加強過程管理 提高課程設(shè)計質(zhì)量

唐勇，龐佑霞，梁亮，許焰

(長沙學(xué)院 機電工程系，湖南 長沙 410003)

加強過程管理 提高課程設(shè)計質(zhì)量

唐勇，龐佑霞，梁亮，許焰

(長沙學(xué)院 機電工程系，湖南 長沙 410003)

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)之一。該課程設(shè)計通過明確課題任務(wù)、提前分組布置課題、加強過程管理、透明評定成績等措施，經(jīng)我校三屆機械專業(yè)學(xué)生課程設(shè)計實踐證明，所采取的措施能提高學(xué)生的團隊意識和課程設(shè)計質(zhì)量的實效性。

課程設(shè)計;過程管理;教學(xué)質(zhì)量;實踐教學(xué)

一 引言

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的主干課之一，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》(以下簡稱課設(shè))是該課程理論運用于實際的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該課設(shè)，提高學(xué)生理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，解決問題和分析問題的能力［1］。該課設(shè)的目的是使學(xué)生初步掌握綜合應(yīng)用所學(xué)課程的能力，也是畢業(yè)設(shè)計前的綜合設(shè)計訓(xùn)練;但隨著課程體系改革的深入，課設(shè)的背景和要求發(fā)生了很大的變化，不僅課時量減少，擴招也使指導(dǎo)教師生均指導(dǎo)量減少。在1997年以前，該課程設(shè)計原為“機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計”，其對應(yīng)的課程有《機械制造工藝學(xué)》、《金屬切削原理》等，課程總學(xué)時數(shù)超過300學(xué)時;為適應(yīng)寬口徑機械類人才培養(yǎng)模式的需要，從2005年起整合為一門《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程［2］。在我校機械專業(yè)開設(shè)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課時為56學(xué)時(其中包括6學(xué)時的實驗)，課設(shè)要求在原編制出機械加工工藝和設(shè)計一具體工序的夾具基礎(chǔ)上，增加給出夾具效果圖或夾具操作視頻，集中進行課設(shè)的時間由4周壓縮為2周。在課程體系變化，已修課程如《機械制圖》、《計算機三維造型》等已變化基礎(chǔ)上，如何達到在課設(shè)中既讓學(xué)生得到工程能力訓(xùn)練的同時又保證和提高課設(shè)質(zhì)量，培養(yǎng)團隊意識和創(chuàng)新意識等目標，成為急需解決的重要課題。

二 提高課程設(shè)計質(zhì)量的措施

為保證和提高課程設(shè)計的質(zhì)量，我們采取了明確課題任務(wù)、提前分組布置課題、嚴格過程管理、透明評定成績來提高課程設(shè)計質(zhì)量。

(一)明確課題任務(wù)

之前的《機械制造工藝學(xué)》、《夾具設(shè)計》的課程設(shè)計“機械加工工藝規(guī)程”、“機床夾具”要求1人1題，主要任務(wù)為:零件工藝特性分析、制訂機械加工工藝卡片1套;繪制夾具裝配圖1張，主要零件圖2張，被加工零件毛坯圖1張，課程設(shè)計說明書1份。根據(jù)“寬口徑、厚基礎(chǔ)機械類培養(yǎng)模式”的需要，將設(shè)計任務(wù)量具體調(diào)整為:

1.由3～5名同學(xué)組成一個課設(shè)小組，零件的機械加工工藝部分共同完成，夾具設(shè)計部分則由學(xué)生獨立設(shè)計完成不同工序的夾具。在“機械加工工藝”部分，要求完成零件功能分析、材料及毛坯情況分析、機械加工工藝方案對比以及技術(shù)經(jīng)濟指標等，填寫“機械加工工藝過程卡”。

2.夾具設(shè)計部分要求所設(shè)計夾具必須與所編制的工藝過程對應(yīng)，編制所設(shè)計夾具對應(yīng)工序的“工序卡”，這樣的要求，可以避免學(xué)生設(shè)計夾具時把未加工面當已加工面，以致選擇錯誤的定位方案，同時要求原則上夾具所涉及工序不重復(fù)，無法避免的相同工序夾具，則必須選擇不同的夾具類型，并比較所設(shè)計夾具的加工難度、精度、易用性等，夾具設(shè)計工作量為手繪夾具裝配圖1張，夾具主要零件圖2～3張，被加工零件當前工序效果圖1張，夾具分解效果圖1張，當前夾具裝拆或零件加工過程視頻1份。

3.課設(shè)說明書每組裝訂成一本，裝訂次序為共同的機械加工工藝規(guī)程、按工序獨立完成的夾具設(shè)計說明書和工序卡，圖紙按工序次序單獨裝訂成冊，其中，共同設(shè)計部分工作量按所完成工作、參與工作分配，并于說明書中說明，未參與共同設(shè)計的同學(xué)，不計該項分;獨立完成部分則要求在顯著位置標識該部分的作者，否則視為共同設(shè)計，工作量由全組同學(xué)均分。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生尊重知識產(chǎn)權(quán)、尊重他人勞動成果的意識，最大限度的減少抄襲等不良作風(fēng)。

