基于能力提升與過程評價融合的機械設計基礎課程設計教改探索

牛紅恩 韋翠翠

摘要： 為促進學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計質量的因素，提出能力提升與過程評價融合措施，探索實現課程設計目的、培養應用型新工科人才的教學改革。

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.

關鍵詞： 能力提升;過程評價;課程設計;教學改革

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

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

0? 引言

機械設計基礎課程設計是在機械設計基礎課程完成后進行的綜合性實踐教學環節，課程設計工作主要內容有：傳動裝置的總體設計方案確定、電動機選擇、傳動裝置的運動和動力參數計算、軸與聯軸器設計選擇、箱體結構設計、零件圖裝配圖繪制、設計說明書編寫等，由指導教師給出不同參數，引導學生獨立完成，通過課程設計，培養學生綜合運用機械設計基礎、機械制圖、材料力學及公差與配合等先修課程知識，有效掌握方案制定、零部件設計、圖紙繪制、資料查閱及數據處理等技能，全面提升學生理論聯系實際、分析和解決工程問題能力及創新能力，為學生后續專業課程學習、畢業設計、從事相關職業工作奠定基礎。

1? 教改背景問題思考

結合本校教學實際，教學任務一般安排在學期末，周期一般為兩周。針對非機類專業學生知識儲備量不足、課程設計重視度不夠、考核維度單一等因素易導致課程設計質量效果較差，學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、師生互動不足? 在學習本課程設計關聯的制圖、公差與配合等先修課程時，由于學生生源多層次性，學習積極性不高，導致學生對相關學科知識的吸收不徹底、掌握不牢靠。部分表現特征有：比如進行減速器裝配圖、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，箭頭大小、螺紋畫法錯誤等;尺寸、形位公差不理解，關鍵尺寸與普通尺寸公差標注混亂;材料選擇時，Q235與45材料性能特征無法正確區分，甚至出現對部分國家標準不查閱、不理解導致的標準代號亂寫、錯寫等錯誤;工程力學方面，對軸、齒輪等常規零部件計算、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象時常發生。針對學情把握不準，教學方法、手段枯燥乏味，甚至責任心不強，個別教師在進行機械設計基礎等先修課程講解時，易出現知識傳授不到位、疑惑解答不徹底，師生互動不足，導致學生對基礎理論一知半解，請教老師時又不知從何下手，最終惡性循環，影響學生身心健康發展。

1.2 主動思考缺乏、能力提升弱化? 針對課程設計題目，指導教師給出不同的設計任務書，由學生參考設計指導書[1]，完成齒輪、軸承、軸、鍵等具體設計任務。題目相對簡單成熟、任務書參數差異性較小，學生進行模仿設計時，缺乏主動思考、創新精神。部分表現特征有：比如進行軸的轉速、功率、轉矩計算時，生搬硬套公式，對傳動效率、傳動比等具體參數不理解，也不思考公式的具體含義、推導過程等，對結果正確性無法判斷，學生理解能力、邏輯推導能力得不到有效鍛煉。比如進行聯軸器、軸、齒輪等零部件設計時，聯軸器與軸徑、齒輪與軸徑等接口尺寸思考不周全、不系統，對零部件孤立設計，嚴重阻礙了學生檢閱資料能力、數據處理能力提升。比如進行繪圖及說明書編制時，對課程設計總體思路不清晰，導致學生進行圖紙抄襲，說明書內容一致，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，繪圖能力、書寫能力、邏輯能力得不到全面鍛煉。

1.3 結果考核過重、忽略過程評價? 針對學生完成的工作量，指導教師通常以圖紙、說明書為考核維度，導致部分學生抄襲、復制其它同學成果，導致指導教師無法發現學生存在的問題，無法客觀判斷學生成績，影響學生的學習積極性、公平性。在指導學生進行課程設計過程中，對不同分解任務完成、不同節點進度等考核考慮不全，甚至忽略，不能形成有效的過程評價。對抄襲，甚至代寫的學生，無法有效識別其完成任務的真實性、有效性、主動性，影響了結果考核的公平性、正確性，易導致人才培養方向產生偏離。

2? 過程評價與能力提升融合探索

結合本校學情、課程設計教學實際，探索基于過程評價與能力提升融合的教改措施，旨在培養應用型新工科人才。

2.1 分解課程設計任務、融入理論教學過程? 根據課程設計內容，分解課程設計任務，將課程設計中相關知識點滲透到機械設計基礎理論課程中[2]。比如針對齒輪類型、齒數、模數、齒寬、分度圓等可提前融入到機械設計基礎理論教學中，結合例題，詳細講解，確保學生明白設計原理、徹底掌握推導過程、計算方法等，并能靈活運用。比如針對軸、鍵等零件圖、減速器裝配圖圖紙中線型、視圖關系表達、公差、技術要求等知識，提前融入到機械制圖、公差配合等課程教學中，以工程實踐增強學生實操興趣，提高吸收知識的積極性。加深制圖等理論學習，提前認知課程設計任務。理論教學過程中融合課程設計知識，增強學生對課程設計重視度，利于縮短課程設計周期。

