基于OBE理念的理论课与实践环节协同教改

代巧 姜学艳 孙志英

[摘 要] 基于成果导向教育（Outcome-based Education，OBE）理念，将“过程设备设计”理论课和课程设计实践环节进行协同教学改革，包含结合毕业要求反向设计课程目标，以学生为中心设计教学模式，以能力培养为目标设计考核方式，以学习结果评价教学质量，设计理论与实践课程的协同持续改进。协同教改实现OBE理念反向设计，能有效提升过程装备与控制工程专业核心课与实践环节的融合对接，有效促进学生理论知识的掌握与实践能力的提升。

[关键词] 成果导向教育;过程设备设计;课程设计;协同教改

[基金项目] 2020年度江苏理工学院教学改革与研究项目“基于工程教育理念的‘过程设备设计理论—实验—设计多元融合的一体化教学改革研究”（11610112014）

[作者简介] 代 巧（1986—），女，四川资中人，博士，江苏理工学院机械工程学院讲师，硕士生导师，主要从事过程装备结构强度评定研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）30-0066-04   [收稿日期] 2021-04-12

成果导向教育（Outcome-based Education，OB-

E）由Spady率先提出，现已形成完整的理论体系，至今被认为是追求卓越教育的正确方向[1，2]。OBE理念的三大原则：反向设计、以学生为中心和持续改进，是工程教育专业改革的三个基本问题[3]，

决定着专业培养目标和毕业要求的达成，而毕业要求的达成需要课程教学来支撑[4]，因此将OBE理念引入课程教学改革，是工程教育专业改革的关键环节。同时，OBE强调协同教学而不是孤立教学，需考虑不同课程教学之间的协同效应来设计和实施课程教学及评价。“过程设备设计”是过程装备与控制工程专业的专业核心课程[5]，包含理论教学和实验教学环节。课程设计是与课程匹配的實践性教学环节[6]，课程理论、实验、课程设计之间本就存在衔接，基于OBE理念进行教学改革，实现理论课程与实践环节的协同教学，能更好地支撑毕业要求。

一、以成果为导向设计课程教学目标

课程目标是课程教学的核心，既支撑着毕业要求的达成，又决定着教学内容、教学方法以及评价方式。“过程设备设计”课程内容涉及材料、力学、腐蚀与防护、过程原理、机械设计基础和工程制图等学科知识，是一门多学科交叉融合的综合性专业课[7]。“过程设备设计”课程设计是进行典型过程设备的设计训练，使学生熟悉和掌握设计方案的分析论证、结构设计、设计规范以及工程制图等内容[8]。依据江苏理工学院过程装备与控制工程专业毕业要求内涵观测点的分解，“过程设备设计”理论课程与实验支撑4个毕业要求内涵观测点，课程设计支撑5个毕业要求内涵观测点，以此确定描述明确、具体、可测量的课程教学目标。“过程设备设计”及课程设计的目标设置如图1所示。

“过程设备设计”的课程目标为：课程目标1，能够综合运用相关理论与方法，建立回转壳体应力分析模型，求解压力容器典型板壳结构的应力;能够根据给定的压力容器设计条件，依据相关标准规范，确定合理的设计参数，进行容器的结构设计、强度与刚度设计计算及校核。课程目标2，熟悉国内外压力容器规范与标准的基本内容及适用条件，能够根据设计条件正确选择和应用压力容器规范标准;能够根据设计使用条件与选材要求，正确地进行选材;能够根据相关标准和规范，进行密封装置的设计与选型、开孔与接管设计、安全附件的设计与选型以及耐压试验和泄漏试验设计，并能综合考虑安全、环境、经济等因素，优化设计方案。课程目标3，掌握压力容器常见的失效模式、失效判据与设计准则，理解压力容器常规设计与分析设计方法的基本思想及异同;能够理解与描述压力容器先进设计理念，了解压力容器相关设计技术前沿、最新进展及工程应用情况。课程目标4，掌握储罐、传热设备、塔设备及反应设备的结构、功能及与之相关的法律、规范和标准，能够根据工程需求，综合考虑安全与经济的统一，进行典型过程设备的结构设计与强度设计。

“过程设备设计”课程设计的课程目标为：课程目标1，根据设计题目和给定的设计参数，完成过程设备的总体结构设计、主要结构参数设计与选择、主要零部件结构设计与材料选择、主体结构与重要零部件强度设计计算、过程设备装配图绘制等设计内容，并能用图纸、报告等形式呈现设计成果。课程目标2，在课程设计中综合应用专业基础知识和专业知识，并能使用现代信息技术，获取课程设计所需的设计标准、论文等文献资料，提高解决工程实际问题的素质和能力。课程目标3，能够通过计算说明书、设计图纸和答辩清晰地表达过程设备的设计方案、过程和结果，并能与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。课程目标4，根据过程设备的特点，遵循安全与经济统一的基本原则，对设备选材、零部件选型以及制造进行成本计算，能够将经济决策方法应用于过程设备的设计过程中。课程目标5，熟悉压力容器设计相关规范、标准，理解压力容器规范、标准及各零部件标准的更新替换，关注新的压力容器设计方法及过程设备涉及的新工艺和新理论，具有不断学习和适应新技术发展及在设计过程中体现创新意识的能力。

由图1可以看出，“过程设备设计”理论课程和实践环节，总共支撑12个毕业要求中的工程知识、设计/开发解决方案、使用现代工具、职业规范、沟通、项目管理、终身学习7个毕业要求的内涵观测点。两门课程既有单独支撑的毕业要求，也有共同支撑的毕业要求。总体思路为：学生通过“过程设备设计”课程掌握理论知识和经济决策的方法，具备过程设备设计的能力，形成职业规范意识。

二、以学生为中心设计课程教学模式

OBE强调以学生为中心的教学模式，强调知识的创新性和实践性，因此课程教学将由传递和继承知识转变为体验和发现知识。在过程装备与控制工程专业的人才培养方案中，由于过程设备设计课时较长，所以理论课程和课程设计分别被安排在第六、第七学期进行。在教学过程中发现，课堂讲授理论知识后进行课程实验，学生不能很好将实验和理论知识进行联系，需要再次重复讲解理论知识;经过一个假期后再进行课程设计，学生对理论知识非常模糊，对设计无从下手。为了实现课程目标，使学生能够将理论与实际建立联系，实现理论课程、专业实验、课程设计多元融合的一体化教学，对课程教学进行改革。