工程類課程設(shè)計教學(xué)方法探索論文
工程類課程設(shè)計教學(xué)方法探索論文
摘要：文章以《汽車制造技術(shù)課程設(shè)計》課程為例，對工程類人才的能力需求進(jìn)行分析，總結(jié)了目前課程設(shè)計教學(xué)在工程能力培養(yǎng)中存在的問題，如選題題目欠新穎、缺乏過程質(zhì)量評價、教學(xué)方式單一等問題，探索新的課程設(shè)計教學(xué)方法與質(zhì)量保證方法：包括建立詳細(xì)的課程質(zhì)量目標(biāo)、采用互動討論的教學(xué)方式、制定階段性的過程監(jiān)控措施以及創(chuàng)新學(xué)生成績的評價方法等。同時在教學(xué)方法上擬采用互動式選題，引入組別與組內(nèi)同學(xué)的競爭機制提升學(xué)生參與度與主動性，鍛煉學(xué)生的決策能力、溝通能力與工程實踐能力，為車輛工程系學(xué)生的就業(yè)水平提高奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：工程能力；教學(xué)方法；課程設(shè)計；實踐
一、概述
工程實踐能力是評價車輛工程系本科生對專業(yè)基礎(chǔ)理論掌握程度的重要手段，同時也是衡量學(xué)生未來就業(yè)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。作為應(yīng)用型本科教育的主體之一，上海理工大學(xué)近年來一直踐行創(chuàng)建“精品本科”教學(xué)目標(biāo)，為社會提供優(yōu)秀的應(yīng)用型本科技術(shù)人才。應(yīng)用型本科教學(xué)的實踐教學(xué)，是應(yīng)用型本科教育的核心，同時也決定了高校對學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的順利實現(xiàn)[1-3]。在車輛系本科教學(xué)中，除了專業(yè)基礎(chǔ)課程外，實踐類課程的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成與否在很大程度了決定了學(xué)生的培養(yǎng)水平。在上海理工大學(xué)車輛工程系本科生的培養(yǎng)計劃中，有專門的12門專業(yè)實踐課程，用以提升學(xué)生對專業(yè)理論知識的掌握水平以及工程實踐能力。然而，在實際的實踐類課程中仍存在一些問題，本文通過分析當(dāng)前課程設(shè)計工作中存的若干問題，從課程設(shè)計的題目、學(xué)生的參與狀況、課程設(shè)計的教學(xué)形式和評分機制等方面，提出了進(jìn)一步規(guī)范課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)。同時以課程《汽車制造技術(shù)課程設(shè)計》為對象，通過對提出新的教學(xué)方法的實踐應(yīng)用，從而提高教學(xué)質(zhì)量。
二、目前工程類課程設(shè)計教學(xué)中存在的問題分析
從整體上來說，目前實踐類課程教學(xué)中主要存在以下問題：
�。ㄒ唬┻x題方式單一，選題題目欠新穎
目前課程設(shè)計的選題方式一般采用教師出題目，學(xué)生被動選擇的情況，這就導(dǎo)致部分學(xué)生對選題內(nèi)容不感興趣，對課程設(shè)計的參與度差，因此如何在課程基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生自己命題，激發(fā)學(xué)生的課程興趣等是支撐學(xué)生是否能夠積極參與的重要手段。另外，目前課程設(shè)計的題目欠新穎，缺乏多變，學(xué)生往往能根據(jù)往屆學(xué)生的設(shè)計結(jié)果修修改改以應(yīng)付答辯，這在很大程度上降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，課程設(shè)計選題需要定期更新并注重與時俱進(jìn)。題目的深度、廣度和難易度要適當(dāng)，使學(xué)生在計劃時間內(nèi)經(jīng)努力能夠完成任務(wù)。注重理論聯(lián)系實際，優(yōu)先選擇與生產(chǎn)、科研等密切相關(guān)，具有實際應(yīng)用價值的題目[4]。同時要豐富題庫中題目的數(shù)量讓學(xué)生能有更多的選擇空間。
