工程类课程设计教学方法探索论文

2024-08-08

工程类课程设计教学方法探索论文

　　摘要：文章以《汽车制造技术课程设计》课程为例，对工程类人才的能力需求进行分析，总结了目前课程设计教学在工程能力培养中存在的问题，如选题题目欠新颖、缺乏过程质量评价、教学方式单一等问题，探索新的课程设计教学方法与质量保证方法：包括建立详细的课程质量目标、采用互动讨论的教学方式、制定阶段性的过程监控措施以及创新学生成绩的评价方法等。同时在教学方法上拟采用互动式选题，引入组别与组内同学的竞争机制提升学生参与度与主动性，锻炼学生的决策能力、沟通能力与工程实践能力，为车辆工程系学生的就业水平提高奠定基础。

　　关键词：工程能力；教学方法；课程设计；实践

　　一、概述

　　工程实践能力是评价车辆工程系本科生对专业基础理论掌握程度的重要手段，同时也是衡量学生未来就业水平的关键指标。作为应用型本科教育的主体之一，上海理工大学近年来一直践行创建“精品本科”教学目标，为社会提供优秀的应用型本科技术人才。应用型本科教学的实践教学，是应用型本科教育的核心，同时也决定了高校对学生培养目标的顺利实现[1-3]。在车辆系本科教学中，除了专业基础课程外，实践类课程的教学目标达成与否在很大程度了决定了学生的培养水平。在上海理工大学车辆工程系本科生的培养计划中，有专门的12门专业实践课程，用以提升学生对专业理论知识的掌握水平以及工程实践能力。然而，在实际的实践类课程中仍存在一些问题，本文通过分析当前课程设计工作中存的若干问题，从课程设计的题目、学生的参与状况、课程设计的教学形式和评分机制等方面，提出了进一步规范课程设计教学环节。同时以课程《汽车制造技术课程设计》为对象，通过对提出新的教学方法的实践应用，从而提高教学质量。

　　二、目前工程类课程设计教学中存在的问题分析

　　从整体上来说，目前实践类课程教学中主要存在以下问题：

　　（一）选题方式单一，选题题目欠新颖

　　目前课程设计的选题方式一般采用教师出题目，学生被动选择的情况，这就导致部分学生对选题内容不感兴趣，对课程设计的参与度差，因此如何在课程基础上，鼓励学生自己命题，激发学生的课程兴趣等是支撑学生是否能够积极参与的重要手段。另外，目前课程设计的题目欠新颖，缺乏多变，学生往往能根据往届学生的设计结果修修改改以应付答辩，这在很大程度上降低了学生的学习效果。因此，课程设计选题需要定期更新并注重与时俱进。题目的深度、广度和难易度要适当，使学生在计划时间内经努力能够完成任务。注重理论联系实际，优先选择与生产、科研等密切相关，具有实际应用价值的题目[4]。同时要丰富题库中题目的数量让学生能有更多的选择空间。

　　（二）学生对课程设计的参与积极性不高，部分同学存在抄袭现象

　　课程设计全过程的认真实践能够培养学生对工程问题的分析能力、问题解决思路、工程绘图能力以及成果答辩中的表达与沟通能力等，这些能力的达成对于学生未来就业水平的提升均具有重要的作用。然而，由于选题题目比较集中，分组设计及答辩的形式使得小组内部分同学注意力分化，另外在对课程设计成绩评定方面仅根据答辩结果进行评分，导致学生对课程设计的参与积极性不高。因此如何从上述几个方面的教学方法上进行改革提升学生对实践类课程参与度是待解救的关键问题。

　　（三）课程设计教学形式传统，缺乏详细可操作的教学流程，过程管理松散

　　目前课程设计的教学形式一般采用教师给出备选题目，学生分组后被动选题形式；在设计过程中主要是学生自身在课下完成，同时教师在固定时间的答疑环节；最后通过小组答辩形式给出评价成绩。在以往的教学过程中，课程设计结果抄袭现象严重[6]，另外有的课题小组内部成员除了答辩小组长对设计结果能够较好答辩外，其余成员对问题解决思路、工程图纸制作过程以及设计说明书内容等均不能给出合理解释。另外，课程设计答辩过程太过松散，导致小部分学生在课程设计中抄袭，蒙混过关。因此，除了在答辩环节的教学方法改革外，如何在课程设计的实施过程中，加大过程监控，确保每一位同学都在认真的开展自己的课程设计是目前存在的又一关键问题。