4.課設(shè)完成后，資料由課設(shè)小組組長負責(zé)或指定同學(xué)完成排版、裝訂，整理資料計工作量(量化為0.2分)，以上交紙質(zhì)和電子檔資料、自評、互評成績完整為計分依據(jù)，即全部歸檔，才能計分。

(二)提前分組布置課題

在《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程開始時，任課教師根據(jù)被零件加工的難易程度，按照學(xué)生學(xué)號依次由3～5名同學(xué)組成課設(shè)小組，同時公布量化的成績評定細則。提前布置課設(shè)任務(wù)，可以使學(xué)生了解完成該課設(shè)需掌握的知識和能力，“帶問題”學(xué)習(xí);教師分組，讓學(xué)生形成設(shè)計團隊，互助學(xué)習(xí)，還可以打破因大部分學(xué)生是一直在學(xué)校讀書，學(xué)生間形成的“小團隊”，通過教師指定、和班干部討論微調(diào)分組，讓每個設(shè)計小組都有能力比較強的學(xué)生，避免“整個小組不及格”的情況發(fā)生，學(xué)生則在新的“設(shè)計團隊”充當自己的角色，逐步建立學(xué)生的“團隊意識”;量化的成績評定細則使學(xué)生學(xué)習(xí)目標更加明確，了解課設(shè)達到優(yōu)秀或及格必須完成的任務(wù)和設(shè)計質(zhì)量，達到讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識和技能的目的。

(三)過程管理

過程管理是完成和保證課設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵，也是整個課設(shè)中耗時最多的。我們通過設(shè)計動員、制訂課程設(shè)計計劃、定期檢查、實驗輔助等措施來完成課設(shè)任務(wù)。

1.在設(shè)計動員時，讓學(xué)生進一步明確設(shè)計任務(wù)和完成時間，了解和掌握設(shè)計步驟、方法，嚴格課程設(shè)計紀律，并要求每個學(xué)生必須寫出課設(shè)實施計劃;由指導(dǎo)教師、班干部等組成課設(shè)檢查小組并向全班公布人員組成，通過讓學(xué)生參與管理，深入到課設(shè)的每個環(huán)節(jié)，比如嚴格按計劃檢查課設(shè)進度并做好記錄，鼓勵同學(xué)間相互督促和相互學(xué)習(xí)、討論，最大限度的避免學(xué)生因時間分配不當而造成的不能完成課設(shè)的情況出現(xiàn)。

2.課設(shè)實施計劃時間節(jié)點以半天為單位，詳細寫出該完成的具體工作，整體指導(dǎo)性計劃主要內(nèi)容包括:在前3天，通過查閱資料、討論等方式，給出零件的加工工藝比較并確定最終加工工藝，分配夾具設(shè)計任務(wù);到第一周結(jié)束時，每個同學(xué)必須完成夾具總體設(shè)計方案并初步完成夾具主體設(shè)計;第二周前3天，完成所有設(shè)計圖紙工作量，編寫設(shè)計說明書，在第二周末上午必須全部完成并上交，下午對部分同學(xué)的設(shè)計進行公開答辯。

3.課設(shè)檢查小組按每個同學(xué)的課設(shè)實施計劃在整體節(jié)點如第3天、第一周末等時間集中檢查設(shè)計進度，做好檢查的記錄，及時糾正學(xué)生設(shè)計的方向性錯誤，例如:工藝過程須經(jīng)指導(dǎo)教師認可，方能繼續(xù)后續(xù)工作;夾具需畫出草圖，標明定位方案、夾緊方案和主要實施的結(jié)構(gòu)，在經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進行詳細設(shè)計。在這些學(xué)生集中的時間節(jié)點，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的完成情況，也可以通過講解其中幾組的設(shè)計、學(xué)生提問、討論等形式，解決設(shè)計中的共性問題，讓整個課設(shè)進度可控，保證課設(shè)按實施計劃順利進行。

4.由于本課設(shè)實踐性強，而現(xiàn)在的學(xué)生實踐經(jīng)驗少，基本上是“學(xué)校—學(xué)校”，動手機會也不多，再者，學(xué)生的識圖能力也不足以支撐直接“參考—借鑒”，因此，采用參考相似結(jié)構(gòu)等平面的教學(xué)方式，讓學(xué)生短時間在心中重構(gòu)立體模型并有選擇的運用十分困難。為此，我們對夾具設(shè)計中涉及的典型結(jié)構(gòu)采用Creo Elements Pro(ProE Wildfire)制作了三維模型，并進行虛擬裝配、運動分析和動力學(xué)分析等，讓學(xué)生“看到”課設(shè)中所涉及的典型夾具及夾緊過程中產(chǎn)生的“力”，如“虛擬裝配”實驗，就是教師將已經(jīng)建好的零件模型，由學(xué)生按要求在專業(yè)計算機房進行虛擬裝配，進行簡單的動力學(xué)分析;還利用《夾具拆裝實驗》用具、現(xiàn)代加工實驗室機床夾具等實驗室設(shè)備，讓學(xué)生“摸到”夾具結(jié)構(gòu)，了解其適用場合，如在《夾具拆裝實驗》實驗中，要求學(xué)生先將夾具拆開，測量夾具主要定位元件、被加工零件的尺寸，分析零件的定位原理、夾緊方式和定位精度，實驗室對學(xué)生開放，學(xué)生可以預(yù)約并到實驗室“看到”、“摸到”，讓學(xué)生在加深對典型夾具結(jié)構(gòu)理解的基礎(chǔ)上，再“參考—借鑒”，設(shè)計質(zhì)量和效率同時提升。