（二）學(xué)生對課程設(shè)計的參與積極性不高，部分同學(xué)存在抄襲現(xiàn)象
課程設(shè)計全過程的認(rèn)真實踐能夠培養(yǎng)學(xué)生對工程問題的分析能力、問題解決思路、工程繪圖能力以及成果答辯中的表達(dá)與溝通能力等，這些能力的達(dá)成對于學(xué)生未來就業(yè)水平的提升均具有重要的作用。然而，由于選題題目比較集中，分組設(shè)計及答辯的形式使得小組內(nèi)部分同學(xué)注意力分化，另外在對課程設(shè)計成績評定方面僅根據(jù)答辯結(jié)果進(jìn)行評分，導(dǎo)致學(xué)生對課程設(shè)計的參與積極性不高。因此如何從上述幾個方面的教學(xué)方法上進(jìn)行改革提升學(xué)生對實踐類課程參與度是待解救的關(guān)鍵問題。
（三）課程設(shè)計教學(xué)形式傳統(tǒng)，缺乏詳細(xì)可操作的教學(xué)流程，過程管理松散
目前課程設(shè)計的教學(xué)形式一般采用教師給出備選題目，學(xué)生分組后被動選題形式；在設(shè)計過程中主要是學(xué)生自身在課下完成，同時教師在固定時間的答疑環(huán)節(jié)；最后通過小組答辯形式給出評價成績。在以往的教學(xué)過程中，課程設(shè)計結(jié)果抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重[6]，另外有的課題小組內(nèi)部成員除了答辯小組長對設(shè)計結(jié)果能夠較好答辯外，其余成員對問題解決思路、工程圖紙制作過程以及設(shè)計說明書內(nèi)容等均不能給出合理解釋。另外，課程設(shè)計答辯過程太過松散，導(dǎo)致小部分學(xué)生在課程設(shè)計中抄襲，蒙混過關(guān)。因此，除了在答辯環(huán)節(jié)的教學(xué)方法改革外，如何在課程設(shè)計的實施過程中，加大過程監(jiān)控，確保每一位同學(xué)都在認(rèn)真的開展自己的課程設(shè)計是目前存在的又一關(guān)鍵問題。
（四）課程設(shè)計評分機制不合理
由于以往課程設(shè)計成績均是基于最終答辯環(huán)節(jié)給出，如小組內(nèi)學(xué)生共同完成一個變速器箱體的機加工工藝設(shè)計規(guī)程與對應(yīng)的夾具設(shè)計工作，但小組內(nèi)每個學(xué)生對課題的參與程度與完成度都是不一樣的，但在小組答辯后的成績相差無幾，這就導(dǎo)致了課程設(shè)計中學(xué)生得分大多比較集中，區(qū)分度不夠，自然這種評分機制不能夠調(diào)動學(xué)生的積極性。同時學(xué)生的得分多少多依賴于學(xué)生最終上交的課程設(shè)計，這種評分機制評分方法不能體現(xiàn)出學(xué)生在整個課程設(shè)計過程中每一個階段的表現(xiàn)。因此，制定詳細(xì)可操作的評分機制，能夠分階段的給學(xué)生對課程設(shè)計的參與度與完成度打分，同時確定每一個階段的得分在最終評分中所占的權(quán)重，是提升學(xué)生實踐能力的關(guān)鍵步驟，也是激發(fā)優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新性的重要手段。
三、工程類課程設(shè)計課程教學(xué)方法的探索
針對上述課程設(shè)計實踐類課程教學(xué)中存在的問題，提出如下新的教學(xué)環(huán)節(jié)與實施辦法，同時通過對企業(yè)工程項目實施中管理方法的引入，使得學(xué)生及早熟悉工程項目開發(fā)流程與時間管理方法，增強學(xué)生對課題的參與度，提升上海理工大學(xué)車輛工程系本科生的就業(yè)水平。
