動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)改革探索

摘要：課程設(shè)計(jì)是工科專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。以動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)為例，分析了改進(jìn)前課程設(shè)計(jì)和存在的問(wèn)題，并結(jié)合指導(dǎo)課程的實(shí)踐經(jīng)歷，分析了課程設(shè)計(jì)的改革思路和實(shí)施方法，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索證明了其是行之有效的教改方式。

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì)；動(dòng)力機(jī)械及工程；實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：鄭清平（1965-），女，湖南道縣人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，教授。（天津?300400）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）27-0066-02

一、課程設(shè)計(jì)的目的與基本要求

在全國(guó)開(kāi)設(shè)動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)方向的高校中，很多都安排“內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)”這一教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生應(yīng)用、鞏固、豐富、提高所學(xué)內(nèi)燃機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，獲得與專(zhuān)業(yè)有關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和專(zhuān)業(yè)技能以及綜合運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的方法與能力。因此，課程設(shè)計(jì)是對(duì)前期理論與實(shí)踐教學(xué)效果的檢驗(yàn)，也是對(duì)學(xué)生綜合分析能力與獨(dú)立工作能力的培養(yǎng)與檢查過(guò)程。

課程設(shè)計(jì)通常包括：設(shè)計(jì)目標(biāo)和內(nèi)容制定、方案選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)報(bào)告和圖紙的提交、答辯及教師的成績(jī)?cè)u(píng)估。課程設(shè)計(jì)目標(biāo)和題目選擇由實(shí)踐教學(xué)大綱確定，設(shè)計(jì)目標(biāo)必須清晰和明確，設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容必須符合專(zhuān)業(yè)方向要求，在深廣度與分量上要求合理；方案選擇是由學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成；設(shè)計(jì)計(jì)算即學(xué)生根據(jù)所學(xué)相關(guān)理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程；設(shè)計(jì)繪圖是工科學(xué)生必須具備的能力，一般可以手繪或利用繪圖軟件在電腦上完成；設(shè)計(jì)報(bào)告為學(xué)生在設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)完成和提交的成果；教師最后根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)效果進(jìn)行評(píng)估，并給出成績(jī)。

通過(guò)內(nèi)燃機(jī)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠達(dá)到以下基本教學(xué)要求：掌握內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的基本要求和方法，了解內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的基本內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用；能正確分析內(nèi)燃機(jī)各主要零件所受載荷的大小和性質(zhì)，掌握其工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握基本尺寸和結(jié)構(gòu)的確定原則以及計(jì)算方法，了解有關(guān)的新技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)；熟悉內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程，掌握各參數(shù)對(duì)工作過(guò)程的影響和提高內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的措施；熟悉內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)。

二、原課程設(shè)計(jì)內(nèi)容安排和存在的問(wèn)題

1.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容安排

課程設(shè)計(jì)安排在第6學(xué)期末進(jìn)行，為期3周。指導(dǎo)教師提供一套四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)橫向和縱向參考圖紙，要求每個(gè)學(xué)生根據(jù)實(shí)際比例畫(huà)出橫向和縱向圖，并熟悉其中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)在某轉(zhuǎn)速下的運(yùn)動(dòng)分析，并提交一份相應(yīng)的設(shè)計(jì)報(bào)告，最后教師利用兩天時(shí)間對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行答辯評(píng)分。

2.存在的問(wèn)題

（1）原課程設(shè)計(jì)內(nèi)容安排中繪圖工作量大，在兩周左右時(shí)間內(nèi)要求每個(gè)學(xué)生在認(rèn)識(shí)、消化和整理原圖的基礎(chǔ)上，完成兩張四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向和縱向圖，這對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)是一件很難完成的事情。所以，到最后造成的結(jié)果就是大部分學(xué)生無(wú)法達(dá)到課程設(shè)計(jì)基本要求，即學(xué)生并不能通過(guò)課程設(shè)計(jì)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握基本尺寸和結(jié)構(gòu)的確定原則以及計(jì)算方法，更談不上在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。另外，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中沒(méi)有應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而背離了課程設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力、盡可能實(shí)現(xiàn)零距離上崗的目的。

（2）課程設(shè)計(jì)答辯是以教師提問(wèn)為主的“問(wèn)、答”方式，不能全面地考核學(xué)生們對(duì)課程設(shè)計(jì)的掌握程度。更重要的是，學(xué)生們對(duì)自己的設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果并沒(méi)有系統(tǒng)地總結(jié)，對(duì)自己的成功與不足之處沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，使他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)中沒(méi)有明確的努力方向，這并不是一個(gè)好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（3）課程設(shè)計(jì)的組織形式單一。課程設(shè)計(jì)的目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。從人才培養(yǎng)的過(guò)程來(lái)看，在一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)還很不豐富的情況下，團(tuán)隊(duì)合作是迅速提升其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的最好途徑之一，也是知識(shí)共享、成長(zhǎng)最快的方式。然而，原課程設(shè)計(jì)還只是處于單打獨(dú)斗、一人一題的局面。為了在短時(shí)間內(nèi)迅速完成自己所承擔(dān)的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生都只顧埋頭做自己的事情，這樣也直接造成學(xué)生們?cè)谟龅絾?wèn)題的時(shí)候，沒(méi)有互相討論、互相學(xué)習(xí)、相互借鑒的可能，同時(shí)，對(duì)于職業(yè)意識(shí)、合作精神的培養(yǎng)也沒(méi)有起到應(yīng)有的效果，這也不符合我們所倡導(dǎo)的工程教育的理念。

