电大是我国高等教育的重要组成部分,与普通高校(也就是通常所说的“正规大学”)一起承担培养各类专门人才,提高劳动者素质的任务。电大属于高等职业教育,以培养技术应用型人才为目标,培养我国改革开放和现代化建设急需的专门人才。它所实施的是以就业为导向的职业能力系统化课程,实践性是其的基本特征之一。
对于我们电大的学生来说,由于教育目标和和正规大学本科生教育不一样,所以教育方法也不能把对本科生的要求、规范生搬硬套过来,必须针对这样一群学员建立自己的体系,
为此我从以下几个方面进行探讨:
一、课程设计当前存在的问题
1.重视程度不够。电大的培养计划中普遍都是以一些考试课程为主,学生也主要重视这些课程。而课程设计环节多为考查课,学生认为“不出意外,都能通过”,抱着得过且过的态度。部分学生不太重视或有畏难情绪,互相抄袭现象严重。
2.课程设计计划内容不合理。课程设计计划目标不明确,没有明确的计划实施细则,往往由教师布置具体设计内容及要求,设计选题也没有专门的要求。
3.课程设计教学过程不规范。没有对课程设计教学过程的管理提出明确要求,教师上课和课程设计的考核规范不明确,从而使课程设计教学过程缺乏规范,极大地影响了课程设计的教学效果。
4.课程设计课效果不明显。由于没有明确的课程设计教学计划和教学规范,直接导致课程设计教学效果不明显,使课程设计对人才培养目标的实现没有起到良好的支持作用。
二、解决问题的总体思路
三、课程设计实施的具体过程
1.选择合理的、有吸引力的课题
2.课程设计过程中充分发挥教师的指导作用和学生的主观能动性与合作精神
课程设计进行时,可对学员分组合作来共同完成设计任务。每个小组安排3-4人,将设计内容分解,小组中每人安排一定的工作量,小组成员分工合作共同完成,各成员承担的工作既相互独立,又相互关联,必须认真完成各自的任务,又要及时和小组其他成员经常沟通,获得有用信息,才能完成全部工作。这样会调动小组中每个成员的积极性和增强他们责任感,从而既激发了他们的主观能动性,同时又在团结合作中感受到了合作的责任和乐趣。
我认为,对学生的测评应该由终结性评价走向过程性评价,要鼓励学生积极参与自我评价,相互评价。学生完成设计后向教师提交设计成果,提交的方式采用个人总结展示并自我评价来完成。自我评价主要让学生客观公正地评价自己在课程设计过程中的努力程度和收获;在此基础上,听取小组对小组各成员的评价,可以让大家了解小组成员与其他成员的团队协作精神和对本组课程设计的贡献;然后再最后进行总结性评价。主要通过3个方面来评定:课程设计报告(含课程设计总结)的质量、成果的演示及自我评价的效果以及课程设计过程中的态度及小组合作的表现,分别占教师评价的60%、30%、10%。随后,教师从学生的作品中选取3到5个典型设计进行点评,重点分析该设计的优点和不足,并详细说明理由,最后指出改进方法和措施。
前面谈到过,在提交设计成果时主要是学生自己讲述设计的特点。这虽然锻炼了学生的能力,但学生的总结很可能比较片面或者不成熟,因此需要教师最终给出一个更为科学的总结。总结是对课程设计的归纳、提高和深化的过程,可以使学生对知识的理解更深刻。通过总结,学生和教师都有机会反思整个课程设计的过程,总结经验教训,从而更有利于师生各自今后的学习。
四、结束语
课程设计是涉及一门课程甚至几门课程的一个重要的综合性实践教学环节,是该课程基本理论与工程和科研实际相联系的训练,它包含了对理论知识的复习深化,也结合了对科研和工程设计的方法、程序的初步尝试,是培养应用性人才总目标的有相当影响的一个步骤。所以,不断探讨课程设计的内容和形式,提高课程设计的质量,则是每位教师必须研究和探讨的问题。只有联系本校实际,不断创新,才能使课程设计达到更好的效果,为社会培养真正有用的人才,这方面仍有许多在理论和实践方面的问题需要研究探讨,可谓任重而道远,需要我们与时俱进,不断学习、实践、总结、研究,为实现教育目标多作贡献。
参考文献
[1]刘敦文,沈志男.创新教育与高校课程设计教学创新[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2003(6).
