李養(yǎng)良 ，張德勤 ，滿達(dá)虎 ，杜大明 ，羅紅梅

（1.九江學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 九江 332005；2.2020年江西省高水平本科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，江西 九江 332005）

0 引言

《中國制造2025》是由國務(wù)院印發(fā)，對(duì)我國全面推進(jìn)和實(shí)施強(qiáng)國制造進(jìn)行部署的戰(zhàn)略文件和行動(dòng)綱領(lǐng)，其對(duì)機(jī)械工程專業(yè)人才提出了越來越高的要求[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心是基于成果導(dǎo)向的教育理念（OBE教育理念）。和傳統(tǒng)教育理念相比，OBE教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)。即以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，以持續(xù)改進(jìn)促進(jìn)培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。通過轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念和進(jìn)行一系列教學(xué)改革，使我國的人才培養(yǎng)質(zhì)量邁上一個(gè)新臺(tái)階[2-3]。

OBE教育理念關(guān)注的是學(xué)生能力的達(dá)成，是以成果導(dǎo)向?yàn)榍疤帷Ｊ紫?，要有明確的工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生的畢業(yè)要求要支撐專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，建立課程體系模塊，在設(shè)置課程模塊時(shí)，要注意專業(yè)課程能夠分別支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)。因此，每個(gè)模塊內(nèi)每一門課程的目標(biāo)集成后就形成了該模塊的培養(yǎng)目標(biāo)，各模塊的目標(biāo)綜合后就達(dá)到了學(xué)生最終的畢業(yè)要求，所以，每門課程的教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容關(guān)注的是學(xué)生能力培養(yǎng)和達(dá)成度、矢量化等指標(biāo)。這樣，任課教師根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)就可以很清楚地了解需要學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué)，利用達(dá)成度評(píng)價(jià)機(jī)制來檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，進(jìn)而做到持續(xù)改進(jìn)。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械類或近機(jī)械類的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程主要介紹機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則、機(jī)械零件常用材料及選用原則、機(jī)械零件工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化。內(nèi)容包括平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析，常見機(jī)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)，連接件設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件設(shè)計(jì)，軸和軸轂連接、軸承以及聯(lián)軸器、離合器、彈簧等其他零部件設(shè)計(jì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備初步分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力，能夠掌握常用機(jī)構(gòu)的基本特點(diǎn)和原理、運(yùn)動(dòng)特性和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，并能夠了解如何確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方案；掌握常用零件的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，具備機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)簡單機(jī)械及傳動(dòng)裝置的基本能力；具備使用機(jī)械工作手冊(cè)、文獻(xiàn)檢索等有關(guān)資料的能力，可為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)夯實(shí)基礎(chǔ)[4]。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程在全國大多數(shù)工科院校中都有開設(shè)，具有較為悠久的歷史。課題組在中國知網(wǎng)上輸入“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等關(guān)鍵字，檢索出2 500多條信息，很多學(xué)者對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考試環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)等進(jìn)行了研究。許多高校將先進(jìn)的教學(xué)理念、先進(jìn)技術(shù)及時(shí)更新到教學(xué)內(nèi)容中，改革機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，將單一的減速器設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練等競賽結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，并取得了很好的效果。但該課程教學(xué)過程中仍然存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 教學(xué)方法比較單一

目前，大多數(shù)高校的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，主要采用教師課堂講解的方式，在教學(xué)過程中注重知識(shí)傳授的完整性和準(zhǔn)確性，而對(duì)于培養(yǎng)、提高學(xué)生工程意識(shí)、工程能力和創(chuàng)新意識(shí)的重視度不夠。教師以教材內(nèi)容來設(shè)定課程教學(xué)大綱和授課計(jì)劃，制定課程目標(biāo)，因此，教學(xué)內(nèi)容主要圍繞教材內(nèi)容，比較單一，機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)沒有與教學(xué)內(nèi)容相銜接、更未及時(shí)走進(jìn)學(xué)生課堂，大學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)性不夠，跟不上行業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求[5]。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

