基于OBE理念的机械基础类课程第二课堂教学改革与实践

孙金风　赵大兴　张道德

摘 要 结合机械基础类课程教学的现状分析，基于OBE理念构建了机械基础类课程第二课堂教学内容体系、打造了相应的教学实践平台和教学团队，实践结果表明，机械基础类课程第二课堂教学改革效果显著，不仅培养了学生的学习主动性和兴趣，而且还全面锻炼了学生的工程实践能力、创新能力和团队协作能力。

关键词 OBE理念 机械基础类课程 第二课堂教学

0 引言

2016年6月，我国签约“华盛顿协议”，标志着我国高等工程教育体系与国际工程教育联盟正式接轨。成果（产出）导向教育（Outcome Based Education，简称OBE）是用期望达成的学习成果来反思和修订教学内容和方法的教育理念。OBE理念是工程教育的核心理念，已经成为美国、英国、加拿大等国家工程教育改革的主流理念。我国工程教育专业认证协会颁布的“工程教育认证标准（2015版）”也充分体现了OBE理念，强调工程教育专业要实施成果导向教育。

在高等工科教育中，机械基础类课程占有重要地位，一般包含了“工程图学”、“机械原理”、“机械设计”、“工程图学课程设计”、“机械原理课程设计”、“机械设计课程设计”6门课程。这些课程主要面向机械类、材料成型类等多个专业，在学校“培养创新创业和实践能力强的高素质应用型人才”的培养目标的达成中发挥重要作用。

通过工程教育专业认证发现，机械基础类课程教学中还存在一些脱离OBE理念的现象。如不同课程教学中有一些内容是重复的；实践教学环节的工程实践背景不强，综合训练力度不够；教学方法上仍旧是教师指定，学生跟从的“被动参与学习”模式。第二课堂教学是课内教学在时间和空间上的延伸，因此，有必要在OBE理念指导下，深入进行机械基础类课程第二课堂教学改革与实践，不断提高第二课堂建设水平和教学效果。

1 机械基础类课程第二课堂教学体系的构建

1.1 构建机械基础类课程第二课堂教学内容体系

以“工程图学”、“工程图学课程设计”为基础，依托“全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”面向大一入门阶段和大二基础阶段学生开展主题为“先进成图技术”的第二课堂教学活动，教学内容主要包括：尺规绘图（含投影基础与制图基础、手工绘制零件图等）、计算机绘图（含草图绘制、三维建模、曲线曲面造型、三维零件装配、工程图的生成、模型渲染等）。

以“机械原理”、“机械原理课程设计”为基础，依托“全国大学生机械产品数字化设计大赛”面向大二基础阶段和大三提升阶段学生开展主题为“数字化设计与创新”的第二课堂教学活动，教学内容主要包括：大赛主题解读（含参赛注意事项和往届学生参赛体会等）、资料收集（含学术文献参阅和专利文档下载等）、文档撰写（含报名表填写、设计说明书和专利文档撰写等）、Inventor软件培训（含三维建模、运动规划仿真、有限元仿真分析等）、运动仿真动画制作（含创建运动分析场景、构建运动模型、添加运动副和运动驱动、运动参数的设置、仿真动画的输出和运动过程的控制等）。

以“机械设计”、“机械设计课程设计”为基础，依托“全国大学生机械创新设计大赛”面向大三提升阶段和大四收获阶段学生开展主题为“机械创新设计”的第二课堂教学活动，教学内容主要包括：大赛主题解读（含参赛注意事项和往届学生参赛体会等）、资料收集（含学术文献参阅和专利文档下载等）、文档撰写（含报名表填写、设计说明书和专利文档撰写等）、运动仿真动画制作（含创建运動分析场景、构建运动模型、添加运动副和运动驱动、运动参数的设置、仿真动画的输出和运动过程的控制等）、数控机床和3D打印操作（含零件图绘制、数控机床操作步骤、3D打印技术入门及其操作等）、机器装配调试技术（含常用工具的使用、装配工艺知识、机械设备精度检验等）。

