“機械設(shè)計”課程的OBE改革探討＊

常 清，李曰陽，成小飛，張會榮

（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟南 250100）

1 前言

經(jīng)過改革開放后40多年的飛速發(fā)展，中國科技水平等方面取得了巨大的進步，新經(jīng)濟背景下對高校教育教學(xué)質(zhì)量提出了更高標準的要求。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“機械設(shè)計”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，是高校本科教育不懈的追求。

2 教學(xué)設(shè)計

處于國家信息化和工業(yè)化高速發(fā)展的時代，國家和社會用人單位對高校培養(yǎng)人才有了更高的要求標準[1]。如何實現(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，需要高校教師持續(xù)改進教學(xué)過程?！皺C械設(shè)計”是機械類專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程具有機械工程專業(yè)知識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，傳動部分的帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等，聯(lián)接部分的螺紋連接、鍵等內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)“機械設(shè)計”課程內(nèi)容，使學(xué)習(xí)者獲得機械設(shè)計方面的基本知識、基本理論和基本技能，掌握機械設(shè)計基本準則，同時為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和將來從事工程技術(shù)類工作打下堅實的知識基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的設(shè)計思維和創(chuàng)新能力。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

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

圖1 “機械設(shè)計”主要內(nèi)容

內(nèi)容主要包括：傳動部分、聯(lián)接部分、軸系部分和零件部分，基本涵蓋機械設(shè)計所有知識點，滿足國家本科教育教學(xué)標準要求?！皺C械設(shè)計”課程教學(xué)中，實質(zhì)是機械設(shè)計分析和設(shè)計，核心是運用設(shè)計知識解決機械工程中實際問題。

2.2 課程目標與畢業(yè)要求

“機械設(shè)計”教學(xué)中，課程目標是不容忽視的重要標準要求，具體為以下幾個方面：①熟悉機械設(shè)計國家標準和規(guī)范，零部件鍵、皮帶、鏈條等國標和行業(yè)標準，掌握幾種傳動機構(gòu)基本知識和如何設(shè)計選用型號的方法；②具有通用機械及專用零部件機械設(shè)計能力，掌握機械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；③具備查閱機械技術(shù)資料能力。課程的教學(xué)目標對畢業(yè)要求的支撐及具體實施如表1所示。

表1 課程的教學(xué)目標對畢業(yè)要求的支撐及具體實施

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

根據(jù)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，對課程大綱、課程性質(zhì)、教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和評價方法進行細致的規(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，從而滿足課程目標要求，并達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的。教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)思想如圖2所示，使學(xué)生形成有思想觀念、價值取向和精神風(fēng)貌基礎(chǔ)理念，同時在今后的學(xué)習(xí)工作和生活中具有創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合機械設(shè)計能力[2]。

圖2 教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)思想

3 課程實施

3.1 基于OBE理念的實踐教學(xué)方案

教學(xué)過程中始終以開放式項目和實際工程問題為核心，學(xué)生不但要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)計知識，還要學(xué)會如何綜合運用基礎(chǔ)知識解決工程問題，從而通過掌握基礎(chǔ)知識具備解決實際問題的能力。開展生活中實際機械工程設(shè)計開放性活動，引導(dǎo)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)“機械設(shè)計”的存在，體會如何根據(jù)需要改進工程實際問題，建立討論小組，確定“機械設(shè)計”開放性題目主題[3]。

結(jié)合實際工程問題，作業(yè)形式多以綜合性、開放性問題為主，如帶傳動選型、齒輪變速箱設(shè)計等教學(xué)案例，重點以學(xué)生知識、能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標設(shè)置教案，同時在學(xué)生解決開放性題目過程中，培養(yǎng)其查閱標準、手冊、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，充分運用在線學(xué)習(xí)資源和教學(xué)工具線上線下開展教學(xué)，以學(xué)生為中心，圍繞項目實施反轉(zhuǎn)課堂，課程具體實施過程如圖3所示。在教學(xué)實施過程中，將教學(xué)內(nèi)容分解為一系列主題，對每個主題，提供課前預(yù)習(xí)重難點、推薦學(xué)習(xí)資料和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，學(xué)生按要求完成在線預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)；線下翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生以組為單位討論和實現(xiàn)項目任務(wù)，教師在整個課堂過程中起到引導(dǎo)和答疑作用；課后在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上發(fā)布相關(guān)聯(lián)的課堂任務(wù)。整個教學(xué)過程中學(xué)生處于中心地位，在學(xué)習(xí)過程中同時做到總結(jié)、反思和完善知識體系的過程。

圖3 基于OBE理念課程實施過程

同時注重課程過程性評價，完善課程的評價方式和內(nèi)容能有效改進教師教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進學(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)過程結(jié)合，具體有以下幾方面措施：①課前預(yù)習(xí)，通過視頻學(xué)習(xí)進度以及授課過程中通過開放性問題檢驗預(yù)習(xí)掌握程度；②通過開放性問題鞏固學(xué)生所學(xué)知識，考察其對知識的掌握和綜合運用能力，同時建立學(xué)習(xí)互助小組，小組內(nèi)成員合作解決實際問題，這從另一個方面也提高了學(xué)生團隊合作能力；③注重教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，實時改進教學(xué)措施以促進教學(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

OBE理念是持續(xù)改進的過程，“機械設(shè)計”課程綜合性比較強，從教學(xué)實踐出發(fā)，明確教學(xué)目標，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)“機械設(shè)計”的興趣，根據(jù)教學(xué)過程中學(xué)生掌握知識情況實時調(diào)整，進一步全面改善“機械設(shè)計”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)當作應(yīng)付教師的心理，采用恰當?shù)霓k法，讓每個學(xué)習(xí)者都能清楚地將所學(xué)知識進行項目劃分，從而做到對自我的查缺補漏，不斷激發(fā)學(xué)生的設(shè)計思維，使其對“機械設(shè)計”課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而提高機械設(shè)計水平。

4 結(jié)語

研究以新工科背景下OBE理念為引導(dǎo)，結(jié)合課程目標、專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，對“機械設(shè)計”教學(xué)以學(xué)生為中心作出教學(xué)改進，嘗試構(gòu)建開放性問題引導(dǎo)教學(xué)模式，從而推動“機械設(shè)計”教學(xué)發(fā)展，并以社會應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標為導(dǎo)向，促進機械工程類實踐教學(xué)的積極發(fā)展，最終實現(xiàn)中國高校工程類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。