課堂教學(xué)主要是老師講、學(xué)生聽，學(xué)生在課堂上被動(dòng)地接受專業(yè)知識(shí)，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性；課程作業(yè)主要是課本習(xí)題，以理論計(jì)算為主，設(shè)計(jì)類題目較少，學(xué)生完成作業(yè)的過程中存在應(yīng)付和抄襲現(xiàn)象；課程考核主要以期末和期中考試成績?yōu)橐罁?jù)，教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生表現(xiàn)的評(píng)價(jià)不多，沒有全面體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)遲到、曠課，上課玩手機(jī)，注意力不集中，考前突擊復(fù)習(xí)，考完就忘得一干二凈等現(xiàn)象屢見不鮮，這些情況直接影響了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的提高。

1.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)需要不斷加強(qiáng)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的實(shí)踐教學(xué)主要是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的積極性。另外，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的設(shè)計(jì)題目主要是單級(jí)或二級(jí)減速器設(shè)計(jì)，與當(dāng)前行業(yè)發(fā)展和工程實(shí)際存在部分脫節(jié)；課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要為演示型和驗(yàn)證型，綜合型以及創(chuàng)新型較少，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2 學(xué)科競賽的意義

學(xué)科競賽是提升大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的平臺(tái)，反映了大學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的綜合能力，也是將專業(yè)知識(shí)和工程實(shí)際相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。學(xué)科競賽對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程實(shí)踐水平等，都具有非常重要的意義。

當(dāng)下，與機(jī)械專業(yè)密切聯(lián)系的大學(xué)生學(xué)科競賽有以下幾項(xiàng)：1）全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。目的是推動(dòng)高校在教學(xué)過程中關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)際的訓(xùn)練和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生針對(duì)生活實(shí)際需求進(jìn)行創(chuàng)新思維、機(jī)械設(shè)計(jì)和制作等的工作能力。2）中國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽。目的在于促進(jìn)高校提高工程實(shí)踐、工程訓(xùn)練的水平，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維、綜合工程實(shí)際應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使大學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、綜合能力水平、理論與實(shí)踐三者實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。3）3D大賽，即全國大學(xué)生三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。該競賽彰顯了科技發(fā)展、科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求，是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的具體實(shí)踐。4）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。大賽以培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、全面提高大學(xué)生的圖學(xué)能力為宗旨。此外，還有全國大學(xué)生信息應(yīng)用技術(shù)水平大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科技學(xué)術(shù)作品競賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國大學(xué)生機(jī)械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽——鑄造工藝設(shè)計(jì)賽、全國大學(xué)生金相技能大賽、江西省“天工杯”工業(yè)設(shè)計(jì)大賽等。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

3.1 教學(xué)目標(biāo)改革

OBE理念重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不局限于對(duì)課本知識(shí)的掌握。教學(xué)目標(biāo)要根據(jù)學(xué)生所在專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃目標(biāo)來制定，專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是大學(xué)生在畢業(yè)五年左右應(yīng)該具備的素質(zhì)和能力的總體概述。經(jīng)過學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，學(xué)生應(yīng)具備分析一般機(jī)械基本機(jī)構(gòu)、常用機(jī)器傳動(dòng)裝置的能力，通過課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)特定要求的機(jī)構(gòu)、選用常用機(jī)械傳動(dòng)的素質(zhì)，同時(shí)利用分析和設(shè)計(jì)計(jì)算能夠?qū)C(jī)構(gòu)或傳動(dòng)裝置的方案進(jìn)行優(yōu)化。在大學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、訓(xùn)練工程實(shí)踐能力的過程中培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，在課程設(shè)計(jì)中能夠自覺考慮各種因素，比如安全、健康、環(huán)境、法律等，培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)牢靠、設(shè)計(jì)思路清晰明確、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的專業(yè)人才。