（一）壓力下的選題決策環(huán)節(jié)以提升團(tuán)隊協(xié)作的能力
目前，課程遇到問題時主要由老師一人評判或決策，在方法層面上可以統(tǒng)稱為Delphi專家決策。該決策在課程設(shè)計中的會導(dǎo)致學(xué)生過于依賴?yán)蠋煹闹笇?dǎo)，而頭腦風(fēng)暴法可能導(dǎo)致長時間達(dá)不到共識。因此，為了調(diào)高學(xué)生的參與度和學(xué)生的協(xié)作能力，在選題階段，提出壓力選題決策法，該方法是名義小組法的衍生，提高了決策效率的同時，也可以提升了學(xué)生和老師的參與度。具體做法如下：通過學(xué)生輔助資料的快速研讀，讓劃分為一組的同學(xué)在規(guī)定的時間達(dá)成一致，如課題分析離合器設(shè)計和變速箱設(shè)計，平均分為兩組人，分別給4種離合器和變速箱的設(shè)計結(jié)構(gòu)，并提供混亂的復(fù)雜調(diào)研數(shù)據(jù)，讓每個組必須在規(guī)定時間達(dá)成設(shè)計理念共識，并由一人進(jìn)行設(shè)計說明。能達(dá)成共識的小組，并能說明結(jié)論的小組本輪高分；如最后不能達(dá)成一致意見，各個設(shè)計理念派一個人進(jìn)行說明，教師決策最終設(shè)計理念，并依據(jù)展示的好壞本輪得不同的成績。
�。ǘ┰O(shè)計結(jié)果的持續(xù)性改進(jìn)報告———提高學(xué)生工程問題分析能力
設(shè)計方案決定后，操作層面上分為更小的小組，每組的設(shè)計參數(shù)不同。進(jìn)行答辯后獲得基本成績，對于每個小組設(shè)計出現(xiàn)的問題，目前主要的方法就是老師指導(dǎo)后改正，學(xué)生被動改正后，很多往往不知道原因，也沒有動力做進(jìn)一步的分析。為避免此類問題，對于設(shè)計的問題，要求學(xué)生提供改正報告，對于同一個小組，可以將不同問題分給小組不同的成員，分別提供最終的報告，并將報告的內(nèi)容作為一項重要評分點。
�。ㄈ⿲W(xué)生表現(xiàn)的階段性過程監(jiān)控———提升學(xué)生參與度與積極性
讓學(xué)生能夠主動的參與到課程設(shè)計中能夠很好的鍛煉學(xué)生搜索相關(guān)資料，挖掘資料和利用資料解決問題的能力，同時能夠?qū)L試將所學(xué)理論知識運用到工程實際中[5]，并且深化其對課本理論知識的認(rèn)識。在學(xué)生做課程設(shè)計的過程中要對學(xué)生進(jìn)行階段性測試，這樣能夠循序漸進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生來參與到課程設(shè)計中，階段性測試中要多以小組成員逐一論述的方式進(jìn)行，確保每一位同學(xué)能夠參與其中。同時要促進(jìn)各小組間的競爭來讓一部分優(yōu)秀的學(xué)生能夠得到充分的鍛煉。
�。ㄋ模└偁幮源疝q與評優(yōu)環(huán)節(jié)———提升學(xué)生邏輯性與溝通展示能力
對于評優(yōu)的團(tuán)隊，答辯過程中，除了在問題改進(jìn)中的成績，也要進(jìn)行相互辯論，獲得進(jìn)一步的評優(yōu)成績。首先，均按照一定的規(guī)范（如5W1H）的邏輯進(jìn)行課題設(shè)計展示，然后進(jìn)入自由辯論環(huán)節(jié)，在自由辯論環(huán)節(jié)，最后，雙方各派一人進(jìn)行總結(jié)。最終老師決定各個評優(yōu)團(tuán)隊的勝負(fù)，并對各個辯論者評分。
（五）面向全過程的加權(quán)評分機制———有效考評學(xué)生完成度，營造良好學(xué)風(fēng)
