基于OBE工程教育理念的机械原理课程教学设计
【摘　要】本文分析 OBE 工程教育理念的教学优势，提出工程教育运用 OBE 模式的目标指向，论述基于 OBE 工程教育理念的机械原理课程教学设计，从课程设计思路、教学内容设计逻辑、教学过程设计、考核评估四方面阐述具体的做法，为中职教学提供参考。
【关键词】OBE理念　工程教育　机械原理课程　教学设计【中图分类号】G  【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2020）34-0110-03
OBE 即成果导向教育（Outcome based education，简称OBE），是在教育质量问责运动及工程人才需求猛增的大背景下诞生的，工业革命后才开始在欧美国家进行应用与推广。OBE 理念强调的是学生必须在毕业时达到专业课制定的教学目标，教学工作及活动都要围绕既定的教学目标来开展。随着工业化推进、技术人才需求增加、技术专业的细化分类，社会对中职人才培养的期望也水涨船高，希望学生体脱离系统的学校教育后就能够在短时间内适应岗位中的要求与发展。然而目前众多中职学校培养的学生，在实际工作中仍未能达到企业的要求。在这种就业背景下，教学模式和教学方法的改革探索势在必行。
基于 OBE 工程教育理念，确定机械原理课程目标指向，提出机械原理课程改革的基本思路，通过 OBE 模式下的机械原理课程教学设计思路，从产品开发设计过程角度设计课程教学内容、教学过程、考核方式，培养学生机构建模、分析和设计的能力，加强学生对产品开发设计与改进流程的理解以及团队协作
的能力。OBE 教育理念的应用，顺应了工程教育改革的发展趋势，能够走出过去工科学校过于看重专业学科的基础性知识、忽视学生个性化发展及工程实践能力培养的误区，实现对现有的课程内容的调整与改革，有效完善中职人才培养体系。
一、工程教育运用 OBE 模式的目标指向
与传统学科教育过于注重基础知识不同，OBE 教育模式更重视学生的实践能力，更能够深入了解学习成果及学习结果之间的关系。学习成果并非单纯的只是学习内容方面的叠加，而是将知识与学生的情感进行整合，帮助学生更好地理解学习结果，让学生能够运用知识来解决现实生活中可能遭遇的工作难题。
航空发动机原理从专业的层面来说，相对于其他类型的设计，机械产品设计更为复杂，要求设计者不仅具备专业的机械产品开发设计能力，而且能够了解设计过程中的细节。影射到课堂上就需要学生能够在学习过程中全面掌握所学知识与实际生产过程中的联系，通过项目实践，根据实际需求进行产品开发设计，锻炼基本的工程素养。
机械原理是工程课程中的基础课程，其课程改革工作必须跟相关行业的需求、技术要求挂钩。对此，基于校企衔接而进行的课程设计思路可以从三方面着手。
（一）培养学生机械产品设计的基本能力。基本的设计能力培养是本课程的核心，要求学生不仅掌握相关的理论知识，还能运用相关理论知识进行产品的开发和设计，掌握一定的技术实操能力，对产品开发设计流程有整体观。机械原理课程是对产品运行原理的分析与概括，要求学生掌握机械系统运动与动力学部分内容。而在专业的机械原理课程教学体系中，课程设计需要细化开发设计阶段中不同的内容与方法，形成便于学生内化的知识体系，以便让学生更具体地了解产品开发设计体系，帮助学生将不同的课程内容有效地联系起来。
（二）培养学生关注产品生命周期和可行性的设计理念。象牙塔里的研究是为理想而奋斗的，目标长远，他们的研究是纯理论要素研究。比如，土耳其 Arikan 教授一篇数学论文十年后成就了 5G 技术；20 世纪五十年代，吴仲华教授的三元流动理论为今天航空发动机产业奠定了基础等。每年学校举办的机械产品设计竞赛中，学生的设计也往往更注重运动性方案，而忽略成本和产品使用周期。但职业教育培养的是实用性人才，不能太理想化，产品的生命周期和成本才是企业考虑的重点。因此，需要将产品生命周期及产品成本核算融入机械产品设计课程中。通过设置项目作业，实行校企合作，使学生围绕商业目的学习和研究设计，对具体产品的设计更贴近实用化，帮助学生形成实用性的设计理念。
