新工科背景下以OBE為導向的“機械系統設計”課程教學改革

徐鵬 唐慶菊 劉訓濤

摘? ? 要：“機械系統設計”作為機械專業的必修課程，在新工科背景下進行課程教學改革勢在必行。結合專業特色和課程特點，以OBE理念為導向，從課程目標、課程內容以及評價體系等方面提出改革思路和措施，對機械類專業學生知識、素質和能力的提升提供有益的支撐。

關鍵詞：新工科;OBE理念;“機械系統設計”;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2022）01-0091-02

“中國制造2025”“互聯網+”重大戰略和“一帶一路”建設等，體現了國家創新驅動發展的信心，新工科的提出是對這些國家戰略積極有效的反映。在新工科建設的背景下，我國高校工程教育認證工作更加蓬勃地開展，并在新格局下，產生新姿態。成果導向教育（OBE）是工程教育專業認證的核心理念，是一種以學生的學習效果為導向的教育理念。新工科背景下以OBE為導向的課程教學改革勢在必行。

“機械系統設計”課程是高等工科院校本科機械類專業的一門專業必修課，設置本課程力求使學生能從人—機—環境的整個系統的角度了解機械產品設計的一般規律和特點，拓展學生的知識面，擴大機械結構設計知識，增強機械設計能力，掌握機械產品設計基本方法和技術，并注重系統的綜合評價。結合實驗和專業課程設計等實踐教學環節，培養學生的知識、能力及素質，為今后從事設計工作打下良好的基礎。

一、確定精準支撐的課程目標

課程目標體現著教學目的，是畢業要求及培養目標的執行表達。制定課程目標時，要注重知識、能力、素質的“三融合”，同時要符合時代發展的需求，要體現新工科的要求。

課程研討組在理解社會需求、學校導向和課程自身特點后，確定了“機械系統設計”課程目標，其與畢業要求精準支撐關系如表1所示。

目標1：掌握機械系統的相關概念、系統組成、各子系統的工作原理等知識，能應用機械系統設計的基本原理解決復雜機械工程問題。

目標2：能夠運用機械系統的功能描述、功能分解及可行性分析等方法，分析機械系統設計的影響因素，并獲得有效結論。

目標3：能夠應用機械系統設計的方法，設定技術指標，考慮相關影響因素，確定總體設計方案。

目標4：能夠實施機械系統的相關實驗，進行實驗參數處理，獲得正確結論。

二、優化課程理論與實驗內容

針對新工科專業的多學科交叉融合的特征和對新工科專業卓越工程科技人才在知識、能力和素質上更高的要求，理清“機械系統設計”課程中的知識點，重組知識結構，將涉及學科前沿的知識引入理論和實驗內容當中，將具有黑龍江科技大學特色的內容也同時加入到課程內容當中，對課程目標進行有效精準支撐。課程內容與課程目標及學習方式對應關系如表2所示。例如，在機械系統總體設計（C2）中，增加滾筒采煤機“黑箱”法進行功能的描述、增加最新巷道掘進機總體布局設計、增加最新采煤機總體布局設計;在執行系統（C4）中，增加礦車推車機、液壓支架、鏟斗式裝載機、采煤機搖臂調高機構來說明執行系統的功能;在傳動系統（C5）中，增加礦用提升機的變速機構和制動機構來說明變速和制動的工作原理;在控制系統（C7）中，增加采煤機牽引速度自動調節系統等典型的自動控制系統的介紹。

課程實驗內容突出綜合性和設計性。實驗項目包括：機械系統的載荷特性和動力選擇實驗、傳動系統設計實驗。通過設計、組裝及檢測，應用檢測分析軟件對機械系統傳動參數進行實時檢測，并分析機械系統的性能、安裝狀況、運行工況，以便對系統的設計和安裝進行調整。設計多級傳動系統，自動進行傳動參數的檢測和分析，處理有級變速系統技術參數，繪制變速機構轉速圖。通過實驗使學生從完備性系統的角度去發掘機械產品在設計過程中的共性，并培養學生的創新意識，提高學生解決復雜工程問題的能力。

三、構建多指標綜合課程評價

作為專業課程，其評價應具有全面性、有效性，要體現在過程以及終端結果上?！皺C械系統設計”課程以試卷、作業、閱讀筆記、報告、討論、實驗等形式進行考核，多指標綜合課程評價方式及評價標準如表3所示。過程考核要注重客觀性和量化指標，力求制定完備的評價標準來提升過程考核的質量的同時，還應加強過程考核的體驗性，增強學生的融入感，可增加學生的自評和互評環節。建立學生的反思和反饋環節，通過課前和課后的調查問卷形式，完善多指標綜合課程評價。

根據《黑龍江科技大學課程考核工作管理辦法》和教學大綱考核要求，專業負責人還需對課程的考核方式進行審查，采用多種考核方式，避免考核方式單一，注意課程考核內容與考核方式的匹配。課程試卷考核內容包括審查課程試題對教學大綱的教學內容覆蓋情況、課程目標支撐情況以及試題對畢業要求指標點的考核情況和分值比例。

在新工科建設背景下，以OBE教學理念為導向對“機械系統設計”課程進行綜合改革符合時代需求，符合應用型高校發展的需要。通過課程目標的精準定位、理論與實驗內容的不斷優化，以及全面且具有時效性的多元評價體系的建立，課程授課質量和學生的滿意度進一步提升，課程的自評和互評效果良好，為新業態、新需求下的專業課程發展提供了新的思路和借鑒。

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■ 編輯∕丁俊玲

收稿日期：2021-01-25? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修回日期：2021-03-11

作者簡介：徐鵬（1981—），男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江科技大學機械工程學院講師，研究方向：機械設計及理論。

基金項目：2020年度黑龍江省教育科學“十三五”規劃重點課題“新工科建設背景下礦山機械系列課程教學改革研究與實踐”（GJB1320320）;2020年度黑龍江省高等教育教學改革研究項目“立體化的‘礦山機械’精品資源共享課程建設研究與實踐”（SJGY20200634）;2017年度黑龍江省教育科學“十三五”規劃重點課題“基于工程教育專業認證的機械專業應用型人才培養模式構建研究”（GBB1317111）