“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”省級(jí)精品課程的建設(shè)與改革

摘要：精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。精品課程建設(shè)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。本文主要介紹西安外事學(xué)院“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”精品課程的建設(shè)與實(shí)踐工作，包括課程教材建設(shè)、多媒體MCAI課件研制、新的教學(xué)模式及教學(xué)方法探索、師資隊(duì)伍建設(shè)和課程網(wǎng)站的建設(shè)與開發(fā)。文中還就深化課程教學(xué)改革、加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等進(jìn)行了有益的嘗試。

關(guān)鍵詞：精品課程；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法；課程建設(shè)；教材建設(shè)；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）51-0099-05

為了切實(shí)推進(jìn)教育創(chuàng)新，深化教學(xué)改革，促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，全面提高教育教學(xué)質(zhì)量，造就數(shù)以千萬計(jì)的專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才，提升我國(guó)高等教育的綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，教育部于2003年決定在全國(guó)高等學(xué)校（包括高職高專院校）中啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作（簡(jiǎn)稱“精品課程建設(shè)”）。我?！艾F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程經(jīng)過申報(bào)和專家組的評(píng)審，于2009年被學(xué)校批準(zhǔn)為“校級(jí)精品課程”，并于2015年6月被陜西省教育廳批準(zhǔn)為“省級(jí)精品資源共享課”，予以經(jīng)費(fèi)資助進(jìn)行建設(shè)?，F(xiàn)將本課程多年來的建設(shè)與實(shí)踐工作進(jìn)行如下交流。

一、精品課程的教材建設(shè)

重視教材建設(shè)，是精品課程建設(shè)工作的重要內(nèi)容之一。本課程組吸收我校20多年來建設(shè)各種“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”系列教材的寶貴經(jīng)驗(yàn)，在先后所建設(shè)出的特色講義《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》、《工程優(yōu)化設(shè)計(jì)》、《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）》和特色教材《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》（西安交通大學(xué)出版社，1999年版）的基礎(chǔ)上，編寫出具有我校特色又受全國(guó)歡迎新編教材《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》（科學(xué)出版社，2007年版）。該教材不僅被列為高等院?！笆晃濉币?guī)劃教材，而且于2007年由北京科學(xué)出版社出版后，成為年年印刷、年年暢銷的教材，現(xiàn)已被全國(guó)幾十所高校和多家工礦企業(yè)使用，又于2014年出版新編第2版教材《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法（第2版）》（科學(xué)出版社，2014年版）；2013年，高等教育出版社出版新編特色教材《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》（高等教育出版社，2013年版）。

從20世紀(jì)80年代中期開始，為了緊跟世界科技潮流，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，提高現(xiàn)代設(shè)計(jì)技能，我校在眾多工科專業(yè)教學(xué)建設(shè)中，率先在國(guó)內(nèi)工科院校開設(shè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方法學(xué)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)的系列課程，相繼較早地在國(guó)內(nèi)編寫出一批頗具影響的系列教材。因此，我們?cè)谶M(jìn)行精品課程教材建設(shè)中，積極吸取系列教材的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而建立精品課程的教材體系和內(nèi)容。

鑒于“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”所涉及的內(nèi)容十分廣泛，同時(shí)考慮到本課程的課時(shí)有限，經(jīng)過討論，我們提出用系統(tǒng)化思想來優(yōu)化課程體系和教材內(nèi)容，制定出“抓住主線，精選內(nèi)容，突出特色”的精品課程教材編寫原則。依據(jù)這一原則，我們精選出目前國(guó)際上最具代表性又為國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的14種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，作為教材的基本內(nèi)容，并對(duì)這些所選內(nèi)容設(shè)定主次，以達(dá)到保證重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)主次匹配，形成我?！艾F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法”課程新體系。

