基于OBE理念的机械设计基础课程项目化、信息化​教学创新与实践朱爽​王琳​关萌沈阳工程学院​机械工程学院

摘 要：

《文渊(高中版)》 2025年06期

科学技术和工业技术的飞速发展，促使当代大学生需要学习的内容越来越多，课堂教学时间已经无法完成所有内容，且当代的大学生从出生就接触网络，他们对知识获取的路径和方式已超前于现行的传统课堂教学方式，传统的课堂讲授已无法满足当代大学生的需求。将信息技术融入课堂教学，改变教学模式成为大学教育的必经之路。本文以《机械设计基础》课程为例，介绍在OBE理念的指导下，项目化、信息化教学改革实践，为其他课程教学改革提供参考。关键词：项目化；信息化；教学改革【DOI】10.12252/j.issn.2096-6288.2025

在科学技术、工业技术飞速发展的时代背景下，学生需要学习的内容越来越多。为了让学生与时代接轨，在学生的培养方案中，增加很多前沿课程，如有限元分析、新能源设备等，这就导致，专业基础课程的课时量大量缩减。《机械设计基础》课程从最早的96学时，降到48学时，甚至在专升本专业中只有32学时。在减少学时的情况下，为了保证教学内容的完整性，势必会加快教学进度。教师为了完成教学进度，课堂知识满堂灌，学生参与度低，理解困难，缺乏学习兴趣。另外，知识的讲授是碎片化的，没有时间指导学生综合运用，致使学生在做毕业设计的时候，不能合理运用所学知识解决问题。为了解决上述问题，急需对机械设计基础课程进行改革创新，以增加学生的学习兴趣，培养学生综合应用知识的能力。本文将结合教学实践，介绍机械设计基础课程教学项目化、新型化的创新实施过程。一、基于OBE理念设计教学思路念。OBE教学要求从知识维度、技能维度、素养维度等心理念，激发学生的学习兴趣，提高学生学习效果，培后续专业主干课程的学习起到基础性支撑作用，为今后士、博士期间的深入学习也起到理论指导作用。针对传乏味、与社会发展存在一定程度脱节的问题，本课程基以成果为导向，以学生为中心，以现代化信息技术为支撑，为重点的新型学习体系。图1​新型教学体系OBE理念关注学生在学习过程中所达到的能力水OBE理念是一种强调学生学习成果为导向的教育理多个维度体现“学生中心，成果导向，持续改进”的核养学生综合素质[1-2]。《机械设计基础》是专业基础及必修课程，其对于专业课程训练之后解决复杂工程问题奠定基础，对于硕统教学过程中存在的理论讲解难以深入、课堂面授枯燥于OBE教学理念，结合新工科专业人才培养目标，建立以培养学生解决复杂工程问题能力为目标，以持续改进二、基于OBE理念设计教学目标101教育研究平，其目标是培养学生具有综合应用知识解决问题的能力。在工程认证背景下，结合我校新工科专业人才培养目标，本门课程坚持立德树人为导向、以学生为中心、面向产出的课程教学理念，设置的课程目标从知悉常用机构和通用零件的工作原理、基本特点的知识目标，到能够分析机构的运动规律、设计机构运动方案、设计通用零件的能力目标，再到培养辩证思维、团队协作精神和工程素养的素质目标，逐层递进，实现知识目标、能力目标和思政目标的有机结合。课程目标1：熟悉常用机构的基本知识、工作原理、特点及应用场合。课程目标2：正确分析机构的运动规律，确定机构的尺寸参数。课程目标3：熟悉通用零件的工作原理、失效形式、结构特点及设计准则，能够依据机械产品制造、使用等情况，形成设计方案。课程思政目标：树立正确的人生观、价值观，具备辩证思维、协作精神和工程素养。根据布鲁姆的教育目标分类法，在实现《机械设计基础》课程教学目标中，学生需要从识记、理解、应用、分析、评估和创造六个阶段，因此在教学过程中，需要对教学目标进行细化和分层，并结合学生的学习能力确定各不同层级之间的教学阶段[3]。