“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的OBE改革探討＊

常 清，李曰陽(yáng)，成小飛，張會(huì)榮

（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

1 前言

經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放后40多年的飛速發(fā)展，中國(guó)科技水平等方面取得了巨大的進(jìn)步，新經(jīng)濟(jì)背景下對(duì)高校教育教學(xué)質(zhì)量提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。教育教學(xué)工作是高校教育的基礎(chǔ)，提高教學(xué)質(zhì)量是高校教育的永恒主題。在這樣的大教育背景下，如何做好“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)工作，符合應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才要求，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，是高校教師努力的目標(biāo)，是高校本科教育不懈的追求。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)

處于國(guó)家信息化和工業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)代，國(guó)家和社會(huì)用人單位對(duì)高校培養(yǎng)人才有了更高的要求標(biāo)準(zhǔn)[1]。如何實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量教學(xué)要求，培養(yǎng)符合應(yīng)用型人才目標(biāo)，需要高校教師持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過(guò)程。“機(jī)械設(shè)計(jì)”是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，課程具有機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合性和鮮明的工程性，主要教學(xué)內(nèi)容有零件部分的軸、軸承等，傳動(dòng)部分的帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)等，聯(lián)接部分的螺紋連接、鍵等內(nèi)容，通過(guò)學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容，使學(xué)習(xí)者獲得機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則，同時(shí)為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和將來(lái)從事工程技術(shù)類(lèi)工作打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新能力。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在“機(jī)械設(shè)計(jì)”實(shí)際教學(xué)中，在OBE理念的引領(lǐng)下，“以學(xué)生為中心”的理念，對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中的重點(diǎn)和重要章節(jié)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容如圖1所示。

圖1 “機(jī)械設(shè)計(jì)”主要內(nèi)容

內(nèi)容主要包括：傳動(dòng)部分、聯(lián)接部分、軸系部分和零件部分，基本涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)所有知識(shí)點(diǎn)，滿(mǎn)足國(guó)家本科教育教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求。“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，實(shí)質(zhì)是機(jī)械設(shè)計(jì)分析和設(shè)計(jì)，核心是運(yùn)用設(shè)計(jì)知識(shí)解決機(jī)械工程中實(shí)際問(wèn)題。

2.2 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求

“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中，課程目標(biāo)是不容忽視的重要標(biāo)準(zhǔn)要求，具體為以下幾個(gè)方面：①熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，零部件鍵、皮帶、鏈條等國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，掌握幾種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基本知識(shí)和如何設(shè)計(jì)選用型號(hào)的方法；②具有通用機(jī)械及專(zhuān)用零部件機(jī)械設(shè)計(jì)能力，掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)；③具備查閱機(jī)械技術(shù)資料能力。課程的教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐及具體實(shí)施如表1所示。

表1 課程的教學(xué)目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐及具體實(shí)施

2.3 以課程教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，對(duì)課程大綱、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃，從而確定其教學(xué)方式和方法。目的為讓學(xué)生清楚為什么學(xué)、怎么學(xué)和如何考評(píng)，從而滿(mǎn)足課程目標(biāo)要求，并達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的。教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想如圖2所示，使學(xué)生形成有思想觀念、價(jià)值取向和精神風(fēng)貌基礎(chǔ)理念，同時(shí)在今后的學(xué)習(xí)工作和生活中具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和綜合機(jī)械設(shè)計(jì)能力[2]。

圖2 教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

3 課程實(shí)施

3.1 基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)方案

教學(xué)過(guò)程中始終以開(kāi)放式項(xiàng)目和實(shí)際工程問(wèn)題為核心，學(xué)生不但要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)，還要學(xué)會(huì)如何綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決工程問(wèn)題，從而通過(guò)掌握基礎(chǔ)知識(shí)具備解決實(shí)際問(wèn)題的能力。開(kāi)展生活中實(shí)際機(jī)械工程設(shè)計(jì)開(kāi)放性活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)“機(jī)械設(shè)計(jì)”的存在，體會(huì)如何根據(jù)需要改進(jìn)工程實(shí)際問(wèn)題，建立討論小組，確定“機(jī)械設(shè)計(jì)”開(kāi)放性題目主題[3]。

