基于能力提升與過程評價融合的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教改探索

牛紅恩 韋翠翠

摘要： 為促進(jìn)學(xué)生綜合能力得到真實有效提高，通過分析知識不連貫、過程評價忽略等弱化課程設(shè)計質(zhì)量的因素，提出能力提升與過程評價融合措施，探索實現(xiàn)課程設(shè)計目的、培養(yǎng)應(yīng)用型新工科人才的教學(xué)改革。

Abstract： For promoting the real and effective improvement of students' comprehensive abilites， the factors that weaken the quality of course design such as the incoherence of knowledge and the neglect of process evaluation are analyzed， and the measures of fusing process evaluation and capability promotion are proposed for exploration on teaching reform of realizing the aim of course design and cultivating applied talents of new engineering.

關(guān)鍵詞： 能力提升;過程評價;課程設(shè)計;教學(xué)改革

Key words： capability promotion;process evaluation;course design;teaching reform

中圖分類號：G64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0238-02

0? 引言

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程完成后進(jìn)行的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計工作主要內(nèi)容有：傳動裝置的總體設(shè)計方案確定、電動機(jī)選擇、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算、軸與聯(lián)軸器設(shè)計選擇、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件圖裝配圖繪制、設(shè)計說明書編寫等，由指導(dǎo)教師給出不同參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成，通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、材料力學(xué)及公差與配合等先修課程知識，有效掌握方案制定、零部件設(shè)計、圖紙繪制、資料查閱及數(shù)據(jù)處理等技能，全面提升學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決工程問題能力及創(chuàng)新能力，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、從事相關(guān)職業(yè)工作奠定基礎(chǔ)。

1? 教改背景問題思考

結(jié)合本校教學(xué)實際，教學(xué)任務(wù)一般安排在學(xué)期末，周期一般為兩周。針對非機(jī)類專業(yè)學(xué)生知識儲備量不足、課程設(shè)計重視度不夠、考核維度單一等因素易導(dǎo)致課程設(shè)計質(zhì)量效果較差，學(xué)生能力提升不全面等問題，具體分析如下。

1.1 知識鏈接脫節(jié)、師生互動不足? 在學(xué)習(xí)本課程設(shè)計關(guān)聯(lián)的制圖、公差與配合等先修課程時，由于學(xué)生生源多層次性，學(xué)習(xí)積極性不高，導(dǎo)致學(xué)生對相關(guān)學(xué)科知識的吸收不徹底、掌握不牢靠。部分表現(xiàn)特征有：比如進(jìn)行減速器裝配圖、軸、齒輪零件圖繪制時，中心線與點劃線混用，繪圖比例選擇不當(dāng)，箭頭大小、螺紋畫法錯誤等;尺寸、形位公差不理解，關(guān)鍵尺寸與普通尺寸公差標(biāo)注混亂;材料選擇時，Q235與45材料性能特征無法正確區(qū)分，甚至出現(xiàn)對部分國家標(biāo)準(zhǔn)不查閱、不理解導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)代號亂寫、錯寫等錯誤;工程力學(xué)方面，對軸、齒輪等常規(guī)零部件計算、校核不全面;說明書書寫時，錯別字、單位代號錯誤、圖表序號交叉使用等現(xiàn)象時常發(fā)生。針對學(xué)情把握不準(zhǔn)，教學(xué)方法、手段枯燥乏味，甚至責(zé)任心不強(qiáng)，個別教師在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等先修課程講解時，易出現(xiàn)知識傳授不到位、疑惑解答不徹底，師生互動不足，導(dǎo)致學(xué)生對基礎(chǔ)理論一知半解，請教老師時又不知從何下手，最終惡性循環(huán)，影響學(xué)生身心健康發(fā)展。

1.2 主動思考缺乏、能力提升弱化? 針對課程設(shè)計題目，指導(dǎo)教師給出不同的設(shè)計任務(wù)書，由學(xué)生參考設(shè)計指導(dǎo)書[1]，完成齒輪、軸承、軸、鍵等具體設(shè)計任務(wù)。題目相對簡單成熟、任務(wù)書參數(shù)差異性較小，學(xué)生進(jìn)行模仿設(shè)計時，缺乏主動思考、創(chuàng)新精神。部分表現(xiàn)特征有：比如進(jìn)行軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算時，生搬硬套公式，對傳動效率、傳動比等具體參數(shù)不理解，也不思考公式的具體含義、推導(dǎo)過程等，對結(jié)果正確性無法判斷，學(xué)生理解能力、邏輯推導(dǎo)能力得不到有效鍛煉。比如進(jìn)行聯(lián)軸器、軸、齒輪等零部件設(shè)計時，聯(lián)軸器與軸徑、齒輪與軸徑等接口尺寸思考不周全、不系統(tǒng)，對零部件孤立設(shè)計，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生檢閱資料能力、數(shù)據(jù)處理能力提升。比如進(jìn)行繪圖及說明書編制時，對課程設(shè)計總體思路不清晰，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)行圖紙抄襲，說明書內(nèi)容一致，不主動思考做什么、為什么做、怎么做等，而只是為了完成一個任務(wù)，繪圖能力、書寫能力、邏輯能力得不到全面鍛煉。

