基于OBE理念的“機械設計基礎”教學大綱設計

[摘 要] “機械設計基礎”是支撐相關工科專業畢業要求達成度的重要課程。基于OBE理念和立德樹人根本任務，針對課程教學大綱開展設計，首先根據工程教育認證標準提出了與畢業要求對應的課程目標;根據價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”的育人理念，提出了課程思政目標。以此為基礎確定了課堂教學和實驗教學的內容、重點、難點、教學方式、考核方式等，明確了其與課程目標的對應關系;給出了課程目標達成評價方法和包含五個等級的定性評價標準等，為教學活動開展奠定了基礎。

[關鍵詞]? OBE;機械設計;立德樹人;課程思政

[基金項目] 2020年度中南大學教育教學改革研究項目“新工科項目視野下面向學科競賽和創新訓練的《機械原理課程設計》教學改革研究”（2020jy033-2）;2020年度湖南省教育教學改革研究項目“先進制造創新人才培養實踐教學體系構建”（HNJG-2020-0041）

[作者簡介] 胡小舟（1981—），男，湖南桃江人，博士，中南大學機電工程學院副教授，主要從事流體力學的工程應用研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）37-0025-04? ? [收稿日期] 2021-04-26

成果導向教育（Outcomes-based Education，OBE）是工程教育認證的核心理念，它要求教師以學生通過教育后所獲得的能力作為教學設計和教學實施的目標，由于學生能力的培養主要通過課程教學而實現，因此課程教學必須以OBE理念為基礎開展[1，2]。

課程大綱是教師開展課程教學活動的綱領性文件，為了貫徹OBE理念，必須首先合理地設計課程大綱。傳統的教學大綱主要規定每次課的講授內容、課時、章節安排及先后順序等，但為何要講授這些內容及各章節內容與畢業要求（學生能力）之間的關系卻沒有闡明，導致出現“老師教得模糊、學生學得糊涂”的情況;以OBE理念為基礎的課程大綱則圍繞畢業要求進行展開，首先明確規定課程目標所對應的畢業要求，再確定每項畢業要求對應的課程內容和課時等[3，4]，因此教師和學生都很清楚每個課程內容對畢業要求的貢獻，能夠做到“老師教得明白、學生學得明白”。

“機械設計基礎”是高等學校工科專業的重要技術基礎課程，可幫助相關專業學生了解機械傳動原理、機械零件結構、設計方法等，為其學習專業機械設備課程提供理論基礎，也為其進行設備選購、正確使用和維護設備、進行故障分析等提供必要知識[5]，是相關開課專業畢業要求的重要支撐。為了達到工程教育認證要求，更好地服務于開課專業，本文以OBE理念為基礎，對“機械設計基礎”教學大綱進行設計，包括課程目標及其對應的畢業要求、課程教學環節學時分配、教學方式、考核方式、課程目標達成評價方法、課程目標達成評價標準等。

一、課程目標

分析工程教育認證標準規定的十二條畢業要求，結合“機械設計基礎”課程內容，確定課程目標如下：課程目標1：掌握連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、齒輪系等常用機構的結構、運動特性和機械動力學等基本知識，掌握齒輪、連接、帶、鏈、軸、軸承等通用機械零件的工作原理、特點、選用等基本知識，能夠運用常用機構和通用機械零件相關知識用于相關工程問題的表述，對應畢業要求1——工程知識。課程目標2：能運用常用機構和通用機械零件的基本科學原理，正確表達和分析與學生所在專業相關的機械工程問題，并獲得有效結論，對應畢業要求2——問題分析。課程目標3：能夠針對工程需求，運用常用機構和通用機械零件相關知識，初步分析和設計基本機構、機械傳動裝置和簡單機械，并能夠在設計環節中體現一定的創新意識，并考慮社會、環境等因素的影響，對應畢業要求3——設計/開發解決方案。課程目標4：能夠針對機械工程問題，綜合運用所學科學原理，掌握安全操作實驗裝置、正確采集和整理試驗數據的方法，對應畢業要求4——研究。

以上課程目標采用可量化的環節進行考核，是進行課程目標達成度定量分析的基礎。

為了實現價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”的育人目標，需要深入挖掘課程所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學，達成德育滲透的教學成效，為此，本課程也規定了三個思政目標：

思政目標1：通過課程思政典型案例的分析，提升學生的文化自信，激發愛國意識和民族自豪感，擴大學生的國際視野與格局，提升學生對于環境保護、可持續發展的認識，增強時代責任感和歷史使命感。

思政目標2：通過對機械學科前沿知識、著名科學家和新產品的介紹和課程大作業、實驗教學環節的實施，培養學生銳意探索、勇于創新的科學精神和團隊協作能力。

思政目標3：通過事故分析、著名企業發展歷程等介紹，塑造科學精神、工匠精神，逐漸培養學生良好的職業道德，使其形成良好的職業素養。

由于思政目標的可量化程度相對較低，因此主要采取教師和學生主觀評價的方式進行目標達成度定性分析。

二、課程內容

傳統的“機械設計基礎”內容龐雜，分為18章，大約需要80個學時。由于目前大部分開課專業都面臨壓縮學時的要求，一般都只能安排64個學時，有必要優化課程內容。為此，以OBE理念為核心，根據上述課程目標及其畢業要求，確定授課內容為15個章節，規定每章的教學內容、重點、難點、教學方式、考核方式及與課程目標的對應關系。下面以第2章平面機構自由度和速度分析為例進行說明。

1.學時與主要知識點：第2章占8學時，主要知識點包括運動副及其分類、機構的組成及分類、平面機構自由度、速度瞬心及其在機構速度分析上的應用等。

2.重點內容：機構的組成（運動副的分類和特點）;平面運動副的表達方法和機構運動簡圖繪制方法;機構具有確定運動的條件;平面機構自由度的計算;速度瞬心的概念;利用速度瞬心進行機構速度分析的方法。