关键词:机械设计;课程设计;问题;对策
引言
课程设计是机械类专业在完成机械设计或机械设计基础课程后进行的一项重要的实践教学环节,是学生首次接受较全面的工程设计训练。该课程要求学生综合运用已学过的多门基础课程来解决工程问题,对学生树立正确的设计思想、提高综合分析能力、培养良好的工程素质具有重要作用,学生在课程设计中的收获会直接影响到后续专业课程的学习,甚至对以后的毕业设计和实际工作都有着重要的影响。
1.当前课程设计中存在的问题
1.1对课程设计兴趣不高,不能积极地投入课程设计工作
部分学生认为课程设计就是画图,对课程设计认识不足,加之课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,使设计内容陈旧、单一,设计过程太枯燥,学生兴趣不高。
另外,随着招生规模的增大,教师数量相对偏少,经常是一名教师指导一个班,甚至两到三个班,教师很难在指导课程设计时照顾到每一个学生。
1.3学生工程意识不强,对机械设计的过程和一般规律认识不足
在开始阶段,学生面对课程设计题目往往心中一片茫然,不知道从何处入手;在课设中,少数学生对教师指导过于依赖,自主性差,遇到问题,即使对一些很容易就可以从设计指导书或手册中直接查到的问题,也不能主动地通过查找手册资料和独立思考来寻求解决方案,而是一味地询问指导教师,或互相抄袭。
课程设计要应用机械设计课程知识,还要用到工程图学、理论力学、材料力学、工程材料、加工工艺以及公差和互换性等多门课程的知识,这些课程中任何一门基础不牢固,都会在课程设计中表现出来,影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中,工程图学对设计的影响尤为突出。比如,课程设计时有相当一部分学生视图投影概念不清,对螺纹连接、齿轮以及轴承等标准件的表达方法不能熟练运用,出现大量的制图错误。另外,现行机械设计或机械设计基础教材有关零件设计的内容主要是围绕零件的强度设计展开,对零件的结构设计言之甚少,造成学生的结构设计能力较弱,而实际机械设计中结构设计的工作量要远大于强度设计的。
2.提高课程设计教学效果采取的对策
2.1做好学生的思想工作,提高学生对课程设计的兴趣,充分调动其积极性
部分学生对课程设计兴趣不高,在课程设计中不能积极主动地投入,最根本的原因是对课程设计的重要性和必要性认识不足,不清楚课程设计的作用、地位,以及对后续课程的影响,这就需要教师在布置任务时进行充分的说明和正确的引导,使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。
在机械设计或机械设计基础课程中,介绍各种常用机构及通用零部件的设计方法,这些内容一般自成章节,具有一定的相对独立性,学生对各章节之间的联系认识不够明确。在此之前,学生已完成了基础课程一系列先修基础课程,如工程图学、理论力学、材力力学、工程材料、加工工艺学等,但由于没有进行综合性的训练,还不能熟练地应用这些知识解决工程问题。
2.2强调对机械设计过程的理解与认识,培养学生的工程意识
课程设计的过程比结果更重要。课程设计最根本的目的是培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力,使其初步掌握解决工程问题的一般过程和方法。强调机械设计过程主要有几个方面:
二是要学会面对工程问题时的解决思路和方法。课程设计的一个重要目的,就是培养学生设计机械产品时对创意的实现能力,虽然课程设计一般仅设计传动系统,但其内容包含了机械设计过程的最关键部分:制定方案、工作能力设计计算、结构设计和各部分的协调等。理论课程与实际工程中所要解决的问题的区别在于,前者是要求明确、规范化了的,而后者往往是笼统、模糊的。如何将叙述模糊、概括的设计要求进行明确、细化,从而将一个复杂的工程问题分解为一系列条件明确易于求解的简单问题,然后将这些问题逐个解决,最后再综合起来,通过统一协调,得到一个系统完整的解决方案,并形成规范的图纸和计算说明书等工程文件,学生必须在课程设计过程中认真实践、体会,才能学到手,而掌握了这些思路和方法,对毕业设计和将来的实际工作都是非常有益的。
三是养成严谨细致、认真负责的工作作风。设计时要重视培养学生养成严谨细致、认真负责的良好工作作风,这也是工程技术人员的基本素质。要求学生在课程设计过程中,每一个数据,每一条线都要有所依据,不能想当然地随意定,或者盲目地照搬手册或图例中的数据和结构。要让学生意识到,在自己完成的说明书和图纸上签下自己的名字,就代表要为所提交的材料负责。
2.3进行课程设计前做好充分的技术准备工作
课程设计之前,指导教师应与学生互相配合,做好充分的准备工作,主要包括以下几个方面:
(2)对课程设计中的关键问题,通过作业和讨论课的形式,加深学生的理解和认识。比如轴系结构设计,是课设中学生感到的难点,教学中,可通过分析减速器各种轴系结构设计,比较轴上零件的布置,固定与定位、装拆、轴承的类型和安装,与密封形式等,分析比较轴系结构设计的正误,引导学生通过讨论来纠正设计中存在的问题,帮助其加深理解,提高认识,增进学生结构设计的能力。
(3)熟练运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,是机械设计人员的一项基本技能。在平时的作业中应该注意加入这方面的训练内容,以提高学生查找设计资料的能力。
2.4重视答辩与总结
总结包括学生在完成设计后的个人总结和指导教师在答辩后所作的集体总结与点评。学生通过认真总结,剖析自己设计中的得失、成败,有助于进一步掌握设计方法和步骤,找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真地对学生整体设计情况有一个针对性的总结,指出设计的不足,要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩,可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题,进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题,从而使学生有更大的收获,圆满地达到课程设计的目的与要求。需要特别说明的是,答辩之后教师的总结点评非常必要,学生经过课程设计的实践之后,对教师的点评会有更深的体会。对机械设计中有些问题的认识,学生在课程设计过程中感觉到了,但限于实践经验和知识面,不能很清楚地归纳表达出来,这时教师进行总结和点评,常使学生有醍醐灌顶之感。
3.结束语
课程设计在工科课程体系中承上启下的特殊地位,决定了该课程对培养学生的工程意识、创新意识、使其形成初步机械设计能力和独立处理工程问题的能力方面具有不可代替的作用。培养学生对机械设计的兴趣是课程设计顺利开展的前提,对机械设计过程的深刻理解与认识是学会解决工程问题的思路和方法的关键,充分的准备工作是基础。只有这些工作都做好了,才能保证课程设计的教学效果。
[参考文献]
[1]吴宗泽,罗圣国等.机械设计课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]沈晓玲,平学成.机械设计课程设计的教改探索[J].华东交通大学学报2007,(12):175-176.
