摘要:基于OBE理念,探讨高职“机械设计基础”课程建设逻辑。提出五个建设步骤:修订课程标准,优化教材结构;双师合力,共建理实资源;制定建设标准,实施评估督导;延伸相关课程,促推知识升级;优化评估反馈,注重持续改进。
关键词:OBE;机械设计基础;课程建设
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2024)04-0082-05
一、基于OBE理念的课程资源建设逻辑
OBE(Outcome-based Education,成果导向教育)理念以学习成果为导向,强调人人都可以取得成功并持续改进,与我国职业教育的核心目标高度一致。在理论和实践上,以OBE理念指导高职多元化生源下专业课程资源建设是一项可行的举措。这也符合我国职业教育的发展趋势,能够促进职业教育的持续改进和提高。
(一)学习者的内外需求是OBE课程资源建设的逻辑起点
高职“机械设计基础”课程授课对象是机械类和机械类相关专业的学生,课程特点主要表现为:
1.基础性
该课程是一门理论与工程实际紧密结合的技术基础课程。通过讲解一般机械中的常用机构和通用零部件,传授机械工作原理、结构特点、设计规律等知识。
2.应用性
该课程注重理论与实践相结合,同时对接全国大学生机械创新设计大赛、大学生“挑战杯”等赛事,所教授的设计原理和设计方法在实际工程应用中具有广泛的应用价值。
3.交叉性
“机械设计基础”课程涵盖机械原理和机械设计两大部分,主要包括连杆机构、齿轮传动、蜗杆传动、挠性传动、支承设计、连接设计、课程设计实训等学习模块,涉及机械原理、材料力学、制造技术等多个学科领域的知识,具有较强的交叉性。
4.系统性
机械设计需要考虑多个因素,如材料、结构、强度、精度、可靠性等,注重培养运用机械设计手册、图册的能力及分析并设计机械传动装置、优化机械零件设计的系统思维。
“机械设计基础”课程在资源建设上,需要考量的因素较通识课程多,采用OBE理念能帮助教师明晰资源建设的逻辑起点为学习者的内外需求,从而快速定位建设重点,制定预期目标[1]。
(二)反向设计是OBE课程资源建设的逻辑中介
在高职百万扩招的背景下,学生的生源结构发生了显著变化,除了普通高中毕业生和中职毕业生外,还纳入了社会生源,例如退役军人、下岗职工、农民工和新型职业农民。这些社会生源前期接受的教育不具备连续性和系统性,希望通过学习来弥补学历短板,同时他们了解企业岗位的实际需求,学习愿望更为强烈,对“需要学习什么”和“为什么学习”有更为清晰的认识[2]。相较而言,普通高中毕业生尚未接触职业岗位,学习目标较为模糊,易受周围环境影响。然而,他们的学习能力较好,具有较强的可塑性。坚持以学生为中心,对课程进行“反向设计”,打造与学生学习需求相匹配的课程内容矩阵,以实现人人成功的学习效果。
(三)达成预期成果是OBE课程资源建设的逻辑终点
OBE的教学逻辑终点在于学生最终能够展示出所期望的成果,即学生能够展示出相应的能力、技能和知识等。可以通过衡量学生能够做什么来客观地评估这种教学方法的有效性。这种评估方法有助于帮助学生对照自身的学习目标找到差距,从而提高学生学习的积极性和主动性[3]。同时,通过对成果的分析,教师可以有针对性地调整教学思路和策略,优化教学内容,改进教学方法,提升教学质量。此外,学生成果的达成情况也有利于学校从纵向和横向进行比较,发挥优势,弥补不足,最终提升办学质量。
二、“机械设计基础”课程资源建设现状
(一)教材资源
当前,高职“机械设计基础”教材的种类繁多,但大多数教材存在以下问题:岗课缺乏融通,课程项目化、模块化特色不鲜明,缺乏真實职业岗位能力梳理;内容陈旧,未能及时反映新技术、新工艺的发展状况;难度不适,未能根据学生的实际情况进行差异化设计;实践性和实用性不足,缺乏实际案例和实践环节;国际化视野狭窄,未能借鉴先进教材和教学方法。
调研发现,“电梯安装”“电梯维保”“电梯检验与检测”等专业核心课具有鲜明的职业岗位特色,课程结构容易实现项目化,课程案例能从岗位轻松获取,课程资源能较好地实现校企合作开发,课程内容能紧跟企业岗位并及时更新,符合职业教育倡导的专业课程与新产业、新业态、新模式、新职业紧密结合的理念,确保课程内容能反映相关领域的新技术、新工艺、新规范。同时,行业企业的参与也是必不可少的,这样能让课程内容更加贴近实际,符合本专业相关技术领域职业岗位(群)的能力要求。而“机械设计基础”“工程力学”“工程材料”等专业基础课程的课程知识不聚焦具体职业岗位,学科内容交叉多,课程重构难度大。因此,无论是课程资源建设、还是教材建设,专业基础课程改革难度都较大。