結(jié)合實(shí)際工程問(wèn)題，作業(yè)形式多以綜合性、開(kāi)放性問(wèn)題為主，如帶傳動(dòng)選型、齒輪變速箱設(shè)計(jì)等教學(xué)案例，重點(diǎn)以學(xué)生知識(shí)、能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)設(shè)置教案，同時(shí)在學(xué)生解決開(kāi)放性題目過(guò)程中，培養(yǎng)其查閱標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、常規(guī)數(shù)據(jù)表等技術(shù)資料的能力[4]。

3.2 以學(xué)生為中心的教學(xué)手段

信息化的發(fā)展為教學(xué)提供了更多的選擇，采用混合式教學(xué)方法，充分運(yùn)用在線(xiàn)學(xué)習(xí)資源和教學(xué)工具線(xiàn)上線(xiàn)下開(kāi)展教學(xué)，以學(xué)生為中心，圍繞項(xiàng)目實(shí)施反轉(zhuǎn)課堂，課程具體實(shí)施過(guò)程如圖3所示。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，將教學(xué)內(nèi)容分解為一系列主題，對(duì)每個(gè)主題，提供課前預(yù)習(xí)重難點(diǎn)、推薦學(xué)習(xí)資料和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，學(xué)生按要求完成在線(xiàn)預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)；線(xiàn)下翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生以組為單位討論和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)，教師在整個(gè)課堂過(guò)程中起到引導(dǎo)和答疑作用；課后在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布相關(guān)聯(lián)的課堂任務(wù)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生處于中心地位，在學(xué)習(xí)過(guò)程中同時(shí)做到總結(jié)、反思和完善知識(shí)體系的過(guò)程。

圖3 基于OBE理念課程實(shí)施過(guò)程

同時(shí)注重課程過(guò)程性評(píng)價(jià)，完善課程的評(píng)價(jià)方式和內(nèi)容能有效改進(jìn)教師教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)生方法、學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變。將課程考核與教學(xué)過(guò)程結(jié)合，具體有以下幾方面措施：①課前預(yù)習(xí)，通過(guò)視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度以及授課過(guò)程中通過(guò)開(kāi)放性問(wèn)題檢驗(yàn)預(yù)習(xí)掌握程度；②通過(guò)開(kāi)放性問(wèn)題鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，考察其對(duì)知識(shí)的掌握和綜合運(yùn)用能力，同時(shí)建立學(xué)習(xí)互助小組，小組內(nèi)成員合作解決實(shí)際問(wèn)題，這從另一個(gè)方面也提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力；③注重教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，實(shí)時(shí)改進(jìn)教學(xué)措施以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化。

3.3 持續(xù)改進(jìn)

OBE理念是持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程，“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程綜合性比較強(qiáng)，從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，明確教學(xué)目標(biāo)，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)”的興趣，根據(jù)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生掌握知識(shí)情況實(shí)時(shí)調(diào)整，進(jìn)一步全面改善“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)方式和方法，具備更加完善的教學(xué)體系，使學(xué)生克服把課程作業(yè)當(dāng)作應(yīng)付教師的心理，采用恰當(dāng)?shù)霓k法，讓每個(gè)學(xué)習(xí)者都能清楚地將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行項(xiàng)目劃分，從而做到對(duì)自我的查缺補(bǔ)漏，不斷激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，使其對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

研究以新工科背景下OBE理念為引導(dǎo)，結(jié)合課程目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)以學(xué)生為中心作出教學(xué)改進(jìn)，嘗試構(gòu)建開(kāi)放性問(wèn)題引導(dǎo)教學(xué)模式，從而推動(dòng)“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)發(fā)展，并以社會(huì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，促進(jìn)機(jī)械工程類(lèi)實(shí)踐教學(xué)的積極發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)高校工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。