三、課程設(shè)計(jì)的改革探索

1.改進(jìn)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容

內(nèi)容安排中減少機(jī)械重復(fù)的畫(huà)圖工作量，將四缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)改成二缸機(jī)設(shè)計(jì)，并強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作設(shè)計(jì)理念，安排2人一組，每個(gè)學(xué)生只要求手畫(huà)一張縱向圖或橫向圖，另加兩張用繪圖軟件繪制的零件圖，由此一方面補(bǔ)充了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)計(jì)中應(yīng)用的培訓(xùn)，也使得學(xué)生有時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面思考，保證了對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的理解。

2.加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)計(jì)中應(yīng)用的培訓(xùn)

分別以動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)的兩大主干課程“內(nèi)燃機(jī)原理”和“內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ)，將學(xué)生分為內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算和內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算兩大組，加強(qiáng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。要求進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算的學(xué)生根據(jù)熱力計(jì)算公式，對(duì)內(nèi)燃機(jī)各熱力參數(shù)、指示參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并繪制示功圖，它對(duì)內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。要求進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算的學(xué)生以發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析為目標(biāo)，掌握發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的思路與方法，并能將思路與方法付諸于程序語(yǔ)言進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)一步加深對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火順序、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和軸承負(fù)荷圖的理解。

3.設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)度安排階段化

第一階段：大約1～2天時(shí)間，進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)總體設(shè)計(jì)和方案選擇，在產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)中要選擇和確定內(nèi)燃機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，在進(jìn)行熱計(jì)算和外特性計(jì)算及主要零部件設(shè)計(jì)前，首先要選擇零部件的類(lèi)型、布局方式，如：氣缸的布局方式、燃燒室的選擇等。

第二階段：大約2～3天時(shí)間，進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算和內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，學(xué)生依據(jù)分組情況分別按要求進(jìn)行具體的計(jì)算。

第三階段：大約8～9天時(shí)間，進(jìn)行繪圖工作，每個(gè)學(xué)生手畫(huà)一張縱向圖或橫向圖，另加一張用繪圖軟件繪制的零件圖。

第四階段：大約2～3天時(shí)間，整理并編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

4.細(xì)化課程設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定方式，鼓勵(lì)創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)平時(shí)考核監(jiān)督

課程設(shè)計(jì)改革要做到成績(jī)?cè)u(píng)定嚴(yán)肅、認(rèn)真、科學(xué)、公正，只有制定合理的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)才能取得學(xué)生對(duì)成績(jī)的認(rèn)同感。改進(jìn)后的課程設(shè)計(jì)從一開(kāi)始就明確給出評(píng)定的辦法以及細(xì)則，并嚴(yán)格加以實(shí)施。最后的總成績(jī)是將設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量、創(chuàng)新意識(shí)、圖紙質(zhì)量、答辯以及平時(shí)成績(jī)進(jìn)行加權(quán)綜合計(jì)算得出。其中說(shuō)明書(shū)質(zhì)量包括方案說(shuō)明、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，以及學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的理解、認(rèn)識(shí)和收獲等，要求報(bào)告思路清晰、文字通順，書(shū)寫(xiě)規(guī)范，符合技術(shù)要求與撰寫(xiě)規(guī)范?？偝煽?jī)中特別考慮了創(chuàng)新意識(shí)的成績(jī)點(diǎn)，只要學(xué)生在教師給的簡(jiǎn)單的原設(shè)計(jì)模板上有所創(chuàng)新的都予以成績(jī)上的鼓勵(lì)。此外，加強(qiáng)平時(shí)成績(jī)的考核，主要參照出勤、提問(wèn)和平時(shí)階段性任務(wù)的抽查情況等方面給出成績(jī)。出勤情況除了教師抽查記錄，還委任幾個(gè)組長(zhǎng)進(jìn)行記錄。四個(gè)設(shè)計(jì)階段完成情況均分別記入平時(shí)成績(jī)。

5.改進(jìn)課程設(shè)計(jì)答辯方式

答辯時(shí)除了采用教師提問(wèn)的“問(wèn)、答”方式外，還要求學(xué)生能指出自己在圖紙方面和報(bào)告方面的問(wèn)題，注意引入學(xué)生自我的認(rèn)識(shí)，允許學(xué)生參與對(duì)成績(jī)的評(píng)定?；蛘咭髮W(xué)生指出別人圖紙問(wèn)題，以考查學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的處理能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度，側(cè)面也反映該學(xué)生是否親自完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。此外，答辯時(shí)還現(xiàn)場(chǎng)抽查某些學(xué)生對(duì)繪圖軟件的使用情況。對(duì)于不合要求的學(xué)生，必須要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)重新完成，否則不予通過(guò)。

四、總結(jié)

動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)改革后的課程設(shè)計(jì)注重了對(duì)知識(shí)運(yùn)用、能力訓(xùn)練和素質(zhì)培養(yǎng)的要求，在課題的深廣度與分量上進(jìn)行了調(diào)整，保證了90%以上的學(xué)生能夠按照設(shè)計(jì)與進(jìn)度完成設(shè)計(jì)工作。本次課程設(shè)計(jì)改革探索反映出來(lái)的正面效果比較明顯，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，對(duì)該專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì)具有較好的參考價(jià)值和示范作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]石彪,周鮮成,劉利枚.提高工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的思考[J].黑龍江教育(高教研究與評(píng)估),2006,(3):58-59.

[2]朱克敵.應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式研究[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2010,6(3):407-408.

[3]李建奇,陳日新,王建君.工科課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及改革思路的探討[J].德州學(xué)院學(xué)報(bào),2007,23(6):96-98.

[4]劉曉燕,劉立君,宮克勤.課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革探討[J].黑龍江教育,2007,(7):58-59.

（責(zé)任編輯：孫晴）