焦萬銘 徐妍 李金英

摘 ?要：“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”是機(jī)械類專業(yè)重要的實(shí)踐課，課程要求學(xué)生將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計項目，解決具體機(jī)械設(shè)計問題。傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生只能按照教師安排逐步操作，完成相應(yīng)教學(xué)任務(wù)，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性、積極性和獨(dú)立思考能力。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，文章將OBE成果導(dǎo)向教育的核心理念貫穿于教學(xué)中，通過更好地設(shè)計和規(guī)劃教學(xué)過程和內(nèi)容，規(guī)避傳統(tǒng)教學(xué)中存在的創(chuàng)新能力和積極性欠缺問題，更好地提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力，從而取得更佳的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：OBE理念；層次化教學(xué)；課程目標(biāo)；考核細(xì)則

中圖分類號：G642.0 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1673-7164（2024）02-0101-04

“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”是機(jī)械類專業(yè)最重要的綜合實(shí)踐課之一，涉及多門理論課知識的綜合運(yùn)用，課程在解決機(jī)械設(shè)計工程問題的過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生進(jìn)入工程實(shí)踐工作夯實(shí)基礎(chǔ)［1］。在傳統(tǒng)“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”課程教學(xué)中要求學(xué)生能夠按照規(guī)定任務(wù)，逐步完成既定目標(biāo)；但在此過程中普遍存在學(xué)生積極性不高，遇到困難時消極等待，缺乏主動解決問題的意識和融會貫通的能力的現(xiàn)象［1］；OBE（Outcome Based Education，即 OBE）是二十世紀(jì)80 年代興起的以結(jié)果為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主，老師為輔，持續(xù)改進(jìn)的一種教學(xué)新模式［2］。在課程教學(xué)中引入OBE的教學(xué)模式可以解決原有傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動接受學(xué)習(xí)和消極對待的問題。

一、傳統(tǒng)課程設(shè)計中教學(xué)存在的問題

（一）學(xué)習(xí)的目標(biāo)不明確

在完成傳統(tǒng)的課程設(shè)計過程中，很多學(xué)生只是按照老師所授的流程完成任務(wù)而進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，而對本階段學(xué)習(xí)任務(wù)的目標(biāo)不甚了解，在學(xué)習(xí)中盲目性成分較大，重點(diǎn)學(xué)習(xí)實(shí)踐內(nèi)容不明確，影響了學(xué)習(xí)的自覺性和積極性，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維的發(fā)揮，抑制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［3］。

（二）教學(xué)與工程設(shè)計過程脫節(jié)

以往的課程教學(xué)突出手工計算和尺筆繪圖等能力，沒有強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代工具解決復(fù)雜工程問題的能力［3］。雖然手工計算和尺筆繪圖也能夠很好地鍛煉學(xué)生設(shè)計和繪圖的實(shí)踐能力，但在課程中需要較多的學(xué)時，會導(dǎo)致學(xué)生時間緊張，課程成果質(zhì)量降低，而是與當(dāng)代工程實(shí)際設(shè)計過程嚴(yán)重不符。很多學(xué)校在教學(xué)過程中已引入計算機(jī)軟件，但并沒有按照工程設(shè)計過程解決實(shí)際問題，造成教學(xué)內(nèi)容與機(jī)械工程實(shí)際設(shè)計過程脫節(jié)，難以了解到真實(shí)工程的實(shí)際設(shè)計方式，學(xué)到符合工程實(shí)踐的技能知識。

（三）難以滿足不同學(xué)習(xí)層次的需求

傳統(tǒng)課程教學(xué)中設(shè)計題目單一、角度相似，一旦有學(xué)生做完，部分學(xué)生就直接將同學(xué)的設(shè)計數(shù)據(jù)和繪圖成果實(shí)施“拿來”主義，導(dǎo)致課程結(jié)果重復(fù)嚴(yán)重，老師評分困難，學(xué)生難以學(xué)到相應(yīng)的知識和技能，也造成了學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性嚴(yán)重不足。課程題目統(tǒng)一對學(xué)習(xí)程度不一致的學(xué)生難以做到差異化和個性化培養(yǎng)，學(xué)有余力的學(xué)生難以發(fā)揮自己的能力，學(xué)習(xí)困難的學(xué)生則難以跟上進(jìn)度，這都會影響他們的學(xué)習(xí)興趣，降低教學(xué)質(zhì)量。

