現(xiàn)代設(shè)計方法課程教學(xué)改革探討

謝永智　代宣軍

[摘 要]現(xiàn)代設(shè)計方法作為一門綜合性、理論性較強(qiáng)的課程，涉及的新技術(shù)較多，理論計算與推導(dǎo)較多。教學(xué)改革在實(shí)踐中必須集思廣益，持之以恒，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念和方法加以推進(jìn)，圍繞提高學(xué)生運(yùn)用知識的能力、實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，去推動教師教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革、學(xué)生學(xué)習(xí)方法的改變，使教師教學(xué)工作的重點(diǎn)真正落到學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)提高上來，以改革促教學(xué)，以改革促學(xué)習(xí)，以改革促創(chuàng)新人才培養(yǎng)。高校教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，任重而道遠(yuǎn)，需要不懈努力方能成功。

[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代設(shè)計方法；教學(xué)改革探討

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）09-0032-02

現(xiàn)代設(shè)計方法作為一門綜合性、理論性較強(qiáng)的課程，涉及的新技術(shù)較多，理論計算與推導(dǎo)較多，要求學(xué)生掌握matlab、ansys、isight_FD等數(shù)值計算軟件、工程應(yīng)用軟件，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)計算能力要求較高；同時它又是一門有很高的實(shí)際應(yīng)用價值的課程。這些都對想掌握和想學(xué)好這門課程的學(xué)生提出了巨大的挑戰(zhàn)。因此需要進(jìn)行大力改革，采取切實(shí)有效的措施，從改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段入手，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和社會實(shí)踐活動，培育教學(xué)特色，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，在提升教師教學(xué)能力和學(xué)術(shù)發(fā)展的同時，推動提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。本項(xiàng)目以張鄂編著科學(xué)出版社出版的《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》教材為例，開展課程教學(xué)改革。

一、課堂理論教學(xué)內(nèi)容問題

單就張鄂編著科學(xué)出版社出版的《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》編寫來說，是一本水平較高的教材，但放在本校整個教學(xué)計劃體系中來說，存在如下問題：

1.內(nèi)容存在重復(fù)。比如有限元分析、計算機(jī)輔助設(shè)計等內(nèi)容，在機(jī)械專業(yè)教學(xué)計劃體系中已有相關(guān)課程完成了此內(nèi)容的教學(xué)，因而存在著內(nèi)容重復(fù)的問題。

2.傳統(tǒng)的知識多，反映當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)和知識的內(nèi)容偏少。教材中對傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法、理論涉及較多，而且大多基于靜態(tài)方法進(jìn)行設(shè)計、計算，而對于反映當(dāng)今時代發(fā)展潮流的動態(tài)設(shè)計等方法涉及較少。

3.教學(xué)內(nèi)容中實(shí)例偏少。教材中嚴(yán)重缺乏實(shí)際工程應(yīng)用案例，而抽象的理論講解得較多，公式推導(dǎo)、數(shù)學(xué)計算較多，而且這些數(shù)學(xué)理論的實(shí)際應(yīng)用卻較少，缺少溝通理論與實(shí)踐應(yīng)用的橋梁，導(dǎo)致學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容難以完全理解和掌握，沒能實(shí)現(xiàn)理性認(rèn)識上升到感性認(rèn)識。這樣會導(dǎo)致學(xué)生沒有獲得實(shí)踐的機(jī)會，缺少動手能力，使得創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)更無從談起。

4.創(chuàng)新性和特色性教學(xué)內(nèi)容缺乏。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題

1.實(shí)驗(yàn)課時偏少。由于目前課程多，而整個大學(xué)四年學(xué)時數(shù)固定，并且對于基礎(chǔ)課程學(xué)時還在增加，因而留給專業(yè)課程的學(xué)時數(shù)偏少，尤其本課程又是非基礎(chǔ)專業(yè)課程，更導(dǎo)致課時不足。

