簡論動力機械及工程專業課程設計改革探索論文

論文摘要：課程設計是工科專業實踐教學的重要環節。以動力機械及工程專業課程設計為例，分析了改進前課程設計和存在的問題，並結合指導課程的實踐經歷，分析了課程設計的改革思路和實施方法，經過實踐探索證明了其是行之有效的教改方式。

論文關鍵詞：課程設計；動力機械及工程；實踐教學

　　一、課程設計的目的與基本要求

在全國開設動力機械及工程專業方向的高校中，很多都安排“內燃機課程設計”這一教學環節，旨在通過課程設計使學生應用、鞏固、豐富、提高所學內燃機專業知識，加深對所學理論知識的理解，獲得與專業有關的實踐經驗，培養學生的實踐能力和專業技能以及綜合運用理論知識分析和解決實際問題的方法與能力。因此，課程設計是對前期理論與實踐教學效果的檢驗，也是對學生綜合分析能力與獨立工作能力的培養與檢查過程。

課程設計通常包括：設計目標和內容制定、方案選擇、設計計算、設計繪圖、設計報告和圖紙的提交、答辯及教師的成績評估。課程設計目標和題目選擇由實踐教學大綱確定，設計目標必須清晰和明確，設計題目和內容必須符合專業方向要求，在深廣度與分量上要求合理；方案選擇是由學生在指導教師的指導下完成；設計計算即學生根據所學相關理論知識進行設計計算的過程；設計繪圖是工科學生必須具備的能力，一般可以手繪或利用繪圖軟件在電腦上完成；設計報告為學生在設計結束時完成和提交的成果；教師最後根據預定標準對學生設計效果進行評估，並給出成績。

通過內燃機專業課程設計，應該能夠達到以下基本教學要求：掌握內燃機設計的基本要求和方法，瞭解內燃機現代設計理論和方法的基本內容和實際應用；能正確分析內燃機各主要零件所受載荷的大小和性質，掌握其工作特點和設計要點，掌握基本尺寸和結構的確定原則以及計算方法，瞭解有關的新技術和發展趨勢；熟悉內燃機工作過程，掌握各參數對工作過程的影響和提高內燃機動力性、經濟性的措施；熟悉內燃機的性能指標。

　　二、原課程設計內容安排和存在的問題

1.課程設計內容安排

課程設計安排在第6學期末進行，為期3周。指導教師提供一套四缸發動機的設計橫向和縱向參考圖紙，要求每個學生根據實際比例畫出橫向和縱向圖，並熟悉其中的結構特點，然後進行發動機在某轉速下的運動分析，並提交一份相應的設計報告，最後教師利用兩天時間對學生的課程設計進行答辯評分。

2.存在的問題

（1）原課程設計內容安排中繪圖工作量大，在兩週左右時間內要求每個學生在認識、消化和整理原圖的基礎上，完成兩張四缸發動機的橫向和縱向圖，這對於大部分學生來説是一件很難完成的事情。所以，到最後造成的結果就是大部分學生無法達到課程設計基本要求，即學生並不能通過課程設計掌握髮動機的工作特點和設計要點，掌握基本尺寸和結構的確定原則以及計算方法，更談不上在設計中發現問題，進行創新設計。另外，學生在課程設計中沒有應用內燃機現代設計理論和方法進行設計，從而背離了課程設計鍛鍊學生實際應用能力、儘可能實現零距離上崗的目的。

（2）課程設計答辯是以教師提問為主的“問、答”方式，不能全面地考核學生們對課程設計的掌握程度。更重要的是，學生們對自己的設計過程及結果並沒有系統地總結，對自己的成功與不足之處沒有一個明確的`認識，使他們在今後的學習中沒有明確的努力方向，這並不是一個好的學習習慣。

（3）課程設計的組織形式單一。課程設計的目的之一就是要培養學生分析和解決問題的能力。從人才培養的過程來看，在一個人的經驗還很不豐富的情況下，團隊合作是迅速提升其分析問題和解決問題能力的最好途徑之一，也是知識共享、成長最快的方式。然而，原課程設計還只是處於單打獨鬥、一人一題的局面。為了在短時間內迅速完成自己所承擔的課程設計內容，每個學生都只顧埋頭做自己的事情，這樣也直接造成學生們在遇到問題的時候，沒有互相討論、互相學習、相互借鑑的可能，同時，對於職業意識、合作精神的培養也沒有起到應有的效果，這也不符合我們所倡導的工程教育的理念。