　　（四）课程设计评分机制不合理

　　由于以往课程设计成绩均是基于最终答辩环节给出，如小组内学生共同完成一个变速器箱体的机加工工艺设计规程与对应的夹具设计工作，但小组内每个学生对课题的参与程度与完成度都是不一样的，但在小组答辩后的成绩相差无几，这就导致了课程设计中学生得分大多比较集中，区分度不够，自然这种评分机制不能够调动学生的积极性。同时学生的得分多少多依赖于学生最终上交的课程设计，这种评分机制评分方法不能体现出学生在整个课程设计过程中每一个阶段的表现。因此，制定详细可操作的评分机制，能够分阶段的给学生对课程设计的参与度与完成度打分，同时确定每一个阶段的得分在最终评分中所占的权重，是提升学生实践能力的关键步骤，也是激发优秀学生创新性的重要手段。

　　三、工程类课程设计课程教学方法的探索

　　针对上述课程设计实践类课程教学中存在的问题，提出如下新的教学环节与实施办法，同时通过对企业工程项目实施中管理方法的引入，使得学生及早熟悉工程项目开发流程与时间管理方法，增强学生对课题的参与度，提升上海理工大学车辆工程系本科生的就业水平。

　　（一）压力下的选题决策环节以提升团队协作的能力

　　目前，课程遇到问题时主要由老师一人评判或决策，在方法层面上可以统称为Delphi专家决策。该决策在课程设计中的会导致学生过于依赖老师的指导，而头脑风暴法可能导致长时间达不到共识。因此，为了调高学生的参与度和学生的协作能力，在选题阶段，提出压力选题决策法，该方法是名义小组法的衍生，提高了决策效率的同时，也可以提升了学生和老师的参与度。具体做法如下：通过学生辅助资料的快速研读，让划分为一组的同学在规定的时间达成一致，如课题分析离合器设计和变速箱设计，平均分为两组人，分别给4种离合器和变速箱的设计结构，并提供混乱的复杂调研数据，让每个组必须在规定时间达成设计理念共识，并由一人进行设计说明。能达成共识的小组，并能说明结论的小组本轮高分；如最后不能达成一致意见，各个设计理念派一个人进行说明，教师决策最终设计理念，并依据展示的好坏本轮得不同的成绩。

　　（二）设计结果的持续性改进报告———提高学生工程问题分析能力

　　设计方案决定后，操作层面上分为更小的小组，每组的设计参数不同。进行答辩后获得基本成绩，对于每个小组设计出现的问题，目前主要的方法就是老师指导后改正，学生被动改正后，很多往往不知道原因，也没有动力做进一步的分析。为避免此类问题，对于设计的问题，要求学生提供改正报告，对于同一个小组，可以将不同问题分给小组不同的成员，分别提供最终的报告，并将报告的内容作为一项重要评分点。

　　（三）学生表现的阶段性过程监控———提升学生参与度与积极性

　　让学生能够主动的参与到课程设计中能够很好的锻炼学生搜索相关资料，挖掘资料和利用资料解决问题的能力，同时能够将尝试将所学理论知识运用到工程实际中[5]，并且深化其对课本理论知识的认识。在学生做课程设计的过程中要对学生进行阶段性测试，这样能够循序渐进的引导学生来参与到课程设计中，阶段性测试中要多以小组成员逐一论述的方式进行，确保每一位同学能够参与其中。同时要促进各小组间的竞争来让一部分优秀的学生能够得到充分的锻炼。

　　（四）竞争性答辩与评优环节———提升学生逻辑性与沟通展示能力

　　对于评优的团队，答辩过程中，除了在问题改进中的成绩，也要进行相互辩论，获得进一步的评优成绩。首先，均按照一定的规范（如5W1H）的逻辑进行课题设计展示，然后进入自由辩论环节，在自由辩论环节，最后，双方各派一人进行总结。最终老师决定各个评优团队的胜负，并对各个辩论者评分。