依據(jù)所選定的內(nèi)容，最終確定課程教材共11章，分三個(gè)層次介紹14種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。三個(gè)層次分別為：第一層次，重點(diǎn)介紹目前工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最為常用又為我國(guó)當(dāng)前設(shè)計(jì)政策重點(diǎn)推廣應(yīng)用的5種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元法和工業(yè)造型設(shè)計(jì)；重點(diǎn)介紹這5種方法的目的，使學(xué)生能夠牢固掌握這些方法的基本理論和應(yīng)用技能，為今后工作應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也是進(jìn)行產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計(jì)所必需的。第二層次，為一般性介紹反求工程設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)造性設(shè)計(jì)和摩擦學(xué)設(shè)計(jì)等6種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，目的是使學(xué)生初步掌握這些設(shè)計(jì)方法的原理與應(yīng)用，為今后設(shè)計(jì)工作服務(wù)，并為豐富設(shè)計(jì)方法和思路，特別是適應(yīng)目前國(guó)家倡導(dǎo)的“節(jié)能、環(huán)保”產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提供現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段和工具。第三層次，簡(jiǎn)要介紹三次設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等3種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，目的使學(xué)生基本了解這些設(shè)計(jì)方法的原理和應(yīng)用，擴(kuò)展設(shè)計(jì)視野，為今后設(shè)計(jì)工作提供手段及參考。

在教材的編寫中，我們十分重視教材的體系和質(zhì)量。通過對(duì)14種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法選編和介紹，將重點(diǎn)放在實(shí)踐中應(yīng)用十分廣泛的5種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元法和工業(yè)造型設(shè)計(jì)等上，使教材既保持現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法體系較廣的覆蓋面，又能突出重點(diǎn)，使學(xué)生在有限課時(shí)內(nèi)，既能對(duì)本門新興學(xué)科有較全面的了解，又能對(duì)其中重要的設(shè)計(jì)方法有較深入的了解與應(yīng)用，以提高他們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能。

為了能使學(xué)生學(xué)習(xí)后學(xué)以致用，在內(nèi)容安排上，教材著重介紹這些方法的基本思想、基本理論及解決實(shí)際問題的主要步驟、方法與手段。同時(shí)，在教材內(nèi)容的組織上，突出知識(shí)的實(shí)用性、整體性、科學(xué)性和先進(jìn)性，力求通俗易懂，深入淺出，盡量避免煩瑣的理論證明和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。

因此，精品課程教材表現(xiàn)出內(nèi)容豐富、適應(yīng)面廣、重點(diǎn)突出、內(nèi)容先進(jìn)、學(xué)以致用的特點(diǎn)。經(jīng)過多年的使用和實(shí)踐，本教材不僅作為高等學(xué)校工科專業(yè)學(xué)生教學(xué)用書，也可作為工程技術(shù)人員繼續(xù)教育的培訓(xùn)教材，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員及企業(yè)管理工作者和專業(yè)青年教師參考使用。20多年來，我們先后在全國(guó)出版《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》、《計(jì)算機(jī)繪圖》、《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》、《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》、《機(jī)械與工程優(yōu)化設(shè)計(jì)》等多部教材，編寫《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖》、《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》、《機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)》、《設(shè)計(jì)方法學(xué)》、《工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)》和《摩擦學(xué)設(shè)計(jì)》等多種講義，在全國(guó)產(chǎn)生較大影響，形成“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”系列優(yōu)秀教材（圖1）。特別是《現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法》、《機(jī)械與工程優(yōu)化設(shè)計(jì)》和《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》三本教材由科學(xué)出版社和高等教育出版社出版后，在全國(guó)產(chǎn)生較大影響，現(xiàn)已得到國(guó)內(nèi)幾十所高校和多家廠礦企業(yè)的應(yīng)用，發(fā)揮了較大的社會(huì)作用。

在進(jìn)行課程精品教材建設(shè)的同時(shí)，我們迅速開發(fā)出“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程多媒體課件（.ppt），提供給本教材使用的高校和個(gè)人，同時(shí)研制出“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”網(wǎng)絡(luò)版CAI，不僅能滿足課程遠(yuǎn)程教育學(xué)生自學(xué)、復(fù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、答疑、考試等多種功能需要，還能為在校學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”知識(shí)提供重要工具和手段。這樣，初步建立和形成“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”的立體化教材體系，即從知識(shí)載體——教材而言，實(shí)現(xiàn)從過去單純的平面載體（書本）向立體載體（集書籍、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)、光盤、電子圖書等于一體）的轉(zhuǎn)變。立體化教材包括紙質(zhì)書本教材、CAI課件、課外輔導(dǎo)、習(xí)題庫(kù)、電子教案、試題庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)課件系統(tǒng)等。