　　三、課程設計的改革探索

1.改進課程設計內容

內容安排中減少機械重複的畫圖工作量，將四缸發動機設計改成二缸機設計，並強調團隊合作設計理念，安排2人一組，每個學生只要求手畫一張縱向圖或橫向圖，另加兩張用繪圖軟件繪製的零件圖，由此一方面補充了現代設計方法在內燃機輔助設計中應用的培訓，也使得學生有時間對設計進行全面思考，保證了對設計計算過程的理解。 2.加強現代設計方法在內燃機輔助設計中應用的培訓

分別以動力機械及工程專業的兩大主幹課程“內燃機原理”和“內燃機設計”為基礎，將學生分為內燃機工作過程熱力學計算和內燃機運動學和動力學計算兩大組，加強了現代設計方法在課程設計中的應用。要求進行內燃機工作過程熱力學計算的學生根據熱力計算公式，對內燃機各熱力參數、指示參數進行計算，並繪製示功圖，它對內燃機的設計有一定的指導意義。要求進行內燃機運動學和動力學計算的學生以發動機運動學與動力學仿真分析為目標，掌握髮動機運動學與動力學分析問題的思路與方法，並能將思路與方法付諸於程序語言進行仿真，通過仿真結果進一步加深對發動機發火順序、轉矩波動和軸承負荷圖的理解。

3.設計過程進度安排階段化

第一階段：大約1～2天時間，進行內燃機總體設計和方案選擇，在產品總體設計中要選擇和確定內燃機的主要設計參數，在進行熱計算和外特性計算及主要零部件設計前，首先要選擇零部件的類型、佈局方式，如：氣缸的佈局方式、燃燒室的選擇等。

第二階段：大約2～3天時間，進行內燃機工作過程熱力學計算和內燃機運動學和動力學計算，學生依據分組情況分別按要求進行具體的計算。

第三階段：大約8～9天時間，進行繪圖工作，每個學生手畫一張縱向圖或橫向圖，另加一張用繪圖軟件繪製的零件圖。

第四階段：大約2～3天時間，整理並編寫課程設計説明書。

4.細化課程設計成績的評定方式，鼓勵創新意識，加強平時考核監督

課程設計改革要做到成績評定嚴肅、認真、科學、公正，只有制定合理的成績評定標準才能取得學生對成績的認同感。改進後的課程設計從一開始就明確給出評定的辦法以及細則，並嚴格加以實施。最後的總成績是將設計説明書質量、創新意識、圖紙質量、答辯以及平時成績進行加權綜合計算得出。其中説明書質量包括方案説明、設計計算過程，以及學生對課程設計的理解、認識和收穫等，要求報告思路清晰、文字通順，書寫規範，符合技術要求與撰寫規範。總成績中特別考慮了創新意識的成績點，只要學生在教師給的簡單的原設計模板上有所創新的都予以成績上的鼓勵。此外，加強平時成績的考核，主要參照出勤、提問和平時階段性任務的抽查情況等方面給出成績。出勤情況除了教師抽查記錄，還委任幾個組長進行記錄。四個設計階段完成情況均分別記入平時成績。

5.改進課程設計答辯方式

答辯時除了採用教師提問的“問、答”方式外，還要求學生能指出自己在圖紙方面和報告方面的問題，注意引入學生自我的認識，允許學生參與對成績的評定。或者要求學生指出別人圖紙問題，以考查學生對實際問題的處理能力和對基礎知識掌握的程度，側面也反映該學生是否親自完成了課程設計任務。此外，答辯時還現場抽查某些學生對繪圖軟件的使用情況。對於不合要求的學生，必須要求在規定時間內重新完成，否則不予通過。

　　四、總結

動力機械及工程專業改革後的課程設計注重了對知識運用、能力訓練和素質培養的要求，在課題的深廣度與分量上進行了調整，保證了90%以上的學生能夠按照設計與進度完成設計工作。本次課程設計改革探索反映出來的正面效果比較明顯，鍛鍊了學生的團隊合作和創新意識，提高了學生分析問題和解決問題的能力，對該專業的課程設計具有較好的參考價值和示範作用。