二、基于OBE理念的課程教學(xué)實(shí)踐

成果導(dǎo)向教育（OBE）是以學(xué)生應(yīng)該取得的學(xué)習(xí)成果為核心問題［4］，要求在教學(xué)內(nèi)容編排、能力訓(xùn)練等方面要以學(xué)生的能力培養(yǎng)為中心，核心理念包括三個方面：“以學(xué)生為主老師為輔”“以結(jié)果為導(dǎo)向”和“持續(xù)改進(jìn)?！保?］所有教學(xué)環(huán)節(jié)都應(yīng)堅持以學(xué)生為主開展教學(xué)，所學(xué)內(nèi)容要緊貼社會需求，注重在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，在學(xué)習(xí)后要認(rèn)真分析總結(jié)，并據(jù)此在以后的課程中對教學(xué)方式和內(nèi)容加以改進(jìn)。

根據(jù)成果導(dǎo)向教育的核心理念，針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，研究制定基于OBE的教學(xué)體系。整個課程設(shè)計教學(xué)分為制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、課程考核、課程分析和結(jié)果反饋六個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)之間的關(guān)系如圖1：

（一）明確課程目標(biāo)

OBE 教育模式將學(xué)生的能力提高和學(xué)習(xí)成果作為教學(xué)質(zhì)量的主要評估標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)教學(xué)上內(nèi)容驅(qū)動和重視投入的教育形成了鮮明對比。結(jié)合“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”教學(xué)大綱要求，將學(xué)生在課程中需要提高的學(xué)習(xí)能力和可取得的成果歸納為具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，具體內(nèi)容見表1。

（二）設(shè)計層次化課程題目

由于對理論課程學(xué)生的領(lǐng)會程度存在不同，布置課程設(shè)計的難度也應(yīng)該層次分明，以滿足學(xué)生的個體差異化情況。在選擇課程設(shè)計題目時應(yīng)注意：1. 所選擇題目要符合教學(xué)大綱要求，要覆蓋理論課程所學(xué)大部分知識點(diǎn)；2. 題目應(yīng)有明顯區(qū)分度，要充分考慮學(xué)生個體的能力差異；3. 選題不易過難，工作量不要過大，應(yīng)讓大部分學(xué)生可以在規(guī)定時間內(nèi)完成。

“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”中常以減速器作為課程內(nèi)容開展教學(xué)，本課程可以選擇設(shè)計各種減速器，并根據(jù)題目難度設(shè)置權(quán)重系數(shù)，具體內(nèi)容如表2所示。教師可設(shè)置不同難度的設(shè)計題目和難度權(quán)重系數(shù)，進(jìn)行公開展示，以供學(xué)生根據(jù)個人的學(xué)習(xí)情況自由選擇。

（三）安排課程內(nèi)容

在課程中由教師講解題目要求、設(shè)計內(nèi)容及結(jié)題需要提交的資料，再對相關(guān)理論知識進(jìn)行梳理；結(jié)合設(shè)計題目提出分析和解決問題的方法（充分利用計算機(jī)軟件和工具書）［6］，要對完成時間做出規(guī)定。對課程教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)與表1中課程培養(yǎng)目標(biāo)相一致，充分體現(xiàn)OBE“以結(jié)果為導(dǎo)向”的理念。

為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識，可讓學(xué)生組隊完成課題整體設(shè)計內(nèi)容，在此過程中合理分配工作量尤為重要。可以根據(jù)學(xué)習(xí)成績進(jìn)行高低搭配，三人一組進(jìn)行設(shè)計分工（以直齒減速器題目為例），課程設(shè)計內(nèi)容的具體安排如下：