此外，為了配合“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程的教學(xué)需要，課程組還編寫、出版現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程的眾多輔助教材：《AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例精解》（化學(xué)工業(yè)出版社，2008年版）、《AutoCAD2010實(shí)例教程》（西北工業(yè)大學(xué)出版社，2010年版）、《UG NX4 CAD精通篇》（化學(xué)工業(yè)出版社，2006年版）等。

二、結(jié)合“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程特點(diǎn)，研制和開發(fā)多種多媒體CAD課件

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是一種以動(dòng)態(tài)分析、精確計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)和CAD為特征的設(shè)計(jì)方法。該方法是以計(jì)算機(jī)為基本工具，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法及其有關(guān)技術(shù)全面引入設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)中，通過設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)的密切配合，借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論與方法，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和速度。所以，要想完成好課程的實(shí)踐性教學(xué)工作，必須有多種CAD課件來支撐。為此，作為課程建設(shè)的一個(gè)重要工作，我們結(jié)合課程內(nèi)容，自主開發(fā)出多種CAD課件，滿足課程教學(xué)需要。

1.工程優(yōu)化設(shè)計(jì)程序庫(kù)。該程序庫(kù)開發(fā)有國(guó)際上廣泛應(yīng)用的14種先進(jìn)優(yōu)化算法，全部采用模塊化結(jié)構(gòu)，組合性能好，計(jì)算速度快，操作應(yīng)用簡(jiǎn)捷方便。它可用于一維優(yōu)化、多維無約束優(yōu)化、約束優(yōu)化和線性規(guī)劃等工程優(yōu)化設(shè)計(jì)問題數(shù)學(xué)模型的求解，為課程教學(xué)和學(xué)生上機(jī)實(shí)踐提供有用工具。

2.常用機(jī)械零件CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)為一參數(shù)化、集成化CAD系統(tǒng)。在通過人機(jī)交互方式輸入設(shè)計(jì)參數(shù)后，系統(tǒng)便能進(jìn)行齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承等典型機(jī)械零件的強(qiáng)度校核計(jì)算、結(jié)構(gòu)選型、零件尺寸確定到零件圖自動(dòng)生成的集成化、參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)工作。通過該系統(tǒng)，學(xué)生在完成典型機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)，能大大提高設(shè)計(jì)效率。

3.沖裁模CAD系統(tǒng)。該CAD系統(tǒng)是以中科院北京軟件工程公司的PICAD系統(tǒng)為支撐平臺(tái)，利用二次開發(fā)函數(shù)庫(kù)開發(fā)出的可進(jìn)行單沖孔、單落料和復(fù)合模等三種模具設(shè)計(jì)的沖裁模CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)在課程教學(xué)中，能為學(xué)生較為全面地展示應(yīng)用“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”進(jìn)行典型工業(yè)產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的全過程，包括從完成沖裁模具的全部設(shè)計(jì)計(jì)算、沖裁件工藝性檢查、優(yōu)化排樣、結(jié)構(gòu)選型直到模具裝配圖的自動(dòng)繪制和零件圖的自動(dòng)生成。

4.軸系零件參數(shù)化繪圖系統(tǒng)。隨著CAD技術(shù)的飛速發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)際的需要，為提高機(jī)械零部件圖形自動(dòng)生成與修改的效率，發(fā)展交互式參數(shù)化繪圖技術(shù)是重要的方法。通過這一技術(shù)，利用零件結(jié)構(gòu)的相似性，在保持零件基本結(jié)構(gòu)不變的情況，將零件的尺寸標(biāo)注視為變量。當(dāng)給予不同尺寸時(shí)，便能快速生成一系列結(jié)構(gòu)相同而尺寸不同的相似零件圖。進(jìn)行參數(shù)化繪圖，它允許設(shè)計(jì)者在定義一個(gè)典型零件時(shí)，不必考慮零件中幾何元素的準(zhǔn)確位置，而只需保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正確，同時(shí)進(jìn)行必要的尺寸參數(shù)標(biāo)注，通過尺寸參數(shù)值的變化，生成結(jié)構(gòu)相同而參數(shù)不同的零件族，為零部件圖形的快速生成與修改，帶來極大的方便。我們利用CAD技術(shù)原理，開發(fā)出本課件，為學(xué)生展示交互式參數(shù)化繪圖技術(shù)這一原理提供有用工具。

