王雪蓮

摘要：現(xiàn)代設計方法課程內(nèi)容體系龐大，綜合性強，通過學習使學生開拓視野，提高知識運用能力與創(chuàng)新設計能力。結合本專業(yè)實際情況，通過對現(xiàn)代設計方法課程現(xiàn)有教學現(xiàn)狀的分析，針對課堂教學、實踐環(huán)節(jié)和考核體系提出改進措施。將多學科理論體系融合滲透于教學過程，課堂教學引入實踐環(huán)節(jié)，重新規(guī)劃授課內(nèi)容和形式，制定新的考核細則及評判標準，實現(xiàn)全授課周期的跟蹤反饋。通過一系列改進措施，提高學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生個性化發(fā)展。

關鍵詞：現(xiàn)代設計方法；教學改革；課堂教學；實踐環(huán)節(jié)；考核體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）08-0131-03

現(xiàn)代設計方法是綜合性較強的一門課程，它與眾多學科緊密聯(lián)系，內(nèi)容體系龐大。通過本課程的學習，可使學生了解現(xiàn)代設計方法的發(fā)展概況與趨勢，并對常用設計方法的理論、內(nèi)涵、特點、應用領域有較深入的認識。一方面有助于開拓學生的視野，另一方面有利于提高學生的知識運用能力與創(chuàng)新設計能力，從而增強其創(chuàng)新設計意識及獨立解決問題的能力，為將來從事設計工作或科學研究打下一定基礎。

一、現(xiàn)代設計方法的教學內(nèi)容及現(xiàn)有教學模式存在的問題

現(xiàn)代設計方法課程所集成的知識體系比較龐大，目前本專業(yè)現(xiàn)代設計方法課程共30學時，全部為理論授課學時，無實踐學時。受開課學時的限制，不可能把每一種現(xiàn)代設計方法一一介紹，在“重基礎、寬面向、重能力、新知識、少學時、低重心”的教學方針指導下，重點介紹了現(xiàn)代設計方法學、優(yōu)化設計、有限元方法、可靠性設計的基本原理和方法。在此基礎上，為反映現(xiàn)代設計方法的發(fā)展前沿，還簡要介紹了創(chuàng)新設計、快速響應設計、綠色設計、并行設計、虛擬設計和協(xié)同設計等幾種前沿的設計理念和方法。

通過多年授課經(jīng)驗及課后學生聽課效果反饋發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有教學模式存在以下問題：

1.課程內(nèi)容多，課時少，學科交叉程度高，理論抽象，課堂理解吸收效果差?，F(xiàn)代設計方法是一門工程實用性較強的新興邊緣學科，是一個種類繁多、知識面廣的學科群，由多種設計方法組成。由于課時有限，目前授課內(nèi)容主要是介紹理論上比較成熟并已經(jīng)獲得廣泛應用的現(xiàn)代設計計算方法，主要包括現(xiàn)代設計方法學、優(yōu)化設計、有限元法和可靠性設計?！皟?yōu)化設計”部分涉及到高等數(shù)學、線性代數(shù)、矩陣論等數(shù)學知識；“有限單元法”部分涉及到彈性力學知識，在求單元剛度矩陣、總體剛度矩陣，求解平衡方程中，涉及到矩陣運算，計算工作量非常大；“可靠性設計”中涉及到概率論與數(shù)理統(tǒng)計的知識。多學科理論的交叉，內(nèi)容的多元化，使學生在聽課時產(chǎn)生嚴重消化不良的現(xiàn)象。

2.缺少實踐環(huán)節(jié)，無法深化對課程內(nèi)容的理解，對解決工程實際問題的能力訓練不夠。實踐教學是實現(xiàn)高校教育人才培養(yǎng)目標的主體教學之一，鑒于機械類專業(yè)的特點，應發(fā)揮其特色，重實踐教學環(huán)節(jié)，加強學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)代設計方法目前的授課模式均為采用多媒體的理論授課，并無實踐授課環(huán)節(jié)。由于學科高度交叉，知識體系又比較龐大和抽象，課堂的理解消化能力本來就不理想，若無實踐環(huán)節(jié)來加深知識點的鞏固，很難達到理想的學習效果。隨著社會對人才能力需求的高標準化，機械類專業(yè)所培養(yǎng)的學生，不但要有扎實的理論基礎，還要有解決實際問題的能力。尤其像現(xiàn)代設計方法這種設計理論類的課程，進行理論學習的同時，更要注重培養(yǎng)學生利用理論方法解決實際工程問題的能力，理論與實踐相結合，才能達到最佳的授課效果，提高學生的學習效率。實踐教學在使學生更好地領會并掌握現(xiàn)代設計方法在實際工程中的正確應用，培養(yǎng)學生基本素質(zhì)和能力等方面具有不可替代的重要作用。

3.考核方法過于形式化，很難真實反映授課效果?，F(xiàn)代設計方法目前采用的是平時成績與卷面考核綜合評價的考核機制，成績評定方法為：出勤10分+平時作業(yè)10分+期末考試80分，課程考核還是以卷面考試成績?yōu)橹?。通過多年的教學實踐發(fā)現(xiàn)，閉卷考試只能考查學生對一些基本概念和固定規(guī)律的死記硬背的功夫，無法得知學生真正的理解程度，對學生自學能力、應用能力、動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)益處甚小。卷面測試的試題內(nèi)容通常是對一些基本概念和定理字面意思的理解或簡單應用，試題類型具有一定的局限性，即使有些學生課堂上不聽課，只要考試前幾周突擊復習，通過一些類似于題庫的訓練，也可以通過考試，這就使整個考核過程變成了純粹的應試過程?？忌容^粗心，計算容易出錯，導致卷面成績不理想等等，不能由此判定該生對該門課程的掌握程度，該成績也不能反映出學生的綜合能力。平時作業(yè)考核部分達到的效果更是差強人意，大部分同學的作業(yè)都存在抄襲現(xiàn)象，一個班級只要幾個人做出答案，其余的同學基本都是照抄無誤。由于授課班級包括大四畢業(yè)班，受學生找工作、考研等情況的影響，將出勤情況作為考核指標更是任課教師為保證出勤率的無奈之舉。由此可以看出，目前的考核方式弊端很大，無法真實的評價教學效果。