三、基于OBE理念改革创新教学模式OBE理念的教学，紧密围绕“为什么学、学什么、如何学，学到了什么”进行开展。在设计教学目标中，解决了“为什么学”的问题，在教学实施过程中需要多样化的教学手段解决“学什么、如何学”的问题[1-2]。（一）将信息技术融入课堂，扩充课堂容量利用辽宁省跨校选修教学平台，结合学习通、雨课堂平台支持的学习环境，建立线上线下混合式教学模式。教师需要建立数字化教学资源，并在课前将学习任务和视频教学资源发布到网络平台，以任务为驱动，引导学生自学常用机构和通用零件的基本概念、工作原理和结构特点等知识并开展线上讨论、提问，实现互助学习。教师通过查看反馈和讨论获取学情，以备线下课堂教学。线下课堂中，首先利用学习通或雨课堂，进行简单的随堂测验，对学生自学效果进行检测。随后结合预习情况，针对式地进行讲解，总结重难点知识，解决学生线上学习理解不透的痛点问题，提高学生对章节重难点的理解能力。在课堂教学中，利用学习平台，开展抢答、投票等环节，吸引学生的注意力，提高学生的课堂参与度。最后通过翻转课堂和小组讨论锻炼学生对所学知识的分课后深入学习，自主探究分析，完成课程相关知识的迁移。将全部教学内容归结成“内燃机常用机构选用”、“汽个项目，项目一“内燃机常用机构选用”又分为“内燃平面连杆机构的选用”、“内燃机中凸轮机构的选用”击圆柱齿轮减速器设计”则分为“单级圆柱齿轮减速器级圆柱齿轮减速器中齿轮传动设计”、“单级圆柱齿轮计”、“单级圆柱齿轮减速器中滚动轴承的选用”和“减件设计单级圆柱齿轮减速器。如何去设计？需要设计哪在很多问题。以问题的提出、思考、回答、讨论的循环让学生清楚自己为什么学，要学什么，有目的地去学习用知识解决问题。在项目完成后，要求学生对设计项目高学生学习兴趣。例如在讲解机械基本知识时，引入中向中国创造转变的原因，可以激发学生爱国情怀和进取飞机起落架和夹紧机构对死点的应用，可以引导学生辩讲解高铁轮轴技术的现状和发展，可以激发学生的民族课程，认识这门课程的重要性，才能激发学生的学习兴趣，套数不足等问题，无法保证每名学生都动手实践，且实析应用能力。课后利用线上资源，以小组项目为拓展，让学生在（二）采用项目式教学车变速器中轮系的设计”和“单击圆柱齿轮减速器设计”3机平面机构运动简图测绘与自由度计算”、“内燃机中和“内燃机中齿轮机构的选用”四个子项目；项目三“单总体设计”、“单级圆柱齿轮减速器中V带传动设计”、“单减速器中轴的设计”、“单级圆柱齿轮减速器中键的设速器箱体螺纹连接的设计”七个子项目。以项目三为例，学生明确自己的任务是根据工作条些零件？有哪些设计方法？有哪些注意项目？学生会存过程完成教学，在项目设计过程中讲解涉及的知识内容，知识内容，调动学生主观学习能动性，培养学生综合运进行汇报，培养学生表达、汇报的能力。（三）融入课程思政有效的融入课程思政，可以激发学生爱国情怀，提国空间站，港珠澳大桥等国家重大项目，分析中国制造精神。在讲解机构死点问题以及如何克服死点时，提及证地看待事物和问题。讲解轴类零件设计方法时，通过自豪感和使命感。热爱的才是最好的，只有让学生从心底里热爱这门调动学生学习的主动性。（四）信息化和实验室开放结合传动的实验教学，由于授课时间有限，实验设备台验多为验证性实验。在《机械设计基础》课程中，将信102教育研究息化和实验室开放结合培养学生分析、设计和实践能力。首先，设计了一款交互程序课件，用以完成验证性实验，把大纲中必修实验改成综合要求更强的设计性实验。