(二)理论教学资源
“机械设计基础”课程的理论教学资源主要包括电子课件、习题试卷、课程标准、教学计划、动画及微课资源等。随着信息技术不断深入,依托中国大学MOOC、智慧职教、超星学银在线等平台,一批批校级、省级、国家级精品课程及专业(群)教学资源库呈现井喷式发展,在线课程也在高职院校得到快速推进和应用。分析主流平台上的课程资源发现,“机械设计基础”在线理论教学资源主要存在以下问题:学科体系特色鲜明,内容过于枯燥,与职业岗位对接不清晰;理论学习难度大,个性化设计不足,与高职多元的生源教育生态契合度不高;重数量轻质量,刷课现象严重;课程思政意识薄弱,思政融入生硬,缺乏专业认同感熏陶;资源存在一成不变情况,缺乏持续改进和更新[4]。
(三)实践教学资源
“机械设计基础”课程的实践教学内容包括机构运动简图的测绘和分析实验,通用机械零件认识实验,凸轮设计实验,运动参数测定实验,齿轮范成原理实验,轴系结构设计与装拆实验,减速器的装拆与设计实验,机构运动创新设计实验,轮系创新设计拼装及仿真实验,带传动实验,螺栓组联接实验,机械传动性能综合实验。调研发现,各高职院校在实践教学环节选取的实践项目有所不同,实践教学资源在建设上的主要问题表现为以下方面:过度依赖线下实验室教学场地,信息技术辅助教学相对落后;实验室实训设备不足和老化问题突出,制约实践教学正常开展;线上实践教学资源(微课为主)注重理论讲解,缺乏操作规范讲解和示范;实践教学项目孤岛式开展,缺乏与课程教学内容的联系,企业实践案例的融入甚少;对文献查阅、数据处理方法及实验报告撰写缺少系统讲解。
(四)专业拓展资源
“机械设计基础”与前导课程“工程材料”“机械制图”,后续课程“机械制造基础”“机械产品数字化设计”“机械制造工艺及装备”等有所关联。专业拓展资源建设上主要存在以下问题:传统教学的教学资源建设缺乏对专业资源整体性建设原则的考虑;课程资源建设与相关课程有效衔接不够,处于割离状态;核心课程的基础知识点不能适当介入提前认知,对学生全局观培育、创新思维激发不利;学习成果涉及专利申报,而学生对知识产权了解甚少,导致申报过程困难重重;该课程是很多院校机械类专业专升本考试科目,但在课程建设中对专升本各院校的考纲解读、试题分析及院校选择几乎空白,校内没有提供服务资源,学生备考迷茫。
三、OBE理念下“机械设计基础”课程资源建设机制
(一)梳理专业岗位群能力点,修订课程标准,优化教材结构内容
为了进一步提高高职机械人才的培养质量,从教材建设入手,注重课程的实践性、创新性和前沿性,对现有的教材进行调整和优化。通过梳理机械设计与制造专业的职业岗位群,找准能力要点,进而修订课程标准,将新技术、新工艺、新规范和新要求融入进来,提高适应性。同时,结合专业基础课的特点,立足服务专业(群)核心课程,对部分内容提前介入或延后开设,分基础篇、实践篇和拓展篇设计教学内容。
基础篇的内容包括常用、通用机械机构的原理、结构、运动特性等知识。这部分内容是机械设计与制造专业的基础,对学生掌握机械设计的理论知识有重要的作用。实践篇的内容重在分析真实岗位需求,关注行业发展趋势,开展项目化或模块化的教学案例设计,降低学习难度,增强实践性。具体表现在机械设计与制造专业的实践操作部分,包括机械设备的安装、调试、维护和修理等。通过对实践篇的学习,学生可以更好地掌握机械设计的实践操作技能,提高机械设计的实践能力。拓展篇的内容包括机械创新设计大赛、CAD机械设计等与课程相关的赛事案例,交叉学科的常用附录或工具,专业和专业拓展的前沿案例,整合专业课程延伸资源,拓宽国际化视野和个性化设计。这部分内容是机械设计与制造专业的延伸,对学生拓展视野和增强创新能力具有重要作用。通过对拓展篇的学习,学生可以更好地了解机械设计与制造专业的发展趋势和前沿技术,提高自身的创新能力和实践水平。
(二)组建教学团队,双师合力,双线共建理实资源