1.3 結(jié)果考核過重、忽略過程評價? 針對學(xué)生完成的工作量，指導(dǎo)教師通常以圖紙、說明書為考核維度，導(dǎo)致部分學(xué)生抄襲、復(fù)制其它同學(xué)成果，導(dǎo)致指導(dǎo)教師無法發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，無法客觀判斷學(xué)生成績，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、公平性。在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計過程中，對不同分解任務(wù)完成、不同節(jié)點進(jìn)度等考核考慮不全，甚至忽略，不能形成有效的過程評價。對抄襲，甚至代寫的學(xué)生，無法有效識別其完成任務(wù)的真實性、有效性、主動性，影響了結(jié)果考核的公平性、正確性，易導(dǎo)致人才培養(yǎng)方向產(chǎn)生偏離。

2? 過程評價與能力提升融合探索

結(jié)合本校學(xué)情、課程設(shè)計教學(xué)實際，探索基于過程評價與能力提升融合的教改措施，旨在培養(yǎng)應(yīng)用型新工科人才。

2.1 分解課程設(shè)計任務(wù)、融入理論教學(xué)過程? 根據(jù)課程設(shè)計內(nèi)容，分解課程設(shè)計任務(wù)，將課程設(shè)計中相關(guān)知識點滲透到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)理論課程中[2]。比如針對齒輪類型、齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、分度圓等可提前融入到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)理論教學(xué)中，結(jié)合例題，詳細(xì)講解，確保學(xué)生明白設(shè)計原理、徹底掌握推導(dǎo)過程、計算方法等，并能靈活運(yùn)用。比如針對軸、鍵等零件圖、減速器裝配圖圖紙中線型、視圖關(guān)系表達(dá)、公差、技術(shù)要求等知識，提前融入到機(jī)械制圖、公差配合等課程教學(xué)中，以工程實踐增強(qiáng)學(xué)生實操興趣，提高吸收知識的積極性。加深制圖等理論學(xué)習(xí)，提前認(rèn)知課程設(shè)計任務(wù)。理論教學(xué)過程中融合課程設(shè)計知識，增強(qiáng)學(xué)生對課程設(shè)計重視度，利于縮短課程設(shè)計周期。

2.2 實施過程監(jiān)控，促進(jìn)能力有效提升? 根據(jù)教學(xué)計劃，課程設(shè)計進(jìn)度計劃如表1所示，按1-6節(jié)點實施過程監(jiān)控，確保學(xué)生每個節(jié)點任務(wù)完成量、能力提升。