1. 根據(jù)題目要求，小組成員合作進(jìn)行設(shè)計計算，得到設(shè)計數(shù)據(jù)，同時利用軟件完成設(shè)計說明書。

2. 對減速器的設(shè)計內(nèi)容可以分成三部分：上箱體及其附件、下箱體及其附件、主要傳動件（軸、齒輪），每位組員完成其中一項；根據(jù)計算的設(shè)計數(shù)據(jù)，組員利用SolidWorks軟件分別完成零件的三維建模；最后共同完成裝配體的三維模型。

3. 根據(jù)課程任務(wù)要求，每位組員都需要完成總裝配圖（同組內(nèi)裝配圖相同）和一個典型零件的二維圖?？梢岳肧olidWorks軟件導(dǎo)出相應(yīng)二維圖形，利用AutoCAD繪圖軟件編輯，根據(jù)所學(xué)理論知識要求完成圖紙的標(biāo)注和技術(shù)要求。

4. 組內(nèi)成員共同編寫答辯PPT，最后打印圖紙和設(shè)計說明書，準(zhǔn)備最終答辯。

5.每組推選一名表達(dá)能力強(qiáng)的組員參加答辯，教師根據(jù)成績考核標(biāo)準(zhǔn)給出相應(yīng)成績。

6. 答辯完成后，每組共同完成課程設(shè)計總結(jié)，敘述自己在設(shè)計過程中的得與失，總結(jié)后計入總成績。

（四）制訂考核細(xì)則

根據(jù)OBE理念，要以學(xué)生為主，重視學(xué)生考核過程。課程設(shè)計考核原則應(yīng)該圍繞課程考核目標(biāo)與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求的有效對接來開展［7］，對學(xué)生進(jìn)行考核應(yīng)包括兩個方面：過程考核和最終考核。

過程考核是在設(shè)計過程中每個階段對學(xué)生設(shè)計進(jìn)行檢查，尤其是用電腦軟件完成設(shè)計時，要防止學(xué)生互相抄襲，重視過程考核，加大考核比重；過程考核中除了檢查設(shè)計過程，還需要對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行評分，主要內(nèi)容是“建模結(jié)果+二維圖紙+設(shè)計說明書”，根據(jù)成績評定標(biāo)準(zhǔn)給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

最終考核主要采取答辯的形式，通過回答問題可以考查學(xué)生對設(shè)計的理解、溝通、表達(dá)能力、應(yīng)對能力及獨(dú)立完成的設(shè)計情況［7］。教師根據(jù)了解到的學(xué)生對課程設(shè)計內(nèi)容的掌握和完成程度給予相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

根據(jù)課程主要內(nèi)容，總成績由平時成績（出勤+獨(dú)立完成程度）、三維建模、二維圖、設(shè)計說明書、答辯、總結(jié)六個部分組成，具體項目考核標(biāo)準(zhǔn)如表3所示?？紤]到學(xué)生題目難度有差別，根據(jù)學(xué)生選題難度的權(quán)重系數(shù)，最終成績?yōu)椋鹤罱K總成績=課程總成績×難度權(quán)重系數(shù)。

（五）課程評價分析及反饋

課程結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行教學(xué)綜合評價，對照教學(xué)目標(biāo)，采取考核、考查等適當(dāng)?shù)姆绞綄W(xué)生掌握的知識點(diǎn)、協(xié)同合作等方面進(jìn)行有效評估，發(fā)現(xiàn)問題并提出改進(jìn)措施［8］。在評價過程中，應(yīng)以教師為主、學(xué)生（學(xué)生自評、小組評價）為輔，體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體性，較為客觀地反映學(xué)生在課程設(shè)計中的表現(xiàn)［1］。

本門課程結(jié)束后，可根據(jù)表3設(shè)定的每個考核項目的具體評分和學(xué)生課后反饋評價分析學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計方法的掌握情況，發(fā)現(xiàn)問題并對相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)提出改進(jìn)措施，修訂明年的課程教學(xué)方案，逐步提高教學(xué)質(zhì)量，完成預(yù)期的課程目標(biāo)。