3.2 教學(xué)內(nèi)容改革

3.2.1 基于學(xué)科競賽實(shí)際問題的課程教學(xué)

課程教學(xué)授課過程中，根據(jù)授課內(nèi)容，將相關(guān)競賽項(xiàng)目提前告知學(xué)生。比如，全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主題、大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽的賽道，鼓勵(lì)學(xué)生積極報(bào)名參賽。對(duì)于一些準(zhǔn)備參加比賽的同學(xué)，合理布置內(nèi)容，按照競賽的題目要求，根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行分解，比如作品的總體方案、傳動(dòng)方案、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、零部件材料的選擇、作品制造安裝和調(diào)試、說明書編寫等。大學(xué)生要參加學(xué)科競賽，需要做許多工作，沒有一定的知識(shí)儲(chǔ)備和積累是不行的，把競賽內(nèi)容提前布置給學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。比如第十屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主題為“自然·和諧”。內(nèi)容包括設(shè)計(jì)與制作模仿自然界動(dòng)物運(yùn)動(dòng)形態(tài)、功能特點(diǎn)的機(jī)械產(chǎn)品，或者是用于修復(fù)自然生態(tài)的機(jī)械裝置，包括防風(fēng)固沙、植被修復(fù)和凈化海洋污染物的機(jī)械裝置。在日常教學(xué)中，就可以結(jié)合題目要求給學(xué)生講授相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

3.2.2 將前期競賽內(nèi)容作為教學(xué)案例進(jìn)行分析

在課堂教學(xué)中采用案例教學(xué)法[6]，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力、工程實(shí)踐動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中。如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練能力綜合競賽的作品結(jié)構(gòu)新穎，有多種形式，其在平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理分析、自由度計(jì)算、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容的教學(xué)中都有可能成為非常好的教學(xué)素材。

3.2.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融入教學(xué)中

翻轉(zhuǎn)課堂是目前高校提出應(yīng)用的教學(xué)模式[7]。該模式側(cè)重于對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過學(xué)生個(gè)人思考、集中討論、教師參與等方式共同理解消化吸收課程知識(shí)。在專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)中，采用課堂教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂混合的教學(xué)模式是比較實(shí)用的。在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中設(shè)置討論和實(shí)踐性專題內(nèi)容，授課前讓學(xué)生查閱資料，為課堂討論的話題和內(nèi)容做準(zhǔn)備。另外，鼓勵(lì)學(xué)生將與課程領(lǐng)域相關(guān)的、自己感興趣的知識(shí)內(nèi)容與大家共享，使課程氛圍更為活躍。

九江學(xué)院是普通本科院校，建設(shè)目標(biāo)定位于“區(qū)域性高水平應(yīng)用型大學(xué)”，人才培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用型人才。所以，要將培養(yǎng)應(yīng)用型人才的理念貫穿始終，在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中要根據(jù)公司和企業(yè)需求，優(yōu)選課程的授課內(nèi)容，盡量減少公式的推導(dǎo)和理論性較強(qiáng)的章節(jié)內(nèi)容的授課時(shí)間，避免讓學(xué)生死記硬背，增加一些常用零部件、傳動(dòng)設(shè)計(jì)以及選型應(yīng)用的實(shí)踐課程，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2.4 課程思政理念融入教學(xué)內(nèi)容

1）在課程教學(xué)中挖掘思政元素[8]。例如，在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度中，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)方向的條件，自由度大于零并且等于原動(dòng)件的個(gè)數(shù)。由此，可以聯(lián)系到QQ、微信、微博等網(wǎng)絡(luò)空間作為大眾交流的平臺(tái)，大家都可以在其中發(fā)表自己的觀點(diǎn)、見解，但前提是必須遵守國家法律法規(guī)；在齒輪系的講解中，僅靠一對(duì)齒輪來傳遞運(yùn)動(dòng)是不夠的，必須靠一系列齒輪來進(jìn)行，這里面就體現(xiàn)了團(tuán)結(jié)合作的精神；在螺紋連接中，對(duì)于單個(gè)螺栓的強(qiáng)度計(jì)算，可以結(jié)合實(shí)際工作中由于螺栓斷裂造成的安全事故來講解，以此培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，以及對(duì)于將來從事職業(yè)的責(zé)任感；學(xué)習(xí)比較帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的不同使用范圍，可以結(jié)合班級(jí)同學(xué)雖然各自的職業(yè)規(guī)劃不同，但最終的目的都是為國家作貢獻(xiàn)等。

