基于OBE理念的机械设计制造及其自动化专业课程教学改革研究

摘要：本文探讨了基于OBE理念的机械设计制造及其自动化专业课程教学改革措施，以解决该专业在行业对接、跨学科整合和数字化技术应用方面的问题。主要措施包括明确教育目标与行业需求对接，深化与行业的合作关系，推动跨学科整合，加强教师培训与跨学科合作，以及整合数字化技术教育。通过这些手段，旨在培养更符合实际需要的专业人才，提高学科教育质量，激发学生兴趣与自主学习，以适应未来工程领域的发展趋势。这一系列改革举措将促使该专业更好地服务于行业需求，培养更具实际应用能力和创新精神的工程专业人才。

关键词：OBE理念；机械；教学

OBE（Outcome-Based Education）是一种基于结果的教育理念，其目标是确保学生在完成课程时能够达到特定的学习成果和能力［1-3］。在机械设计制造及其自动化专业中引入OBE理念有几个重要的原因［4-7］。首先，在课程设计阶段必须明确学习目标和预期结果，特别是在机械设计制造及其自动化专业中，这意味着确定学生需要掌握的技术、工程和设计方面的具体能力和知识。其次，教育者应该专注于确保学生真正理解和掌握核心概念，而不仅仅是记忆知识点，以提高教学质量，并使学生能够更好地应用所学知识解决实际问题。再次，机械设计制造及其自动化领域不断变化和发展，通过OBE理念，课程可以更灵活地调整，以适应行业的新需求和技术进展，确保学生毕业后具备符合当前工业标准和实际工作需求的技能。最后，OBE强调对学生实际能力的评估，培养终身学习的态度，使学生能够不断适应新技术和新挑战，尤其在机械设计制造及其自动化领域，这对跟上技术变革至关重要。

1 机械设计制造及其自动化专业课程教学现状

机械设计制造及其自动化专业是工程领域的重要学科，涵盖了广泛的知识和技能，但在不同学校和地区可能存在一些共同的现状和问题［8-11］。

1.1 课程设置多样

机械设计制造及其自动化专业在不同学校和地区的课程设置上呈现出显著的差异，这反映了教育机构在培养学生方面的不同理念和重点。这种多样性直接影响了同一专业的学生在毕业后所具备的知识和技能水平，为教育和就业领域带来了一系列挑战，同时也为未来的专业发展提出了思考和改进的空间。

一些学校更加注重传授理论知识，将机械设计制造及其自动化专业的课程设置得更为理论化和体系化，包括对机械设计原理、工程计算方法和理论模型的深入研究。但学生在实际应用方面相对薄弱，缺乏解决实际工程问题的实际技能。一些学校更注重实践应用，将机械设计制造及其自动化专业的课程设计得更贴近实际工程项目和实验室操作。然而，这也可能导致理论知识的相对疏漏，使学生在理论研究和创新方面相对不足。由于行业对综合素质和多方面能力的需求，这种单一侧重的教育模式可能使一些毕业生在职场竞争中不具备明显优势。

1.2 技术更新较慢

在机械设计制造及自动化领域，技术更新缓慢是一个日益严重的问题。随着新的工程技术和设计方法不断涌现，教育体系的更新滞后成为主要瓶颈。学校需要经过烦琐的审批程序，导致教育体系响应速度相对缓慢，无法及时融入最新的行业趋势和技术发展。此外，教育机构可能面临师资力量和设施设备的限制，进一步影响了课程的更新速度。缺乏足够的师资和设备投入会阻碍课程的更新，使学生无法接触到最新的行业动态。

技术更新缓慢对学生和专业发展产生了多方面的影响。毕业生可能需要额外的自学或培训，因为课程未涵盖最新技术和工程方法，使他们在实际工作中感到陌生，增加了适应时间，影响了职业初期的表现。此外，在就业市场上，缺乏最新技术和实践经验的毕业生面临竞争劣势，企业更倾向于招聘具备最新知识的人才，这使得一些毕业生需要不断追赶行业的步伐，弥补教育滞后的不足。

