工作机的功能要求和工作条件，选择合适传动机构类型并确定其布置顺序；2）能够运用机械专业基础知识与机械设计有关的标准、规范、设计手册等技术资料对机械设计过程进行有效分析；3）运用机械设计课程的基本理论和方法进行机械零部件设计，能正确运用机械绘图工具和规范绘制机械零部件工程图纸；4）能够根据机械系统中的传动件、支承件、连接件等典型零部件的功能、性能、成本等指标进行研究方案的设计。

2 课程评价实践

2.1 定量评价

课程评价采用定量评价与定性评价相结合的方法。定量评价主要针对本校机械制造设计及自动化专业2020 级全体学生的机械零部件设计课程的成绩开展定量评价。取本课程所有学生各考核环节成绩，若学生总数为N个，基于成绩考核法的第i个课程目标达成值表示为：

“机械部件设计”课程的考核包括机械零部件设计的说明书、零件图和装配图（设计图）、过程考核和答辩五个部分，各考核方式支撑的课程目标及成绩的比例见表1。

表1 “机械部件设计”课程目标达成成绩构成表

根据全部学生的各课程目标成绩计算出各课程目标达成值后，对本课程考核结果进行定量评价柱状图分析，如图1 所示。以0.6 为课程目标期望值，课程目标1、2、3、4 的达成值分别为0.806、0.814、0.810、0.804 程目标1、2、3、4 的达成值都达到期望值。从图1 可以看出，本专业全部学生对本实践课程的学习处于较理想的状态。这与过程考核、设计说明书、设计图与答辩成绩等是吻合的。但与往届本课程的目标达成值相比较，四个课程目标的达成值均有所降低。

图1 “机械部件设计”课程目标达成值定量评价柱状图

对本课程103 名同学的考核结果进行个体差异分析，分析结果如图2 所示。粗直线条为课程目标期望值。个体评价分布图的分析结果表明：有1 个学生课程目标未能达到各课程目标期望值；课程目标1、2、3、4 未达期望值的学生代号为89，由于该学生未提交设计说明书和图纸，这门课的成绩记为0 分；本实践课程的课程目标达成值都较高，从过程考核、设计说明书、设计图与答辩成绩的分析可知，4 个环节的成绩普遍较高，这样使得每个学生的总成绩较高，从而有较高的课程目标达成值。

图2 “机械部件设计”课程目标达成值个体差异分析

2.2 定性评价

定性评价法则通过向学习本课程的所有学生发放调查问卷的方式收集数据。基于问卷调查课程目标达成值计算式：

问卷主要涉及本课程目标达成情况评价，每一项课程目标设五个档次，对应课程目标达成从低到高的质量分布。取本课程所有学生的课程目标达成值问卷调查结果，见表2。

表2 “机械部件设计”课程目标达成情况问卷调查结果

对本课程103 名同学的定性评价结果进行柱状图分析，课程目标1、2、3、4 的达成情况如图3 所示，粗实线条为课程目标期望值。从图3 可以看出，各课程目标达成情况和定量评价基本一致，课程目标1 和课程目标4 达成值最低，说明对这两个课程目标的教学需要重点改进，使学生更加满意。

图3 “机械部件设计”课程目标达成值定性评价结果

3 课程目标达成值评价结果分析与持续改进

本课程各课程目标的定量评价法达成值和定性评价法达成值如表3 所示。从表3 可见，本课程的课程目标全部达成，课程目标4 的定量评价法达成值和课程目标1 的定性评价法达成值最低，表明学生在机械零部件设计过程中不能充分考虑功能、性能、成本等指标，以及不能很好地运用机械设计课程的基本理论和方法。由于本课程的课程目标与毕业要求指标点为一一对应关系，因此，课程目标达成值的评价结果可作为毕业要求指标点的达成值评价结果，可以为后续的毕业要求达成值评价提供数据依据。

表3 “机械部件设计”课程目标达成情况评价结果

根据定量评价法的课程目标达成情况评价结果，本课程的课程目标达成值评价结果分析如下：

（1）课程目标1 要求学生能根据工作机的功能要求和工作条件，选择合适传动机构类型并确定其布置顺序。课程目标1 的定量评价达成值较低，表明学生对常用传动机构的类型、性能和适用范围知识掌握不够好。后续教学过程中，继续加强对学生根据功能要求和工作条件进行传动机构选型能力的指导，并增加学生对这方面的实践练习。

（2）课程目标2 要求学生能够运用机械专业基础知识与机械设计有关的标准、规范、设计手册等技术资料对机械设计过程进行有效分析。课程目标2 的定量评价达成值较高，表明学生能较为熟练运用机械专业基础知识和机械设计有关的技术资料。后续教学过程中，要求学生运用机械专业基础知识和查阅机械设计技术资料等能联系实际机械设计项目，以提高这方面的能力。

（3）课程目标3 要求学生能够运用机械设计课程的基本理论和方法进行机械零部件设计，能正确运用机械绘图工具和规范绘制机械零部件工程图纸。课程目标3 的定量评价达成值较高，表明学生机械零部件设计和绘制工程图纸的能力较强。后续教学过程中，进一步加强对学生机械零部件设计、运用机械绘图工具、规范绘制机械零部件工程图纸等能力的培养。

4）课程目标4 要求学生能够根据机械系统中的传动件、支承件、连接件等典型零部件的功能、性能、成本等指标进行研究方案的设计。课程目标4 的定量评价达成值最低，表明学生在机械零部件设计过程中需要进一步考虑型零部件的功能、性能、成本等指标。后续教学过程中，要注重引导学生在机械零部件设计过程中考虑典型零部件的功能、性能、成本等指标。

4 结语

在工程教育认证面向产出的基本理念的指引下，“机械部件设计”课程评价从设计说明书、工程图纸以及平时成绩等方面进行综合定量评价，参考基于问卷调查的定性评价，可以较为真实反映本专业的全体学生对课程知识的掌握情况，并通过课程达成目标的结果分析，提出持续改进措施，为下一年的本课程的教学改革奠定坚实的基础。通过教学实践并鼓励学生参加机械部件的装配案例，有效促进学生对常见的机械部件设计基本理论知识的掌握，学会解决机械工程领域较为复杂的工程问题，掌握本专业领域的发展概况和最新前沿，树立机械工程师应有的职业道德和敬业精神，最终达成工程教育专业认证对该课程的要求。