(四)成績評定

成績評定其實是對課程設(shè)計的升華。盡管本課設(shè)之前，學(xué)生做過如《機械原理》、《機械設(shè)計》等課程設(shè)計，但大部分學(xué)生仍不知道如何評價一個課程設(shè)計的優(yōu)缺點，我們采用量化、透明的成績評定方式，讓學(xué)生在更加明確課程設(shè)計要求的同時，了解和學(xué)會評價課程設(shè)計，把評定成績過程變?yōu)榻虒W(xué)升華過程。通過透明評定，讓學(xué)生學(xué)習(xí)好的設(shè)計，找差距，補不足。具體實施過程為:自評、小組互評和指導(dǎo)教師質(zhì)疑、課設(shè)指導(dǎo)小組答辯。表1是將課程設(shè)計的要求量化(自評表和互評表)，其中，小組長另計0.2分的管理和評價工作量，表1中分值為1.0及以上是指“特別完整”情況。

表1 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計評分表 班級: 班 年 月 日

標準評判結(jié)果按“分數(shù)總和”分為五級:優(yōu)(≥4.6)、良(≥4.1)、中(≥3.6)、及格(≥3)、不及格(＜3)。

1.學(xué)生根據(jù)進度和完成情況，認真填寫表1，注明“自評表”，其中“工藝部分”個人評分按小組討論的“共同完成成績分配”填寫，其總分按人數(shù)計算，假設(shè)小組為四名同學(xué)組成，則“工藝部分”四個同學(xué)的成績和不能超過(4×1.2=)4.8分，“夾具部分、圖紙或工藝卡質(zhì)量、效果、動畫”由學(xué)生對照評分細則自主評分，每項的總分不能超過表中所規(guī)定分數(shù)。學(xué)生自評“及格”以上，才能將設(shè)計資料轉(zhuǎn)入互評和教師質(zhì)疑階段。

2.指導(dǎo)教師和該小組成員一起，對課設(shè)過程中的設(shè)計紀律、設(shè)計質(zhì)量、是否抄襲等問題當面質(zhì)疑，填寫表1，注明互評表。自有“互評”機制以來，學(xué)生們經(jīng)常相互查看設(shè)計，互相幫助，“一語驚醒夢中人”，通過互評，進一步讓學(xué)生認識評價方法，提高學(xué)生的判別能力。對在互評時降等的同學(xué)，指出其不足并限期改正。之后，將比較好的設(shè)計和可能不及格的設(shè)計提交課設(shè)指導(dǎo)小組進行“優(yōu)秀”或“及格”的答辯，其余，按照“自評20%、互評30%、指導(dǎo)教師評分50%”計算，直接給出課設(shè)成績。

3.在課程設(shè)計的最后一天的下午進行公開答辯(也可以根據(jù)教學(xué)安排更改答辯時間)，全部學(xué)生參加，答辯者準備好答辯用的所有資料，盡量做好相關(guān)的幻燈或視頻文件，在多媒體教室進行答辯，每位答辯學(xué)生自述時間控制在5分鐘內(nèi)，答辯時間控制在20分鐘內(nèi)，主要由教師提問，學(xué)生也可以提問。表2為公開答辯的評分表，成績當場評定。

表2 公開答辯成績評定表

根據(jù)“分數(shù)總和”，給出最終課程設(shè)計成績。公開答辯也是學(xué)生一個互相學(xué)習(xí)的機會，同時為今后畢業(yè)設(shè)計和答辯打下了基礎(chǔ)。

三 結(jié)語

我們通過明確課題任務(wù)、提前分組布置課題、嚴格過程管理、透明評定成績措施完成了三次課設(shè)訓(xùn)練，期間，在總體框架不變的前提下，根據(jù)學(xué)生掌握知識的情況作了小的調(diào)整，課程設(shè)計完成質(zhì)量明顯逐年提高。同學(xué)們在設(shè)計過程中得到了“團隊意識”和“尊重他人勞動成果”的意識訓(xùn)練，了解評價設(shè)計的過程，為畢業(yè)設(shè)計和今后的工作打下了基礎(chǔ)。當然，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計還有需要進一步探討、深入研究和完善的地方，為此，我們將繼續(xù)努力。

［1］鄒 青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.

［2］華楚生.面向21世紀編寫《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》新教材［J］.高教論壇，2004(3):107－1081.

G642.3

A

1674－5884(2012)07－0072－03

2012－05－01

湖南省重點學(xué)科建設(shè)項目;長沙學(xué)院教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目(Y013)

唐 勇(1964－)，男，重慶人，副教授，主要從事機械與流體仿真及數(shù)值分析研究。

(責(zé)任編校 王小飛)