針對目前課程設(shè)計評分集中，區(qū)分度不夠，無法有效考評學(xué)生完成度的問題，可采用面向全過程的評分機制，即采用多階段評分，并給出最終加權(quán)成績作為最終評分的形式，督促學(xué)生積極參與到課程設(shè)計中，讓學(xué)生的工程實踐能力得到有效提升，營造良好的實踐類課程學(xué)習(xí)風(fēng)氣，不斷加強后續(xù)選課學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課程設(shè)計成績的具體評價方法主要采用三階段的成績，而最終的成績?yōu)槿齻�環(huán)節(jié)加權(quán)后的綜合成績。綜合評分體系如下：壓力選題環(huán)節(jié)占比20%，問題改進(jìn)環(huán)節(jié)70%，競爭性評優(yōu)10%。以汽車變速器箱體的機加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計任務(wù)為例，具體操作過程可按照如下形式進(jìn)行考評：1.壓力選題環(huán)節(jié)具體評分如下（滿分100分）：針對該零件的加工工藝方案，可通過小組討論預(yù)選2-3種，然后給定時間期限內(nèi)，對不同方案的優(yōu)劣性進(jìn)行對比分析，小組達(dá)成一致70分，不能達(dá)成一致50分；發(fā)言者1-20分，滿分20分，設(shè)計理念說明者1-10分，滿分10分。2.問題改進(jìn)環(huán)節(jié)具體評分如下（滿分100分）：在初始確定的設(shè)計方案基礎(chǔ)上，根據(jù)教師的改進(jìn)建議或者小組內(nèi)部的方案改進(jìn)措施的實施情況與總結(jié)進(jìn)行答辯，改進(jìn)措施與報告成績1-40分，40分滿分。設(shè)計質(zhì)量1-30分，滿分30分。問題報告質(zhì)量1-25分，滿分25分，報告格式5分。3.競爭性評優(yōu)環(huán)節(jié)具體評分如下（滿分100分）：對于該任務(wù)的完成程度進(jìn)行展示與問題答辯，并根據(jù)答辯表現(xiàn)進(jìn)行評分，表現(xiàn)優(yōu)秀70分，表現(xiàn)成績良好60分，表現(xiàn)不佳40分，答辯過程中發(fā)言者1-20分，20分滿分，總結(jié)者1-10分，10分滿分。進(jìn)一步按照上述各階段的表現(xiàn)進(jìn)行綜合加權(quán)，具體權(quán)重值可根據(jù)教師對階段性結(jié)果的重視程度而定，最終即可獲得課程設(shè)計中每位同學(xué)的最終成績。上述改進(jìn)的課程設(shè)計類教學(xué)方法改變老師選題的金字塔模式，在時間和方案的雙重壓力下選題，提高學(xué)生的參與度[7]；同時，該問題也是未來就業(yè)中實際工程項目在時間節(jié)點與方案的抉擇中實際存在的問題；同時能夠在互動討論環(huán)節(jié)迫使學(xué)生更深入理解設(shè)計與流程，對于出現(xiàn)的問題，采用實際工程中常使用的設(shè)計變更流程與質(zhì)量控制的報告，使學(xué)生初步了解汽車制造企業(yè)正規(guī)的工作流程；而競爭的答辯提高了學(xué)生的表達(dá)與邏輯思維能力。而在實際工作中，都會受到競爭對手或者客戶的壓力，通過競爭的答辯環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生對壓力面試以及工作陳述等有更真實的體會。
四、結(jié)束語
本文通過對工程實踐類課程教學(xué)過程多環(huán)節(jié)的教學(xué)方法改革，如選題內(nèi)容緊密結(jié)合汽車制造工程實際，此外通過互動選題、階段性評分以及緊促的教學(xué)節(jié)奏提升學(xué)生對課程設(shè)計課程的參與度與興趣；結(jié)合企業(yè)實際工程問題的解決方法，將課程設(shè)計案例以實際工程項目進(jìn)行實施，加深學(xué)生對課堂制教學(xué)知識點的興趣與理解程度，提升車輛系學(xué)生的工程實踐與創(chuàng)新能力。在課程設(shè)計全過程中執(zhí)行詳細(xì)可操作的教學(xué)規(guī)則與流程，鍛煉學(xué)生在壓力決策、團(tuán)隊協(xié)作、問題解決思路以及溝通展示等各方面的能力，提升車輛工程系學(xué)生的就業(yè)水平和工程能力。
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