上述CAD課件的研制，為較好完成課程實(shí)踐教學(xué)提供重要工具，特別是良好的人機(jī)界面、優(yōu)越的人機(jī)交互功能、較好的實(shí)用性和可視性，為開闊學(xué)生視野、培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力起到極大的作用。

三、“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研制和開發(fā)

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)是時(shí)代的要求。它是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代信息手段開展起來的新型教學(xué)形式。發(fā)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)，是擴(kuò)大教育規(guī)模、增強(qiáng)辦學(xué)效益、建立終身教育體系的重大措施。為了滿足本課程的遠(yuǎn)程教學(xué)需要，我們研制和開發(fā)出“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”網(wǎng)絡(luò)版系統(tǒng)。

“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研制，主要是依據(jù)國(guó)家精品課程建設(shè)要求并參考其他精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的格式，主要由10個(gè)模塊組成，包括：負(fù)責(zé)人介紹、教學(xué)隊(duì)伍、課程描述、教學(xué)研討、自我評(píng)價(jià)、建設(shè)規(guī)劃、課程素材、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻和相關(guān)網(wǎng)站。網(wǎng)上教學(xué)部分的文字腳本，以我校本科生采用的張鄂任主編的《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》教材為藍(lán)本，充分吸收我校多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，注意突出重點(diǎn)，詳略得當(dāng)，有利于學(xué)生自學(xué)。界面的設(shè)計(jì)力求既體現(xiàn)課程風(fēng)格，又突出遠(yuǎn)程教育特點(diǎn)，追求清新大方，避免過分花哨。為了節(jié)省屏幕，左側(cè)菜單采用推拉式。為了閱讀方便，每一小節(jié)盡可能縮短到二三屏。負(fù)責(zé)人介紹模塊主要包括：課程介紹、基本情況、教學(xué)情況和學(xué)術(shù)研究等。其中，課程介紹主要說明本課程的性質(zhì)、目的、發(fā)展概況、教學(xué)內(nèi)容和師資簡(jiǎn)況等?；厩闆r、教學(xué)情況和學(xué)術(shù)研究主要介紹本課程教學(xué)負(fù)責(zé)人簡(jiǎn)介、從事教學(xué)活動(dòng)和參加科學(xué)研究、承擔(dān)國(guó)家科研課題等情況。教學(xué)隊(duì)伍模塊主要包括：人員構(gòu)成、整體情況、教學(xué)改革、教材建設(shè)、教學(xué)成果，主要介紹課程教學(xué)師資隊(duì)伍狀況，以及課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行課程教學(xué)過程中所進(jìn)行的教學(xué)改革情況、教材建設(shè)情況和所取得的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及成果。課程描述模塊主要包括：歷史沿革、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件、教學(xué)方法、教學(xué)效果等，分別介紹課程歷史沿革、課程教學(xué)內(nèi)容，以及課程教學(xué)條件、主要教學(xué)方法和所取得的教學(xué)效果。教學(xué)研討模塊主要介紹課程在教學(xué)活動(dòng)中所進(jìn)行的教學(xué)研究、教學(xué)改革等方面的情況。自我評(píng)價(jià)模塊主要包括：主要特色、課程地位、不足之處等，主要介紹課程教學(xué)特點(diǎn)與特色、課程建設(shè)情況在全國(guó)所處的地位及課程教學(xué)中目前還存在的不足之處。建設(shè)規(guī)劃模塊主要介紹課程教學(xué)建設(shè)目標(biāo)、步驟、課程資源上網(wǎng)計(jì)劃，以及本課程已經(jīng)上網(wǎng)的資源名稱列表。課程素材模塊主要包括：電子教案、教學(xué)案例、參考書目等，主要介紹承擔(dān)課程教學(xué)的部分教師的電子教案、課程部分教學(xué)案例，以及課程教學(xué)使用的教材、參考書目等。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模塊主要包括：課程學(xué)習(xí)、在線練習(xí)、在線答疑等。通過這些模塊，學(xué)生可利用課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行在線課程練習(xí)、在線課程答疑、在線課程知識(shí)討論和網(wǎng)上課程知識(shí)自測(cè)。網(wǎng)絡(luò)視頻模塊會(huì)鏈接課程部分優(yōu)秀教師的教學(xué)錄像，以利優(yōu)秀教學(xué)資源的共享。相關(guān)網(wǎng)站模塊會(huì)鏈接西安外事學(xué)院校園官網(wǎng)，為學(xué)生和教師進(jìn)行“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程學(xué)習(xí)及教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)際聯(lián)系或查找資料，提供便利。