[3]范学兵.机械设计课程设计多理念融合教学改革实践探讨[J].中国电力教育2012,(26):69-70.
0、引言
软件工程专业本科生的培养目标是面向软件产业界对软件工程专业技术人才的需求,培养具备扎实的计算机科学技术基本知识,受过良好的软件设计、开发和工程管理方法基本训练的应用型高级技术人才。
Java程序设计是软件工程专业的一门重要课程,该门课程的课程设计作为实践教学的重要环节,对培养学生的学习能力、问题分析与解决能力、实践创新能力起着重要的作用,同时还可以培养学生的软件工程思想,提高学生的软件开发能力。
1、什么是课程设计
课程设计是针对性较强的实践教学环节,将课程基本理论与工程实际相联系的综合训练,是培养应用型人才的一个重要步骤。课程设计可以使学生通过查阅资料、分析题目、确定设计方案等一系列步骤将理论知识与工程实践相结合,从而加深对所学知识的理解与巩固,提高整体思维能力、综合应用能力和创新能力。
2、Java课程设计大纲的制定
3、Java课程设计方案
Java课程设计的实施主要由选题、指导、考核3个环节组成,其中,选题是首要的步骤,指导是教师了解学生遇到的问题和完成进度并给予辅导建议的过程,考核是对学生的作品进行检查与评价。
3.1选题
在学生明确课程设计的大纲要求后,根据自己对Java语言知识的掌握程度与感兴趣的研究方向,可以从课程设计大纲的备选题目中选择适合自己的题目,也可以自拟题目。
3.2指导
在课程设计中,学生是主体,教师是主导,因此指导应讲究方法与艺术,最大程度地发挥教师的导向作用与学生的主动性与创造性。指导分为两个阶段,第一个阶段是对学生选题的指导,第二个阶段是学生在完成课程设计的过程中教师对学生的集中辅导与答疑。指导过程同时也是教师对学生进度的检查与监督过程。
1)选题指导。
教师在指导学生选题时要说明各种题目的难度与要求,根据学生基础与能力的不同,因材施教,推荐不同的题目,帮助学生把握好方向。
对于理论基础好、动手能力强的学生,可以给他们提供难度较高、有挑战性的题目;对于理论基础好动手能力一般的学生,难度较高、可操作性强的题目可以激发他们的探索精神、提高动手能力;对于理论基础与动手能力都一般的学生来说,难度中等、有可参照原型的题目较适合他们;基础差的学生要独立完成设计比较困难,因此教师可以建议他们选择源于教材、难度低的扩展性题目。
2)设计指导。
在Java课程的教学过程中,教师应该逐渐了解学生的学习态度与学习情况,因此,鉴于学生态度与基础不同,教师在设计的指导上也要因材施教,有针对性。对于理论基础好、动手能力强的学生,教师可以引导他们进行深入的探索与研究,进行创新性的设计,而不仅仅局限在基本设计要求上。教师要参与他们的设计中,听取他们的思路,对有一定创新性、合理的想法给予鼓励,并给他们提出建议,推荐有关的资料。由于这类学生对新技术的求知欲强,但新技术在最初应用时容易出现问题,所以教师在听取学生的思路时,要及时发现并纠正他们设计中的不合理成分,引导他们朝着正确的方向前行。
对于理论基础好动手能力一般的学生,他们在系统分析与设计中一般都能够完成得很好,但是编程实践的能力欠缺,因此教师通过启发式的方法引导学生,发挥学生的理论水平进行创新性的设计,在系统实现时给学生推荐参考资料,加强对基础知识的应用能力。
对于大部分理论基础与动手能力都一般的学生,教师要帮助学生加深对理论知识的理解,同时在设计上多加指导与启发,引导学生更为完善地完成设计,并在设计中或多或少地表现出一些自己的特色,然后在编码实现时给予更多实际操作性的指导。
在课程设计的指导中,除了教师的指导,也可以采取“强帮弱”的形式,让能力较强的学生参与能力较差的学生的系统设计与实现中,促进他们之间的交流与帮助。
3.3考核
答辩过程要求全班学生参加,分为学生自述、教师提问、学生提问3个环节。首先由学生针对其作品从系统分析、设计、关键技术与算法、存在问题等方面进行讲解,然后演示作品。之后,教师与其他同学可以对答辩人的作品从设计思路、功能、性能、代码与技术等方面进行提问。通过答辩,并结合学生的设计说明书、答辩水平、动手能力、独立分析问题与解决问题的能力、创新精神与学习态度等进行综合考评。对优秀设计者,给予表扬与鼓励,并号召其他同学学习,在评分时适当加分,以调动学生进行课程设计的积极性;对仅完成基本要求的学生,肯定他们的努力,并鼓励他们多实践;对未达到要求的学生,要求其进行整改或限期令其重做。
4、关于Java课程设计的几点思考
这几年Java课程设计的教学效果表明,课程设计为学生巩固所学知识并能学以致用、提高综合应用能力提供了重要的实践平台,教师也从课程设计实践教学中获得了一些有用的经验,为进一步完善课程设计教学提供帮助与参考。
1)注意因材施教,根据学生的基础布置不同的课题。
制定课程设计大纲时,首先制定一个对于大多数学生都比较合适的基本实践要求,然后再针对不同学生的基础设置难易程度不同的课题。这样对大多数学生来说,他们既不会感到实践要求高不可及,又感觉到有一定的难度,比较有挑战性。