課程需要將課堂理論推導(dǎo)、數(shù)學(xué)計算通過matlab軟件編程實(shí)驗(yàn)來具體實(shí)現(xiàn)。工程應(yīng)用軟件操作需要上機(jī)，而且涉及的應(yīng)用軟件有好幾個，學(xué)生短時間無法學(xué)習(xí)和掌握。目前6個學(xué)時的實(shí)驗(yàn)課，只能教學(xué)生學(xué)習(xí)些粗淺入門級的模仿、應(yīng)用，沒有時間講授稍微深入些的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更沒有上機(jī)考核時間，無法檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

2.缺少規(guī)范的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)上機(jī)涉及幾個軟件，其中還有全英語、無漢化版本、無中文資料的軟件，這就需要教師自己編寫一本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

三、教學(xué)方法方面的問題

1.教學(xué)過程啟發(fā)性不足。由于限于篇幅，教材內(nèi)容一般較少涉及如何啟發(fā)學(xué)生的思維，這需要教師具有足夠的學(xué)識、開闊的專業(yè)視野和豐富的教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn)來開啟學(xué)生的智慧，培育學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。

2.課堂教學(xué)設(shè)計較少。講課是一門藝術(shù)，講課不是照本宣科，講課的方式方法直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課堂教學(xué)中，要進(jìn)行教與學(xué)的互動，正確引導(dǎo)學(xué)生跟上教學(xué)節(jié)奏。

3.教學(xué)手段單一。廣大教師應(yīng)采用多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué)。多媒體能很好地把文字、圖形、圖像、視頻、動畫和聲音等信息載體有機(jī)地結(jié)合在一起，以精美的圖片、逼真的動畫形象客觀的表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，將一些在傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容或無法觀察到的現(xiàn)象和一些原本枯燥、死板的知識點(diǎn)，形象、生動地展示在學(xué)生面前，加深了學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)知識的理解。

四、課程教學(xué)改革主要措施和內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容的整合

（1）理順主次?，F(xiàn)代設(shè)計方法課程的教學(xué)目的，主要是使學(xué)生在完成課程的學(xué)習(xí)后，能夠借助計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計、可靠性設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計以及工程分析，使得產(chǎn)品的設(shè)計合理、可靠、環(huán)保。這些內(nèi)容很多，基礎(chǔ)重點(diǎn)在于優(yōu)化和可靠性，未來發(fā)展方向?yàn)閯討B(tài)設(shè)計等，因此，在教學(xué)中就必須有主次之別。對于有限元分析部分內(nèi)容則可不講，因?yàn)橐呀?jīng)有單獨(dú)課程講解。

（2）講透基本內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)概念，突出實(shí)際應(yīng)用。在對各章節(jié)的基本內(nèi)容講授時，堅持講深、講透的原則。如對優(yōu)化設(shè)計中所涉及的各種優(yōu)化算法，應(yīng)該講深講透，做到讓學(xué)生能正確理解和合理應(yīng)用。

（3）增加和強(qiáng)化與先進(jìn)、實(shí)用技術(shù)相關(guān)知識內(nèi)容的講解和引入。比如動態(tài)設(shè)計方法。傳統(tǒng)的基于靜態(tài)的手工的設(shè)計方法已不適應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展，動態(tài)設(shè)計日益重要。

2.教學(xué)方法上的改革

（1）啟發(fā)式教學(xué)。蘇霍姆林斯基說過：“學(xué)生來到學(xué)校里，不僅是為了取得一份知識的行囊，更主要的是為了變得更聰明?！睘榱伺囵B(yǎng)學(xué)生正確的思維方法，教師要善于在講授過程中創(chuàng)設(shè)問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題，喚醒學(xué)生的求知欲，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高教學(xué)實(shí)效。例如在講優(yōu)化方法時，提出多種優(yōu)化方法，讓學(xué)生去根據(jù)研究對象合理選擇優(yōu)化方法和算法，選擇合理的軟件來運(yùn)行優(yōu)化程序，引導(dǎo)學(xué)生們總結(jié)出各種優(yōu)化方法的優(yōu)缺點(diǎn)，使用范圍、對象。接著啟發(fā)學(xué)生們聯(lián)想優(yōu)化設(shè)計方法在日常生活和工業(yè)實(shí)際中的應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造性思維，以使課堂教學(xué)氣氛活躍起來。