教学团队由8~10人组成,其中核心成员为4~5人。团队主要包括该课程校内“双师型”教师、相关核心课程任课教师、教学管理人员、校外企业导师、校企合作导师及学生代表(学生助教)。团队成员一是要积极开展各类教研活动,如集体备课、教学观摩、座谈会等,吸取优秀教学经验;二是要注重与行业企业合作,邀请企业专家、技术人才来校举办讲座、开办工作坊等,让学生有机会与业界紧密接触,培养更具市场竞争力的应用型人才;三是要积极参与各类学术交流与合作,如参加学术研讨会、发起教学研究等,不断提升教育教学水平。
在课程建设方面,教学团队按照OBE理念,以成果为导向,对课程线上、线下资源进行系统规划与设计。校内教师主要负责线上理论教学资源的设计开发和应用推广,梳理“机械设计基础”课程与专业核心课程之间的知识关联,并完成项目化或模块化内容构建。在创建作业库、题库、试卷库时,需要进行试题资源分类,以满足学生升学考试、期末考试等个性化需求。在校内行政部门的牵线搭桥下,如教务处、招生就业处,校外教师充分发挥企业实践资源优势,将一线生产实践案例引入实践教学环节,以促进教学与岗位的对接,提升学生的专业技能,树立劳模精神、劳动精神、工匠精神和职业精神。线下搭建虚拟仿真实训室,引入虚拟现实技术,将虚拟仿真融入课程建设与教学,重视信息技术对职业教育的赋能。这既能降低实训成本,又能为学生提供反复演练的机会,提高学生专业实践技能水平[5]。
此外,团队成员组织学生参与各类技能竞赛,以赛促学,提高学生的实践能力,培养创新精神。校内外教师还可以以企业需求为导向,优化实践教学方案,在课程设计、毕业设计、顶岗实习等方面开展理实课程资源的建设合作,使企业与学校共同参与人才培养全过程,构建全过程、多方位的学习资源,为OBE理念下人人都可成功提供学习平台和资源。
(三)制定教学资源建设标准,实施评估督导和质量认证,确保资源的质量和实用性
OBE强调反向设计,课程教学资源的建设与设计质量是实现预期目标的重要因素。课程资源建设需要团队作战,为了确保资源建设的统一性和高质量,需要制定标准并形成文件,如PPT模板、Word文档字体和行距、微课资源时长、课程教学设计等,让建设者和评估者有章可循。
为了吸引学生积极参与学习过程,课程资源建设应遵循多样性、新颖性、趣味性、启发性、发展性原则。根据教学目标,将模块内容划分成若干个知识点,制作5~10分钟的微课视頻,并开设答疑区、讨论区、知识清单、思政育人小课堂等模块。教师和学生助教在线实时收集学生学习困惑,增强课程交互性,为学生创造出丰富多样的学习体验,激发学生自主学习动力,从而更好地达成学习目标。
成立评估督导小组,明确职责,实施评估督导和课程质量等级认证。课程资源建设质量的考量指标主要包括OBE理念反向设计的教学内容、教学环节实施等的科学性、规范性及学生的学习体验。为尽量确保评估的科学性,在评估小组成员上除了教学名师、一线教学骨干,还包括学生、企业导师、平台工作人员等。多元化的组成成员,有利于从不同视角审视资源建设的质量,确保资源建设能有效落地为学生服务。
(四)依托专业群教学资源库,纵横延伸相关专业课程,实现资源共享
“机械设计基础”课程中的许多知识点与其他前导课程或后续课程交叉。例如,轴的强度计算校核、螺栓强度计算校核及剪力图与弯矩图等知识点与前导课程“工程力学”相关联,材料及热处理知识点与前导课程“机械工程材料”相关联,齿轮和轴的结构设计等知识点与前导课程“机械制图”相关联,三维实体建模知识点与后续课程“机械产品数字化设计”相关联,切削加工知识点与后续课程“机械制造工艺及装备”相关联。
专业课程之间的交叉融合,有利于培养学生的创新思维和实践能力。例如,在齿轮和轴的结构设计中,学生可以通过对比不同类型齿轮和轴的结构、材料和制造工艺,自主探索更加高效和完善的设计方案。在三维实体建模课程中,学生可以利用已有知识,对实际机械零部件进行三维建模,加深对机械结构的理解。在切削加工课程中,学生可以借助模拟软件和实际操作机会,对机械加工过程进行模拟,预见可能出现的问题,并制定解决方案。在这个整合和拓展课程内容的过程中,学生不仅能够巩固基础知识,提高实际操作能力,而且能够提升自身的综合素质,培养团队协作和创新能力。
依托专业群教学资源库,教师之间更方便协作,分享教学资源,减少重复性建设,提高建设质量,实现教学资源最大化利用。此外,专业群教学资源库能够为学生搭建更为广阔的平台。学生可以根据自身情况,选择课程资料、视频教程、实践项目等,满足个性化需求。纵横延伸相关专业课程有利于新旧知识点有效衔接,促进学生从知识点、能力点、素质点向知识链、能力链和素质链的升级转化。不同科目之间的有效辐射、相互交织,不仅避免出现知识孤岛,还能进一步为知识网的形成奠定基础,有利于培养出具备创新精神和实践能力的复合型人才,为学生未来的职业生涯奠定坚实基础。
