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1.2课程设计任务的差异化
在差异化教学策略的指导下，课程设计的具体任务和教学内容应该体现出明显的层次性，从而满足不同能力学生学习的需求。因此，我们把课程设计实验内容分为如下三个层次。(1)基础型实验—主要包括实验装置的机理建模、基于实验曲线的辨识建模、装置物理模拟和控制系统构建等;(2)综合型实验—是课程设计的主要工作，该部分内容包括Matlab控制系统工具箱的使用、PID控制器的设计、控制器参数变化与根轨迹的关系、串联校正技术、控制系统的能控能观性分析和状态反馈控制器的设计等;(3)提高型实验—其目的在于提高学生对自动控制系统的综合研究能力，包括最小拍控制器设计、纯滞后系统构建与控制和基于观测器的状态反馈控制等。
1.3课程设计实验对象的差异化
(1)不同的实验装置—在有限的实验室装置中，为每组学生随机指定不同的双容水箱装置，不同装置的物理参数有一定差别，必然会带来不同的被控对象数学模型。(2)不同的装置参数—在同一套实验装置，为每组学生设置不同的水箱出口挡板阀开度，从而使得每组学生测试得到不同的实验对象数学模型。(3)不同的装置工作点—要求学生设置不同的工作点，双容水箱系统本身为非线性系统，选择不同的工作点会导致不同的近似线性模型。虽然所有学生均针对双容水箱实验装置建立二阶被控系统作为实验对象，但是以上三种措施使得学生面临不同参数的二阶实验对象，做到实验对象相似而不相同。因此从根本上避免了设计方案和实验结果的雷同性，可以有效促进学生独立自主创造性的开展课程设计工作。
1.4课程设计实验手段的多样化
针对学生无法有效联系控制理论与工程实际的问题，采用控制理论分析、数字仿真分析与实验测试验证多种不同实验手段相融合的课程设计模式，学生课程设计过程中做出的每条实验曲线，教师都要求其应用控制理论进行解释分析，同时通过Matlab控制系统工具箱进行仿真对照。教师在课程设计中学生发现问题时不应直接解答，而是有意识引导学生结合理论概念进行思考分析，进一步利用Matlab仿真平台验证想法，并在模拟实验箱上进行测试，从而真正独立自主的发现问题、分析问题和解决问题。最后教师针对学生的问题，帮助其总结归纳分析，提炼使用控制理论分析解决实际控制问题的思路和步骤。
1.5课程设计考核方式的综合化
自动控制课程设计的考核，不但要测评学生的最终实验报告，更重要的是要考查学生的课程设计过程和平时表现。因此课程设计成绩评定过程中采用综合化考核方式，平时表现、成果检查与总结报告按照一定比例(如3:4:3)构成课程设计成绩。
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Key words: JAVA;course design;teaching pattern;evaluation architecture
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0226-02
0引言
当前各类高等院校都会在本、专科开设至少一门计算机程序设计类必修课程,例如:Visual Basic语言、Visual FoxPro语言、C语言、C++语言等[1],并安排了相应的课程设计。但从实际教学情况来看,计算机程序设计类课程设计教学却存在着诸多问题,导致课程教学低效。针对这种状况,笔者结合自身教学实际,以JAVA课程设计为例,对计算机程序设计类课程设计教学存在的问题加以分析,并提出解决问题的思路与对策。
1JAVA课程设计的教学现状分析
从国内计算机程序设计类课程设计教学现状来看,存在的问题和原因主要有如下几点:
1.1 课程设计认识不到位,目的性不强部分教师和学生对课程设计的认识不到位,认为课程设计无非是把该课程的几个知识点简单凑合在一起所构成的“拼盘式”课程,认为课程设计就是大作业,并在授课时基本上按教材章节顺序授课,实施的目的性不强,与专业的整体发展结合较差,达不到课程设计要求。从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节[2]。
1.2 课程设计选题单一,内容陈旧现行的JAVA课程设计存在着选题单一、内容陈旧、理论过多、与实践相脱节的情况,不能从多视角去发现和创新,寻找新的命题。很多从事JAVA课程设计指导的教师本身缺乏大型项目开发的实战经验和经历,对课程设计的题目和内容往往无法准确的地位,设计的题目和内容与实际相脱节;同时,部分学生对教师设计的题目和内容也不一定感兴趣,因此也容易扼杀学生的积极性和创新能力。
1.3 课程设计评价方法不够科学,标准简单大多数课程设计是以小组的形式完成,参与学生多,指导教师制定课程设计时要求不明确,分工不详细,监管力度不到位,容易导致项目开发团队在执行的过程中出现某些学生任务过重或者过轻的情况。并且现行课程设计的评价往往是指导教师根据学生提交的报告来评分,这样容易忽略对学生综合能力的评价,可能只反映出小组整体水平甚至是某个学生的水平,而不能反映出小组每个学生的真实水平。
1.4 实验室设备落后,管理不够完善指导教师在安排课程设计时使用的是新技术、新设备和新方法,而学生到实验室所接触到的往往是一些过时的、陈旧的和落后的实验设备和应用软件,很难真正满足教师和学生对实验室的需求;另外,大多数实验室还要承担其他专业和年级的实验教学任务,无法有效保障课程设计的教学任务。
2JAVA课程设计教学模式的设置
