机械设计OBE教学模式改革研究

于克强 刘元林

摘要：为了培养满足社会需要的工程人才，改变传统机械设计课程教学的不足，在工程教育专业认证的背景下，以黑龙江科技大学机械设计制造及其自动化专业机械设计课程为研究对象，以满足学生毕业要求为目标，以学生为中心，以学生为什么学、学什么、怎么学及学到了多少为主线，构建了机械设计课程OBE教学模式。机械设计课程OBE教学模式对学生创新能力、实践能力、机械设计方案的提出及可行性的分析和论证能力及分析与解决复杂工程问题能力的综合培养起到积极的促进作用，实践教学表明，机械设计课程OBE教学模式可使学生满足毕业达成度要求，本研究可为其他相关研究提供参考。

关键词：工程教育专业认证;机械设计;OBE教学模式

0  引言

自2005年以来，我国开始构建工程教育专业认证体系[1]，工程教育专业认证要求学生毕业应满足相应的毕业要求，其中产出导向教育就是工程专业教育认证所遵循的重要理念[2-4]。产出导向教育（Outcome-based education，OBE）强调知识的整合，是从知识结构出发反向设计，进而使每门课程的学习都与知识的结构相互呼应，最终使学生达到顶峰，是强调以学生为中心的理念。机械设计是工科机械类专业重要的基础课，能够培养学生分析和解决复杂工程问题的能力，在培养新型工程人才方面起着重要作用。因此在机械设计课程教学过程中贯彻OBE教学理念，构建机械设计教学模式，对培养满足社会要求的毕业生具有重要意义。

1  传统机械设计教学现状

传统机械设计教学主要以教师为中心，以教师的教为主，学生学习被动，教学效果差。OBE教学理念是以学生为中心，重心由教师的教变为学生的学，以学生能够真正的掌握知识提高能力为目的，二者对比见表1。

2  机械设计课程对应的毕业要求

根据黑龙江科技大学办学定位，及机械设计制造及自动化专业学生毕业所应培养的能力及相关要求，现制定12条毕业要求，每条毕业要求又下设多个指标点，共计29各指标点，针对机械设计课程的特点及能够培养学生的能力，现制定出机械设计实践对应的毕业要求指标点，见表2所示。

3  机械设计课程OBE教学模式的构建

根据机械设计课程的特点，核心内容主要包括螺纹连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴及滚动轴承等内容，根据OBE教学以学生为中心的教学理念，机械设计课程OBE教学模式主要分为四个方面：为什么学、都学什么、如何学及学会了多少。

3.1 为什么学

每部分内容在讲解之前都引入生活中学生感兴趣且熟悉的案例，通过案例让学生对所讲内容进行大致了解，并通过教师介绍使学生进一步了解所讲内容的特点、工作原理及类型，并列举在生活中应用的其他实例，让学生明确学习该内容的重要性。

3.2 都学什么

通过对模型的观察加深学生对所讲内容的了解，将学生分组，每组分别对模型进行拆解，并进行讨论，提出问题及兴趣点，教师结合实际内容的侧重点、学生的反馈及学生毕业要求所对应的教学内容，对讲课内容进行调整，然后教师让学生明确都学什么内容，进行有针对性的重点讲解。

3.3 如何学

学生如何学习课程内容主要在于教师的教学设计和教学方法。根据学生毕业要求所针对的能力培养，机械设计OBE教学可将机械设计授课过程分为课前、课上及课后三个阶段，见图1。

3.3.1 课前阶段

课前阶段指正式上课之前的一段时间，教师可根据课程内容通过微信平台、QQ群或课程网站等方式布置任务，学生根据要求搜集资料、预习内容及整理问题，这样可以使学生提前进入学习环节，改变以往的被动接受，提高学习积极性。

3.3.2 课上阶段

通过案例及模型，使学生提高学习兴趣并能够对所学内容有大致了解，教师结合实际内容的側重点及学生的反馈对内容调整，及学生能力培养所需要的内容，进行有针对性的重点讲解。然后针对主要内容设置问题，将班级学生分组进行讨论，并回答问题，由教师记录成绩作为最后考核成绩的一部分，最后留出5分钟时间由教师进行归纳总结。

3.3.3 课后阶段

每次课结束后为了对所内容加深理解要针对内容留作业，在讲完每章后为了对所学知识进行巩固提高还要留一道设计性的大作业，并且在讲完每章后还要通过网络给学生发布相关知识的扩展内容，以提高学生学习兴趣及扩充相关知识量，课后学生若对作业、上课内容或与课程相关的知识有疑问，教师可利用网络平台答疑。

3.4 学到了多少

学生学习完机械设计课程后，能力有无提高，能否满足相关毕业要求主要通过达成度评价来体现。机械设计课程OBE教学达成度评价是以提高学生创新能力、实践能力、机械设计方案的提出及可行性的分析和论证能力及分析与解决复杂工程问题能力为出发点，以满足学生毕业要求为目标进行评价。毕业要求达成的评价主要采用直接评价和间接评价两种方式进行。直接评价就是以试卷、作业、实验、大作业、阅读报告等形式的成绩为基础，根据对毕业要求指标点支撑的权重，折算进行定量分析。间接采用问卷调查方法，综合评分后进行定量分析。机械设计课程OBE教学评价与传统教学评价对比见表3。

4  结论

根据工程教育专业认证的特点和对工程人才的要求，改变传统机械设计课程教学的不足，以学生毕业要求为目标，以学生为什么学、学什么、怎么学及学到了多少为主线，构建了机械设计课程OBE教学模式。以机械16-1班机械设计课程教学为研究对象进行了机械设计课程OBE教学模式的实践教学，通过最后毕业达成分析表明，机械设计课程经过OBE教学模式改革后满足毕业达成度要求，并可根据分析结果进行相关的持续改进，本研究可为其他相关研究提供参考。

参考文献：

[1]张文雪，刘俊霞，彭晶.工程教育专业认证制度的构建及其对高等工程教育的潜在影响[J].清华大学教育研究，2007，28（6）：60-64.

[2].刘宝，李贞刚，阮伯兴.基于工程教育专业认证的大学课堂教学模式改革[J].黑龙江高教研究，2017（4）：157-160.

[3]赵亦希，陈佳妮，陈关龙.以学生能力培养为导向是工程教育专业认证的基本准则[J].上海教育评估研究，2014（4）：5-7.

[4].李志义.解析工程教育专业认证的持续改进理念[J].中国高等教育，2015（15）：33-35.