2)及时发现并总结问题,积累经验。
在课程设计的整个教学环节中,教师要善于从中发现并总结问题,给予及时、到位的指导。例如,在指导学生完成课程设计时,对于大部分学生普遍遇到的问题,教师要及时发现并进行讲解;从学生上交的课程设计文档中发现学生利用面向对象技术进行程序设计存在的问题,分析问题产生的原因,以改进教学方法;在课程设计答辩考核之后,教师还要对全班课程设计的情况进行全面总结,不断改进。总之,在课程设计的任何一个环节,教师都要善于发现问题,总结经验。
3)教师要不断完善自己的知识结构。
4)在课程设计中培养学生的软件工程思想。
JaVa程序设计是软件工程课程的先修课程,在讲授程序设计语言时,教师可以适当灌输一些软件工程的思想,让学生对软件开发的基本过程有初步的认识,避免学生陷入“学习程序设计课程只是学编程、软件开发就是编程”的思想误区。实际上,学生在课程设计过程中对系统进行分析、设计、编码、测试等都体现了软件工程思想的运用,程序设计是软件开发过程的一个阶段,通过课程设计能够加深学生对程序设计语言的理解,同时也能较好地培养学生的软件工程思想,为后续软件工程课程的教学打下良好的基础。
5)根据任务的大小,可适当采取小组协作方式。
中等职业技术学校计算机专业的《数据库原理与应用》课程的任务是:介绍数据库技术的基本概念,熟悉数据库管理软件xBASE系列的基本操作,掌握程序设计的基本方法,初步掌握交互式开发工具,通过课程实习掌握小型应用软件的开发过程。
因此,本课程的教学目标是:使学生掌握数据库技术和数据库管理软件的基础知识和基本技能,掌握程序设计方法,具有开发小型应用系统的能力。为实现这一教学目标,要进行相应的教学改革,主要是课程的教学由传统“理论教学+笔试”模式改为“基础(包括基本理论和基本技能)教学+课程设计”模式。课程设计的目标是:培养学生利用各种媒体(包括传统媒体和Internet技术等)获取、加工、处理信息的能力,能够完成小型软件的开发。
二、活动目的
通过课程设计教学活动,让学生在已掌握数据库原理的基础上,通过对社会或生活需要的调查、分析,做出规划、设计,培养学生搜集信息的能力,开发小型应用软件,从而使学生掌握数据库知识意义和信息技能,提高自学能力和知识的综合能力和信息素养。
三、活动内容
四、教学设想
课程设计采取以学生学习活动为主体的教学活动,学生在教师的要求和指导下,自主地确定设计的课题,确定软件的内容和表现方式,通过各种媒体进行自学。因此,在课程设计教学中教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。
五、教学对象
2000级计算机应用专业全体学生。
2001年5月~6月。
七、教学过程
共分为五个阶段:
1.动员布置阶段
强调进行课程设计的意义,鼓励学生积极参与课程设计,激发学生的学习热情,培养良好学习环境。印发《〈数据库原理与应用〉课程设计说明》,详细地布置设计内容,完成工作,并推荐一些设计项目供学生参考,提高学生参与的积极性,动员更多的学生参与其中。
2.指导学生收集资料阶段
指导学生收集原始资料,初步确定课程设计项目,并上报指导教师,再由指导教师汇总,教师再根据情况进行个别或集中指导。
3.协助学生对资料进行分析、归纳阶段
对学生所收集到的资料进行分析,提出所要解决的问题,研究解决该问题的可行性。通过论证,确定课程设计项目。在这个阶段,教师要对学生所要解决的问题及解决问题的方法的科学性、合理性、可行性进行分析归纳。
4.指导规划设计阶段
学生根据所选课题,进行系统规划设计。包括确定软件(课题)功能、系统结构(数据流程)、程序流程、编写代码、调试程序。这是课程设计的主体部分,这个阶段我们对学生的指导原则是严格要求、规范设计、耐心指导、发扬个性、鼓励创新。
5.总结评价阶段
八、指导学生学习
九、课程设计结果统计
课程设计结果统计是完整教学活动的组成部分,主要包括:
1.课题分布
2.课程设计评价统计
如何科学地进行课程设计的评价,主要考虑下列因素:(1)学生的综合能力;(2)学生应用信息的能力;(3)学生对教学之外知识的汲取能力;(4)学生的创造能力。具体从软件作品(包括所有要求上交的内容)的外观、软件说明书的编写、软件界面和使用方法、软件的结构、编写程序的算法和创新精神等方面进行评价。
十、问题思考
如何理解课程设计的目的和如何给学生进行科学的评价,是课程设计教学的重要问题。
机械零件课程设计是工科类中等专业学校学生第一次比较全面地运用所学的专业理论知识和生产实践知识,并借助设计资料、标准、规范和一些经验数据进行的综合设计训练。机械零件课程设计是一门实践教学课,其目的是培养学生理论联系实际的设计思想,让学生掌握机械设计的一般方法,能利用所学知识解决工程实际问题。通过学习,最终让学生掌握一般机械传动装置、机械零件的设计方法及设计步骤,同时对学生进行基本技能训练,例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、标准、图册和规范等),让学生了解、掌握常用机械零件、机械制图、机械传动装置、简单机械的设计过程和实施步骤。