1.3 行业对接不足

机械设计制造及自动化专业与实际行业需求脱节问题令人担忧，可能使学生在就业市场面临挑战，原因包括过于理论化的课程设置、教材陈旧、课程设计滞后。一些学校偏重理论知识传授，缺乏实际案例和项目引入，导致学生在工程项目中应用时感到不足。教材更新不及时使课程内容滞后，无法反映最新行业趋势。专业课程可能缺乏与行业企业深度合作，未及时了解和响应行业创新和发展。缺乏深度合作使课程失去实践性，学生毕业后难以无缝过渡到职业生涯。另外，缺乏实习机会也是问题之一，学校未提供充足实践机会，使学生无法在真实工程环境中应用所学知识。

1.4 跨学科整合不足

机械设计制造及其自动化专业面临的挑战还包括跨学科整合不足，这个问题直接关系到专业的全面性。

机械设计制造及其自动化领域涉及多个学科领域，包括机械工程、电气工程、材料科学与工程、计算机科学等。然而，一些课程未能将不同学科领域的知识和技能有机结合起来。导致学生在面对真实工程问题时难以进行综合性的思考和解决，影响其在跨学科团队中的协同工作能力。在实际工程项目中，机械设计与电气控制、计算机程序等紧密关联，因此缺乏跨学科整合的教育模式可能阻碍学生全面发展，限制了其在复杂工程环境中的应对能力。

1.5 数字化技术应用不足

随着科技的飞速发展，数字化技术成为机械设计制造及其自动化专业不可忽视的趋势。然而，现实中一些课程在应用数字化技术方面表现不足。

机械设计制造及其自动化专业的一些课程未能充分整合数字化技术，这包括但不限于数字化设计、虚拟仿真、智能制造等领域，这可能源于教育体系的滞后，以及一些教育机构在更新课程时未能及时跟进最新的技术趋势。现代工业越来越依赖数字化技术，包括虚拟设计、实时监测、智能控制等方面。如果学生未能在学校获得相关知识和技能，他们可能在职场上感到不适应，需要额外的自学或培训来填补这方面的空白。这对毕业生而言增加了学习负担，同时也可能导致他们在就业市场上处于竞争劣势。

2 基于OBE理念的机械设计制造及其自动化专业课程教学改革措施

基于OBE（Outcome-Based Education）理念，解决机械设计制造及其自动化专业面临的行业对接不足、跨学科整合不足以及数字化技术应用不足等问题需要综合考虑教育目标、课程设计、实践机会和教师培训等方面。

2.1 明确教育目标与行业需求对接

机械设计制造及自动化专业的教育目标与行业需求的对接至关重要。采用OBE理念，首先要明确教育目标，包括理论知识深度、实践操作熟练度、创新思维培养、团队协作和沟通能力等。明确的教育目标有助于学生和教师明确学习方向，为课程设计、评估和改进提供基础。

其次，将教育目标与当前和未来行业需求对接至关重要。建立行业咨询委员会是有效方式，由不同领域专业人士提供实时行业反馈，审查课程设置、分析就业市场趋势和预测行业技术发展。委员会成员的代表性和权威性至关重要，需要涵盖不同领域和规模企业的专业人士，具备前瞻性和创新性思维。

学生可通过行业实习、企业访谈等形式直接与实际行业需求对接，深刻理解理论知识在实际工作中的应用，提高就业竞争力。教育机构需保持灵活性，及时调整课程设置，建立灵活的课程调整机制，以适应行业变化的快速响应能力。

2.2 深化与行业的合作关系

机械设计制造及自动化专业OBE的成功实施离不开深化与行业的合作关系。首先，教育机构应积极与行业进行对话与合作，建立专业的行业合作团队，以了解实际需求并获取专业建议。通过定期的行业沙龙和研讨会，紧密关注行业趋势、技术创新和人才需求。

其次，课程内容的制定要与行业标准和实际应用结合，邀请行业专业人士参与，提供实际案例和最新技术资讯。行业顾问委员会和专业研讨小组的建立将确保课程既有学科深度，又满足行业实际需求。引入实际项目案例，培养学生解决实际问题的能力。此外，提供实习机会和校企合作项目是将学生与实际工作环境结合的有效方式。通过建立实习合作关系，学生能够在实际工作场景中应用所学知识，了解企业运作和行业要求。校企合作项目则为学科研究提供更广泛的机会，促进了行业和教育机构的共同发展。

2.3 推动跨学科整合

机械设计制造及其自动化专业教育的目标与行业需求紧密相关，这对于学生的职业发展至关重要。一些学校强调传授理论知识，以建立学生坚实的学科基础，但可能导致实际应用能力不足；另一些学校注重实践应用，培养学生解决实际问题的技能，但可能会牺牲理论知识的完备性。这种差异影响着毕业生的职业发展方向和竞争力，解决此问题需要改进课程设置、加强与行业合作，提供更多实习机会，以确保学生具备实际应用能力。