三、結(jié)語

教學(xué)的根本目的是人才培養(yǎng)，而課程是教學(xué)最基礎(chǔ)的組成部分。利用OBE先進(jìn)的教學(xué)理念進(jìn)行的課程改革，可以打破固有的課程模式和評價方式，讓學(xué)生更好地明確課程的教學(xué)目標(biāo)，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，融合多種教學(xué)方法和建立科學(xué)的課程評價機(jī)制，建立以切實(shí)提升教學(xué)實(shí)踐技能和就業(yè)能力為主，形成可持續(xù)的課程改進(jìn)機(jī)制，有效的提升教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的就業(yè)實(shí)踐能力。

文章在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)中引入OBE成果導(dǎo)向理念，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中被動學(xué)習(xí)、與工程設(shè)計脫節(jié)的狀況；制訂了詳細(xì)的課程內(nèi)容和考核細(xì)則，注重過程考核，提高了學(xué)生的創(chuàng)新和動手能力，增強(qiáng)了團(tuán)隊協(xié)作和獨(dú)立思考的能力。經(jīng)過課程的實(shí)際教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、協(xié)作能力和實(shí)踐能力顯著提高，理論課程知識點(diǎn)經(jīng)過具體項目的實(shí)踐后掌握得更好，班級平均分提高較多。

OBE教學(xué)理念可用于高校教學(xué)的每門課程，尤其對實(shí)踐課程的教學(xué)應(yīng)用效果更佳。除機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計課程外，學(xué)校開設(shè)的專業(yè)課綜合實(shí)訓(xùn)和計算機(jī)輔助制造CAM/CAPP實(shí)踐課程，通過在教學(xué)中引入OBE理念，經(jīng)過教學(xué)過程和內(nèi)容的調(diào)整后授課，學(xué)生積極性增強(qiáng)，動手實(shí)踐能力得到極大改善，取得良好的課堂效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 李小蘭，嚴(yán)暉，奎消炎，等. 基于OBE理念的教學(xué)改革與實(shí)踐：以“數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計”為例［J］. 工業(yè)和信息化教育，2020（11）：62-66.

［2］ 山寶琴，劉羽. 基于OBE模式的環(huán)境工程教學(xué)體系探索［J］. 陜西教育（高教），2016（03）：64-65.

［3］ 李貴，王興東，鄒光明，等. 新工科背景下機(jī)械類課程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)“四能力”培養(yǎng)模式構(gòu)建［J］. 實(shí)驗室研究與探索，2021.40（04）：213-216.

［4］ 田海波，寇發(fā)榮，魏若男. 基于OBE 理念的“汽車設(shè)計課程設(shè)計”過程控制體系構(gòu)建［J］. 黑龍江教育，2021（07）：74-75.

［5］ 華爾天，高云，吳向明. 構(gòu)建多元開放式本科教學(xué)質(zhì)量保障體系的研究：基于產(chǎn)出導(dǎo)向教育理念的探索［J］. 中國高教研究，2018（01）：64-68.

［6］ 郭宏超，劉云賀，潘秀珍，等. 基于OBE理念的《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》達(dá)成度評價［C］//中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會第17屆（ISSF-2021）學(xué)術(shù)交流會暨教學(xué)研討會論文集. 西安：工業(yè)建筑雜志社，2021：415-418.

［7］ 劉金玉，王艷，王蕾，等. 基于OBE理念的化工原理課程設(shè)計過程考核探索［J］. 河南化工，2021，38（05）：60-63.

［8］ 王雪峰. 基于OBE理念的課程設(shè)計及其效果探析：以《房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)》課程為例［J］. 江西建材，2021（05）：270-271.

（薦稿人：李明雨，北京科技大學(xué)天津?qū)W院副教授）

（責(zé)任編輯：向志莉）

基金項目：本文系2022年天津市教委科研計劃項目 “加快數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高等教育發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)研究”（項目編號：2022SK105）研究成果之一。

作者簡介：焦萬銘（1974—），男，博士，北京科技大學(xué)天津?qū)W院智能制造學(xué)院講師，研究方向為自動化與機(jī)械設(shè)計；徐妍（1975—），女，博士，北京科技大學(xué)天津?qū)W院智能制造學(xué)院教師，研究方向為機(jī)械設(shè)計及制造；李金英（1973—），女，專科，北京科技大學(xué)天津?qū)W院圖書館職員，研究方向為圖書管理。