卓越框架下生工类专业课程设计教学改革研究

王晓君，张 珠，李 静

(烟台大学文经学院，山东 烟台 264005)

卓越工程师培养是促进高校培养适应社会和经济发展需要人才的一项质量工程[1]，是以卓越计划为突破口，促进工程教育改革和创新。作为工程教育的重要组成成分，《课程设计》是生工类专业必修的专业课，是学生综合运用多学科知识，以实践的可行性为目标，对工程项目进行设计，是培养学生工程设计能力的主要课程之一。

1 课程设计中存在的问题

就目前而言，本校的《课程设计》主要存在以下问题。

1.1 选题范围窄

几年都是一成不变或者只对其中的产量进行简单改动，选题单调雷同现象较为普遍，大多数学生基本上是照葫芦画瓢。

1.2 理论与实践脱节

课程设计基本上是在课堂教学和教师指导下进行，学生难以见到实际生产设备与生产线，缺乏理论与实践的联系。

1.3 考核评价体系不尽完善

目前的考评基本上是上交一套设计说明书和图纸就完事，缺乏过程考核与细则监督，因此难以调动学生的设计积极性，导致在设计过程中缺乏钻研精神，抄袭现象时有发生。

笔者在教学过程中，针对上述问题，进行了如下一系列的探讨与实践，以期提高学生的工程设计能力。

2 课程设计三结合

2.1 与先修课程相结合

生工类课程设计的先修课程包括：四大化学、化工原理、工程设备、化工制图、发酵工艺学、生化分离、专业英语、计算机等。提前将先修课程中与设计相关的知识，如化工原理中的传热、精馏、输送机械，化工制图中的CAD绘制、制图规范与校准，发酵工艺学中的发酵原理、条件等知识点提取出来，组成一套讲义，以便在设计的过程中随时查用。另外，在第四学期就将课程设计的题目分发下去，指出设计重点，同时协调各位先修课程任课教师，就课程设计所用到的知识重点讲述，比如在化工原理课程中，就换热器、精馏塔、离心泵等知识重点讲述，并辅以相应的设计练习等。因为学生预先了解了课程设计内容，教师就可以安排学生利用课外时间广泛收集资料和考虑设计问题，进行创造性思维[2]。

2.2 与实习实验相结合

由于不同的实习、实验安排在不同的学期，且一般在课程设计之前开设，正好为课程设计提供热身的机会，所以事先找出与生工类课程设计相关的实习实验，跟着学生一起去现场，讲解生产线、生产设备、实验装置以及与设计的联系，为第六学期末的课程设计打下基础。

2.3 与竞赛相结合

山东省大学生化工过程实验技能竞赛，是山东省教育厅为促进我省教育教学改革，提高大学生创新实践能力，就业竞争力，加强应用型人才培养而设立的竞赛，其培养目标、参赛方式、竞赛内容与课程设计不谋而合。因此，在第五学期引导部分对竞赛有兴趣的同学准备资料，学习软件，直至组队参赛，在第六学期以这些同学为主力并参照竞赛的内容与运作模式进行课程设计。

3 规范设计资料与设计过程

3.1 在稳固旧任务的基础上开拓新任务

参照竞赛内容，结合当今社会研究热点，制定出一个适合课程设计的现实性任务书，分组进行设计，每个小组以参加竞赛的几位学生为组长，双向选择，组成最有合作力的团队，共同完成设计任务。只是由于新的设计任务来源于竞赛，具有一定的难度与挑战性，并非适合所有学生，因此学习一般且动手能力亦一般的学生，仍然设计旧任务。此种按照学生的能力与意愿来选择各自设计任务的方法，经实践证明，所有学生最终都能够顺利完成各自的设计任务，提高其工程设计能力，且设计任务书每年得以更新，亦从根本上解决了选题范围窄的问题。

3.2 增加三次单元测试并计入总成绩

在进行具体的设计任务时，从讲课到最终设计任务的完成，持续的时间比较长，而且学生在设计的过程中会遇到各种各样的困难，随之也会产生各种各样的问题，这就需要学生通过各种方式去解决，比如：积极思考、查阅资料、相互讨论、询问老师等。但在设计的过程中，并不是所有学生都会积极的去思考问题、解决问题，总有一部分在坐享其成，甚至主动略过，最终导致这部分学生在整个设计的过程中懵懵懂懂，效果大打折扣。针对以上问题，根据设计进程在适当的时间增加三次单元测试，其形式为轮流分组讲解自己的设计并回答老师提出的问题，其中一位学生主讲、主答，其他学生补充，根据同一小组整体表现打分，并对表现好的学生单独打分，做到求同存异、公平公正。三次单元测试，第一次考核学生的设计思路、流程草图，第二次考核具体的设计计算、设计细节，第三次为图纸的绘制及对整体设计的考核。测试不是目的，而利用小组测试的机会为学生近距离的答疑解惑，讲解设计要点，督促学生积极思考，主动想办法解决设计过程中所遇到的问题，提高每位学生的工程设计能力才是最主要的。