为了扩充实验课堂容量，设计性实验采用实验室开放的形式进行，教师将实验要求、实验室器材使用方的教学视频等发布到网络平台，学生根据实验要求完成运动方案设计，学习实验器材使用方法后，结合自己的时间进行预约，到实验室完成实验。实验不再受课堂时间、实验器材台套数的限制，可以保证每名同学得到锻炼。这是学生设计搭接的测量仪机构。（五）以赛代练参加竞赛是培养、检验学生综合运用知识的能力和创新能力的有效途径。积极指导、推荐学生申报创新创业项目，参加工业设计大赛、结构设计大赛和互联网+创新创业竞赛等比赛，在比赛过程中，将碎片化知识进行整合，已达到综合运用知识的能力。四、基于OBE理念设计课程考评方式课程考评是检验“学到了什么”的直接方法，是课程持续改进的依据[4]。传动的试卷考核方式无法体现OBE理念教学的成果，无法检验学生的能力目标达成情况。为了准确的评价学生的学习成果，我们设计了包括形成性评价和终结性评价的课程评价体系。形成性评价包括课堂考勤、回答问题、随堂测试、翻转课堂、小组项目和创新实验。形成性评价占总比例的50%。随堂测试占比10%，考查学生对于基础知识的掌握程度。翻转课堂占比10%，主要以讲课表现进行评价，考查学生自学能力和语言表达能力。小组项目占比10%，以项目成果和个人贡献作为考核点，考查学生综合设计能力和团队合作能力。创新实验占比20%，以实验成果、实验难度、实验创新性作为考核点，考查学生综合设计能力、实践能力和创新能力。课堂考勤采用扣分制度即发现缺课同学，在得到的分数中适当扣分，实现对学生的约束。回答问题采用加分制度，以提高学生课堂的积极性。五、教学实践效果首先，极大程度地激发了学生的学习兴趣。课程所带班级学生在教学评价中反馈，课堂充满活力，使学生对学习产生了兴趣，培养了学生的思考能力；教师讲课重点突出，授课条理清晰，认真、严谨、耐心，课程资料丰富，课堂气氛好。其次，学生的课程目标达成度明显提高。图2是机械制造及自动化专升本专业学生，《机械设计基础》课程近3年课程目标达成度情况，通过对比可以看出，随着教学改革的逐步完善，学生的课程目标达成度均有所提高，其中教学目标3的达成度提升成都最高，从0.68生完成3项省级大学生创新创业项目，参加辽宁省工业生金相技能大赛等多项比赛，均获得奖项。本文以《机械设计基础》为案例，详细介绍了基于项目化改革创新以及设计考核评价方式的方法与过程，供了思路。参考文献[1]崔艳秋，郑焱，李利生.基于OBE理念的机能318-322.[2]葛利，蒋琼，伍娟等，结合地方特色资源基2024,10（11）：92-95.合式实验教学的实践模式探究[J].上海理工大学学报，双融合教学模式探索与实践[J].电气电子教学学报，省抚顺市清原满族自治县人，硕士，讲师，研究方向为省沈阳市人，博士，教授，研究方向为材料工程。关萌研究方向为机械制造及自动化。学研合作协同育人项目“聚焦新质生产力发展的《机械提高到0.86，可见学生的能力逐步提升。图2​课程达成度对比图最后，学生应用知识能力和创新思维有所提升。学设计竞赛、辽宁省大学生结构设计竞赛、辽宁各省大学结语OBE理念设计教学思路、设置课程目标、实施信息化和并展示了改革创新取得的成果，为高校教育教学改革提学实验混合教学设计[J].基础医学教育，2024,26（04）：于OBE理念的项目式实验教学探索[J].高校学刊，[3]段振霞，李孝茹，陈浩，刘银华.线上线下混2024.[4]黄赞武，戴胜华，孙绪彬.新工科思政科研2024,46（01）：87-90.作者简介：朱爽（1987.02-），女，满族，辽宁机械制造及自动化。王琳（1980.02-）女，汉族，辽宁（1988.01-）女，满族，辽宁省沈阳市人，博士，讲师，基金项目：本文系2024年第二批辽宁省高质量产设计基础》课程信息化建设”。