张文武、钱琳、于美丽、高禄爽
（营口理工学院，辽宁 营口 115000）
摘要：有关现代设计方法课程教学改革的研究目前仍处于起步探索阶段，面向“新工科”背景的教学研究与实践成果较少。本文分析该课程传统教学模式中存在的问题，探索课程教学改革的研究思路和方法，使该课程的教学改革更符合“新工科”背景下对应用型创新人才的培养要求。
关键词：现代设计方法；新工科；创新人才培养
中图分类号：G64 文献标识码：A
1.前言
新工科教育，是指在2016年6月国家成为国际工程联盟《华盛顿协议》成员后，于2017年启动新工科建设的新时代中国高等工程教育；“新工科”内涵丰富、涉及范围广泛，其核心内容突出“五个新”，即工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系。“新工科”建设不仅是一种新的工程教育发展模式，而且对工程技术人才知识结构的转换、工程创新能力的提升提出了新的要求。
2.现代设计方法与工程应用课程介绍
2.1现代设计方法与工程应用与新工科的联系
《现代设计方法与工程应用》是机械类专业高年级一门重要的专业必须课程，内容涉及到多门基础课程知识的综合应用，具有较强的知识综合性和学科交叉性。课程系统地教授现代机械设计的理论和方法，重点讲解设计领域中常用的优化设计方法，并对几种常用的现代设计方法进行介绍。通过学习学生可掌握现代机械设计方法中的基本概念，基本原理和基本计算方法，拓宽学生视野，培养应用现代设计方法的意识，提高分析和解决工程设计中技术问题的能力，增强学生创新设计意识。学生能够把具体的机械设计问题转化为相应的物理模型及对应的数学模型，运用现代计算方法和手段完成机械系统动态性能设计的能力。
《现代设计方法与工程应用》对“新工科”建设形势下学生创新设计能力的培养具有不可替代得作用，但是受传统教学模式和教学资源得限制，其教学通常重理论讲解、轻实践操作，并且讲授知识更新滞后。学生通常只是掌握了一些现代设计的理论方法，对所学知识应用于实践的能力相对较弱，面向“新工科”背景的教学研究与实践成果较少。因此，有必要开展相关的研究工作，分析该课程传统教学模式中存在的问题，探索课程教学改革的研究思路和方法，进行相应的实践效果检验，使该课程的教学改革更符合“新工科”背景下对应用型创新人才的培养要求。
2.2具体改革内容
该课程包含的内容较多，相关设计方法和理论种类繁多，如何在有限的课时内培养学生的创新设计能力，使之具备“新工科”形势下所需要的“新素养”是教学过程中首先要解决的问题。
具体改革内容包括三个方面：第一，课程体系及内容的研究。为强化学生应用能力和创新能力的培养，从课程设计、教学方案实施、课程评价等各环节对课程体系进行研究。优化课程的核心教学内容，以必需和易懂的理论作为基础，以实用技术作为重点，将最新科研成果提炼为教学案例，尝试将抽象的理论知识融入到具体的工程实例中，更新和规范教学实施方案和实验指导书；第二，课程教学方法及手段的研究。改变传统教学模式中纯知识灌输、先教后学的教学方法，以学生为中心，研究和应用慕课、翻转课堂、互动式教学、案例教学等教学模式。积极推进课程的数字化资源建设。第三，课程考核及评价方式的研究。
结合学校课程教学质量评价体系，研究多方位多样式的考核方式，加强实践环节的考核力度，强调对学生应用能力和创新能力的考核。
2.3.创新探讨和实施过程
根据课程的特点及“新工科”对学生能力培养的需求，精简优化教学内容，采用创新的教学方法及手段，建立合理的评价考核模式，提升学生的应用能力和创新能力。
1.通过案例教学提升学生的工程实践能力
针对课程中的“TRIZ理论”、“创新设计方法”等教学内容以及一些理论性较强、比较抽象的知识点，针对性地搜集相关工厂实际工程案例及各级创新方法大赛的优秀作品，通过案例分析使得枯燥的理论知识变得更加直观生动、通俗易懂，让学生能够通过实例学习领悟如何将现代设计方法运用到产品设计过程中，通过与传统方法的对比分析，理解和体会现代设计方法的先进性和重要性。
2.以项目任务为导向提高学生的创新能力
在课程教学改革中，引入了以项目任务为导向的教学模式，通过特定模拟参赛“第九届全国TRIZ杯创新方法大赛”项目来开展实践教学活动，使教学过程与项目实践融为一体，引导学生通过直观感知来获取知识技能和方法，有利于挖掘其创造性潜能，培养他们自主学习的热情和积极性，同时摘录课程涉及的部分典型项目任务。
3.将班级同学进行分组教学，形成班内对抗赛模式，分组对对抗赛模式培养学生的团队意识和协作精神
对于课程中的“优化设计”等章节，采用将传统的“教师讲－学生听”模式转变为“学生讲－教师评”的模式，把学生分为若干小组，引导他们轮流上讲台对决竞赛。在对决模式中，学生通过小组讨论、内部分工协作来回答问题和归纳总结知识点，教师现场打分、点评指正。该模式发挥了学生的主观能动性、激发了学习热情，培育了团队意识和协作精神。
4.通过“理论学习＋上机操作”方式提升学生对专业软件的应用能力
在讲授“有限元法”这一章节内容时，通过“理论学习＋上机操作”方式强化教学效果和巩固专业知识，有目的地安排了理论教学与上机操作，让学生通过“实战”操作有限元软件来巩固所学的理论知识，提升其对专业软件的应用水平和能力。
5.以科研训练模式来提升学生的科研能力和水平
按照毕业设计论文要求，提前布置同学的毕业设计相关题目研究范围，让学生结合本课程的学习内容在“综述类”、“应用类”两类题目中任选一类自主命题进行科研练习，在此过程中接受一些必要的基本科研技能训练，比如文献检索和查阅、外文资料翻译、文献综述、科技论文写作等，学生从中能得到系统的学习体验，帮助他们强化科学意识、培养科研素养、掌握信息获取技能、提高科研工作能力，提前为大四的毕业设计及将来的工作就业打好基础。
3.结论
课程教学改革是一个长期坚持与探索的过程,需要相应的环境和条件。在教学过程中采取对教学内容重点突出、兼顾全面,保证了课程教学内容不至过于宽泛,学生反映良好。教学过程中多与学生互动交流,多鼓励学生利用所学知识解决工程实际问题,多搞小创新,深受学生喜欢,可较好促进学生的创新意识和创新能力培养,相信学生参与各类创新大赛次数和专利申报数均有明显提高。
参考文献
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