（三）培养学生灵活利用计算机技术进行产品设计的能力。目前很多设计都是凭借个人的专业经验来实施的，很多学生在设计过程中运用计算机工具与技术的能力较为缺乏，习惯利用经验来进行设计。因此，要通过采用更加量化的设计方法和设计技术帮助学生灵活运用计算机工具进行辅助设计。
二、机械原理课程的教学设计
（一）基于 OBE 模式的机械原理课程设计思路。OBE 理念下，机械原理课程基于内容和基于产出的课程设计，其教学特点和内容设计对比如表 1 所示（见下页）。
从表 1 可知，培养模式将从单纯的知识传授逐渐转变为知识、能力及素养方面的培养。比如，在机械原理课程教学中，
基于OBE工程教育理念的机械原理课程教学设计
□柳州市鹿寨职业教育中心　廖　韦
·教学设计
“连杆机构传动”这一节基于内容的教学设计是以课程大纲的知识点为主，基于产出的教学设计则从实际应用中连杆机构功能和分析其需求方向开始，从整个设计流程体系来看，基础知识教学、能力培养以及考核三方面缺一不可，不仅要让学生了解并掌握相关的知识点，还要让学生通过项目层面的设计掌握机械设计的流程与方法。
表 1  基于 OBE 模式下的机械原理课程设计思路
教学法基于内容的教学设计基于产出的教学设计
教学特点基于机械原理课程的大纲来进行
基础知识点教学设计
基于客户体的需求进行
分析；对功能进行分析
教学内容组织设计 齿轮机构；轮系；其他常用的机构
设计；机械系统的方案设计；机构
结构分析；机构运动分析；机构动
力学分析；连杆机构；凸轮机构
原理设计；结构设计；详细
设计；工艺方面的设计
（二）机械原理课程的教学内容设计逻辑。基于机械原理课程的大纲进行基础知识点教学设计是所有职业教育中比较擅长的方式。机械原理课程已经形成了很完善的知识点提炼、教授与考核的方法，以机构结构、建模、设计等机构共性技术为纵向内容，横向以典型机构中连杆、凸轮、齿轮及轮系等基础的结构为例，其教学方法如表 2 所示。
表 2  机械原理课程的知识点教学设计逻辑
机构教学内容连杆机构 凸轮机构轮齿机构教学方法
机构结构分析*********基于案例
机构建模分析 *********基于项目
分析机构设计*******基于问题注：“***”为必须掌握的重点知识点；“*”为部分学生具备的能力。
根据 OBE 教学理念设定课堂目标，应该从学生的产品开发设计能力出发，且要在内容设定上增加学生的兴趣。对此，学校可以从设计竞赛、产业环境等方面入手，不断培养学生利用计算机工具及技术的能力，让学生能够独立完成设计或者与团队协作完成设计。
（三）基于 OBE 模式的机械原理课程教学过程设计。信息技术的发展速度太快，传统的“产、学、研”
模式赶不上市场需求的发展速度。在机械原理课程不变的情况下，设计内容是一个螺旋上升的过程，需要根据应用范畴进行教学反馈。在 OBE 模式下，学校从培养学生产品开发设计能力角度设定的教学目标分为五个方面：机械系统基本表达、机械系统识别、机械系统定义、机械系统建模分析、机械系统综合分析。
根据以上教学目标，将教学过程分为：激发学习动机——感知教学材料—— 理解教学材料—— 巩固知识经验—— 运用知识经验—— 测评教学效果。
1．从内容设置上为了激发学生学习动机，主要从产业环境、机械设计大赛等方面进行考虑，教学中理论结合实践、教室结合厂房。联系本地区典型产业，如模具、小家电、注塑机等收集典型机构进行分析。