（2）進(jìn)行基于就業(yè)能力提高的教學(xué)設(shè)計。①制訂基于本課程實(shí)際問題集的重點(diǎn)知識、軟件工具與應(yīng)用能力的規(guī)劃。運(yùn)用基于專業(yè)問題的通用勝任力系統(tǒng)層次矩陣分解課程的關(guān)鍵知識點(diǎn)、難點(diǎn)等內(nèi)容，形成教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容規(guī)劃表。②設(shè)計教學(xué)目標(biāo)以及關(guān)鍵知識、工具軟件與編程能力等訓(xùn)練計劃。根據(jù)能力培訓(xùn)的3個階段編寫每章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容課件PPT、案例和課堂活動，安排教學(xué)進(jìn)程表。③根據(jù)知識的重點(diǎn)難點(diǎn)，設(shè)計解決方法，安排作業(yè)、測試和知識拓展的網(wǎng)站、參考資料等。

3.教學(xué)手段上的改革

（1）通過參與大學(xué)生科技競賽活動，促進(jìn)教與學(xué)、課內(nèi)與課外教學(xué)的結(jié)合。

（2）為學(xué)生構(gòu)建一個創(chuàng)造性地獲取知識的實(shí)踐、創(chuàng)新平臺。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生從由創(chuàng)意設(shè)計一個零件開始，到創(chuàng)意構(gòu)思一個機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)，再發(fā)展到創(chuàng)意設(shè)計一個簡單的小項(xiàng)目，再到建模、靜力、動力學(xué)分析、可靠性分析、優(yōu)化設(shè)計，完成一個從設(shè)計、分析、優(yōu)化的并行過程。在學(xué)習(xí)興趣的驅(qū)使下，學(xué)習(xí)內(nèi)容逐漸深入，學(xué)習(xí)時間逐步由課內(nèi)向課外轉(zhuǎn)移，學(xué)習(xí)方式也逐步由以師生互動、學(xué)生模仿學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、教師助學(xué)，再發(fā)展到學(xué)生自主式學(xué)習(xí)、教師導(dǎo)學(xué)的過程。這種實(shí)踐訓(xùn)練方式，對提高實(shí)踐指導(dǎo)教師教學(xué)水平，使教師與學(xué)生進(jìn)行零距離交流與溝通，達(dá)到教學(xué)相長，起到了促進(jìn)作用。

（3）課程教學(xué)中充分利用互聯(lián)網(wǎng)知識傳播的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)知識資源的共享。目前，本課程的電子教案、電子圖書還有部分教學(xué)課件已經(jīng)上網(wǎng)，學(xué)生可以通過點(diǎn)擊相關(guān)網(wǎng)頁實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)，打破了時空界限，為開展學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”創(chuàng)造了更為有利的條件。

五、總結(jié)

教學(xué)改革在實(shí)踐中必須集思廣益，持之以恒，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念和方法加以推進(jìn)，圍繞提高學(xué)生運(yùn)用知識的能力、實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力，去推動教師教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革、學(xué)生學(xué)習(xí)方法的改變，使教師教學(xué)工作的重點(diǎn)真正落到學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)提高上來，以改革促教學(xué)，以改革促學(xué)習(xí)，以改革促創(chuàng)新人才培養(yǎng)。高校教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，任重而道遠(yuǎn)，需要不懈努力方能成功。通過教學(xué)改革，以期學(xué)生就業(yè)能力得到增強(qiáng)，就業(yè)競爭力得到明顯提高。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 牛文杰，劉衍聰.機(jī)械CAD基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究[J].東華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010（8）：451-456.

[3] 孫松麗，王榮林，瞿志俊.機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2015（10）：155-156.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]