基于OBE理念“工程力學(xué)”課程教學(xué)設(shè)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(xué)理念，以學(xué)生為中心，對“工程力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)評價進(jìn)行重新設(shè)計，將提高學(xué)生解決工程實踐問題的能力作為目標(biāo)，應(yīng)用OBE理念閉環(huán)教學(xué)體系的教學(xué)方法為手段，采用OBA教學(xué)評價體系為評價標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生在畢業(yè)時完成相應(yīng)的畢業(yè)要求，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)要求具備的各項能力，適應(yīng)工程需要和社會需求，讓學(xué)生與企業(yè)無縫對接，實現(xiàn)學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)共贏。

[關(guān)鍵詞] OBE;工程力學(xué);學(xué)習(xí)目標(biāo);閉環(huán)教學(xué)體系;OBA評價體系

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

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

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)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(dǎo)向教育的簡稱，亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，于1981年由Spady等人提出，現(xiàn)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(rèn)為，OBE不再是以授課內(nèi)容為目標(biāo)，而是以學(xué)生為本的學(xué)習(xí)理念;它關(guān)注的是學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后，具備了何種能力，能為社會的發(fā)展做什么;要圍繞學(xué)習(xí)的最終結(jié)果，設(shè)計教育的一切行為。在OBE教育理念下，制訂課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)成為關(guān)鍵因素。

“工程力學(xué)”是工科專業(yè)的基礎(chǔ)課，其研究對象單一，均為桿系結(jié)構(gòu)，其研究內(nèi)容是最基本的受力、變形及破壞規(guī)律[2]。這門課是學(xué)生第一次開始接觸實踐教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，也是后續(xù)各個專業(yè)開設(shè)專業(yè)課的基礎(chǔ)，其重要程度可想而知。在OBE教學(xué)理念下，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、評價體系都要進(jìn)行改變，因此，對“工程力學(xué)”課程的教學(xué)設(shè)計成為重中之重。

一、課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計

在OBE教學(xué)理念下，教學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)不再是對課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握，而是對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[3];要了解在畢業(yè)后，學(xué)生應(yīng)該獲得的學(xué)習(xí)能力有哪些，在制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)時，進(jìn)行顛覆性的改變，一方面要確定學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后需具備的能力，另一方面要確認(rèn)該種能力能否與工程需要和社會需求所對應(yīng)。因此，“工程力學(xué)”課程作為一門理論與實踐相結(jié)合的課程，其學(xué)習(xí)目標(biāo)制訂首先要考慮畢業(yè)后的應(yīng)用問題。這門課在工廠和企業(yè)中主要是以產(chǎn)品研發(fā)、圖紙設(shè)計、工藝改造等為應(yīng)用手段，所以要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后，要達(dá)到三種能力：正確建立復(fù)雜工程對象的力學(xué)模型的能力、對力學(xué)模型進(jìn)行瞬時分析和過程分析的能力、根據(jù)力學(xué)模型存在問題提出解決方案的能力。根據(jù)這三種能力，我們建立了OBE理念下的“工程力學(xué)”課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（一）建立復(fù)雜工程對象的力學(xué)模型的能力

學(xué)生在畢業(yè)后走向工廠和企業(yè)，首先面對的不是已經(jīng)分析完做好的力學(xué)模型，而是各式各樣的機構(gòu)、零件，這些現(xiàn)場實物如何轉(zhuǎn)換為力學(xué)模型是解決一系列問題的第一步，而目前我們的教學(xué)是缺失的，因此在教學(xué)工程中，必須改變原來的教學(xué)模式，將工程需要和社會需求作為我們教學(xué)的目標(biāo)，在教學(xué)的第一步就列舉大量工程實例，指導(dǎo)學(xué)生運用正確方法，分析這些工程案例中的結(jié)構(gòu)和受力特點，提煉和歸納案例構(gòu)件的物理規(guī)律和力學(xué)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(chǔ)力學(xué)模型就建立完成了。在這一過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)了從實物模型到力學(xué)模型的建立方法，掌握力學(xué)建模能力，同時也在心理上也有了成就感，為下一步進(jìn)行機構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)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(xué)生自己完成，體現(xiàn)OBE理念以學(xué)生為中心，高效率、高質(zhì)量、深記憶的學(xué)習(xí)結(jié)果[4]。

（二）對力學(xué)模型進(jìn)行瞬時分析和過程分析的能力

在對構(gòu)件建立起力學(xué)模型后，按照傳統(tǒng)教學(xué)方法將對構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行計算，掌握其計算方法，此種計算均為力學(xué)結(jié)果計算，對構(gòu)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(xué)目標(biāo)定位在提高對力學(xué)模型的產(chǎn)生機理和受力過程的原因分析的能力上，在教學(xué)工程中，從構(gòu)件的力學(xué)模型加載受力開始研究，到模型穩(wěn)定，對發(fā)生變形的全過程進(jìn)行瞬時分析和全過程分析，找到其演變數(shù)學(xué)模型的支撐元素，將構(gòu)件的每一個實踐變形與理論依據(jù)相對應(yīng)，徹底剖析問題產(chǎn)生實質(zhì)，掌握其力學(xué)計算的精髓，而不是公式計算的記憶。學(xué)生在這一過程中，分析能力大幅度提升，在以后遇到力學(xué)受力加載，可以輕易采用所學(xué)知識對現(xiàn)有問題進(jìn)行研究，采用正確的解決方法。

（三）根據(jù)力學(xué)模型存在的問題，提出解決方案的能力

傳統(tǒng)教學(xué)過程中對力學(xué)問題的解決方案是固定的，學(xué)習(xí)目標(biāo)定義為：采用加寬材料厚度，改變結(jié)構(gòu)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(xué)生的創(chuàng)新能力，固守在原有的方案下，不利于專業(yè)發(fā)展。在OBE的理念下，將學(xué)習(xí)目標(biāo)定位在具備提出解決方案的能力上。在當(dāng)今以創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)為主要發(fā)展模式的背景下，面對同一問題，需要大學(xué)生充分利用想象力和創(chuàng)造力，盡量給出各式各樣的解決方案，發(fā)揮他們的本身潛力，教師要對他們創(chuàng)新出來的新方法給予肯定并幫助他們進(jìn)行檢驗。在這一過程中，學(xué)生學(xué)會了對待問題應(yīng)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(jīng)驗，在畢業(yè)后遇到各種工程問題都可以迎刃而解，同時，我們的企業(yè)也正需要這樣的學(xué)生，到崗位工作就能發(fā)揮自己的專業(yè)能力，免去了培訓(xùn)和實踐摸索的時間，可為企業(yè)提高工作效率，創(chuàng)造更大的效益。