過程監(jiān)控節(jié)點1：針對減速器結(jié)構(gòu)，對照實物進(jìn)行拆解并一一講解，使學(xué)生對其認(rèn)識更加直觀化，激發(fā)學(xué)生興趣動力。過程監(jiān)控節(jié)點2：堅持學(xué)生主體性，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)理論知識的綜合應(yīng)用、分析解決問題的能力得到提升。比如進(jìn)行傳動系統(tǒng)總傳動比計算時，為使各級傳動機(jī)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、避免互相干涉碰撞，應(yīng)合理分配傳動系統(tǒng)傳動比，一般使帶傳動機(jī)構(gòu)傳動比小于齒輪傳動機(jī)構(gòu)傳動比，若初步分配的傳動比導(dǎo)致大帶輪與減速器底架碰撞，應(yīng)重新優(yōu)化傳動比，鍛煉學(xué)生邏輯推理、優(yōu)化匹配能力得到有效鍛煉。比如進(jìn)行軸承潤滑設(shè)計時，充分發(fā)揮學(xué)生主動性，通過廠家調(diào)研、線上搜集等途徑，全面比較分析潤滑油、潤滑脂性能參數(shù)、成本等因素，做出最優(yōu)選擇，鍛煉學(xué)生搜集分析數(shù)據(jù)能力。指導(dǎo)過程中，老師保持課堂及QQ群、微信群等多渠道輔導(dǎo)[3]，比如針對共性問題指導(dǎo)教師可以課堂解答，針對個別問題，學(xué)生可以通過QQ、微信主動咨詢，確保學(xué)生各個疑惑得到及時解答，各項設(shè)計計算能力得到有效驗證及提升。過程監(jiān)控節(jié)點3：基于理論計算結(jié)果，進(jìn)行草圖繪制，根據(jù)學(xué)生興趣及基礎(chǔ)，自由選擇手繪與CAD作圖[4]，通過草圖反向核查前期計算數(shù)據(jù)，若有錯誤，及時修改，進(jìn)一步檢驗、培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)籌能力、動手實操能力。過程監(jiān)控節(jié)點4：在草圖繪制、數(shù)據(jù)核查基礎(chǔ)上，逐步完善零件圖、裝配圖，結(jié)合企業(yè)經(jīng)驗及職業(yè)要求，引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用制圖相關(guān)知識，確保圖紙繪制準(zhǔn)確。比如裝配圖中序號排序整齊，剖視圖、放大圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鍛煉學(xué)生的職業(yè)能力。過程監(jiān)控節(jié)點5：作為設(shè)計計算的總結(jié)，說明書是課程設(shè)計工作的重要組成部分，是審核設(shè)計是否合理的憑證之一。通過說明書編寫，培養(yǎng)學(xué)生邏輯表達(dá)、總結(jié)概括等能力。比如在傳動比計算及分配、關(guān)鍵零部件設(shè)計時應(yīng)詳細(xì)列出推導(dǎo)計算過程，在結(jié)果中簡短總結(jié)，條理清晰、重點突出。說明書主要內(nèi)容、書寫規(guī)范參考表2所示。

過程監(jiān)控節(jié)點6：通過答辯，可以促進(jìn)學(xué)生對設(shè)計過程中的每個公式、每個數(shù)據(jù)、每個結(jié)論等理解透徹，對圖紙中的線條、視圖、尺寸等準(zhǔn)確表達(dá)，并進(jìn)行全面分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題，完善優(yōu)化。參照畢業(yè)答辯模式組織答辯，由學(xué)生將繪制圖紙在黑板上展示、說明書交指導(dǎo)教師，同時輪換抽取不同的兩名學(xué)生作為答辯評委，然后進(jìn)行3分鐘講解、5分鐘提問，全面考察學(xué)生素養(yǎng)，并合理給出答辯成績。通過過程監(jiān)控節(jié)點1-6，全面檢查學(xué)生對知識的實際掌握情況，提升學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識、分析解決工程實際等綜合能力，實現(xiàn)課程設(shè)計目的，利于應(yīng)用型新工科人才培養(yǎng)。

2.3 基于過程，考核結(jié)果? 改變傳統(tǒng)的課程設(shè)計考核方式，不再僅僅以圖紙、說明書交付文件為參照，注重過程評價，表1中過程監(jiān)控節(jié)點1至節(jié)點6每個過程節(jié)點指導(dǎo)教師能有效監(jiān)控，確保學(xué)生都能獨立思考，杜絕抄襲，各項能力都能真實有效得到提升，學(xué)生相應(yīng)得到公平合理的節(jié)點評價。執(zhí)行表3所示優(yōu)化后的考核方式：平時成績占比10%，過程評價占比40%，答辯成績占比50%，能有效指導(dǎo)學(xué)生主動開展課程設(shè)計，綜合判斷學(xué)生任務(wù)完成成績，有效促進(jìn)學(xué)生積極獨立完成課程設(shè)計。

3? 結(jié)語

針對學(xué)生生源結(jié)構(gòu)多樣、知識儲備量不足、課程設(shè)計重視度不夠、考核維度單一等易導(dǎo)致課程設(shè)計質(zhì)量效果較差的因素進(jìn)行具體分析，通過分解課程設(shè)計任務(wù)、融入理論教學(xué)過程，實施過程監(jiān)控及評價，優(yōu)化考核準(zhǔn)則，利于學(xué)生獨立思考解決問題能力、邏輯推導(dǎo)能力、語言表達(dá)能力、職業(yè)能力等得到真實有效提高，利于實現(xiàn)課程設(shè)計目的，利于培養(yǎng)應(yīng)用型新工科人才。

參考文獻(xiàn)：

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