3.3 规范答辩环节与答辩成绩的给予方法

为了检验设计效果，除了上交设计说明书与CAD图纸之外，在设计终了时还要进行答辩。但是由于学生人数众多，不可能每位学生均答辩，所以采用代表答辩制的方法，即同一小组，随机抽取两位学生，一位学生答辩，另一位现场CAD画图，二者同时进行，其平均成绩即为整个小组的成绩。

3.4 促进小组团结协作、杜绝抄袭与懒惰

由于是分组设计，且同一设计任务的小组之间只是产量的区别，所以难免会出现抄袭现象与懒惰之人。为避免此类现象的发生，在设计过程中，通过增加“单元测试”和“规范答辩成绩”两个捆绑式环节促进小组团结协作，杜绝抄袭与懒惰，具体如下：

小组团结协作，第一次上课就重点强调“一荣俱荣、一损俱损”的原则，即单元测试和答辩，这两个成绩大家几乎是一样的，所以谁也不能拖后腿，否则就有可能成为众矢之的，所以小组各个成员之间要团结协作、互帮互助、共同讨论、共同完成设计任务。

绝对不能抄袭，尤其是CAD绘图，极有可能存在复制粘贴，为杜绝这种可能性，在答辩时每个小组会随机抽取一位学生在规定的时间内现场完成画图任务，如果整篇作品都是自己亲手绘制，那么在规定的时间内完成肯定没有问题，因为每个试题老师都测试过其难度，但如果存在抄袭现象，那很有可能在规定的时间内完不成，甚至是无所下手，从而影响整个小组的答辩成绩。

3.5 每一项成绩的给分有理有据

课程设计的最终成绩由以下六项成绩按比例组合而成，每一项的成绩给分均有理有据，既避免了以往给分随意的问题，也能从最终成绩上较为准确的评价每个学生的设计水平，具体的给分依据如下：

出勤成绩：教学记录表、请假记录

单元测试成绩：单元测试表

现场答辩成绩：答辩评分表、答辩记录表

现场作图成绩：答辩评分表、电子版作图试卷

制图成绩：工艺流程图、主体设备图

说明书成绩：课程设计说明书。

3.6 传统教室与网络班级无缝衔接

传统的课程设计指导是老师与学生面对面的进行指导，但由于种种原因老师不可能一直都在教室，导致指导时间受限。鉴于现在的学生几乎人手一部智能手机，所以利用移动教学助手“蓝墨云班课”在手机上建立一个“网络班级”，随时随地进行指导与答疑，同时学生亦可以在网络班级里上传资料、讨论细节、分享心得等，从而实现传统指导与网络指导、传统教室与网络班级的无缝衔接。

3.7 课程设计时间重新规划

原有的课程设计安排在理论教学全部结束之后，一般放在期末的考试周进行[3]。学生要一边复习一边做课程设计，因而学生根本不可能静下心来做课程设计，于是出现匆匆应对的现象，甚至出现三天废寝忘食完成一篇几十页说明书、两张图纸的极端现象。为避免此类现象的发生，经过调研与努力争取，将考试集中安排提前结束，空出几乎整个考试周来进行设计，不足的时间以晚上和周末顶上，并提前与学生强调，白天必须去教室而且会不定时点名抽查，晚上与周末则根据自己进度灵活安排，从而给学生提供充足的时间，保证了课程设计的质量与效果。

3.8 汇总课程设计过程中易出现的问题

在课程设计过程当中存在大量问题，且不少问题具有共性，比如离心泵串联后扬程达不到要求、标注不规范、螺栓与螺杆不对应等。为避免与往届犯同样的错误，在设计开始之前，将可能出现的问题尽可能的总结出来，在设计的过程中重点强调与检查，以提高设计的规范性与准确性。将上述操作规程与评价体系形成材料，组成纸质版和电子版资料库，以指导与规范课程设计，从而提高课程设计的质量。

4 结语

通过以上措施，可以使设计成为一个人人参与的创造性实践活动，此实践活动注重的不是最终的结果，而是完成设计的整个过程，亦是工程设计能力的提高、就业竞争力的增强、职业胜任力的提升。学生在整个课程设计实践过程中，可以理解和把握设计要求的知识和技能，体验设计的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法，最终离卓越工程师更近一步。