工程類課程設計教學方法探索論文
工程類課程設計教學方法探索論文
摘要：文章以《汽車制造技術課程設計》課程為例，對工程類人才的能力需求進行分析，總結了目前課程設計教學在工程能力培養中存在的問題，如選題題目欠新穎、缺乏過程質量評價、教學方式單一等問題，探索新的課程設計教學方法與質量保證方法：包括建立詳細的課程質量目標、采用互動討論的教學方式、制定階段性的過程監控措施以及創新學生成績的評價方法等。同時在教學方法上擬采用互動式選題，引入組別與組內同學的競爭機制提升學生參與度與主動性，鍛煉學生的決策能力、溝通能力與工程實踐能力，為車輛工程系學生的就業水平提高奠定基礎。
關鍵詞：工程能力；教學方法；課程設計；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基礎理論掌握程度的重要手段，同時也是衡量學生未來就業水平的關鍵指標。作為應用型本科教育的主體之一，上海理工大學近年來一直踐行創建“精品本科”教學目標，為社會提供優秀的應用型本科技術人才。應用型本科教學的實踐教學，是應用型本科教育的核心，同時也決定了高校對學生培養目標的順利實現[1-3]。在車輛系本科教學中，除了專業基礎課程外，實踐類課程的教學目標達成與否在很大程度了決定了學生的培養水平。在上海理工大學車輛工程系本科生的培養計劃中，有專門的12門專業實踐課程，用以提升學生對專業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，本文通過分析當前課程設計工作中存的若干問題，從課程設計的題目、學生的參與狀況、課程設計的教學形式和評分機制等方面，提出了進一步規范課程設計教學環節。同時以課程《汽車制造技術課程設計》為對象，通過對提出新的教學方法的實踐應用，從而提高教學質量。
二、目前工程類課程設計教學中存在的問題分析
從整體上來說，目前實踐類課程教學中主要存在以下問題：
（一）選題方式單一，選題題目欠新穎
目前課程設計的選題方式一般采用教師出題目，學生被動選擇的情況，這就導致部分學生對選題內容不感興趣，對課程設計的參與度差，因此如何在課程基礎上，鼓勵學生自己命題，激發學生的課程興趣等是支撐學生是否能夠積極參與的重要手段。另外，目前課程設計的題目欠新穎，缺乏多變，學生往往能根據往屆學生的設計結果修修改改以應付答辯，這在很大程度上降低了學生的學習效果。因此，課程設計選題需要定期更新并注重與時俱進。題目的深度、廣度和難易度要適當，使學生在計劃時間內經努力能夠完成任務。注重理論聯系實際，優先選擇與生產、科研等密切相關，具有實際應用價值的題目[4]。同時要豐富題庫中題目的數量讓學生能有更多的選擇空間。
（二）學生對課程設計的參與積極性不高，部分同學存在抄襲現象
課程設計全過程的認真實踐能夠培養學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與溝通能力等，這些能力的達成對于學生未來就業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，分組設計及答辯的形式使得小組內部分同學注意力分化，另外在對課程設計成績評定方面僅根據答辯結果進行評分，導致學生對課程設計的參與積極性不高。因此如何從上述幾個方面的教學方法上進行改革提升學生對實踐類課程參與度是待解救的關鍵問題。
（三）課程設計教學形式傳統，缺乏詳細可操作的教學流程，過程管理松散
目前課程設計的教學形式一般采用教師給出備選題目，學生分組后被動選題形式；在設計過程中主要是學生自身在課下完成，同時教師在固定時間的答疑環節；最后通過小組答辯形式給出評價成績。在以往的教學過程中，課程設計結果抄襲現象嚴重[6]，另外有的課題小組內部成員除了答辯小組長對設計結果能夠較好答辯外，其余成員對問題解決思路、工程圖紙制作過程以及設計說明書內容等均不能給出合理解釋。另外，課程設計答辯過程太過松散，導致小部分學生在課程設計中抄襲，蒙混過關。因此，除了在答辯環節的教學方法改革外，如何在課程設計的實施過程中，加大過程監控，確保每一位同學都在認真的開展自己的課程設計是目前存在的又一關鍵問題。
（四）課程設計評分機制不合理
由于以往課程設計成績均是基于最終答辯環節給出，如小組內學生共同完成一個變速器箱體的機加工工藝設計規程與對應的夾具設計工作，但小組內每個學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，這就導致了課程設計中學生得分大多比較集中，區分度不夠，自然這種評分機制不能夠調動學生的積極性。同時學生的得分多少多依賴于學生最終上交的課程設計，這種評分機制評分方法不能體現出學生在整個課程設計過程中每一個階段的表現。因此，制定詳細可操作的評分機制，能夠分階段的給學生對課程設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重，是提升學生實踐能力的關鍵步驟，也是激發優秀學生創新性的重要手段。
三、工程類課程設計課程教學方法的探索
針對上述課程設計實踐類課程教學中存在的問題，提出如下新的教學環節與實施辦法，同時通過對企業工程項目實施中管理方法的引入，使得學生及早熟悉工程項目開發流程與時間管理方法，增強學生對課題的參與度，提升上海理工大學車輛工程系本科生的就業水平。
（一）壓力下的選題決策環節以提升團隊協作的能力