采用什么样的教学方法来指导学生,以较高的效率完成这一设计工作呢?笔者认为,采用“分步教学法”(即一看、二讲、三讨论、四总结、五答辩),指导学生进行机械零件课程设计,可以较好地达到预期目的。
一、看
要进行机械零件设计,必须认识设计对象。鉴于机械零件设计一般安排在下厂实习以前,学生现有的实践经验不足,因此必须由指导老师带学生到实习工厂进行一次减速箱的现场拆装,使学生对减速箱的组成、类型、结构、附件和作用以及机械传动装置有一个完整的感性认识。若条件许可,教师最好一并介绍几种外形各异、采用不同类型传动方式的减速箱,以开阔学生视野。
二、讲
指导老师的讲授包括平时的机械零件理论课程讲授和进行零件课程设计时的讲授两部分。首先,对于教材的讲授,要有的放矢地提出理论课结束后将要进行的机械零件课程设计任务。如带式运输机,教师要概略地阐述在带式运输机的设计过程中将要遇到哪些问题,用哪些知识去解决,把机械零件的各章内容用一个实际问题有机地联系起来。这样,学生学习时就可以不断地体会教材本身的完整性和各章之间的相对独立性,从而带着带式运输机这个待解决的实际问题积累知识,为机械零件课程设计打下坚实的基础。其次,在讲授机械零件课程设计初期,学生已经掌握了一定的设计知识,但接到具体的设计任务时却往往感到不知从何下手,即对机械零件课程设计的程序缺乏全面了解。在这个阶段,教师讲授的重点则要结合课题讲清设计程序、步骤以及在设计过程中应正确对待的一些问题,如查阅已有资料与创新的关系,正确使用标准和规范,零件强度、刚度的计算与结构和工艺要求的关系,以及如何处理计算与图幅的比例关系等。在讲授传动装置的总体设计时,教师要求学生按照规定的传动方案选定电动机的功率、型号,合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数等,具体的运算过程留给学生自己完成。
三、讨论
经过减速机实地拆装和教师的讲授,学生们对带式运输机的整体设计过程已经比较清楚,即可按照“三边设计法”(即边画图、边计算、边修改)进行设计计算。在这一阶段,教师工作的重点应转到观察发现学生们在设计过程中出现的错误上来,特别是一些共性错误,进行归纳分类,为机械零件课程设计答辩收集资料。在适当的时候,教师可组织讨论,让学生自己提出纠正错误的办法。在讨论中,教师只作启发性的引导,经过讨论待问题已基本清楚时,再由教师作总结性发言。这种讨论大致要经过两轮,第一轮要解决传动装置的总体设计和传动零件设计计算中出现的问题,第二轮要解决减速箱的结构、附件及在工作过程中可能出现的问题。
四、总结
总结,即整理编写设计计算说明书。设计计算说明书是图纸设计的理论依据,又是设计计算过程的整理和总结,它是设计工作的一个重要组成部分。毫无疑问,学生自我总结、编写设计计算说明书的过程是独立获取知识的过程。通过总结,学生回过头来系统地分析整个设计过程中存在的问题,进行必要的更正和修改。同时还可以通过这一典型的课题设计,从中悟出一般机械设计所遵循的普通规律,举一反三。在这一阶段,教师要提出统一要求。
五、答辩
本文作者:焦咏梅高艳玲徐红作者单位:石家庄铁道大学四方学院
课程设计内容的改革
成绩评定体系改革
建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键,在注重结论正确的同时,应强调整个设计方案实施的全过程。1.撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结,不能等同于平时的实验报告,因此内容要完善,格式要规范。此环节占总成绩的30%。2.实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神。此环节占总成绩的30%。3.学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做,我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度,每生5分钟自述,10分钟答辩,通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生的积极性和主动性,从而保证了课程设计的质量。
以往课程设计的开展,分别在各课程结束时,作为一个总结性和综合性的教学环节来进行,不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展,导致相互之间缺乏必要的联系,学生进行的只是局部的训练,缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时,学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰,最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时,则需要对化工工艺问题有一个整体把握,依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型,这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。