2.2 實施過程監控，促進能力有效提升? 根據教學計劃，課程設計進度計劃如表1所示，按1-6節點實施過程監控，確保學生每個節點任務完成量、能力提升。

過程監控節點1：針對減速器結構，對照實物進行拆解并一一講解，使學生對其認識更加直觀化，激發學生興趣動力。過程監控節點2：堅持學生主體性，促進學生對所學理論知識的綜合應用、分析解決問題的能力得到提升。比如進行傳動系統總傳動比計算時，為使各級傳動機構尺寸協調，結構勻稱、避免互相干涉碰撞，應合理分配傳動系統傳動比，一般使帶傳動機構傳動比小于齒輪傳動機構傳動比，若初步分配的傳動比導致大帶輪與減速器底架碰撞，應重新優化傳動比，鍛煉學生邏輯推理、優化匹配能力得到有效鍛煉。比如進行軸承潤滑設計時，充分發揮學生主動性，通過廠家調研、線上搜集等途徑，全面比較分析潤滑油、潤滑脂性能參數、成本等因素，做出最優選擇，鍛煉學生搜集分析數據能力。指導過程中，老師保持課堂及QQ群、微信群等多渠道輔導[3]，比如針對共性問題指導教師可以課堂解答，針對個別問題，學生可以通過QQ、微信主動咨詢，確保學生各個疑惑得到及時解答，各項設計計算能力得到有效驗證及提升。過程監控節點3：基于理論計算結果，進行草圖繪制，根據學生興趣及基礎，自由選擇手繪與CAD作圖[4]，通過草圖反向核查前期計算數據，若有錯誤，及時修改，進一步檢驗、培養學生的統籌能力、動手實操能力。過程監控節點4：在草圖繪制、數據核查基礎上，逐步完善零件圖、裝配圖，結合企業經驗及職業要求，引導學生正確運用制圖相關知識，確保圖紙繪制準確。比如裝配圖中序號排序整齊，剖視圖、放大圖、尺寸標注、技術要求等符合企業標準，鍛煉學生的職業能力。過程監控節點5：作為設計計算的總結，說明書是課程設計工作的重要組成部分，是審核設計是否合理的憑證之一。通過說明書編寫，培養學生邏輯表達、總結概括等能力。比如在傳動比計算及分配、關鍵零部件設計時應詳細列出推導計算過程，在結果中簡短總結，條理清晰、重點突出。說明書主要內容、書寫規范參考表2所示。

過程監控節點6：通過答辯，可以促進學生對設計過程中的每個公式、每個數據、每個結論等理解透徹，對圖紙中的線條、視圖、尺寸等準確表達，并進行全面分析總結，發現問題，完善優化。參照畢業答辯模式組織答辯，由學生將繪制圖紙在黑板上展示、說明書交指導教師，同時輪換抽取不同的兩名學生作為答辯評委，然后進行3分鐘講解、5分鐘提問，全面考察學生素養，并合理給出答辯成績。通過過程監控節點1-6，全面檢查學生對知識的實際掌握情況，提升學生綜合運用專業知識、分析解決工程實際等綜合能力，實現課程設計目的，利于應用型新工科人才培養。

2.3 基于過程，考核結果? 改變傳統的課程設計考核方式，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中過程監控節點1至節點6每個過程節點指導教師能有效監控，確保學生都能獨立思考，杜絕抄襲，各項能力都能真實有效得到提升，學生相應得到公平合理的節點評價。執行表3所示優化后的考核方式：平時成績占比10%，過程評價占比40%，答辯成績占比50%，能有效指導學生主動開展課程設計，綜合判斷學生任務完成成績，有效促進學生積極獨立完成課程設計。

3? 結語

針對學生生源結構多樣、知識儲備量不足、課程設計重視度不夠、考核維度單一等易導致課程設計質量效果較差的因素進行具體分析，通過分解課程設計任務、融入理論教學過程，實施過程監控及評價，優化考核準則，利于學生獨立思考解決問題能力、邏輯推導能力、語言表達能力、職業能力等得到真實有效提高，利于實現課程設計目的，利于培養應用型新工科人才。

參考文獻：

[1]張玲莉.機械設計基礎課程設計指導書[M].武漢：華中科技大學出版社，2018.

[2]曾禮平，周生通.緊密聯系理論教學的機械設計基礎課程設計改革實踐探討[J].教育教學論壇，2019（37）：114-115.

[3]張竹青，王國虎，張翠杰，等.防控疫情環境下開展線上教學的幾點做法[J].河北農業大學學報（社會科學版），2020，22（03）：117-120.

[4]任曉莉，劉吉軒，韓海燕.“機械設計基礎課程設計”教學改革研究與實踐[J].機械設計與制造工程，2019，48（11）：123-126.