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稱為Delphi專家決策。該決策在課程設計中的會導致學生過于依賴老師的指導，而頭腦風暴法可能導致長時間達不到共識。因此，為了調高學生的參與度和學生的協作能力，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，也可以提升了學生和老師的參與度。具體做法如下：通過學生輔助資料的快速研讀，讓劃分為一組的同學在規定的時間達成一致，如課題分析離合器設計和變速箱設計，平均分為兩組人，分別給4種離合器和變速箱的設計結構，并提供混亂的復雜調研數據，讓每個組必須在規定時間達成設計理念共識，并由一人進行設計說明。能達成共識的小組，并能說明結論的小組本輪高分；如最后不能達成一致意見，各個設計理念派一個人進行說明，教師決策最終設計理念，并依據展示的好壞本輪得不同的成績。
（二）設計結果的持續性改進報告———提高學生工程問題分析能力
設計方案決定后，操作層面上分為更小的小組，每組的設計參數不同。進行答辯后獲得基本成績，對于每個小組設計出現的問題，目前主要的方法就是老師指導后改正，學生被動改正后，很多往往不知道原因，也沒有動力做進一步的分析。為避免此類問題，對于設計的問題，要求學生提供改正報告，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，并將報告的內容作為一項重要評分點。
（三）學生表現的階段性過程監控———提升學生參與度與積極性
讓學生能夠主動的參與到課程設計中能夠很好的鍛煉學生搜索相關資料，挖掘資料和利用資料解決問題的能力，同時能夠將嘗試將所學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識。在學生做課程設計的過程中要對學生進行階段性測試，這樣能夠循序漸進的引導學生來參與到課程設計中，階段性測試中要多以小組成員逐一論述的方式進行，確保每一位同學能夠參與其中。同時要促進各小組間的競爭來讓一部分優秀的學生能夠得到充分的鍛煉。
（四）競爭性答辯與評優環節———提升學生邏輯性與溝通展示能力
對于評優的團隊，答辯過程中，除了在問題改進中的成績，也要進行相互辯論，獲得進一步的評優成績。首先，均按照一定的規范（如5W1H）的邏輯進行課題設計展示，然后進入自由辯論環節，在自由辯論環節，最后，雙方各派一人進行總結。最終老師決定各個評優團隊的勝負，并對各個辯論者評分。
（五）面向全過程的加權評分機制———有效考評學生完成度，營造良好學風
針對目前課程設計評分集中，區分度不夠，無法有效考評學生完成度的問題，可采用面向全過程的評分機制，即采用多階段評分，并給出最終加權成績作為最終評分的形式，督促學生積極參與到課程設計中，讓學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習風氣，不斷加強后續選課學生的學習效果。在課程設計成績的具體評價方法主要采用三階段的成績，而最終的成績為三個環節加權后的綜合成績。綜合評分體系如下：壓力選題環節占比20%，問題改進環節70%，競爭性評優10%。以汽車變速器箱體的機加工工藝規程和夾具設計任務為例，具體操作過程可按照如下形式進行考評：1.壓力選題環節具體評分如下（滿分100分）：針對該零件的加工工藝方案，可通過小組討論預選2-3種，然后給定時間期限內，對不同方案的優劣性進行對比分析，小組達成一致70分，不能達成一致50分；發言者1-20分，滿分20分，設計理念說明者1-10分，滿分10分。2.問題改進環節具體評分如下（滿分100分）：在初始確定的設計方案基礎上，根據教師的改進建議或者小組內部的方案改進措施的實施情況與總結進行答辯，改進措施與報告成績1-40分，40分滿分。設計質量1-30分，滿分30分。問題報告質量1-25分，滿分25分，報告格式5分。3.競爭性評優環節具體評分如下（滿分100分）：對于該任務的完成程度進行展示與問題答辯，并根據答辯表現進行評分，表現優秀70分，表現成績良好60分，表現不佳40分，答辯過程中發言者1-20分，20分滿分，總結者1-10分，10分滿分。進一步按照上述各階段的表現進行綜合加權，具體權重值可根據教師對階段性結果的重視程度而定，最終即可獲得課程設計中每位同學的最終成績。上述改進的課程設計類教學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，提高學生的參與度[7]；同時，該問題也是未來就業中實際工程項目在時間節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節迫使學生更深入理解設計與流程，對于出現的問題，采用實際工程中常使用的設計變更流程與質量控制的報告，使學生初步了解汽車制造企業正規的工作流程；而競爭的答辯提高了學生的表達與邏輯思維能力。而在實際工作中，都會受到競爭對手或者客戶的壓力，通過競爭的答辯環節，可以讓學生對壓力面試以及工作陳述等有更真實的體會。
四、結束語
本文通過對工程實踐類課程教學過程多環節的教學方法改革，如選題內容緊密結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節奏提升學生對課程設計課程的參與度與興趣；結合企業實際工程問題的解決方法，將課程設計案例以實際工程項目進行實施，加深學生對課堂制教學知識點的興趣與理解程度，提升車輛系學生的工程實踐與創新能力。在課程設計全過程中執行詳細可操作的教學規則與流程，鍛煉學生在壓力決策、團隊協作、問題解決思路以及溝通展示等各方面的能力，提升車輛工程系學生的就業水平和工程能力。
參考文獻:
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