浅论OBE 导向下的《机械设计》教学内容与教学方法的更新与改进

陈永琴崔传贞李团结段清娟张国渊

浅论OBE 导向下的《机械设计》教学内容与教学方法的更新与改进

陈永琴崔传贞李团结段清娟张国渊

产出导向（OBE)教学模式要求以学生为主体、教师为主导，本文以学生达到出口要求为教学最终目标，分别从教学内容完善、教学过程的重视、学生成绩评价方式的改革等方面着手，努力把学生的主体作用和教师的主导作用结合起来，最大限度地调动学生的学习积极性、主动性，把传授知识与培养能力融为一体。

OBE 教学内容 创设情境 成绩评价

项目支持：西安电子科技大学教育教学改革研究项目。

引言

《机械设计》课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，是大学生从基础理论课程学习过渡到研究具体复杂工程问题的纽带，通过本课程的学习，培养学生掌握通用零部件的设计原理和设计方法，掌握机械设计的一般规律，并具有设计机械传动装置和简单机械的能力，因此，在机械类系列课程大纲中占有非常重要的位置[1][2]。

随着计算机技术的发展和多媒体、网络技术应用的推广和普及，机械设计传统的教学方法表现出明显不足，常规的教学手段受到了很大的挑战。传统的黑板加 PPT 教案是以教师为中心，教师的关注点是要教给学生哪些内容，但 OBE 教学模式（产出导向或成果导向）强调以学生为中心，作为主讲老师应该了解通过相关内容的教学，学生取得的预期学习成果是什么，教师通过什么样的教学手段有效地帮助学生达到预期效果。

为了跟紧工程认证的成果，导向教学模式与当前中国机械制造业由制造大国向制造强国转变过程中对人才类型与能力需求相适应，传统的教学内容及教学方式急需更新与改进[3]。

教学内容的完善

理论教学内容的进一步调整与优化。在机械设计原有传统知识内容上加以调整，增加机器整体结构方案规划设计、部件与组件的结构规划以及机器技术性能规划设计。具体讲课时以一个具体机械系统为例说明整机、子系统、部件与零件的结构与技术性能的规划设计，统筹各个子系统的运动协调、结构布置、部件和主要零件及其连接方式的讨论等。比如牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件平面切削加工的机床，工作时电机经过减速传动装置驱动执行机构完成刨刀的往复运动和工作台的间歇移动。要设计这样一个机械系统，首先要规划整机的结构方案，要实现刨刀的往复运动与工作台的间歇运动功能，要保证刨刀的往复运动与工作台的间歇运动的协调性，各零部件之间的连接方式要符合整机结构方案规划，即任何零部件的规划设计都服务于整机结构、技术性能规划的全局。

积极推进教学信息化，加快网络在线教学平台的建设。课程组在学校课程中心平台上建立课程教学网站，课程组团队经过认真反复研讨，更新教学内容，精心开展课程设计，制作课程视频和资料，构建“西电学堂”的课程资源，利用网络为学生自主学习提供预习、复习、答疑、问题讨论等支持，促进学生主动学习，实现“以教为主”向“以学为主、教学相长”的转变。

重视教学过程

《机械设计》理论教学中，我们以板书加 PPT 教学为主，积极探索建立以学生为主体、教师为主导的教学模式。在课堂教学中，注重情境创设，针对每一节课的内容，精心设计课题引入的情境，对学生理解和掌握知识提供有效的帮助，使学生愉快地学习，从而充分调动学生参与教学的积极性和主动性。比如在讲零件的等寿命曲线图（零件极限应力图）时，笔者会在 σ-N 曲线基础上，改变循环特性 r 的取值（r≠-1 和 r≠0），在一个 σ-N曲线上得到一组曲线（如图 1 所示），然后取定循环次数 Ni，已知变应力两个参数（循环特性 r 和最大应力 σmax）可以求解平均应力 σm和应力副 σa，从而得到 σm-σa曲线（如图 2 所示），因为该曲线上任意点的循环次数 Ni相同，故为等寿命曲线。通过这样的情境设立，学生很容易理解什么是等寿命曲线。

图1

图2

我们在教学中注重理论和实践的结合，笔者在日常生活中注重收集与课程有关的机器或零部件的资料（如搅拌机、滑动轴承在老式木质家具当中的应用、T 型槽螺栓在厨房的应用、软轴在花洒中的应用等），并把这些资料恰当地运用到我们的课件中，学生在学习相关零部件时，立即能联想起其他的应用，理论与实践真正融合。

除了课堂教学外，还辅以任务教学、讨论、探索式教学等多种教学方式，激发学生的学习兴趣。如让学生参与到开放课程建设工作，与学生讨论他们所需要的开放课程，并适当布置三维建模和二维工程图绘制任务，这样学生既有主人翁的感觉，又可以熟练掌握三维软件的应用。通过任务教学，把学生的主体作用和教师的主导作用结合起，最大限度地调动学生的学习积极性、主动性，把传授知识与培养能力融为一体。

多样化考核，全面科学地评价学生

学生成绩评定是整个教学过程中重要的一环，是检验学生学习情况及检查教学效果的重要手段，也是帮助学生复习巩固所学知识的重要手段。但传统的考试主要考查学生记住了多少课本内容，而非真正意义上获取了多少知识，往往就会出现有些学生平时不经常到课，考前一周死记硬背的现象，考试是过了，可在作课程设计、完成本科毕业设计时，相关知识储备几乎是空白。因此，需要改革学生成绩评定方法，摒弃死记硬背的学习方式，真正让学生达到“出口”要求。

笔者所在课程组经过反复讨论，确定课程总成绩应结合平时成绩（含平时作业、小论文、讨论课成绩、出勤情况等）、实验成绩和期末卷面成绩等部分进行综合评定，把各部分所占总成绩比例以及评价依据明确写进新版教学大纲。老师在上第一节课的时候就将该课程考核方案、评价依据及考核要求告知学生，强调对学生学习过程的考核，彻底改变课程结束时的“一考定成绩”的做法。

结论

经过教学内容的完善、教学过程的重视、教学考核方式的改革，笔者所带班级学生普遍反映通过该课程的学习能够掌握机械设计的基础知识、基本理论和基本方法，设计的基本技能也能得到锻炼。

[1]王德伦、马雅丽：《机械设计》，机械工业出版社,2015。

[2]濮良贵、纪名刚：《机械设计》，高等教育出版社,2001。

[3]陈永琴、李团结、朱敏波：《工程教育认证背景下〈机械设计〉教学模式探讨》，《中国电子教育》2015年第3期。

作者单位：西安电子科技大学机电工程学院 陕西西安