基于OBE理念的理論課與實踐環節協同教改

代巧 姜學艷 孫志英

[摘 要] 基于成果導向教育（Outcome-based Education，OBE）理念，將“過程設備設計”理論課和課程設計實踐環節進行協同教學改革，包含結合畢業要求反向設計課程目標，以學生為中心設計教學模式，以能力培養為目標設計考核方式，以學習結果評價教學質量，設計理論與實踐課程的協同持續改進。協同教改實現OBE理念反向設計，能有效提升過程裝備與控制工程專業核心課與實踐環節的融合對接，有效促進學生理論知識的掌握與實踐能力的提升。

[關鍵詞] 成果導向教育;過程設備設計;課程設計;協同教改

[基金項目] 2020年度江蘇理工學院教學改革與研究項目“基于工程教育理念的‘過程設備設計理論—實驗—設計多元融合的一體化教學改革研究”（11610112014）

[作者簡介] 代 巧（1986—），女，四川資中人，博士，江蘇理工學院機械工程學院講師，碩士生導師，主要從事過程裝備結構強度評定研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）30-0066-04 ? [收稿日期] 2021-04-12

成果導向教育（Outcome-based Education，OB-

E）由Spady率先提出，現已形成完整的理論體系，至今被認為是追求卓越教育的正確方向[1，2]。OBE理念的三大原則：反向設計、以學生為中心和持續改進，是工程教育專業改革的三個基本問題[3]，

決定著專業培養目標和畢業要求的達成，而畢業要求的達成需要課程教學來支撐[4]，因此將OBE理念引入課程教學改革，是工程教育專業改革的關鍵環節。同時，OBE強調協同教學而不是孤立教學，需考慮不同課程教學之間的協同效應來設計和實施課程教學及評價。“過程設備設計”是過程裝備與控制工程專業的專業核心課程[5]，包含理論教學和實驗教學環節。課程設計是與課程匹配的實踐性教學環節[6]，課程理論、實驗、課程設計之間本就存在銜接，基于OBE理念進行教學改革，實現理論課程與實踐環節的協同教學，能更好地支撐畢業要求。

一、以成果為導向設計課程教學目標

課程目標是課程教學的核心，既支撐著畢業要求的達成，又決定著教學內容、教學方法以及評價方式。“過程設備設計”課程內容涉及材料、力學、腐蝕與防護、過程原理、機械設計基礎和工程制圖等學科知識，是一門多學科交叉融合的綜合性專業課[7]。“過程設備設計”課程設計是進行典型過程設備的設計訓練，使學生熟悉和掌握設計方案的分析論證、結構設計、設計規范以及工程制圖等內容[8]。依據江蘇理工學院過程裝備與控制工程專業畢業要求內涵觀測點的分解，“過程設備設計”理論課程與實驗支撐4個畢業要求內涵觀測點，課程設計支撐5個畢業要求內涵觀測點，以此確定描述明確、具體、可測量的課程教學目標。“過程設備設計”及課程設計的目標設置如圖1所示。

“過程設備設計”的課程目標為：課程目標1，能夠綜合運用相關理論與方法，建立回轉殼體應力分析模型，求解壓力容器典型板殼結構的應力;能夠根據給定的壓力容器設計條件，依據相關標準規范，確定合理的設計參數，進行容器的結構設計、強度與剛度設計計算及校核。課程目標2，熟悉國內外壓力容器規范與標準的基本內容及適用條件，能夠根據設計條件正確選擇和應用壓力容器規范標準;能夠根據設計使用條件與選材要求，正確地進行選材;能夠根據相關標準和規范，進行密封裝置的設計與選型、開孔與接管設計、安全附件的設計與選型以及耐壓試驗和泄漏試驗設計，并能綜合考慮安全、環境、經濟等因素，優化設計方案。課程目標3，掌握壓力容器常見的失效模式、失效判據與設計準則，理解壓力容器常規設計與分析設計方法的基本思想及異同;能夠理解與描述壓力容器先進設計理念，了解壓力容器相關設計技術前沿、最新進展及工程應用情況。課程目標4，掌握儲罐、傳熱設備、塔設備及反應設備的結構、功能及與之相關的法律、規范和標準，能夠根據工程需求，綜合考慮安全與經濟的統一，進行典型過程設備的結構設計與強度設計。

“過程設備設計”課程設計的課程目標為：課程目標1，根據設計題目和給定的設計參數，完成過程設備的總體結構設計、主要結構參數設計與選擇、主要零部件結構設計與材料選擇、主體結構與重要零部件強度設計計算、過程設備裝配圖繪制等設計內容，并能用圖紙、報告等形式呈現設計成果。課程目標2，在課程設計中綜合應用專業基礎知識和專業知識，并能使用現代信息技術，獲取課程設計所需的設計標準、論文等文獻資料，提高解決工程實際問題的素質和能力。課程目標3，能夠通過計算說明書、設計圖紙和答辯清晰地表達過程設備的設計方案、過程和結果，并能與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流。課程目標4，根據過程設備的特點，遵循安全與經濟統一的基本原則，對設備選材、零部件選型以及制造進行成本計算，能夠將經濟決策方法應用于過程設備的設計過程中。課程目標5，熟悉壓力容器設計相關規范、標準，理解壓力容器規范、標準及各零部件標準的更新替換，關注新的壓力容器設計方法及過程設備涉及的新工藝和新理論，具有不斷學習和適應新技術發展及在設計過程中體現創新意識的能力。

由圖1可以看出，“過程設備設計”理論課程和實踐環節，總共支撐12個畢業要求中的工程知識、設計/開發解決方案、使用現代工具、職業規范、溝通、項目管理、終身學習7個畢業要求的內涵觀測點。兩門課程既有單獨支撐的畢業要求，也有共同支撐的畢業要求。總體思路為：學生通過“過程設備設計”課程掌握理論知識和經濟決策的方法，具備過程設備設計的能力，形成職業規范意識。

二、以學生為中心設計課程教學模式

OBE強調以學生為中心的教學模式，強調知識的創新性和實踐性，因此課程教學將由傳遞和繼承知識轉變為體驗和發現知識。在過程裝備與控制工程專業的人才培養方案中，由于過程設備設計課時較長，所以理論課程和課程設計分別被安排在第六、第七學期進行。在教學過程中發現，課堂講授理論知識后進行課程實驗，學生不能很好將實驗和理論知識進行聯系，需要再次重復講解理論知識;經過一個假期后再進行課程設計，學生對理論知識非常模糊，對設計無從下手。為了實現課程目標，使學生能夠將理論與實際建立聯系，實現理論課程、專業實驗、課程設計多元融合的一體化教學，對課程教學進行改革。