1.3独立课程设计内容单薄,系统综合性差
2整合四门课程设计,设立化工专业综合课程设计的可行性
2.1设立化工专业综合课程的必要性
2.3课程设计选题的针对性更强,学生课程设计训练的系统性更强
整合后,课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论,综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象,对学生进行侧重训练;也可根据实际应用,灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考,综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准,准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性,使学生在了解生产工艺流程的基础上,进行塔设备的设计和换热器(泵)选型,然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制,同时引入计算机编程、AutoCAD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力,使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程,有机会将所学知识得以实际综合应用,为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础,并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。
一、课程设计的目的
二、课程设计的教学组织
北京工业大学建环专业本科生课程设计安排在大四上学期第四周至十六周共14周,成绩总计分。课程设计内容主要以“空气制冷”、“供热锅炉”课程的教学内容为基础,要求学生以小组形式分工合作,完成从冷热源到末端的供暖空调系统的设计。
(一)课程设计步骤
(1)布置设计任务。北京工业大学建环专业的教师团队共同商讨确定课程设计的题目以及内容要求,针对以往同学们出现的问题进行改进,细化设计任务,制定详细的综合课程设计指南及任务书,并且为学生们提供必要的设计参数,设计对象为某高校办公楼供暖空调系统设计。
(2)授课讲座答疑。在课程设计过程中,针对学生在课设中出现的问题,围绕课程设计的重点、难点,分阶段集中不定期安排几次专题讲座,如典型建筑暖通空调设计方法、计算机辅助软件应用、工程案例剖析等。通过专题讲座解决学生设计过程中存在的问题,引导学生将理论知识贯穿在整个设计过程中,并能熟练使用标准、规范和设计手册等资料。
(3)导师监督考核。为了做到因材施教,努力发挥学生的积极性并且及时解决问题,提高设计效率,同时锻炼良好的团队合作精神,采取分组导师制度,每位教师负责3~4名学生。
(二)课程设计讲座与内容
(3)锅炉房设计。结合《锅炉与锅炉房设备》课程以及锅炉房设计规范,从锅炉容量、循环泵流量、扬程确定、软化水系统、补水系统、定压系统以及送引风系统等各个方面介绍锅炉房设计的步骤。
(三)课程设计考核方式
课程设计的考核方式分为导师考核和集体答辩两个方面,各个设计阶段的考核,由各位指导教师灵活安排、分工负责。集体答辩分为两个部分:供暖设计以及空调设计。组织全学科部教师分组答辩,每次答辩每位学生限时15分钟,学生汇报8分钟,教师提问7分钟。最终的考核成绩总分为100分,学分为分。
三、课程设计的效果分析
通过一学期的课程设计,学生在各个方面都有了很大的提高,主要表现有:
(1)学生能将自己的专业知识与理论进行有效的结合。在课程设计初期,学生由于没有经验,对于工程会犯一些常识性问题,比如管道的设计中,没有考虑阀门的分类和使用。经过锻炼,学生能够很好的更加全面的考虑问题,考虑实际工程的需要,将自己的理论知识与实际工程更好的结合。
(2)自主学习以及分析问题解决问题的能力提高。学生在校期间学习的理论知识都是书本上的,而实际的项目中会遇到许许多多的意想不到的问题,学生通过自己动手,通过收集资料,查阅规范,与同学探讨等方式,不仅仅加深了对专业知识与行业规范的了解,更加加强了自己独立分析和解决问题的能力。
(3)培养了团队合作能力与教师的沟通能力。得益于团队合作的教学方式,学生通过团队合作,使得学生能够更好的培养团队意识;教师的直接指导,加强了学生与老师之间的交流,使得学生与教师共同学习,交流,增强了他们的表达能力。
四、问题分析及解决方法探讨
通过本次的课程设计,可以看出大部分同学能够对整个暖通设计的流程及基本的设计问题有比较清晰的认识和把握,但从平时的答疑、课程设计讲座的提问及答辩的情况来看,很多同学的课程设计还是存在着一些不足,现主要提出以下几点:
(1)设计手册及节能规范的熟知度不够。工程设计手册及国家、地方行业规范、标准作为暖通工程设计的基本依据,理应是最为重要的参考资料,理论教学难以涵盖工程设计的各个方面,需要从这些参考资料中寻求答案。由此看出,面对诸多暖通行业的参考资料,在理论教学中进行适当的解读与学习很有必要。
(2)系统方案的确定缺乏深入的思考和有力的依据。供暖、空调系统形式的确定是整个课程设计中最重要的环节。很多同学在系统形式确定这一环节只懂得选用而不懂得比较。从最终课程设计的结果可以看出,在方案确定这一环节,不同方案的思考与评比这一内容还有待完善。
(3)水力计算部分有所不足。风系统及水系统合理的水力计算不仅关系到冷热源部分所输出的冷热量能否按需分配到末端用户,更关系到整个系统的运行是否稳定、有效、节能。水力计算的理论学习往往是最难掌握的部分,一个简单的小系统就需要很大的计算量,不同的系统形式往往有多种不同的计算方法,并且计算步骤繁杂,虽然很多同学的水力计算部分能够完成,但其中的步骤并不明晰。如何寻求理论设计与软件辅助设计的平衡变得极为重要。
(5)对系统的认识缺乏整体性。无论是空调系统还是供暖系统,都是与冷热源机房相连。所以,冷热源侧与用户侧是不可分割的整体,系统设计应该有整体的理念。但很多同学只知道供暖系统需要补水定压而不知锅炉房需要有补水定压装置,只知道供暖系统需要补水定压而不知空调系统需要补水定压,只知道用户侧需要水力计算而不会机房侧的管路平衡与确定。多数时候,理论教学教授的是共性的知识,但往往,这种共性没有推广到个性中去,这同样是理论教学有待完善的重要内容。
五、结语
通过专业课程设计的学习,学生不仅仅对于专业知识有了更深的了解,同时对于将来从事的行业,有了更近一步的认识,根据课程设计过程中反映的问题,教学工作还需要从以下几方面进行改进:
(1)在平时的教学中,注重将实际与理论相结合。学生在课程设计中,尤其对于工程知识,会犯一些常识性错误。这就要求在平时的教学过程中,教师能够针对一些重要的工程常识性问题进行归纳总结和讲解。
(2)在课程设计过程中,给予及时有效的指导。学生对于一个完整的设计,缺乏整体的认识,指导老师应当给予及时有效的指导。这需要指导教师和学生能够进行密切的联系,良好的沟通,使老师能够及时了解学生的问题,并给与恰当的指导。
(3)课程设计完成后,及时进行总结。由于课程设计中会遇到很多意想不到的问题,学生需要多次进行修正和完善,这就需要在每一个阶段学生和指导老师都需要进行设计的总结,通过总结,学生能够学会如何更好的解决问题,避免类似错误的出现,老师能够总结经验,对今后的教学进行更好的指导。
[1]陈超,蔺洁,李俊梅,等.课程设计毕业设计指南(第二版)[M].江苏凤凰出版传媒股份有限公司,2013.
差异化教学策略是一种先进的教学模式,为我们解决自动控制课程设计教学实践中出现的上述问题提供了有力帮助。美国著名教育学家汤姆林森指出,“差异教学方式将学生的个体差异视为教学的组成要素,教师根据学生的准备水平、学习兴趣和学习风格设计教学内容,以适应学生之间的个别差异,从而最终促进每个学生的成长与进步”。差异教学以学生个体为中心,强调人的自主性、整体性和独特性,与我国传统的因材施教教学思想有相通之处。针对自动控制课程设计教学中的问题,我们借鉴差异化教学思想,提出一种基于差异化教学策略的自动控制课程设计新模式。该模式不但使得课程设计任务和内容具有层次化差异化,满足学生个体差异发展的需要,提高学生参与课程设计的积极性和主动性;并且,结合课程设计本身的特点,我们对差异化教学策略进行拓展,采用差异化的实验对象和多样化的课程设计手段,提高学生课程设计中的独立性,增强学生理论联系实际的能力。
2、课程设计任务的差异化
在差异化教学策略的指导下,课程设计的具体任务和教学内容应该体现出明显的层次性,从而满足不同能力学生学习的需求。因此,我们把课程设计实验内容分为如下三个层次。
(1)基础型实验—主要包括实验装置的机理建模、基于实验曲线的辨识建模、装置物理模拟和控制系统构建等;
(2)综合型实验—是课程设计的主要工作,该部分内容包括Matlab控制系统工具箱的使用、PID控制器的设计、控制器参数变化与根轨迹的关系、串联校正技术、控制系统的能控能观性分析和状态反馈控制器的设计等;
(3)提高型实验—其目的在于提高学生对自动控制系统的综合研究能力,包括最小拍控制器设计、纯滞后系统构建与控制和基于观测器的状态反馈控制等。
3、课程设计实验对象的差异化
(1)不同的实验装置—在有限的实验室装置中,为每组学生随机指定不同的双容水箱装置,不同装置的物理参数有一定差别,必然会带来不同的被控对象数学模型。
(2)不同的装置参数—在同一套实验装置,为每组学生设置不同的水箱出口挡板阀开度,从而使得每组学生测试得到不同的实验对象数学模型。
