基于OBE理念“工程力學”課程教學設計

崔宇 王義 劉蕾

[摘 要] 在國家大力開展教育改革的背景下，基于OBE教學理念，以學生為中心，對“工程力學”課程的學習目標、教學方法、教學評價進行重新設計，將提高學生解決工程實踐問題的能力作為目標，應用OBE理念閉環教學體系的教學方法為手段，采用OBA教學評價體系為評價標準，使學生在畢業時完成相應的畢業要求，達到培養目標要求具備的各項能力，適應工程需要和社會需求，讓學生與企業無縫對接，實現學生、學校、企業共贏。

[關鍵詞] OBE;工程力學;學習目標;閉環教學體系;OBA評價體系

[基金項目] 2017年度營口理工學院教學改革項目“基于OBE模式的《工程力學》課程教學的探索與實踐”（JG201714）

[作者簡介] 崔 宇（1981—），男，遼寧鞍山人，工學碩士，營口理工學院機械與動力工程學院力學教研室主任，副教授，主要從事工程力學、機電一體化研究;王 義（1987—），男，遼寧營口人，工學碩士，營口理工學院機械與動力工程學院教師，實驗員，主要從事工程力學研究;劉 蕾（1981—），女，遼寧鞍山人，工學碩士，營口理工學院機械與動力工程學院講師，主要從事工程力學研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）19-0153-04? ? ? [收稿日期] 2020-04-04

OBE是成果導向教育的簡稱，亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，于1981年由Spady等人提出，現已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念[1]。這種理念認為，OBE不再是以授課內容為目標，而是以學生為本的學習理念;它關注的是學生在學習結束后，具備了何種能力，能為社會的發展做什么;要圍繞學習的最終結果，設計教育的一切行為。在OBE教育理念下，制訂課程的學習目標成為關鍵因素。

“工程力學”是工科專業的基礎課，其研究對象單一，均為桿系結構，其研究內容是最基本的受力、變形及破壞規律[2]。這門課是學生第一次開始接觸實踐教學的相關內容，也是后續各個專業開設專業課的基礎，其重要程度可想而知。在OBE教學理念下，教學目標、教學方法、評價體系都要進行改變，因此，對“工程力學”課程的教學設計成為重中之重。

一、課程學習目標的設計

在OBE教學理念下，教學的學習目標不再是對課程學習內容的掌握，而是對學生學習能力的培養[3];要了解在畢業后，學生應該獲得的學習能力有哪些，在制訂學習目標時，進行顛覆性的改變，一方面要確定學生在學習完課程后需具備的能力，另一方面要確認該種能力能否與工程需要和社會需求所對應。因此，“工程力學”課程作為一門理論與實踐相結合的課程，其學習目標制訂首先要考慮畢業后的應用問題。這門課在工廠和企業中主要是以產品研發、圖紙設計、工藝改造等為應用手段，所以要求學生在學習完課程后，要達到三種能力：正確建立復雜工程對象的力學模型的能力、對力學模型進行瞬時分析和過程分析的能力、根據力學模型存在問題提出解決方案的能力。根據這三種能力，我們建立了OBE理念下的“工程力學”課程學習目標。

（一）建立復雜工程對象的力學模型的能力

學生在畢業后走向工廠和企業，首先面對的不是已經分析完做好的力學模型，而是各式各樣的機構、零件，這些現場實物如何轉換為力學模型是解決一系列問題的第一步，而目前我們的教學是缺失的，因此在教學工程中，必須改變原來的教學模式，將工程需要和社會需求作為我們教學的目標，在教學的第一步就列舉大量工程實例，指導學生運用正確方法，分析這些工程案例中的結構和受力特點，提煉和歸納案例構件的物理規律和力學受力方式，并將其逐一列舉，在消除對主體分析影響小的因素后，基礎力學模型就建立完成了。在這一過程中，學生學習了從實物模型到力學模型的建立方法，掌握力學建模能力，同時也在心理上也有了成就感，為下一步進行機構的強度、剛度、穩定性計算提供了心理支持。在整個能力提升過程中，都是由學生自己完成，體現OBE理念以學生為中心，高效率、高質量、深記憶的學習結果[4]。

（二）對力學模型進行瞬時分析和過程分析的能力

在對構件建立起力學模型后，按照傳統教學方法將對構件的強度、剛度、穩定性進行計算，掌握其計算方法，此種計算均為力學結果計算，對構件受力的瞬時計算和力道加載過程分析缺失。因此，采用OBE理念，我們將教學目標定位在提高對力學模型的產生機理和受力過程的原因分析的能力上，在教學工程中，從構件的力學模型加載受力開始研究，到模型穩定，對發生變形的全過程進行瞬時分析和全過程分析，找到其演變數學模型的支撐元素，將構件的每一個實踐變形與理論依據相對應，徹底剖析問題產生實質，掌握其力學計算的精髓，而不是公式計算的記憶。學生在這一過程中，分析能力大幅度提升，在以后遇到力學受力加載，可以輕易采用所學知識對現有問題進行研究，采用正確的解決方法。

（三）根據力學模型存在的問題，提出解決方案的能力

傳統教學過程中對力學問題的解決方案是固定的，學習目標定義為：采用加寬材料厚度，改變結構形狀，更換性能更好的材料等解決工程問題，這樣就束縛了學生的創新能力，固守在原有的方案下，不利于專業發展。在OBE的理念下，將學習目標定位在具備提出解決方案的能力上。在當今以創新、創業為主要發展模式的背景下，面對同一問題，需要大學生充分利用想象力和創造力，盡量給出各式各樣的解決方案，發揮他們的本身潛力，教師要對他們創新出來的新方法給予肯定并幫助他們進行檢驗。在這一過程中，學生學會了對待問題應采用什么方式來解決，同時拓寬了自己的視野，也增強了自信，豐富了自己的經驗，在畢業后遇到各種工程問題都可以迎刃而解，同時，我們的企業也正需要這樣的學生，到崗位工作就能發揮自己的專業能力，免去了培訓和實踐摸索的時間，可為企業提高工作效率，創造更大的效益。