　　（五）面向全过程的加权评分机制———有效考评学生完成度，营造良好学风

　　针对目前课程设计评分集中，区分度不够，无法有效考评学生完成度的问题，可采用面向全过程的评分机制，即采用多阶段评分，并给出最终加权成绩作为最终评分的形式，督促学生积极参与到课程设计中，让学生的工程实践能力得到有效提升，营造良好的实践类课程学习风气，不断加强后续选课学生的学习效果。在课程设计成绩的具体评价方法主要采用三阶段的成绩，而最终的成绩为三个环节加权后的综合成绩。综合评分体系如下：压力选题环节占比20%，问题改进环节70%，竞争性评优10%。以汽车变速器箱体的机加工工艺规程和夹具设计任务为例，具体操作过程可按照如下形式进行考评：1.压力选题环节具体评分如下（满分100分）：针对该零件的加工工艺方案，可通过小组讨论预选2-3种，然后给定时间期限内，对不同方案的优劣性进行对比分析，小组达成一致70分，不能达成一致50分；发言者1-20分，满分20分，设计理念说明者1-10分，满分10分。2.问题改进环节具体评分如下（满分100分）：在初始确定的设计方案基础上，根据教师的改进建议或者小组内部的方案改进措施的实施情况与总结进行答辩，改进措施与报告成绩1-40分，40分满分。设计质量1-30分，满分30分。问题报告质量1-25分，满分25分，报告格式5分。3.竞争性评优环节具体评分如下（满分100分）：对于该任务的完成程度进行展示与问题答辩，并根据答辩表现进行评分，表现优秀70分，表现成绩良好60分，表现不佳40分，答辩过程中发言者1-20分，20分满分，总结者1-10分，10分满分。进一步按照上述各阶段的表现进行综合加权，具体权重值可根据教师对阶段性结果的重视程度而定，最终即可获得课程设计中每位同学的最终成绩。上述改进的课程设计类教学方法改变老师选题的金字塔模式，在时间和方案的双重压力下选题，提高学生的参与度[7]；同时，该问题也是未来就业中实际工程项目在时间节点与方案的抉择中实际存在的问题；同时能够在互动讨论环节迫使学生更深入理解设计与流程，对于出现的问题，采用实际工程中常使用的设计变更流程与质量控制的报告，使学生初步了解汽车制造企业正规的工作流程；而竞争的答辩提高了学生的表达与逻辑思维能力。而在实际工作中，都会受到竞争对手或者客户的压力，通过竞争的答辩环节，可以让学生对压力面试以及工作陈述等有更真实的体会。

　　四、结束语

　　本文通过对工程实践类课程教学过程多环节的教学方法改革，如选题内容紧密结合汽车制造工程实际，此外通过互动选题、阶段性评分以及紧促的教学节奏提升学生对课程设计课程的参与度与兴趣；结合企业实际工程问题的解决方法，将课程设计案例以实际工程项目进行实施，加深学生对课堂制教学知识点的兴趣与理解程度，提升车辆系学生的工程实践与创新能力。在课程设计全过程中执行详细可操作的教学规则与流程，锻炼学生在压力决策、团队协作、问题解决思路以及沟通展示等各方面的能力，提升车辆工程系学生的就业水平和工程能力。

　　参考文献:

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　　[3]宋玉梅.浅谈机械类本科学生创新能力的培养[J].中国新技术新产品，2010（22）：261.

　　[4]张日红，朱立学，韦鸿钰.机械设计课程设计教学改革初探[J].黑龙江科技信息，2008（29）：184.

　　[5]周喜权，陶佰睿.课程设计在电子专业教学环节中的重要性[J].高师理科学刊，2010，30（1）：97-99.

　　[6]张超，陈文兵，武道吉，等.发酵设备课程设计教学中抄袭现象的研究[J].农产品加工月刊，2015（6）：80-82.

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