(五)优化评估反馈机制,及时收集并处理反馈意见,不断改进课程资源
OBE理念将迭代思维内核充分应用于课程建设领域,通过逐步完善的评价和反馈机制,帮助建设团队在课程开发过程中持续优化工作方法和流程。这一理念不仅注重课程质量的提高,还关注学生学习体验的提升。在课程建设的各个阶段,以不同层次的评估为引领,帮助建设团队识别优点和不足,调整和优化课程建设,以便提供更为有效的支持。
针对不同发展阶段的课程建设,在评估权重方面,制定了动态的差异化评估标准。在课程建设初期,课程资源有很大的调整空间,以建设团队自我评价为主,督导组和学生体验评价为辅。在课程建设运用中期,课程资源经过了前期问题的自我发现和诊改,又有了课程运行的数据反馈支撑,此时以督导组和学生体验评价为主,打破建设团队的视角局限,有利于深层次诊断课程,挖掘课程质量与运行背后隐藏的问题。在课程建设成熟期,课程的框架与内容没有了大幅改动,此时以学生的体验评价为主,让课程不仅能用,并且好用。
参考文献:
[1]刘陈艳,景亮亮.OBE理念指导下大学英语课程思政建设[J].中北大学学报(社会科学版),2023(3):76-81.
[2]葛新旗,杨延风.基于OBE理念的扩招背景下高职社会生源在线开放课程建设探析[J].职业技术教育,2022(26):38-43.
[3]柏晶,谢幼如,李伟,等.“互联网+”时代基于OBE理念的在线开放课程资源结构模型研究[J].中国电化教育,2017(1):64-70.
[4]桂亮,金悦,郭婷,等.面向创新设计能力培养的机械设计基础实验教学改革探索[J].高教學刊,2022(31):40-44.
[5]孙青锋,张元.职业能力导向课程的内涵、模式与建设策略[J].职教论坛,2021(8):88-94.
(责任编辑:任学甍)
Research on the Construction Mechanism of Curriculum Resources of
"Fundamentals of Mechanical Design" in Higher Vocational Education
under the OBE Concept
HE Teng-fei
(Hunan Electrical College of Technology, Xiangtan Hunan 411101, China)
Abstract: Based on the concept of OBE, this paper discusses the course construction logic of "Fundamentals of Mechanical Design" in higher vocational education. Five construction steps are proposed: revise curriculum standards and optimize the structure of teaching materials; school teachers and enterprise master work together to build theoretical and practical resources; formulate curriculum construction standards and implement supervision of evaluation; extend relevant courses to promote knowledge upgrading; optimize evaluation feedback and focuse on continuous improvement.
Key words: OBE; Fundamentals of Mechanical Design; curriculum construction
作者简介:何腾飞(1989—),男,硕士,湖南电气职业技术学院电梯工程学院副教授,研究方向为机械设计与制造、职业教育教学。
基金项目:湖南省教育科学“十四五”规划2023年度课题“OBE教育理念下‘三融四耦高职课程资源建设模式研究”(编号:XJK23CZY093)