2．感知教学材料，掌握基本知识点。该部分包括机构分析基本方法的掌握、典型机构分析设计能力的掌握以及灵活应用计算机辅助分析、建模、设计的能力。目前学校主要以 Matlab、Adams 和部分 CAE 软件系统辅助机械设计，通过软件辅助从机构运动方程构建、运动方程求解和分析、机构设计等方面进行项目设计。
3．从产品开发设计流程角度设置项目大作业，学生以团队方式通过调研、查阅资料等完成教学材料的理解，提高面向产品设计过程的机构分析能力。
4．设置项目作业，巩固知识经验。学生需要对项目进行规划、完成机构结构建模、方程构建、程序编写、系统分析。通过项目的完成，加深学生对产品开发设计流程的理解。
5．参与机械设计大赛，运用知识经验。学生以团队方式完成大赛作品，提高机械结构创新设计能力以及团队合作、口头和书面表达的能力。
6．最后以综合考勤、听课、项目完成情况等内容的考核方式完成教学效果评估。
（四）基于 OBE 模式的机械原理课程的考核评估。机械原理课程考核内容主要包括机构分析与设计，考试方式包括作业设置、日常测试、期末考试以及团队项目实战等，通过对学生进行综合考核，要求学生能够提交多样化的考核结果。在评价方式上对环节进行规范，并让学生参与到评价中来，强化评价结果的客观性。在一些项目合作中，要让学生进行相互促进的管理。
在 OBE 教育模式中，评估学习产出是极其重要的指标。对学生各项能力做出合理客观的评价，对后续的课程改革有着极大的影响。而机械原理课程的成绩考核应与课程设计所培养的能力相呼应，可细分为：日常成绩、选题成绩、设计成绩以及项目答辩成绩，各部分所占比例和考核依据包括四方面。
1．选题成绩占总成绩的 30%。主要考查学生机械传动系统方案设计的能力。根据设定的任务设计两到三种不同的机械传动方案，每种方案包含两到三种典型的传动机构、四杆以上的连杆机构，通过 PP
T 形式能对设计任务进行详细的说明。从方案的合理性、周全性、创新性及实用性四个方面进行综合评分。
2．平时成绩占总成绩的 10%。主要从出勤情况和学习态度两方面进行打分。无规矩不成方圆，良好的出勤率和学习态度是完成任务的基础，能培养学生个人与团队之间的协作能力。
3．学生的设计成绩占总成绩的 40%。主要考核学生基础理论知识的掌握情况及对数据进行分析、解释、灵活运用知识的能力，从学生选择的分析方法、数据分析、模型建立及运动仿真等方面进行打分。
4．答辩成绩占总成绩的 20%。考查团队对整个项目的汇报能力，主要是对个人在团队中的分工及完成情况、自我评价、所负责任务等进行阐述。
综上所述，课程教学本身就是一个持续性的过程，学生是否具备相应的产品开发设计能力，必须从实践的项目中进行检验，且不能单纯通过项目作业来反映，还要以机械竞赛、课程设计及毕业设计等多方面来检验学生对知识掌握的程度及设计能力。OBE 教育理念及教学模式是从学生产品开发设计能力出发，提出机械原理课程的改革思路，并在教学内容、考核内容及持续改进方面等进行重新的规划与设计。OBE 模式强调设计角度及产品的全生命周期，要求学生能够将所有的知识节点关联起来，从实际问题出发来设计产品，注重对学生实践能力的培养。                                                            （下转第
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三、要求学生学会归纳和总结
科尔布循环学习模型第三步是归纳与总结，让学生形成知识逻辑和理论体系。归纳和总结是任何学习模式的重要环节，是对已学知识的归纳和总结，能够有效地对已学知识进行巩固。学生学会归纳和总结，在往后的学习中能够举一反三。中职英语口语学习除了要掌握基础的口语知识外，还需要将课堂的口语知识准确地运用到不同的环境中，形成学生自己的知识体系。