四、以培養(yǎng)學(xué)生“三個(gè)能力”為目標(biāo)，不斷探索新的教學(xué)模式，改革教學(xué)方法

為了滿足面向21世紀(jì)新型人才培養(yǎng)的需要，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在課程教學(xué)過程中，課程組堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生“三個(gè)能力”（即分析問題能力、解決問題能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力）為目標(biāo)，不斷探索新的教學(xué)模式，改革相應(yīng)的教學(xué)方法。

1.以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，認(rèn)真組織好課堂教學(xué)。在授課中，排除傳統(tǒng)的“重理論，輕設(shè)計(jì)”的思想，注意加大設(shè)計(jì)內(nèi)容的比重。教學(xué)中，本著“精講多練”的原則，在精講各現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本思想、特點(diǎn)及設(shè)計(jì)步驟的基礎(chǔ)上，側(cè)重強(qiáng)化學(xué)生掌握各方法的實(shí)際工程應(yīng)用技能。例如，在講授“優(yōu)化設(shè)計(jì)”一章時(shí)，把重點(diǎn)放在提高學(xué)生如下三個(gè)能力上，即：怎樣正確地分析優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)象的能力、實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型建模能力和優(yōu)化設(shè)計(jì)程序庫(kù)的熟練使用能力，而不倡導(dǎo)學(xué)生把精力放在優(yōu)化算法的編程上（因已提供了程序庫(kù)）。同時(shí)，在課程教學(xué)中，我們把“只講方法，不講設(shè)計(jì)”作為禁忌，力將“方法”與“設(shè)計(jì)”構(gòu)成緊密的有機(jī)整體，使學(xué)生學(xué)完一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法后，能迅速熟練地掌握工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用。

2.教學(xué)方法上，采用理論和實(shí)踐并重的原則。教學(xué)中，十分注意加強(qiáng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，除了課堂上介紹各方法的實(shí)際應(yīng)用外，在各章中還普遍安排了設(shè)計(jì)類型的作業(yè)，以強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法分析、解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。此外，針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)等重要設(shè)計(jì)方法，專門安排學(xué)生可自選的“興趣大作業(yè)”，以增強(qiáng)工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

3.應(yīng)用多種CAD課件輔助教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量。在該課程的48學(xué)時(shí)中，除去8學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)踐教學(xué)，在40學(xué)時(shí)的理論教學(xué)中，會(huì)安排6～8學(xué)時(shí)的應(yīng)用多種CAD課件的輔助教學(xué)。目前，教學(xué)中已有的課件有：集成化參數(shù)化PICAD系統(tǒng)（通過該系統(tǒng)展示參數(shù)化集成化計(jì)算機(jī)繪圖原理及技術(shù)）、沖裁模CAD系統(tǒng)（通過系統(tǒng)展示進(jìn)行典型工業(yè)產(chǎn)品計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的工作原理、工作過程及工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用）、常用機(jī)械零件CAD系統(tǒng)（通過系統(tǒng)展現(xiàn)人機(jī)交互完成各種典型零件強(qiáng)度計(jì)算、零件尺寸確定、結(jié)構(gòu)選型到零件圖自動(dòng)生成的集成化CAD設(shè)計(jì)過程）、3DS MAX、SolidWorks系統(tǒng)（通過這些系統(tǒng)，演示三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)的原理、方法及應(yīng)用）以及ANSYS、Pro/Engineer、PINC、回轉(zhuǎn)零件CAPP系統(tǒng)。學(xué)生對(duì)上述CAD課件（軟件）輔助教學(xué)，普遍反應(yīng)效果好，收獲大。他們說：看了這些CAD課、軟件，大開眼界，不僅有利于對(duì)“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”技術(shù)的理解和掌握，而且更能深刻地體會(huì)到“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”的重要作用，對(duì)提高工程分析問題能力、解決問題能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，有極大的幫助。

