基于OBE理念的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)大綱設(shè)計

[摘 要] “機械設(shè)計基礎(chǔ)”是支撐相關(guān)工科專業(yè)畢業(yè)要求達成度的重要課程。基于OBE理念和立德樹人根本任務(wù)，針對課程教學(xué)大綱開展設(shè)計，首先根據(jù)工程教育認證標準提出了與畢業(yè)要求對應(yīng)的課程目標;根據(jù)價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的育人理念，提出了課程思政目標。以此為基礎(chǔ)確定了課堂教學(xué)和實驗教學(xué)的內(nèi)容、重點、難點、教學(xué)方式、考核方式等，明確了其與課程目標的對應(yīng)關(guān)系;給出了課程目標達成評價方法和包含五個等級的定性評價標準等，為教學(xué)活動開展奠定了基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]? OBE;機械設(shè)計;立德樹人;課程思政

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

[作者簡介] 胡小舟（1981—），男，湖南桃江人，博士，中南大學(xué)機電工程學(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] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 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)計和教學(xué)實施的目標，由于學(xué)生能力的培養(yǎng)主要通過課程教學(xué)而實現(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)活動的綱領(lǐng)性文件，為了貫徹OBE理念，必須首先合理地設(shè)計課程大綱。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、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)要求進行展開，首先明確規(guī)定課程目標所對應(yīng)的畢業(yè)要求，再確定每項畢業(yè)要求對應(yīng)的課程內(nèi)容和課時等[3，4]，因此教師和學(xué)生都很清楚每個課程內(nèi)容對畢業(yè)要求的貢獻，能夠做到“老師教得明白、學(xué)生學(xué)得明白”。

“機械設(shè)計基礎(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)生了解機械傳動原理、機械零件結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法等，為其學(xué)習(xí)專業(yè)機械設(shè)備課程提供理論基礎(chǔ)，也為其進行設(shè)備選購、正確使用和維護設(shè)備、進行故障分析等提供必要知識[5]，是相關(guān)開課專業(yè)畢業(yè)要求的重要支撐。為了達到工程教育認證要求，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“機械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)大綱進行設(shè)計，包括課程目標及其對應(yīng)的畢業(yè)要求、課程教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配、教學(xué)方式、考核方式、課程目標達成評價方法、課程目標達成評價標準等。

一、課程目標

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

以上課程目標采用可量化的環(huán)節(jié)進行考核，是進行課程目標達成度定量分析的基礎(chǔ)。

為了實現(xiàn)價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”的育人目標，需要深入挖掘課程所蘊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)，達成德育滲透的教學(xué)成效，為此，本課程也規(guī)定了三個思政目標：

思政目標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)愛國意識和民族自豪感，擴大學(xué)生的國際視野與格局，提升學(xué)生對于環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展的認識，增強時代責(zé)任感和歷史使命感。

思政目標2：通過對機械學(xué)科前沿知識、著名科學(xué)家和新產(chǎn)品的介紹和課程大作業(yè)、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的實施，培養(yǎng)學(xué)生銳意探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和團隊協(xié)作能力。

思政目標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)。

由于思政目標的可量化程度相對較低，因此主要采取教師和學(xué)生主觀評價的方式進行目標達成度定性分析。

二、課程內(nèi)容

傳統(tǒng)的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”內(nèi)容龐雜，分為18章，大約需要80個學(xué)時。由于目前大部分開課專業(yè)都面臨壓縮學(xué)時的要求，一般都只能安排64個學(xué)時，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)上述課程目標及其畢業(yè)要求，確定授課內(nèi)容為15個章節(jié)，規(guī)定每章的教學(xué)內(nèi)容、重點、難點、教學(xué)方式、考核方式及與課程目標的對應(yīng)關(guān)系。下面以第2章平面機構(gòu)自由度和速度分析為例進行說明。

1.學(xué)時與主要知識點：第2章占8學(xué)時，主要知識點包括運動副及其分類、機構(gòu)的組成及分類、平面機構(gòu)自由度、速度瞬心及其在機構(gòu)速度分析上的應(yīng)用等。

2.重點內(nèi)容：機構(gòu)的組成（運動副的分類和特點）;平面運動副的表達方法和機構(gòu)運動簡圖繪制方法;機構(gòu)具有確定運動的條件;平面機構(gòu)自由度的計算;速度瞬心的概念;利用速度瞬心進行機構(gòu)速度分析的方法。