基于OBE理念的“机械设计基础”教学大纲设计

[摘 要] “机械设计基础”是支撑相关工科专业毕业要求达成度的重要课程。基于OBE理念和立德树人根本任务，针对课程教学大纲开展设计，首先根据工程教育认证标准提出了与毕业要求对应的课程目标;根据价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的育人理念，提出了课程思政目标。以此为基础确定了课堂教学和实验教学的内容、重点、难点、教学方式、考核方式等，明确了其与课程目标的对应关系;给出了课程目标达成评价方法和包含五个等级的定性评价标准等，为教学活动开展奠定了基础。

[关键词]  OBE;机械设计;立德树人;课程思政

[基金项目] 2020年度中南大学教育教学改革研究项目“新工科项目视野下面向学科竞赛和创新训练的《机械原理课程设计》教学改革研究”（2020jy033-2）;2020年度湖南省教育教学改革研究项目“先进制造创新人才培养实践教学体系构建”（HNJG-2020-0041）

[作者简介] 胡小舟（1981—），男，湖南桃江人，博士，中南大学机电工程学院副教授，主要从事流体力学的工程应用研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）37-0025-04    [收稿日期] 2021-04-26

成果导向教育（Outcomes-based Education，OBE）是工程教育认证的核心理念，它要求教师以学生通过教育后所获得的能力作为教学设计和教学实施的目标，由于学生能力的培养主要通过课程教学而实现，因此课程教学必须以OBE理念为基础开展[1，2]。

课程大纲是教师开展课程教学活动的纲领性文件，为了贯彻OBE理念，必须首先合理地设计课程大纲。传统的教学大纲主要规定每次课的讲授内容、课时、章节安排及先后顺序等，但为何要讲授这些内容及各章节内容与毕业要求（学生能力）之间的关系却没有阐明，导致出现“老师教得模糊、学生学得糊涂”的情况;以OBE理念为基础的课程大纲则围绕毕业要求进行展开，首先明确规定课程目标所对应的毕业要求，再确定每项毕业要求对应的课程内容和课时等[3，4]，因此教师和学生都很清楚每个课程内容对毕业要求的贡献，能够做到“老师教得明白、学生学得明白”。

“机械设计基础”是高等学校工科专业的重要技术基础课程，可帮助相关专业学生了解机械传动原理、机械零件结构、设计方法等，为其学习专业机械设备课程提供理论基础，也为其进行设备选购、正确使用和维护设备、进行故障分析等提供必要知识[5]，是相关开课专业毕业要求的重要支撑。为了达到工程教育认证要求，更好地服务于开课专业，本文以OBE理念为基础，对“机械设计基础”教学大纲进行设计，包括课程目标及其对应的毕业要求、课程教学环节学时分配、教学方式、考核方式、课程目标达成评价方法、课程目标达成评价标准等。

一、课程目标

分析工程教育认证标准规定的十二条毕业要求，结合“机械设计基础”课程内容，确定课程目标如下：课程目标1：掌握连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系等常用机构的结构、运动特性和机械动力学等基本知识，掌握齿轮、连接、带、链、轴、轴承等通用机械零件的工作原理、特点、选用等基本知识，能够运用常用机构和通用机械零件相关知识用于相关工程问题的表述，對应毕业要求1——工程知识。课程目标2：能运用常用机构和通用机械零件的基本科学原理，正确表达和分析与学生所在专业相关的机械工程问题，并获得有效结论，对应毕业要求2——问题分析。课程目标3：能够针对工程需求，运用常用机构和通用机械零件相关知识，初步分析和设计基本机构、机械传动装置和简单机械，并能够在设计环节中体现一定的创新意识，并考虑社会、环境等因素的影响，对应毕业要求3——设计/开发解决方案。课程目标4：能够针对机械工程问题，综合运用所学科学原理，掌握安全操作实验装置、正确采集和整理试验数据的方法，对应毕业要求4——研究。

以上课程目标采用可量化的环节进行考核，是进行课程目标达成度定量分析的基础。

为了实现价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的育人目标，需要深入挖掘课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能，融入课堂教学，达成德育渗透的教学成效，为此，本课程也规定了三个思政目标：

思政目标1：通过课程思政典型案例的分析，提升学生的文化自信，激发爱国意识和民族自豪感，扩大学生的国际视野与格局，提升学生对于环境保护、可持续发展的认识，增强时代责任感和历史使命感。

思政目标2：通过对机械学科前沿知识、著名科学家和新产品的介绍和课程大作业、实验教学环节的实施，培养学生锐意探索、勇于创新的科学精神和团队协作能力。

思政目标3：通过事故分析、著名企业发展历程等介绍，塑造科学精神、工匠精神，逐渐培养学生良好的职业道德，使其形成良好的职业素养。

由于思政目标的可量化程度相对较低，因此主要采取教师和学生主观评价的方式进行目标达成度定性分析。

二、课程内容

传统的“机械设计基础”内容庞杂，分为18章，大约需要80个学时。由于目前大部分开课专业都面临压缩学时的要求，一般都只能安排64个学时，有必要优化课程内容。为此，以OBE理念为核心，根据上述课程目标及其毕业要求，确定授课内容为15个章节，规定每章的教学内容、重点、难点、教学方式、考核方式及与课程目标的对应关系。下面以第2章平面机构自由度和速度分析为例进行说明。

1.学时与主要知识点：第2章占8学时，主要知识点包括运动副及其分类、机构的组成及分类、平面机构自由度、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用等。

2.重点内容：机构的组成（运动副的分类和特点）;平面运动副的表达方法和机构运动简图绘制方法;机构具有确定运动的条件;平面机构自由度的计算;速度瞬心的概念;利用速度瞬心进行机构速度分析的方法。