4.加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生上機(jī)設(shè)計(jì)能力?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)，是以計(jì)算機(jī)為基本工具應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法來進(jìn)行工程及產(chǎn)品設(shè)計(jì)。為了幫助學(xué)生對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法技術(shù)的理解，提高學(xué)生的上機(jī)設(shè)計(jì)能力，我們?cè)诒菊n程48學(xué)時(shí)中，特安排8學(xué)時(shí)進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐性教學(xué)。為了提高上機(jī)效果和質(zhì)量，除了研制與組織多種各類設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件外，還編寫了《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程上機(jī)指導(dǎo)書》，以保證學(xué)生在8學(xué)時(shí)內(nèi)，能基本獨(dú)立完成規(guī)定的工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD編程、工程數(shù)據(jù)庫(kù)處理與應(yīng)用、參數(shù)化繪圖以及有限元分析等實(shí)踐工作。

5.采用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高教學(xué)效果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)教學(xué)方式正受到來自多方面的沖擊。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的日益發(fā)展，帶來教育理論、教學(xué)方法、教學(xué)方式及整個(gè)教育領(lǐng)域的一次大的革命，在我國(guó)及世界范圍內(nèi)，教學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化正成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。多媒體計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，又一次為這一發(fā)展趨勢(shì)注入新的生機(jī)，開辟新的天地。為了利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)提高“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程的教學(xué)效果，從1990年開始，我們抽調(diào)力量進(jìn)行“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”多媒體MCAI教學(xué)系統(tǒng)的研制，已于1992年推出vol.1.0光盤版，經(jīng)試教后，得到學(xué)生肯定。他們認(rèn)為，該課件創(chuàng)意新穎，內(nèi)容重點(diǎn)突出，理論嚴(yán)謹(jǐn)，圖文并茂，可視性強(qiáng)，可大大提高課程教學(xué)質(zhì)量。

6.改革考試方法和內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)。在“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”的課程教學(xué)中，課程組堅(jiān)持以促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)為指導(dǎo)思想，為了克服學(xué)生死記硬背的現(xiàn)象，在課程考試方法和考試內(nèi)容上，進(jìn)行改革和探索。采取的措施主要有：①將理論教學(xué)、上機(jī)實(shí)踐教學(xué)和平時(shí)作業(yè)，分別納入成績(jī)考核，顯著提高學(xué)生對(duì)上機(jī)實(shí)踐性教學(xué)的重視程度和作業(yè)質(zhì)量。②在試題中，增大綜合分析與理解、注重考核能力的試題，用以消除死記硬背現(xiàn)象。③試題分為閉卷和開卷兩個(gè)部分，閉卷部分為考查基礎(chǔ)理論、基本計(jì)算能力，開卷部分為測(cè)試綜合設(shè)計(jì)能力。

為了促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從2009年開始，課程組教師組織我校工學(xué)院學(xué)生利用“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”知識(shí)與技能，積極參加全國(guó)大學(xué)生各類競(jìng)賽活動(dòng)，先后獲得全國(guó)、陜西省級(jí)大獎(jiǎng)達(dá)18項(xiàng)之多。如，2012年，指導(dǎo)學(xué)生參加“2012年全國(guó)大學(xué)生工業(yè)設(shè)計(jì)大賽”，獲入圍獎(jiǎng)1項(xiàng)；2013年4月，指導(dǎo)學(xué)生參加“2013全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽”，獲陜西賽區(qū)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；2013年6月，指導(dǎo)學(xué)生參加“第九屆挑戰(zhàn)杯—陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”，獲得省級(jí)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；2014年5月，指導(dǎo)學(xué)生參加“2014‘非凡士杯第六屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”，獲陜西賽區(qū)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)，獲獎(jiǎng)7項(xiàng)之多；從2009年開始，課程組教師指導(dǎo)學(xué)生參加“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽”，獲得全國(guó)、省級(jí)獎(jiǎng)6項(xiàng)之多。通過組織和指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)，不僅可以使學(xué)生得到鍛煉，獲得多項(xiàng)全國(guó)、省級(jí)大獎(jiǎng)，而且使學(xué)到的“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”知識(shí)得到有效應(yīng)用與發(fā)揮，也為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和提高應(yīng)用型人才素質(zhì)做出卓越貢獻(xiàn)。

此外，從2011年開始，課程組教師指導(dǎo)我校學(xué)生參加全國(guó)CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）相關(guān)證書考試，并于2011年12月和2012年5月，我校樊濤、盛志國(guó)、Tao Fan等多名學(xué)生獲得“全國(guó)信息化工程師崗位技能證書”——“全國(guó)信息化應(yīng)用能力考試AutoCAD機(jī)械設(shè)計(jì)考試證書”以及“Solidworks考試認(rèn)證證書”，使“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程教學(xué)為學(xué)生的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技能取得豐碩成果。