为了更好地实现机械设计制造及其自动化专业的OBE教育，首先要与行业建立紧密的合作关系。建议设立专业的行业合作团队，通过定期的行业沙龙和研讨会了解行业需求，并结合最新技术趋势调整课程内容。其次，通过设立实习机会和校企合作项目，让学生在实际工作环境中应用所学知识，提高就业竞争力。最后，推动跨学科整合，组织跨学科项目和综合性项目，培养学生的综合能力，以适应未来工程领域的发展趋势。

2.4 加强教师培训与跨学科合作

加强教师培训与跨学科合作是机械设计制造及其自动化专业在OBE理念下提升教学水平的关键措施。

教师培训应涵盖跨学科教学方法、项目设计与管理、团队协作与沟通等内容，以提升教师在跨学科整合中的指导水平。通过深入参与行业研究项目，教师可以更全面地了解最新技术和应用趋势，将实际行业经验融入教学中，使课程更贴近实际工程应用。这种参与也有助于建立紧密的校企关系，为学生提供更多实习和就业机会。在行业研究项目中，教师可以深入了解行业的前沿技术和创新方向，将这些信息应用到课程设计和教学实践中。建立教师交流平台，例如组织学科研讨会，有助于促进教师之间的合作与交流，提高他们的综合素质和跨学科合作能力。这种跨学科合作有助于提高教学质量，使学科更符合实际需求，培养更具综合能力的学生。

2.5 整合数字化技术教育

在OBE理念下，整合数字化技术教育成为推动机械设计制造及其自动化专业发展的关键举措。通过更新课程内容，确保学生能够掌握最新的数字化设计、制造和自动化技能，包括CAD、CAM、CNC等基础知识以及智能制造系统和工业物联网等实际应用案例。跨学科的合作项目可以让学生在实际项目中应用数字化技术，培养实际操作能力。

在实验室教学中，教师可以设计与实际工程案例相关的实验项目，引导学生运用数字化技术解决具体问题，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。推动学生参与实际的数字化技术应用项目，如智能制造和数字化工厂，通过与企业的合作项目深入了解行业需求，提升实际操作能力和团队协作能力。这将更好地培养学生的数字化设计、制造和自动化能力，提高他们在职场上的竞争力，并为行业需求培养更具创新能力的工程人才。

2.6 激发学生兴趣与自主学习

在OBE理念下，激发学生兴趣与自主学习是提升机械设计制造及其自动化专业教学效果的重要手段。设计激发兴趣的课程内容至关重要，通过引入生动有趣的案例、实际工程项目和跨学科整合的课程，教师能够激发学生对专业的兴趣。

引导学生参与跨学科项目和实践活动是培养综合素质的有效途径，通过设计跨学科项目，学生与其他专业的同学合作，解决实际问题，培养团队协作和解决问题的能力。为了激发创新热情，学校可以设立创新与实践基金，资助学生开展创新项目，增加学生的投入度，推动他们在实际项目中尝试新领域，这有助于培养具备全面素质的专业人才，提高其在职场上的竞争力。

结语

基于OBE理念的教育改革在机械设计制造及其自动化专业中扮演着关键角色，这一系列改革措施旨在提升教学质量，培养学生综合素质，并解决诸如行业对接不足、跨学科整合不足、数字化技术应用不足等问题。改革的重点包括明确教育目标与行业需求对接、深化与行业的合作关系、推动跨学科整合、加强教师培训与跨学科合作、整合数字化技术教育以及激发学生兴趣与自主学习。这些措施旨在培养具备理论深度和实践能力的专业人才，使其更好地适应未来工业的发展趋势，并提高就业竞争力。最终目标是培养出具备全面素质、创新能力和实际操作能力的专业人才，推动行业的不断发展，为社会和产业的发展做出更多贡献。

参考文献：

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基金信息：2022年度省级“六卓越一拔尖”项目，材料成型及控制工程卓越工程师教育培养计划，项目号：2022 zybj065；巢湖学院人才启动项目，项目号：KYQD-2023023；安徽省自然科学高校重点项目，项目号：2022AH051721

作者简介：叶奇鲁（1993—），男，汉族，安徽池州人，博士，讲师，研究方向：材料科学与工程。