除了依托“全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛”、“全国大学生机械产品数字化设计大赛”、全国大学生机械创新设计大赛”三大赛事构建相应的第二课堂教学内容外，还引导学生参与指导教师负责的横向和纵向研究课题，在实际中进一步锻炼学生的创新能力、实践能力和适应能力。建立分梯次的科技创新大赛与专利申请一体化的学生团队，加大工程实践训练力度，进一步增强学生的工程实践能力和创新能力，从而达到实现综合素质人才培养的预期目标。构建的机械基础类课程第二课堂教学内容体系如图1所示。

1.2 打造机械基础类课程第二课堂教学实践平台

依托“工程图学”、“机械原理与机械设计”湖北省级精品资源共享课程和机械基础湖北省级重点实验教学示范中心等资源条件的建设契机，融合学校机械创新实验室、机电工程训练中心等实践教学场地，打造服务于学生创新能力培养的机械基础类课程第二课堂教学实践平台，提升学生的实践创新能力。

全天候开放校内实训场所，联合企业拓展学生校外实习实训基地，不断增加学生实习实践机会。同时，把科研成果引入到理论教学和实践教学中，更新教学内容，扩充知识面，拓宽学生视野。利用学科、专业、课程、实验的建设平台，研究型与创新型实验和学科竞赛由基础向专业延伸，将教学内容在时间和空间上从课内向课外延伸，积极开展机械基础类课程相关的各类工程实践教学和创新竞赛实践活动，培养学生的工程实践能力和创新能力。

1.3 建设机械基础类课程全程教学的教师团队

目前机械基础类课程教学团队条块分割较为严重，一部分老师主要从事于“机械原理”、“机械设计”的理论教学及其课程设计指导的工作，一部分老师主要从事于“工程图学”的理论教学及其课程设计指导的工作，实验员主要从事“机械原理”、“机械设计”等课程的实验指导工作。理论课老师很少到实验室具体指导学生做实验，而从事“机械原理”、“机械设计”课程教学的老师对学生制图能力、新的制图标准等了解不够，并且有一些教学内容与工程图学有一些重复。虽然团队成员都属于机械设计工程系，但大家融合得不够深入，非常有必要培育新型机械基础类课程教学的中青年教学团队。

在机械工程学院的领导下，团队成员中已经有部分中青年老师尝试了机械基础类课程的全程教学，比如项目负责人除了主讲“工程图学”外，还讲授过“机械设计”课程，指导过“机械原理课程设计”、“机械设计课程设计”、“工程图学课程设计”。教学团队将安排更多中青年老师担任机械基础类课程的全程教学，逐步消除“制图教师设计能力差、设计教师制图能力弱”的困局，为团队成员整体向教学科研型教师转型奠定了良好基础。

2 教学实践效果

近年来，项目组成员努力实践，积极开展机械基础类课程第二课堂教学改革，在培养学生创新与实践能力的发展之路上取得了较为丰硕的成果。近三年指导学生获得“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛机械类团体二等奖3项、3D打印一等奖1项、个人单项奖30多项；获全国大学生机械产品数字化设计大赛二等奖1项、三等奖4项；获全国大学生机械创新设计大赛国家一等奖2项、省级奖20余项；获国家专利20项。学校机械于2015年12月通过中国工程教育专业认证，机械基础类课程第二课堂教学改革为此做出了相应贡献。这些成绩在为学校赢得荣誉的同时，也激发了广大学生学习机械基础类课程的主观能动性，锻炼了学生的创新能力、工程实践能力和团队协作精神。

3 结束语

实践证明，基于OBE理念，通过本教学团队构建的机械基础类课程第二课堂教学改革的综合实践后，学生学习机械基础类课程的主观能动性得到了较大提升，工程实践能力、创新能力和团队协作精神等也在潜移默化中获得了训练和提高，同时，学生的个性也得到了促进和彰显。但能否将这一人才培养体系长期持久地实践下去，还需要学校各级领导和广大师生共同努力，并加以新的探索和研究，这样才能在培养学生综合素质上获得更大的成果。

参考文献

[1] 李志义，朱泓，刘志军，夏远景.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革.高等工程教育研究，2014（2）.

[2] 穆浩志，李克旺，牛兴华，等.基于工程教育认证的机械基础系列课程教学设计与实践.中国轻工教育，2015（5）.

[3] 李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革.中国大学教学，2014（6）.