7.積極將“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”技能引入“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，大力促進(jìn)學(xué)生對(duì)產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計(jì)技能的提高。由于“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程課時(shí)非常有限，但又亟須提高學(xué)生應(yīng)用“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”進(jìn)行較大工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的訓(xùn)練，來提高學(xué)生的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。為此，課程組積極將“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”知識(shí)引入后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。多年來，這一實(shí)踐結(jié)果已取得較好效果。一些學(xué)生能在工業(yè)生產(chǎn)流水線設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)、機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等專業(yè)課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用參數(shù)化繪圖方法，完成圖紙CAD設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)繪圖工作等，還能在設(shè)計(jì)中采用三維實(shí)體造型技術(shù)來完成。

此外，部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，能在國(guó)內(nèi)一些期刊上發(fā)表研究論文。這說明，通過“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程的學(xué)習(xí)與培養(yǎng)，學(xué)生已能在專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等工程實(shí)踐環(huán)節(jié)中，發(fā)揮較強(qiáng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能和一定的科學(xué)研究能力。

五、嚴(yán)格教學(xué)管理，堅(jiān)持教書育人，有效建設(shè)出一支高水平的師資隊(duì)伍

在“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”教學(xué)建設(shè)中，課程組十分重視教師水平的提高和師資隊(duì)伍建設(shè)工作，并把它作為課程建設(shè)的重要內(nèi)容來抓。目前，我院已建成由教授、副教授、講師和助教組成的課程教學(xué)組，形成老中青三結(jié)合的教師梯隊(duì)，所有的中青年教師均具有碩士或博士學(xué)位。課程組全體教師能恪守職業(yè)道德，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，從嚴(yán)執(zhí)教，教書育人。在統(tǒng)一教學(xué)大綱的要求下，每位教師課前均能認(rèn)真寫出特色教案。多年來，課程組始終堅(jiān)持定期開展教學(xué)法活動(dòng)，以提高課程組的整體教學(xué)水平。在教學(xué)法活動(dòng)中，大家能對(duì)講課藝術(shù)等進(jìn)行交流和討論，相互啟發(fā)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以提高全體教師的教學(xué)水平。在課程教學(xué)中，由于取材恰當(dāng)，注意教學(xué)規(guī)律，重視授課藝術(shù)，課程教學(xué)效果好，一直受到學(xué)生的好評(píng)。課程的多位教師分別獲得“校優(yōu)秀教師”、“校教學(xué)名師”等稱號(hào)。在搞好課程教學(xué)工作的同時(shí)，課程組教師積極參加科研工作，先后承擔(dān)并完成國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、陜西省教育廳科研項(xiàng)目2項(xiàng)、企業(yè)橫向課題十余項(xiàng)、省級(jí)教改項(xiàng)目3項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外各類期刊及國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表科研論文和教改研究論文80余篇，擁有國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。教學(xué)與科研工作的結(jié)合，不僅可以提高課程組教師隊(duì)伍的科研水平，而且科研成果及經(jīng)驗(yàn)又將豐富課程教學(xué)內(nèi)容，有力地促進(jìn)課堂教學(xué)效果和質(zhì)量的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知[R].2003.

[2]國(guó)家教育委員會(huì).關(guān)于積極推進(jìn)“高等教育面向2l世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”實(shí)施工作的若干意見[R].1997.

[3]潘云鶴，顧建民.大學(xué)學(xué)科的發(fā)展與重構(gòu)[J].高等工程研究，1999，（3）.

[4]竹清時(shí).迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才[J].學(xué)位與研究生教育，1998，（6）.

[5]張鄂.“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程建設(shè)與思考[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1998，（1）：45-48.

[6]張鄂，陳曉楠，等.加強(qiáng)課程教學(xué)建設(shè)，促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)——“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”課程建設(shè)與改革[A].郭可謙.2003機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)研究論文集[C].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[7]張鄂.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].北京：高等教育出版社，2013.

[8]張鄂.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1999.

[9]張鄂.現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[10]張鄂.機(jī)械與工程優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[11]張鄂.現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法（第2版）[M].北京：科學(xué)出版社，2014.