基于OBE理念的機械基礎類課程第二課堂教學改革與實踐

孫金風　趙大興　張道德

摘 要 結合機械基礎類課程教學的現狀分析，基于OBE理念構建了機械基礎類課程第二課堂教學內容體系、打造了相應的教學實踐平臺和教學團隊，實踐結果表明，機械基礎類課程第二課堂教學改革效果顯著，不僅培養了學生的學習主動性和興趣，而且還全面鍛煉了學生的工程實踐能力、創新能力和團隊協作能力。

關鍵詞 OBE理念 機械基礎類課程 第二課堂教學

0 引言

2016年6月，我國簽約“華盛頓協議”，標志著我國高等工程教育體系與國際工程教育聯盟正式接軌。成果（產出）導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）是用期望達成的學習成果來反思和修訂教學內容和方法的教育理念。OBE理念是工程教育的核心理念，已經成為美國、英國、加拿大等國家工程教育改革的主流理念。我國工程教育專業認證協會頒布的“工程教育認證標準（2015版）”也充分體現了OBE理念，強調工程教育專業要實施成果導向教育。

在高等工科教育中，機械基礎類課程占有重要地位，一般包含了“工程圖學”、“機械原理”、“機械設計”、“工程圖學課程設計”、“機械原理課程設計”、“機械設計課程設計”6門課程。這些課程主要面向機械類、材料成型類等多個專業，在學校“培養創新創業和實踐能力強的高素質應用型人才”的培養目標的達成中發揮重要作用。

通過工程教育專業認證發現，機械基礎類課程教學中還存在一些脫離OBE理念的現象。如不同課程教學中有一些內容是重復的；實踐教學環節的工程實踐背景不強，綜合訓練力度不夠；教學方法上仍舊是教師指定，學生跟從的“被動參與學習”模式。第二課堂教學是課內教學在時間和空間上的延伸，因此，有必要在OBE理念指導下，深入進行機械基礎類課程第二課堂教學改革與實踐，不斷提高第二課堂建設水平和教學效果。

1 機械基礎類課程第二課堂教學體系的構建

1.1 構建機械基礎類課程第二課堂教學內容體系

以“工程圖學”、“工程圖學課程設計”為基礎，依托“全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽”面向大一入門階段和大二基礎階段學生開展主題為“先進成圖技術”的第二課堂教學活動，教學內容主要包括：尺規繪圖（含投影基礎與制圖基礎、手工繪制零件圖等）、計算機繪圖（含草圖繪制、三維建模、曲線曲面造型、三維零件裝配、工程圖的生成、模型渲染等）。

以“機械原理”、“機械原理課程設計”為基礎，依托“全國大學生機械產品數字化設計大賽”面向大二基礎階段和大三提升階段學生開展主題為“數字化設計與創新”的第二課堂教學活動，教學內容主要包括：大賽主題解讀（含參賽注意事項和往屆學生參賽體會等）、資料收集（含學術文獻參閱和專利文檔下載等）、文檔撰寫（含報名表填寫、設計說明書和專利文檔撰寫等）、Inventor軟件培訓（含三維建模、運動規劃仿真、有限元仿真分析等）、運動仿真動畫制作（含創建運動分析場景、構建運動模型、添加運動副和運動驅動、運動參數的設置、仿真動畫的輸出和運動過程的控制等）。

以“機械設計”、“機械設計課程設計”為基礎，依托“全國大學生機械創新設計大賽”面向大三提升階段和大四收獲階段學生開展主題為“機械創新設計”的第二課堂教學活動，教學內容主要包括：大賽主題解讀（含參賽注意事項和往屆學生參賽體會等）、資料收集（含學術文獻參閱和專利文檔下載等）、文檔撰寫（含報名表填寫、設計說明書和專利文檔撰寫等）、運動仿真動畫制作（含創建運動分析場景、構建運動模型、添加運動副和運動驅動、運動參數的設置、仿真動畫的輸出和運動過程的控制等）、數控機床和3D打印操作（含零件圖繪制、數控機床操作步驟、3D打印技術入門及其操作等）、機器裝配調試技術（含常用工具的使用、裝配工藝知識、機械設備精度檢驗等）。

