基于OBE理念的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)大綱設(shè)計(jì)

[摘 要] “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是支撐相關(guān)工科專業(yè)畢業(yè)要求達(dá)成度的重要課程。基于OBE理念和立德樹人根本任務(wù)，針對(duì)課程教學(xué)大綱開展設(shè)計(jì)，首先根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提出了與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo);根據(jù)價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授“三位一體”的育人理念，提出了課程思政目標(biāo)。以此為基礎(chǔ)確定了課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)、教學(xué)方式、考核方式等，明確了其與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;給出了課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)方法和包含五個(gè)等級(jí)的定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等，為教學(xué)活動(dòng)開展奠定了基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]? OBE;機(jī)械設(shè)計(jì);立德樹人;課程思政

[基金項(xiàng)目] 2020年度中南大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科項(xiàng)目視野下面向?qū)W科競(jìng)賽和創(chuàng)新訓(xùn)練的《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》教學(xué)改革研究”（2020jy033-2）;2020年度湖南省教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“先進(jìn)制造創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建”（HNJG-2020-0041）

[作者簡(jiǎn)介] 胡小舟（1981—），男，湖南桃江人，博士，中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，主要從事流體力學(xué)的工程應(yīng)用研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）37-0025-04? ? [收稿日期] 2021-04-26

成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，OBE）是工程教育認(rèn)證的核心理念，它要求教師以學(xué)生通過教育后所獲得的能力作為教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)，由于學(xué)生能力的培養(yǎng)主要通過課程教學(xué)而實(shí)現(xiàn)，因此課程教學(xué)必須以O(shè)BE理念為基礎(chǔ)開展[1，2]。

課程大綱是教師開展課程教學(xué)活動(dòng)的綱領(lǐng)性文件，為了貫徹OBE理念，必須首先合理地設(shè)計(jì)課程大綱。傳統(tǒng)的教學(xué)大綱主要規(guī)定每次課的講授內(nèi)容、課時(shí)、章節(jié)安排及先后順序等，但為何要講授這些內(nèi)容及各章節(jié)內(nèi)容與畢業(yè)要求（學(xué)生能力）之間的關(guān)系卻沒有闡明，導(dǎo)致出現(xiàn)“老師教得模糊、學(xué)生學(xué)得糊涂”的情況;以O(shè)BE理念為基礎(chǔ)的課程大綱則圍繞畢業(yè)要求進(jìn)行展開，首先明確規(guī)定課程目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求，再確定每項(xiàng)畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容和課時(shí)等[3，4]，因此教師和學(xué)生都很清楚每個(gè)課程內(nèi)容對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，能夠做到“老師教得明白、學(xué)生學(xué)得明白”。

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是高等學(xué)校工科專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，可幫助相關(guān)專業(yè)學(xué)生了解機(jī)械傳動(dòng)原理、機(jī)械零件結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法等，為其學(xué)習(xí)專業(yè)機(jī)械設(shè)備課程提供理論基礎(chǔ)，也為其進(jìn)行設(shè)備選購、正確使用和維護(hù)設(shè)備、進(jìn)行故障分析等提供必要知識(shí)[5]，是相關(guān)開課專業(yè)畢業(yè)要求的重要支撐。為了達(dá)到工程教育認(rèn)證要求，更好地服務(wù)于開課專業(yè)，本文以O(shè)BE理念為基礎(chǔ)，對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)大綱進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括課程目標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求、課程教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配、教學(xué)方式、考核方式、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)方法、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。

一、課程目標(biāo)

分析工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的十二條畢業(yè)要求，結(jié)合“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容，確定課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：掌握連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系等常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性和機(jī)械動(dòng)力學(xué)等基本知識(shí)，掌握齒輪、連接、帶、鏈、軸、軸承等通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用等基本知識(shí)，能夠運(yùn)用常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零件相關(guān)知識(shí)用于相關(guān)工程問題的表述，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1——工程知識(shí)。課程目標(biāo)2：能運(yùn)用常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零件的基本科學(xué)原理，正確表達(dá)和分析與學(xué)生所在專業(yè)相關(guān)的機(jī)械工程問題，并獲得有效結(jié)論，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求2——問題分析。課程目標(biāo)3：能夠針對(duì)工程需求，運(yùn)用常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零件相關(guān)知識(shí)，初步分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)一定的創(chuàng)新意識(shí)，并考慮社會(huì)、環(huán)境等因素的影響，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3——設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案。課程目標(biāo)4：能夠針對(duì)機(jī)械工程問題，綜合運(yùn)用所學(xué)科學(xué)原理，掌握安全操作實(shí)驗(yàn)裝置、正確采集和整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求4——研究。

以上課程目標(biāo)采用可量化的環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，是進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度定量分析的基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授“三位一體”的育人目標(biāo)，需要深入挖掘課程所蘊(yùn)含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學(xué)，達(dá)成德育滲透的教學(xué)成效，為此，本課程也規(guī)定了三個(gè)思政目標(biāo)：

思政目標(biāo)1：通過課程思政典型案例的分析，提升學(xué)生的文化自信，激發(fā)愛國意識(shí)和民族自豪感，擴(kuò)大學(xué)生的國際視野與格局，提升學(xué)生對(duì)于環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)時(shí)代責(zé)任感和歷史使命感。

思政目標(biāo)2：通過對(duì)機(jī)械學(xué)科前沿知識(shí)、著名科學(xué)家和新產(chǎn)品的介紹和課程大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生銳意探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

思政目標(biāo)3：通過事故分析、著名企業(yè)發(fā)展歷程等介紹，塑造科學(xué)精神、工匠精神，逐漸培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德，使其形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

由于思政目標(biāo)的可量化程度相對(duì)較低，因此主要采取教師和學(xué)生主觀評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行目標(biāo)達(dá)成度定性分析。

二、課程內(nèi)容

傳統(tǒng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”內(nèi)容龐雜，分為18章，大約需要80個(gè)學(xué)時(shí)。由于目前大部分開課專業(yè)都面臨壓縮學(xué)時(shí)的要求，一般都只能安排64個(gè)學(xué)時(shí)，有必要優(yōu)化課程內(nèi)容。為此，以O(shè)BE理念為核心，根據(jù)上述課程目標(biāo)及其畢業(yè)要求，確定授課內(nèi)容為15個(gè)章節(jié)，規(guī)定每章的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)、教學(xué)方式、考核方式及與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。下面以第2章平面機(jī)構(gòu)自由度和速度分析為例進(jìn)行說明。

1.學(xué)時(shí)與主要知識(shí)點(diǎn)：第2章占8學(xué)時(shí)，主要知識(shí)點(diǎn)包括運(yùn)動(dòng)副及其分類、機(jī)構(gòu)的組成及分類、平面機(jī)構(gòu)自由度、速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用等。

2.重點(diǎn)內(nèi)容：機(jī)構(gòu)的組成（運(yùn)動(dòng)副的分類和特點(diǎn)）;平面運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制方法;機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件;平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算;速度瞬心的概念;利用速度瞬心進(jìn)行機(jī)構(gòu)速度分析的方法。