劉春香 王司 馬慧良 寧慧燕 徐莉 劉喜平

摘要：隨著全球新一輪的產業(yè)革命和科技變革，在全國新工科建設興起的大背景下，以改革創(chuàng)新為核心的工程教育轉型呼之欲出。文章基于OBE理念以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的機械原理項目式教學模式設計、教學計劃設定等方面進行了探討和實踐，并對成果進行了展示。為項目式教學在其他科目的實施提供了參考，并為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式的開拓夯實了基礎。

關鍵詞：OBE理念;創(chuàng)新能力;項目式教學

隨著全球新一輪的產業(yè)革命和科技變革的到來，我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，發(fā)展動力須轉換，以改革創(chuàng)新為核心的新動能正在加速孕育，培育面向新工業(yè)體系的工程技術人才很有必要，這就亟須全面深化工程教育改革。在此大背景下，借助國際工程認證契機，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復合型人才為目標的顛覆傳統(tǒng)教學模式的重大變革呼之欲出。

美國學者斯派帝將OBE（outcomes-based Education）教育理念定義為“清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學生在未來生活中獲得實質性成功的經(jīng)驗”，其理念在于學生學到了什么和是否成功遠比怎樣學習和什么時候學習更重要。這種教育模式的實施需要積極探索能促進學生的知識、能力、素質協(xié)同發(fā)展，構建傳授知識和培養(yǎng)能力的互動關系，教師導學和學生主動學習的新型教與學關系的工科課程教學模式，與新形勢下工程技術人才的培養(yǎng)目標契合度較高。

1? 項目驅動教學模式

項目式教學法（Project-Based Learning，簡稱PBL）是一種工學結合、項目驅動以產出為導向的新型教學模式，其優(yōu)點在于能適時有效將理論與實踐對接。其要求以學生為中心，使學生置身于解決工程實際問題的情境中，充分調動學生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，在增強學生自我學習能力專業(yè)技能、表達與溝通、文獻收集應用及團隊協(xié)作能力等方面發(fā)揮了巨大作用，與國際工程認證的非技術性指標培養(yǎng)完全吻合，有力地打破了傳統(tǒng)教學的壁壘。

它所關注的是學科的核心概念和原理，要求學生從事的是問題解決、基于現(xiàn)實世界的探究活動以及其他的一些有意義的工作，要求學生自主學習并通過制作作品完成自己知識意義的構建。

項目驅動教學的一般思路如圖1所示。在課程授課初始下達項目任務書，隨著理論知識的不斷積累，學生依據(jù)設計主題逐步完成設計方案，不斷發(fā)現(xiàn)并解決設計過程中的實際問題，通過完整的工程實踐項目的實踐加深對理論知識的理解。與傳統(tǒng)教學模式相比，這些實際的問題沒有固定的解決方法和過程，沒有定論，只能在學生不斷地探索和發(fā)現(xiàn)中解決，這就大大增強了學習興趣，在逐步解決問題的過程中掌握并理解本專業(yè)相關理論和應用方法。

2? 項目驅動法在機械原理教學中的實踐

機械原理課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課，是基礎課與專業(yè)課程的橋梁。傳統(tǒng)的教學方式集中授課，按章節(jié)布置作業(yè)或階段設計小型項目，就題論題，往往是學生學習理論知識時不知道怎么應用，當遇到實際問題時又忘記了理論知識如何運用，導致教與學仍然時空分離。本文的教學理念旨在讓學生帶著項目中遇到的問題學習理論知識，將機械原理各個章節(jié)的理論內容有機融合，將理論課堂演變成解決實際問題的實驗室，讓學生在做中學，不僅擴展了項目的有效周期，還建立了知識學習和能力培養(yǎng)的互動關系。如表1為機械原理課程項目驅動教學的計劃安排。

2.1 機械原理項目式教學計劃

2.1.1項目主題選定

以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為目標，結合學生層次和課程性質，以學?，F(xiàn)有的硬件設施為根本，由任課教師選定項目主題，并對題目的難易程度和可行性進行初步評估，進而下達相應任務書。本次以“全國大學生第八屆機械創(chuàng)新設計大賽”主題為選題范圍即小型停車裝置的機械裝置設計和小型水果采摘輔助機械裝置設計。

2.1.2團隊建立

在機械原理課程授課的前兩周內，明確項目設計目標，學生自行組建合作團隊，小組規(guī)模為3～4人，在設計過程中鍛煉組員團隊協(xié)作能力及個人表達溝通能力，保持良好的學習狀態(tài)。

2.1.3項目規(guī)劃

基于PBL的學習方法對學生和老師都是挑戰(zhàn)。學生需要合理安排時間，如問題設計、項目定題、資料搜集、技術手段、小組討論及匯報工作進展等;教師須宏觀把握設計進度，確保項目如期完成。學生要隨著理論課程的學習進度及教師的引導，規(guī)劃階段目標，定期進行匯報總結。

2.1.4效果評價

課程通過對理論知識、項目實踐和平時表現(xiàn)三個方面進行考核評價學生的學習效果。其中，理論知識考核（閉卷）占60%、項目實踐占30%、平時其他表現(xiàn)占10%。課程鼓勵學生在完成項目實踐后申請專利和撰寫論文，并在考核中分別給予5分的額外加分。對于項目效果優(yōu)異的小組推選參加省級大學生機構創(chuàng)新競賽，以賽促學，學出知識，賽出水平，帶動全校學生組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，積極培養(yǎng)能夠解決實際問題的工程應用型復合人才。

2.2? 成果展示

本次教學改革實施的班級為機械設計制造及其自動化專業(yè)2015級的學生。項目實施過程中，由組員共同推舉一位組長，負責組織和協(xié)同總體工作，各組員分工明確，在方案設計、校驗、繪圖、三維仿真及各階段匯報、文字材料組織、PPT的制作及現(xiàn)場答辯等職責分明，充分調動學生積極性。對于方案成熟的設計，經(jīng)過遴選，直接推薦省級機構創(chuàng)新競賽。如圖3及圖5分別為蘋果及草莓水果采摘裝置的設計，已推薦參加第八屆全國大學生機構創(chuàng)新競賽，現(xiàn)在實做階段;圖4為慧魚組件搭接的氣動式多品種梨采摘工具，已參加全國大學生慧魚競賽，目前為初審階段;圖6為框架式雙層立體車庫方案設計及仿真，為機構創(chuàng)新競賽作品。

3結論與展望

“未來已來，將至已至”在多種教學輔助手段爆發(fā)的時代，改革已成必然。項目式教學以產品輸出為導向，配合深刻的教學改革，利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐持續(xù)改進和優(yōu)化，引入新技術新手段，新式教學模式已然形成。在現(xiàn)今大學建設新工科的背景下，有望成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)突破的制高點。打破陳規(guī)，推陳出新，教研相長，學以致用，有效發(fā)揮機械原理課程在培養(yǎng)學生工程實踐能力方面的重要作用。不僅培養(yǎng)了學生團隊合作意識，也為后續(xù)專業(yè)課學習、企業(yè)培養(yǎng)合格的工程創(chuàng)新型人才打下堅實的基礎。

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