基于OBE理念的機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革與實踐

孫金風(fēng)　趙大興　張道德

摘 要 結(jié)合機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)的現(xiàn)狀分析，基于OBE理念構(gòu)建了機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)內(nèi)容體系、打造了相應(yīng)的教學(xué)實踐平臺和教學(xué)團(tuán)隊，實踐結(jié)果表明，機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革效果顯著，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和興趣，而且還全面鍛煉了學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞 OBE理念 機(jī)械基礎(chǔ)類課程 第二課堂教學(xué)

0 引言

2016年6月，我國簽約“華盛頓協(xié)議”，標(biāo)志著我國高等工程教育體系與國際工程教育聯(lián)盟正式接軌。成果（產(chǎn)出）導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）是用期望達(dá)成的學(xué)習(xí)成果來反思和修訂教學(xué)內(nèi)容和方法的教育理念。OBE理念是工程教育的核心理念，已經(jīng)成為美國、英國、加拿大等國家工程教育改革的主流理念。我國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會頒布的“工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）”也充分體現(xiàn)了OBE理念，強(qiáng)調(diào)工程教育專業(yè)要實施成果導(dǎo)向教育。

在高等工科教育中，機(jī)械基礎(chǔ)類課程占有重要地位，一般包含了“工程圖學(xué)”、“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計”、“工程圖學(xué)課程設(shè)計”、“機(jī)械原理課程設(shè)計”、“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”6門課程。這些課程主要面向機(jī)械類、材料成型類等多個專業(yè)，在學(xué)?！芭囵B(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和實踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成中發(fā)揮重要作用。

通過工程教育專業(yè)認(rèn)證發(fā)現(xiàn)，機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)中還存在一些脫離OBE理念的現(xiàn)象。如不同課程教學(xué)中有一些內(nèi)容是重復(fù)的；實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的工程實踐背景不強(qiáng)，綜合訓(xùn)練力度不夠；教學(xué)方法上仍舊是教師指定，學(xué)生跟從的“被動參與學(xué)習(xí)”模式。第二課堂教學(xué)是課內(nèi)教學(xué)在時間和空間上的延伸，因此，有必要在OBE理念指導(dǎo)下，深入進(jìn)行機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革與實踐，不斷提高第二課堂建設(shè)水平和教學(xué)效果。

1 機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)體系的構(gòu)建

1.1 構(gòu)建機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)內(nèi)容體系

以“工程圖學(xué)”、“工程圖學(xué)課程設(shè)計”為基礎(chǔ)，依托“全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”面向大一入門階段和大二基礎(chǔ)階段學(xué)生開展主題為“先進(jìn)成圖技術(shù)”的第二課堂教學(xué)活動，教學(xué)內(nèi)容主要包括：尺規(guī)繪圖（含投影基礎(chǔ)與制圖基礎(chǔ)、手工繪制零件圖等）、計算機(jī)繪圖（含草圖繪制、三維建模、曲線曲面造型、三維零件裝配、工程圖的生成、模型渲染等）。

以“機(jī)械原理”、“機(jī)械原理課程設(shè)計”為基礎(chǔ)，依托“全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽”面向大二基礎(chǔ)階段和大三提升階段學(xué)生開展主題為“數(shù)字化設(shè)計與創(chuàng)新”的第二課堂教學(xué)活動，教學(xué)內(nèi)容主要包括：大賽主題解讀（含參賽注意事項和往屆學(xué)生參賽體會等）、資料收集（含學(xué)術(shù)文獻(xiàn)參閱和專利文檔下載等）、文檔撰寫（含報名表填寫、設(shè)計說明書和專利文檔撰寫等）、Inventor軟件培訓(xùn)（含三維建模、運動規(guī)劃仿真、有限元仿真分析等）、運動仿真動畫制作（含創(chuàng)建運動分析場景、構(gòu)建運動模型、添加運動副和運動驅(qū)動、運動參數(shù)的設(shè)置、仿真動畫的輸出和運動過程的控制等）。

以“機(jī)械設(shè)計”、“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”為基礎(chǔ)，依托“全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”面向大三提升階段和大四收獲階段學(xué)生開展主題為“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計”的第二課堂教學(xué)活動，教學(xué)內(nèi)容主要包括：大賽主題解讀（含參賽注意事項和往屆學(xué)生參賽體會等）、資料收集（含學(xué)術(shù)文獻(xiàn)參閱和專利文檔下載等）、文檔撰寫（含報名表填寫、設(shè)計說明書和專利文檔撰寫等）、運動仿真動畫制作（含創(chuàng)建運動分析場景、構(gòu)建運動模型、添加運動副和運動驅(qū)動、運動參數(shù)的設(shè)置、仿真動畫的輸出和運動過程的控制等）、數(shù)控機(jī)床和3D打印操作（含零件圖繪制、數(shù)控機(jī)床操作步驟、3D打印技術(shù)入門及其操作等）、機(jī)器裝配調(diào)試技術(shù)（含常用工具的使用、裝配工藝知識、機(jī)械設(shè)備精度檢驗等）。

