“机械设计”课程的OBE改革探讨＊

常 清，李曰阳，成小飞，张会荣

（山东农业工程学院，山东 济南 250100）

1 前言

经过改革开放后40多年的飞速发展，中国科技水平等方面取得了巨大的进步，新经济背景下对高校教育教学质量提出了更高标准的要求。教育教学工作是高校教育的基础，提高教学质量是高校教育的永恒主题。在这样的大教育背景下，如何做好“机械设计”教学工作，符合应用型本科院校培养人才要求，不断提高人才培养质量，是高校教师努力的目标，是高校本科教育不懈的追求。

2 教学设计

处于国家信息化和工业化高速发展的时代，国家和社会用人单位对高校培养人才有了更高的要求标准[1]。如何实现提高学生培养质量教学要求，培养符合应用型人才目标，需要高校教师持续改进教学过程。“机械设计”是机械类专业基础课程，课程具有机械工程专业知识的综合性和鲜明的工程性，主要教学内容有零件部分的轴、轴承等，传动部分的带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等，联接部分的螺纹连接、键等内容，通过学习“机械设计”课程内容，使学习者获得机械设计方面的基本知识、基本理论和基本技能，掌握机械设计基本准则，同时为学习后续课程和将来从事工程技术类工作打下坚实的知识基础，培养学习者的设计思维和创新能力。

2.1 教学内容设计

在“机械设计”实际教学中，在OBE理念的引领下，“以学生为中心”的理念，对“机械设计”课程中的重点和重要章节教学内容进行了设计，主要内容如图1所示。

图1 “机械设计”主要内容

内容主要包括：传动部分、联接部分、轴系部分和零件部分，基本涵盖机械设计所有知识点，满足国家本科教育教学标准要求。“机械设计”课程教学中，实质是机械设计分析和设计，核心是运用设计知识解决机械工程中实际问题。

2.2 课程目标与毕业要求

“机械设计”教学中，课程目标是不容忽视的重要标准要求，具体为以下几个方面：①熟悉机械设计国家标准和规范，零部件键、皮带、链条等国标和行业标准，掌握几种传动机构基本知识和如何设计选用型号的方法；②具有通用机械及专用零部件机械设计能力，掌握机械系统设计的基础知识；③具备查阅机械技术资料能力。课程的教学目标对毕业要求的支撑及具体实施如表1所示。

表1 课程的教学目标对毕业要求的支撑及具体实施

2.3 以课程教学目标为导向的教学设计

根据培养目标和毕业要求，对课程大纲、课程性质、教学目标、教学内容和评价方法进行细致的规划，从而确定其教学方式和方法。目的为让学生清楚为什么学、怎么学和如何考评，从而满足课程目标要求，并达到应用型人才培养目的。教学设计指导思想如图2所示，使学生形成有思想观念、价值取向和精神风貌基础理念，同时在今后的学习工作和生活中具有创新精神、实践能力和综合机械设计能力[2]。

图2 教学设计指导思想

3 课程实施

3.1 基于OBE理念的实践教学方案

教学过程中始终以开放式项目和实际工程问题为核心，学生不但要学习基础设计知识，还要学会如何综合运用基础知识解决工程问题，从而通过掌握基础知识具备解决实际问题的能力。开展生活中实际机械工程设计开放性活动，引导学生从生活中发现“机械设计”的存在，体会如何根据需要改进工程实际问题，建立讨论小组，确定“机械设计”开放性题目主题[3]。

结合实际工程问题，作业形式多以综合性、开放性问题为主，如带传动选型、齿轮变速箱设计等教学案例，重点以学生知识、能力和创新能力培养为目标设置教案，同时在学生解决开放性题目过程中，培养其查阅标准、手册、常规数据表等技术资料的能力[4]。

3.2 以学生为中心的教学手段

信息化的发展为教学提供了更多的选择，采用混合式教学方法，充分运用在线学习资源和教学工具线上线下开展教学，以学生为中心，围绕项目实施反转课堂，课程具体实施过程如图3所示。在教学实施过程中，将教学内容分解为一系列主题，对每个主题，提供课前预习重难点、推荐学习资料和网络学习资源，学生按要求完成在线预习学习；线下翻转课堂学生以组为单位讨论和实现项目任务，教师在整个课堂过程中起到引导和答疑作用；课后在网络教学平台上发布相关联的课堂任务。整个教学过程中学生处于中心地位，在学习过程中同时做到总结、反思和完善知识体系的过程。

图3 基于OBE理念课程实施过程

同时注重课程过程性评价，完善课程的评价方式和内容能有效改进教师教学效果，提高学生学习的兴趣，促进学生学生方法、学习态度的转变。将课程考核与教学过程结合，具体有以下几方面措施：①课前预习，通过视频学习进度以及授课过程中通过开放性问题检验预习掌握程度；②通过开放性问题巩固学生所学知识，考察其对知识的掌握和综合运用能力，同时建立学习互助小组，小组内成员合作解决实际问题，这从另一个方面也提高了学生团队合作能力；③注重教学过程中学生的学习成效，实时改进教学措施以促进教学质量的提高和学习效果的最优化。

3.3 持续改进

OBE理念是持续改进的过程，“机械设计”课程综合性比较强，从教学实践出发，明确教学目标，不断提高学生学习“机械设计”的兴趣，根据教学过程中学生掌握知识情况实时调整，进一步全面改善“机械设计”课程教学方式和方法，具备更加完善的教学体系，使学生克服把课程作业当作应付教师的心理，采用恰当的办法，让每个学习者都能清楚地将所学知识进行项目划分，从而做到对自我的查缺补漏，不断激发学生的设计思维，使其对“机械设计”课程产生浓厚的学习兴趣，从而提高机械设计水平。

4 结语

研究以新工科背景下OBE理念为引导，结合课程目标、专业培养目标和毕业要求，对“机械设计”教学以学生为中心作出教学改进，尝试构建开放性问题引导教学模式，从而推动“机械设计”教学发展，并以社会应用型人才培养目标为导向，促进机械工程类实践教学的积极发展，最终实现中国高校工程类专业教学质量的不断提升。