例如，在 Unit10 Welcome to our office 一课的教学中，学生完成英语式面试模拟演练后先进行自纠自查，教师再抽查个别小组进行面试模拟演练，并结合教材的知识点进行讲解。教师讲解前向学生布置一项学习任务：对本课知识学习的见解、掌握的知识点、知识的应用等方面进行归纳和总结，并将归纳和总结的知识内容以书面形式上交给教师。教师对学生归纳和总结的内容用心批阅，指出学生存在的不足之处，要求学生予以改进。通过归纳和总结，让学生掌握课程学习的知识要点，认清自己学习的不足之处。比如，有学生在面试模拟演练结束时提出对“office”一词的疑问：“我们常用的办公软件叫‘office’，是办公室的意思，而演练过程中发现‘offer’是录用通知的意思，两个单词又很像，意义有什么区别吗？”教师针对学生的提问进行讲解，告诉学生“office”和“offer”的具体意义以及使用情况，使得学生在归纳和总结中掌握“office”和“offer”两个单词的区别及应用方法。
四、激发学生将知识运用到实际中
学习知识的最终目的是要转化为实际应用。只有将知识运用到实际中，知识才具有作用和力量。科尔布循环学习模型的第四步要求积极试验，要将学习的知识应用到实际中、工作中，甚至要延伸知识学习。中职英语口语的重要教学目标是培养学生口语能力，让学生拥有良好的沟通表达能力，具备一定的听、说、讲的能力。因此，教师要以培养学生口语能力为出发点，激发学生将英语口语知识应用于实际中。
例如，完成 Unit10 Welcome to our office 一课的教学后，教师要鼓励学生运用英语口语知识完成一次面试预约或者面试实际应用。目前，国内有很多的外资企业需要创新型技能人才，并要求人才具备一定的英语口语能力。教师可以先让学生制作英语简历，并给予相应的指导，让学生将英语简历修改完善；然后鼓励学生将英语简历通过外资企业、网站进行投递，如果外资企业有招聘的情况，可以要求学生拨通外资企业电话，用英语与招聘人员进行沟通。投递简历、预约面试和参加面试是学生未来就业过程中的必经之路，与学生的生活工作息息相关。教师要求学生用英语投递简历、电话咨询，一方面让学生克服惧怕心理，敢于尝试做更高难度的事情，帮助学生更快更好地成长；另一方面使学生能够熟练地用英语知识制作简历、进行电话咨询，有效锻炼学生的英语应用能力。即使学生未来就业使用不到英语，学生使用汉语完成面试也会更加出，更容易获得企业的青睐。
总而言之，英语是一门全球范围内使用广泛的语言。英语学习主要是为学生打下坚实的语言基础，让学生具备优秀的听、说、读、写等语言技能。中职英语口语教学既要考虑学生口语基础知识的学习，又要重视学生英语口语的体验和实践。体验式学习模式十分适宜中职英语口语教学，能够帮助学生亲身参与英语口语实际体验，使其在实际体验中学会观察和思考、归纳和总结，最终习得将英语口语知识应用到实际中的能力，进而提升学生的就业竞争力。
【参考文献】
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【作者简介】刘　斌（1978—　），女，籍贯广西容县，本科，现就职于柳州市第一职业技术学校，研究方向为教学法研究。
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【参考文献】
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［4］刘　浩．基于OBE工程教育理念的机械原理课程设计改革分析［J］．广西农业机械化，2019（05）．
【作者简介】廖　韦（1985—　），男，壮族，籍贯广西柳州，本科，工学学士，现就职于柳州市鹿寨职业教育中心，研究方向为机械教学。
（责编　罗汝君）

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