除了依托“全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”、“全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽”、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”三大賽事構(gòu)建相應(yīng)的第二課堂教學(xué)內(nèi)容外，還引導(dǎo)學(xué)生參與指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)的橫向和縱向研究課題，在實際中進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和適應(yīng)能力。建立分梯次的科技創(chuàng)新大賽與專利申請一體化的學(xué)生團(tuán)隊，加大工程實踐訓(xùn)練力度，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，從而達(dá)到實現(xiàn)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的預(yù)期目標(biāo)。構(gòu)建的機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)內(nèi)容體系如圖1所示。

1.2 打造機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)實踐平臺

依托“工程圖學(xué)”、“機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計”湖北省級精品資源共享課程和機(jī)械基礎(chǔ)湖北省級重點實驗教學(xué)示范中心等資源條件的建設(shè)契機(jī)，融合學(xué)校機(jī)械創(chuàng)新實驗室、機(jī)電工程訓(xùn)練中心等實踐教學(xué)場地，打造服務(wù)于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)實踐平臺，提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

全天候開放校內(nèi)實訓(xùn)場所，聯(lián)合企業(yè)拓展學(xué)生校外實習(xí)實訓(xùn)基地，不斷增加學(xué)生實習(xí)實踐機(jī)會。同時，把科研成果引入到理論教學(xué)和實踐教學(xué)中，更新教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)充知識面，拓寬學(xué)生視野。利用學(xué)科、專業(yè)、課程、實驗的建設(shè)平臺，研究型與創(chuàng)新型實驗和學(xué)科競賽由基礎(chǔ)向?qū)I(yè)延伸，將教學(xué)內(nèi)容在時間和空間上從課內(nèi)向課外延伸，積極開展機(jī)械基礎(chǔ)類課程相關(guān)的各類工程實踐教學(xué)和創(chuàng)新競賽實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

1.3 建設(shè)機(jī)械基礎(chǔ)類課程全程教學(xué)的教師團(tuán)隊

目前機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)團(tuán)隊條塊分割較為嚴(yán)重，一部分老師主要從事于“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計”的理論教學(xué)及其課程設(shè)計指導(dǎo)的工作，一部分老師主要從事于“工程圖學(xué)”的理論教學(xué)及其課程設(shè)計指導(dǎo)的工作，實驗員主要從事“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計”等課程的實驗指導(dǎo)工作。理論課老師很少到實驗室具體指導(dǎo)學(xué)生做實驗，而從事“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計”課程教學(xué)的老師對學(xué)生制圖能力、新的制圖標(biāo)準(zhǔn)等了解不夠，并且有一些教學(xué)內(nèi)容與工程圖學(xué)有一些重復(fù)。雖然團(tuán)隊成員都屬于機(jī)械設(shè)計工程系，但大家融合得不夠深入，非常有必要培育新型機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)的中青年教學(xué)團(tuán)隊。

在機(jī)械工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)下，團(tuán)隊成員中已經(jīng)有部分中青年老師嘗試了機(jī)械基礎(chǔ)類課程的全程教學(xué)，比如項目負(fù)責(zé)人除了主講“工程圖學(xué)”外，還講授過“機(jī)械設(shè)計”課程，指導(dǎo)過“機(jī)械原理課程設(shè)計”、“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計”、“工程圖學(xué)課程設(shè)計”。教學(xué)團(tuán)隊將安排更多中青年老師擔(dān)任機(jī)械基礎(chǔ)類課程的全程教學(xué)，逐步消除“制圖教師設(shè)計能力差、設(shè)計教師制圖能力弱”的困局，為團(tuán)隊成員整體向教學(xué)科研型教師轉(zhuǎn)型奠定了良好基礎(chǔ)。

2 教學(xué)實踐效果

近年來，項目組成員努力實踐，積極開展機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與實踐能力的發(fā)展之路上取得了較為豐碩的成果。近三年指導(dǎo)學(xué)生獲得“高教杯”全國大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽機(jī)械類團(tuán)體二等獎3項、3D打印一等獎1項、個人單項獎30多項；獲全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽二等獎1項、三等獎4項；獲全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽國家一等獎2項、省級獎20余項；獲國家專利20項。學(xué)校機(jī)械于2015年12月通過中國工程教育專業(yè)認(rèn)證，機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革為此做出了相應(yīng)貢獻(xiàn)。這些成績在為學(xué)校贏得榮譽(yù)的同時，也激發(fā)了廣大學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)類課程的主觀能動性，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。

3 結(jié)束語

實踐證明，基于OBE理念，通過本教學(xué)團(tuán)隊構(gòu)建的機(jī)械基礎(chǔ)類課程第二課堂教學(xué)改革的綜合實踐后，學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)類課程的主觀能動性得到了較大提升，工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作精神等也在潛移默化中獲得了訓(xùn)練和提高，同時，學(xué)生的個性也得到了促進(jìn)和彰顯。但能否將這一人才培養(yǎng)體系長期持久地實踐下去，還需要學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)和廣大師生共同努力，并加以新的探索和研究，這樣才能在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)上獲得更大的成果。

參考文獻(xiàn)

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