二、現(xiàn)代設計方法教學改革措施

針對現(xiàn)代設計方法課程授課內(nèi)容特點及現(xiàn)有教學模式的不足，從以下幾方面提出改進措施：

1.基本理論講授。借鑒長安大林鐘祺教授曾提出“數(shù)力合授”方法，在《現(xiàn)代設計方法》授課過程中針對同一個問題采用不同學科的理論和思維進行聯(lián)合授課，將多學科理論體系融合滲透于同一個問題之中，同時再輔以課堂多媒體教學，采用播放圖像、動畫、聲音、視頻等手段，使許多抽象問題具體化、生動化。在加深學生對問題理解的同時，降低基礎理論的枯燥乏味性，拓展學生的知識面，激發(fā)學生學習的興趣，提高學習的主動性，同時也可以培養(yǎng)學生解決同一個專業(yè)問題的多學科思維模式。

2.實踐教學?！冬F(xiàn)代設計方法》課時嚴格控制在30學時，增加實驗學時是基本不可行的，至于生產(chǎn)實習或者社會實踐更是受種種客觀因素的影響，實施起來比較困難。由于課程能夠進行實踐的部分主要集中在優(yōu)化設計、有限單元法和可靠性設計這三部分，而這三部分的知識結構都是理論計算偏多，多學科理論體系交叉程度高的特點，所以實踐環(huán)節(jié)的增加可以有兩種途徑：

（1）教師課堂授課時增加實際工程案例分析。在講授理論內(nèi)容的同時選取相應的實際工程案例進行分析，使學生在課堂上就能將知識點消化吸收，既節(jié)省課后復習時間，又能使學生很快的留下直觀印象。這需要授課教師對所講內(nèi)容進行高度精練，既能在完成原大綱規(guī)定的理論授課環(huán)節(jié)的同時引入實際案例分析環(huán)節(jié)，又不需額外增加學時。這對授課教師的總結概括能力是一個挑站，需要在授課內(nèi)容的編排上花費一些心思，既精煉、全面，又生動，使學生容易接受。

（2）將實踐內(nèi)容納入考核體系。每講完一個部分，布置大作業(yè)，讓學生按要求自行分組，自行規(guī)劃組成成員的任務，每個組要針對作業(yè)內(nèi)容進行課堂討論，大作業(yè)成績評定根據(jù)作業(yè)內(nèi)容完成情況和分組討論情況綜合評定。大作業(yè)的性質(zhì)類似于課程設計的縮小版，完成的方式方法和手段讓學生自行選擇，通常需要采用C語言，C++，VB，MATLAB，ADAMS和ANSYS等常用的編程語言和工程分析軟件來完成，可以督促學生對常用的程序語言和設計軟件的學習，拓寬學生知識面。

3.考核方法?？己藘?nèi)容仍然由考勤、課后作業(yè)和閉卷考試三部分構成，增加大作業(yè)在考核體系中的比重?？记谝云綍r上課隨機點名為主，占總成績的10%。課后作業(yè)以布置典型的工程案例分析為主，要求利用相關編程軟件或分析軟件完成；成績評定時不僅以作業(yè)內(nèi)容完成的情況為參考，同時要求每位同學提交作業(yè)時針對自己的作業(yè)進行簡短介紹，這部分內(nèi)容可在課后進行，不占用課堂時間，這部分成績占30%。閉卷考試全面考察學生對基本知識點的掌握情況，占總成績的60%。改進后的考核體系即考核了基礎知識，又能對學生的個人能力有所了解。這種跟蹤式考核方法即能從全局上評價教學效果，也能反映出階段性教學狀態(tài)。

三、結論

遵循科學的發(fā)展規(guī)律，適應新時期高校人才培養(yǎng)的新形式，對現(xiàn)代設計方法課程進行教學改革。從提高授課內(nèi)容的多學科融合力度，授課手段方法的多元化，將實踐教學引入課堂講授和考核體系，采用針對一個問題多學科聯(lián)合授課的思路，重新規(guī)劃授課內(nèi)容和形式，重新制定考核指標，并配比各指標所占比重，制定新的考核細則及評判標準，將考核機制貫穿整個授課周期，提高考核體系對真實授課效果的評判力度，實現(xiàn)全授課周期的跟蹤反饋。

內(nèi)容結構上的多學科聯(lián)合授課，加入實際工程案例的講解，并配以多媒體教學手段，將工程實踐訓練作為考核指標，進行全授課周期的跟蹤考核。從課程內(nèi)容編排的多元化、授課手段方法的多元化，到考核方法的多元化，通過科學合理的安排，整個授課過程更加靈活。實時授課，實時考核，將考核貫穿整個授課周期，每一授課階段都能有一個相對真實的效果評價，提高考核體系的評價力度。通過對《現(xiàn)代設計方法》多元化教學模式與考核方法的實踐與探索，對課程教學大綱的修訂提出一些建議，目的是加強課程建設，著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，增強學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

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