(3)不同的装置工作点—要求学生设置不同的工作点,双容水箱系统本身为非线性系统,选择不同的工作点会导致不同的近似线性模型。虽然所有学生均针对双容水箱实验装置建立二阶被控系统作为实验对象,但是以上三种措施使得学生面临不同参数的二阶实验对象,做到实验对象相似而不相同。因此从根本上避免了设计方案和实验结果的雷同性,可以有效促进学生独立自主创造性的开展课程设计工作。
4、课程设计实验手段的多样化
针对学生无法有效联系控制理论与工程实际的问题,采用控制理论分析、数字仿真分析与实验测试验证多种不同实验手段相融合的课程设计模式,学生课程设计过程中做出的每条实验曲线,教师都要求其应用控制理论进行解释分析,同时通过Matlab控制系统工具箱进行仿真对照。教师在课程设计中学生发现问题时不应直接解答,而是有意识引导学生结合理论概念进行思考分析,进一步利用Matlab仿真平台验证想法,并在模拟实验箱上进行测试,从而真正独立自主的发现问题、分析问题和解决问题。最后教师针对学生的问题,帮助其总结归纳分析,提炼使用控制理论分析解决实际控制问题的思路和步骤。
5、课程设计考核方式的综合化
自动控制课程设计的考核,不但要测评学生的最终实验报告,更重要的是要考查学生的课程设计过程和平时表现。因此课程设计成绩评定过程中采用综合化考核方式,平时表现、成果检查与总结报告按照一定比例(如3:4:3)构成课程设计成绩。
机械设计课程设计是机械类及近机械类各专业学生必修的实践性教学环节。它是学生首次综合运用所学的工程制图、工程力学、机械原理、机械设计等理论知识解决工程实际问题,培养学生基本技能的最重要实践环节之一。它在技术基础课与专业课之间起到一个承上启下的作用。在课程设计中,不仅能使学生得到基本技能的训练,还能提高他们的工程设计及创新设计的能力。
一、目前存在的问题
机械设计课程设计的传统教学题目是减速器设计。它涵盖了机械设计中所有基本通用零件的设计,而且体现了通用典型部件设计计算和机械系统设计概念和方法。课程设计是所学机械基础系列课程的总结,综合性很强,设计题目很成熟,与之配套的图册、手册和课程设计指导书也一应俱全,这对于第一次搞综合设计的学生有很大帮助。它对学生提高自身的系统学习能力,是一次很好的实践机会。在教学过程中也发现了一些问题,主要是:
1.学生对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,不能积极主动地投入课程设计工作。有人认为课程设计就是画图,认为课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,内容陈旧、单一,设计过程太枯燥。
3.在设计过程中照搬照抄的现象较为突出。部分学生基于完成任务的观点,设计过程中不注重自我独立设计能力的培养,出现普遍的照抄图册中的减速器的结构,而不能综合考虑零件的强度、刚度、工艺、装配、调整、和密封等问题。
二、教学内容和方法的改进
1.课程设计题目多样化和实用性。在进行理论教学时就对学生公布本学院各位老师的科研项目,让学生们主动去找他们感兴趣的内容,鼓励他们积极参与。组织学生参加大学生机械创新大赛或者由学生联系生产实践自创设计题目,老师提供课程设计指导讲义上的若干题目等,实践证明这种形式大大增强了学生学习的积极性和主动性。
4.采用提前预做的办法,例如在讲授机械设计课程时,等到讲完齿轮、轴、轴承、联轴器等章节时,可以让学生们做一个大作业。大作业的内容就是轴及轴上零件的设计、定位以及安装问题,这样就可以让学生们提前熟悉课程设计的过程及方法,做完作业的资料也不要丢弃,等到真正课程设计时可以再用或参考。
三、考核及答辩
坚持进行课程设计总结和答辩,在完成课程设计以后,要对课程设计进行总结。要求学生对所进行的设计做一个比较系统、全面的回顾和总结,把还未弄懂或尚未考虑的问题弄懂,学生将会获得更大收获。答辩结束后,学生必须要修改课程设计里面出现的错误,尤其是结构错误。由于学生的设计成果是以电脑绘图和word文档编辑,再打印出来的形式提交,为了真实、合理地反映学生的实际设计水平,指导老师加强设计中的阶段性抽查考核,并以此作为评定学生最终设计成绩的一个重要依据。老师想检查哪个同学的图,可以随时让他发来。学生在最终提交打印图纸和文档的同时也需提交电子稿,这些都有利于督促每个学生都去认真分析研究,积极动手设计,提升实践教学效果,也有利于教师及时发现问题、解决问题。
机械设计课程设计是一个涉及多方面知识的重要教学环节,如何抓好这一教学环节是一个需要认真探讨的问题。企业需要的是实用型人才,因此我们的教学实践应以培养学生的工程意识,提高学生的工程素质,增强学生的工程能力为目标。因此,每一个从事机械设计课程设计教学的教师,都要抛弃传统教学方法中的不合理做法,努力探索课程设计教学改革之路,使学生的知识结构适应社会发展的需要,培养出符合时代要求的具有创新精神的机械行业的人才。实践证明,改革后的机械设计课程设计教学体系调动了学生学习的积极性,学生机械设计的水平明显提高。
参考文献:
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