基于OBE-CDIO 的過控專業機械設計基礎課程設計改革與實踐

杜永英， 郭 慧， 寧建榮

（沈陽化工大學 機械與動力工程學院， 遼寧 沈陽 110142）

0 引言

OBE（ Outcome Based Education）強調以學生為中心、以成果為導向[1]，強調學生開始學習時就確定了要達到的目標，然后在老師的指導下按照自己的學習經驗、風格和進度逐漸達到目標。 按照OBE 理念，所有的學生經過一段時間的學習都會取得心儀的成績。 CDIO（Conceive Design Implement Operate）指的是學生對各種設計產品進行構思、設計、實現和運作，強調讓學生在“做”中學，是以產品研發為項目的導向， 使學生在現代團隊環境下通過學習、實踐培養工程設計實踐能力。

機械設計基礎課程設計是我校過程裝備與控制工程專業必修的一門專業基礎實踐課程， 通常是進行帶式運輸機傳動系統——二級斜齒圓柱齒輪減速器的設計[2]，要求學生在期末考試前的三周做完帶式運輸機傳動系統——二級斜齒圓柱齒輪減速器的設計圖紙和計算書，但是筆者經過多年的教學實踐， 發現存在諸多問題與現代的高等教育人才培養不相適應。

1 機械設計基礎課程設計存在的問題

1.1 時間安排不合理

機械設計基礎課程設計時間一般安排在學期期末考試前三周， 學生期末考試周之前需要應對各種選修課程考試，還有英語四、六級考試，有的老師還安排實驗和實習， 有的老師因為各種原因落下的課也安排在這個時間補，使學生無法將主要精力集中到課程設計上來。

1.2 學生的學習興趣不高

學生誤認為機械設計基礎課程設計猶如其他理論課的大作業，不肯動腦筋花時間來認真做，有的在網上買圖紙，有的抄襲上屆學長的圖紙，再配上編造的數據了事，導致交上來的圖紙都差不多，就連錯誤的地方都一樣，不利于學生的基本設計能力和創新思維的培養， 致使課程設計訓練目標無法達到。

1.3 教學評價方式單一

目前的評價方式僅僅憑學生交上來的圖紙和說明書及答辯來評判學生的成績，分優秀、良好、中等、及格和不及格。 由于圖紙和說明書都差不多，學生抄襲嚴重；指導老師在短時間內一次指導的學生人數較多， 而且答辯也是一個老師在短時間內針對很多學生問答， 導致學生不能深入思考，草率回答，導致老師給成績時也都集中在及格和中等上， 這樣的評價方式阻礙了工程教育專業培養目標的實現。

2 基于OBE-CDIO 機械設計基礎課程設計改革方案

針對機械設計基礎課程設計出現的諸多問題筆者開展了融入了OBE-CDIO 模式對機械設計基礎課程設計在教學內容、 教學方式和評價方法上進行了完全以學生為中心的教學改革，見圖1。

圖1 以學生為中心的教學

2.1 將課程設計融入課程教學中減輕集中設計周學生的設計任務

筆者嘗試按照CDIO 的構思、設計、實現、運作4 個方面將課程設計分解成若干個子項目， 并分散到整個學期機械設計基礎課程教學的相關章節的教學任務中去，在開始給同學們上機械設計基礎課程的時候就布置課程設計項目，見圖2，設計帶式運輸機傳動部分，包括帶傳動和兩級齒輪傳動。 將課程設計項目分解的各個子項目提供給學生， 讓學生知道要做好每個子項目就要完成相關章節的學習，遇到不會的問題，學生也積極的尋求方法解決，而且，學生也提出自己見解，設計思維逐漸養成。大大的降低了集中進行設計時各種考試對學生的潛在影響， 學生可以根據自己的任務的輕重緩急統籌安排課程設計的進度，培養了學生自主設計和創新能力。

圖2 課程設計項目簡圖

2.2 利用給學生布置項目和給學生分組來激發學生學習興趣

將機械設計基礎課程分解成適合課程設計的若干個子項目進行講解，見表1，將學生分成6～7 名同學一組，每組有組員協商推選一名學生作為組長， 學生可以通過組間和組內互相監督、討論和學習，積極主動完成每個項目，項目完成后再編寫設計說明書，學生的學習動力和學習的興奮度顯著提高。

表1 子項目與知識點對接

2.3 線上、線下師生互評多元評價

改變以“老師教”為中心的傳統上課方式為以“學生學”為中心的OBE-CDIO 模式，利用學習通平臺在課前向學生推送課程短視頻，讓學生自學，組內討論，學習通平臺可以統計學生自學的得分情況； 線下上課時每組派代表匯報學習情況， 匯報項目進展情況， 由其他組給出評價，記下每一次小組得分，再最后取平均分，可以督促不學習的組或匯報不好的組員努力學習， 增強了組內學習協作能力。 滿足了各類學生都能夠參與到學習中來，讓學生真正接受到個性化教育。 既培養了學生同組間完成項目的合作精神又培養了學生不同組間對項目不同觀點的質疑精神，逐漸養成對工程設計的科學思維。

4 結束語

融入OBE-CDIO 理念的機械設計基礎課程設計教學模式改革，提供了一種新型的實踐教學模式，激發了學生對課程設計的學習興趣， 大部分學生能在課外積極與老師探討工程項目設計并且主動參加各種創新大賽， 在主觀方面可以看出學生的主觀能動性被全方位的調動起來了， 在客觀方面為學生在以后的工程設計實踐中踐行科學思維奠定了基礎。