除了依托“全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽”、“全國大學生機械產品數字化設計大賽”、全國大學生機械創新設計大賽”三大賽事構建相應的第二課堂教學內容外，還引導學生參與指導教師負責的橫向和縱向研究課題，在實際中進一步鍛煉學生的創新能力、實踐能力和適應能力。建立分梯次的科技創新大賽與專利申請一體化的學生團隊，加大工程實踐訓練力度，進一步增強學生的工程實踐能力和創新能力，從而達到實現綜合素質人才培養的預期目標。構建的機械基礎類課程第二課堂教學內容體系如圖1所示。

1.2 打造機械基礎類課程第二課堂教學實踐平臺

依托“工程圖學”、“機械原理與機械設計”湖北省級精品資源共享課程和機械基礎湖北省級重點實驗教學示范中心等資源條件的建設契機，融合學校機械創新實驗室、機電工程訓練中心等實踐教學場地，打造服務于學生創新能力培養的機械基礎類課程第二課堂教學實踐平臺，提升學生的實踐創新能力。

全天候開放校內實訓場所，聯合企業拓展學生校外實習實訓基地，不斷增加學生實習實踐機會。同時，把科研成果引入到理論教學和實踐教學中，更新教學內容，擴充知識面，拓寬學生視野。利用學科、專業、課程、實驗的建設平臺，研究型與創新型實驗和學科競賽由基礎向專業延伸，將教學內容在時間和空間上從課內向課外延伸，積極開展機械基礎類課程相關的各類工程實踐教學和創新競賽實踐活動，培養學生的工程實踐能力和創新能力。

1.3 建設機械基礎類課程全程教學的教師團隊

目前機械基礎類課程教學團隊條塊分割較為嚴重，一部分老師主要從事于“機械原理”、“機械設計”的理論教學及其課程設計指導的工作，一部分老師主要從事于“工程圖學”的理論教學及其課程設計指導的工作，實驗員主要從事“機械原理”、“機械設計”等課程的實驗指導工作。理論課老師很少到實驗室具體指導學生做實驗，而從事“機械原理”、“機械設計”課程教學的老師對學生制圖能力、新的制圖標準等了解不夠，并且有一些教學內容與工程圖學有一些重復。雖然團隊成員都屬于機械設計工程系，但大家融合得不夠深入，非常有必要培育新型機械基礎類課程教學的中青年教學團隊。

在機械工程學院的領導下，團隊成員中已經有部分中青年老師嘗試了機械基礎類課程的全程教學，比如項目負責人除了主講“工程圖學”外，還講授過“機械設計”課程，指導過“機械原理課程設計”、“機械設計課程設計”、“工程圖學課程設計”。教學團隊將安排更多中青年老師擔任機械基礎類課程的全程教學，逐步消除“制圖教師設計能力差、設計教師制圖能力弱”的困局，為團隊成員整體向教學科研型教師轉型奠定了良好基礎。

2 教學實踐效果

近年來，項目組成員努力實踐，積極開展機械基礎類課程第二課堂教學改革，在培養學生創新與實踐能力的發展之路上取得了較為豐碩的成果。近三年指導學生獲得“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽機械類團體二等獎3項、3D打印一等獎1項、個人單項獎30多項；獲全國大學生機械產品數字化設計大賽二等獎1項、三等獎4項；獲全國大學生機械創新設計大賽國家一等獎2項、省級獎20余項；獲國家專利20項。學校機械于2015年12月通過中國工程教育專業認證，機械基礎類課程第二課堂教學改革為此做出了相應貢獻。這些成績在為學校贏得榮譽的同時，也激發了廣大學生學習機械基礎類課程的主觀能動性，鍛煉了學生的創新能力、工程實踐能力和團隊協作精神。

3 結束語

實踐證明，基于OBE理念，通過本教學團隊構建的機械基礎類課程第二課堂教學改革的綜合實踐后，學生學習機械基礎類課程的主觀能動性得到了較大提升，工程實踐能力、創新能力和團隊協作精神等也在潛移默化中獲得了訓練和提高，同時，學生的個性也得到了促進和彰顯。但能否將這一人才培養體系長期持久地實踐下去，還需要學校各級領導和廣大師生共同努力，并加以新的探索和研究，這樣才能在培養學生綜合素質上獲得更大的成果。

參考文獻

[1] 李志義，朱泓，劉志軍，夏遠景.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革.高等工程教育研究，2014（2）.

[2] 穆浩志，李克旺，牛興華，等.基于工程教育認證的機械基礎系列課程教學設計與實踐.中國輕工教育，2015（5）.

[3] 李志義.適應認證要求推進工程教育教學改革.中國大學教學，2014（6）.