2）從教師自身經(jīng)歷中總結(jié)思政元素。有的教師具有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，從事過機(jī)械設(shè)計(jì)等實(shí)踐工作，其在開發(fā)產(chǎn)品的過程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。在對(duì)工藝編排、零件設(shè)計(jì)與加工的講解中，可以結(jié)合教師自身的實(shí)際體會(huì)。比如，零件的設(shè)計(jì)、熱處理工藝的選擇、材料表面粗糙度的標(biāo)注，既要考慮產(chǎn)品的安全性，也要考慮加工制造成本等，這都是學(xué)生感興趣的內(nèi)容。

3）將大國工匠精神引入思政元素。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研工作者的工匠精神，培養(yǎng)和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，激勵(lì)大學(xué)生用飽滿的激情和奉獻(xiàn)精神為國家富強(qiáng)和民族振興貢獻(xiàn)自己的力量。比如，作為大國工匠人物之一的李萬君，被譽(yù)為“工人院士”“高鐵焊接大師”，他憑著一股不服輸?shù)你@勁兒和韌勁兒，積極參與高速車、鐵路客車、城鐵車等幾十種車的轉(zhuǎn)向架焊接規(guī)范以及操作方法的研究，先后進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)100多項(xiàng)，填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白，榮獲國家專利21項(xiàng)，為公司培訓(xùn)焊工達(dá)1萬多人次，培養(yǎng)帶動(dòng)了一批技能精湛、職業(yè)操守優(yōu)良的技能人才，為打造“大國工匠”儲(chǔ)備了堅(jiān)實(shí)的新生和后備力量。這些技術(shù)的突破，離不開機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)[9-10]，在課堂中結(jié)合大國工匠精神，能夠發(fā)揮榜樣的力量，激勵(lì)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)。

3.2.5 課程目標(biāo)達(dá)成和持續(xù)改進(jìn)

1）課程目標(biāo)的達(dá)成要結(jié)合課程運(yùn)行的整個(gè)環(huán)節(jié)，包括課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、線上討論、答疑、作業(yè)以及學(xué)生的課堂表現(xiàn)，對(duì)課程的目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行分析，找出課程目標(biāo)中還要改進(jìn)的薄弱環(huán)節(jié)，分析總結(jié)產(chǎn)生的原因，在后期教學(xué)中及時(shí)改進(jìn)和調(diào)整，不斷完善課程評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2）課程結(jié)束后及時(shí)了解學(xué)生對(duì)課程的反饋和評(píng)價(jià)，收集學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)過程中存在問題的看法，積極采納學(xué)生提出的合理建議。對(duì)于學(xué)生喜歡的學(xué)習(xí)方式要進(jìn)一步規(guī)范化、擴(kuò)大化，學(xué)生接受度不高或者學(xué)習(xí)效果不好的學(xué)習(xí)方式則要反思其原因，找到癥結(jié)所在，并在下一年度的教學(xué)中持續(xù)調(diào)整改進(jìn)，使達(dá)成度指標(biāo)更好。

4 結(jié)語

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程存在教學(xué)方法單一、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不夠完善等問題，課題組基于OBE理念對(duì)其教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，將學(xué)科競賽與課堂教學(xué)相融合。課程改革的實(shí)踐使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力不斷提高，其在各類學(xué)科競賽中成績也越來越好。