基于OBE-CDIO 的过控专业机械设计基础课程设计改革与实践

杜永英， 郭 慧， 宁建荣

（沈阳化工大学 机械与动力工程学院， 辽宁 沈阳 110142）

0 引言

OBE（ Outcome Based Education）强调以学生为中心、以成果为导向[1]，强调学生开始学习时就确定了要达到的目标，然后在老师的指导下按照自己的学习经验、风格和进度逐渐达到目标。 按照OBE 理念，所有的学生经过一段时间的学习都会取得心仪的成绩。 CDIO（Conceive Design Implement Operate）指的是学生对各种设计产品进行构思、设计、实现和运作，强调让学生在“做”中学，是以产品研发为项目的导向， 使学生在现代团队环境下通过学习、实践培养工程设计实践能力。

机械设计基础课程设计是我校过程装备与控制工程专业必修的一门专业基础实践课程， 通常是进行带式运输机传动系统——二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计[2]，要求学生在期末考试前的三周做完带式运输机传动系统——二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计图纸和计算书，但是笔者经过多年的教学实践， 发现存在诸多问题与现代的高等教育人才培养不相适应。

1 机械设计基础课程设计存在的问题

1.1 时间安排不合理

机械设计基础课程设计时间一般安排在学期期末考试前三周， 学生期末考试周之前需要应对各种选修课程考试，还有英语四、六级考试，有的老师还安排实验和实习， 有的老师因为各种原因落下的课也安排在这个时间补，使学生无法将主要精力集中到课程设计上来。

1.2 学生的学习兴趣不高

学生误认为机械设计基础课程设计犹如其他理论课的大作业，不肯动脑筋花时间来认真做，有的在网上买图纸，有的抄袭上届学长的图纸，再配上编造的数据了事，导致交上来的图纸都差不多，就连错误的地方都一样，不利于学生的基本设计能力和创新思维的培养， 致使课程设计训练目标无法达到。

1.3 教学评价方式单一

目前的评价方式仅仅凭学生交上来的图纸和说明书及答辩来评判学生的成绩，分优秀、良好、中等、及格和不及格。 由于图纸和说明书都差不多，学生抄袭严重；指导老师在短时间内一次指导的学生人数较多， 而且答辩也是一个老师在短时间内针对很多学生问答， 导致学生不能深入思考，草率回答，导致老师给成绩时也都集中在及格和中等上， 这样的评价方式阻碍了工程教育专业培养目标的实现。

2 基于OBE-CDIO 机械设计基础课程设计改革方案

针对机械设计基础课程设计出现的诸多问题笔者开展了融入了OBE-CDIO 模式对机械设计基础课程设计在教学内容、 教学方式和评价方法上进行了完全以学生为中心的教学改革，见图1。

图1 以学生为中心的教学

2.1 将课程设计融入课程教学中减轻集中设计周学生的设计任务

笔者尝试按照CDIO 的构思、设计、实现、运作4 个方面将课程设计分解成若干个子项目， 并分散到整个学期机械设计基础课程教学的相关章节的教学任务中去，在开始给同学们上机械设计基础课程的时候就布置课程设计项目，见图2，设计带式运输机传动部分，包括带传动和两级齿轮传动。 将课程设计项目分解的各个子项目提供给学生， 让学生知道要做好每个子项目就要完成相关章节的学习，遇到不会的问题，学生也积极的寻求方法解决，而且，学生也提出自己见解，设计思维逐渐养成。大大的降低了集中进行设计时各种考试对学生的潜在影响， 学生可以根据自己的任务的轻重缓急统筹安排课程设计的进度，培养了学生自主设计和创新能力。

图2 课程设计项目简图

2.2 利用给学生布置项目和给学生分组来激发学生学习兴趣

将机械设计基础课程分解成适合课程设计的若干个子项目进行讲解，见表1，将学生分成6～7 名同学一组，每组有组员协商推选一名学生作为组长， 学生可以通过组间和组内互相监督、讨论和学习，积极主动完成每个项目，项目完成后再编写设计说明书，学生的学习动力和学习的兴奋度显著提高。

表1 子项目与知识点对接

2.3 线上、线下师生互评多元评价

改变以“老师教”为中心的传统上课方式为以“学生学”为中心的OBE-CDIO 模式，利用学习通平台在课前向学生推送课程短视频，让学生自学，组内讨论，学习通平台可以统计学生自学的得分情况； 线下上课时每组派代表汇报学习情况， 汇报项目进展情况， 由其他组给出评价，记下每一次小组得分，再最后取平均分，可以督促不学习的组或汇报不好的组员努力学习， 增强了组内学习协作能力。 满足了各类学生都能够参与到学习中来，让学生真正接受到个性化教育。 既培养了学生同组间完成项目的合作精神又培养了学生不同组间对项目不同观点的质疑精神，逐渐养成对工程设计的科学思维。

4 结束语

融入OBE-CDIO 理念的机械设计基础课程设计教学模式改革，提供了一种新型的实践教学模式，激发了学生对课程设计的学习兴趣， 大部分学生能在课外积极与老师探讨工程项目设计并且主动参加各种创新大赛， 在主观方面可以看出学生的主观能动性被全方位的调动起来了， 在客观方面为学生在以后的工程设计实践中践行科学思维奠定了基础。