课程设计是课堂理论教学的延伸和补充,是综合性较强的实践教学环节。它能使学生全面掌握该课程的基本知识、基础理论、基本技能,并能将本课程的各个知识点融会贯通,训练、培养学生把所学知识应用到实际中去的能力。对于帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容,培养学生的实践和实际动手能力,提高学生素质具有很重要的意义[3]。为改善计算机程序设计类课程设计教学,笔者有如下几点认识和思考:
2.1 引导和帮助学生树立信心,端正学习态度由于学生对JAVA课程设计往往具有畏惧情绪,不知从何着手,指导教师要做好宣传和引导工作,帮助同学们消除恐惧感,同时加强对学生诚信品质的培养,杜绝弄虚作假和抄袭现象的发生,端正学生的学习态度,确保课程设计的顺利进行。
2.2 研制课程设计教学平台,规范设计成果组织有关人员,在现有硬件资源和网络环境的基础上研制课程设计教学平台,开通FTP功能和WEB方式管理功能,便于师生间的交流和管理。
指导教师可利用该平台安排课程设计的题目、要求、进度和答疑,以及查阅和审核课程设计总结报告等相关资料。学生可根据自己的专业基础,兴趣和未来就业意向通过该平台选择自己喜欢的题目和指导教师,并通过FTP提交课程设计成果和总结报告等相关资料。
学生在指导教师的指导下,有选择性地进行分组,一般3至5人为一组,选定组长,确定开发项目,设计和论证项目的总体方案,规划出项目计划(包括编写目的,项目背景,参考资料,标准、条约和约定,以及项目概述和团队组织等),配置计划和开发计划等,报告指导教师批准后方可开始实施。课程设计完成后,按照统一制订的文本规范,小组的每位成员都必须提交一份关于课程设计的总结报告,结报告正文主要包括项目需求分析(方案的可行性分析、方案的论证等内容)、项目总体设计(系统的总计结构设计等内容)、项目详细设计(各模块的设计、算法原理阐述、完成的程序框图等)、项目复审(对分析、总计设计和详细设计进行详细的复审)、编码(设计结果进行编码的程序清单)、项目测试(使用程序调试的方法和技巧排除故障;选用合理的测试用例进行程序系统测试和数据误差分析等)和总结(本设计核心内容程序清单及使用价值、程序设计的特点和方案的优缺点、改进办法和意见等),以及主要参考文献。
2.3 结合专业发展和社会需求,增强课程设计的针对性计算机技术的快速发展要求我们将新的知识单元及时引进到教学中来,课程体系的设置要有超前和发展的眼光[4],但课程体系的设置、教材的编写无法及时保持教学计划的动态性和前瞻性,而课程设计实践环节恰恰能够弥补这一不足,对专业主干课程和专业基础课程安排课程设计,利用寒暑假组织学生在校内或者到企业开展项目研究和开发,通过综合运用专业基本知识和理论来分析和解决实际问题,学习程序设计开发的一般方法,掌握项目开发的过程及方式,培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力;通过对标准化、规范化文档的学习和查阅有关技术资料等,培养项目设计开发能力,满足和适应社会和IT行业的需求。
2.4 培育课程设计意识,完善过程管理没有过程管理必然流于形式。在课程设计的过程管理中主要狠抓五个环节:一是任务书,课程设计任务书是指导教师填写并经审议后按组提供给学生的,每组一份,主要包括本课题要解决的主要问题,计划进度和规定学生必须阅读的重要文献,以及大体上可从哪几个方面去研究和论述等,要求学生按照任务书的要求按时保质保量完成任务;二是师资队伍,选拔具有项目开发经验的老师或者引进企业技术人员组成课程设计指导团队,并备课,以学进度和重点安排,保障学生在课程设计实施中学有所得;三是制订统一的评价标准和规范文本,以增强课程设计过程管理的科学性和严密性,保证课程设计成果的完整性;四是对课程设计的成果进行汇总管理,教研室并组织抽查与评估,保证教学活动落到实处;五是把课程设计作为学校课程改革的一项探索性工作予以重点扶持,提供经费和设备保障。
2.5 建立合理,科学公正的师生互动评价体系为保证课程设计的实现效果和考核的准确性,建立合理、科学、公正的师生互动评价体系,将评价的过程分解到课程设计的各个环节,本文建立的评价体系包括:课程设计成果,演示与答辩和互动评价三部分,详细评价标准见表1。表中给出了各评价项目达到A级的具体要求和评价主体,各项目的评分分为A、B、C、D、E五个等级并赋予相应的分值范围。最后学生的总评定成绩为40%×课程设计成果+30%×互动评价+30%×学生演示与答辩评分。评价的表达既有等级性的定量评价,又有描述性的定性评价,这些评价的主要目的是引导学生对课程设计学习的兴趣,而并非简单的成绩评定。
3结束语
课程设计作为教学计划中的重要一环,它承担着培养学生综合运用所学的知识和掌握的技能,分析和解决实际问题,独立工作,团队协作,问题表达等能力的任务。通过课程设计能够提高学生的职业素质、实操技能和项目经验,有效地缩短同企业需求之间的差距,缓解“企业招聘难、毕业生就业难”的困境。因此,必须高度重视并积极探索计算机程序设计类课程设计教学的改革。
参考文献:
[1]王海坤.程序设计类课程教学中学习兴趣的培养与探索[J].科协论坛,2010,(5)(下).
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一、引言
《过程设备设计》课程是过程装备与控制工程专业的一门专业必修课。“过程设备设计”课程设计是与该课程配套的一个重要的实践性教学环节。通过在教师指导下进行设计训练，培养学生熟悉设计方案的分析论证、结构设计、设计规范以及机械制图等方法，为今后的工作奠定良好的基础。为此，怎样搞好课程设计教学，巩固学生所学的基础知识，培养学生理论联系实际、全面分析问题、解决问题的能力，是我们应该深入讨论和研究的重要议题。
二、课程设计前的准备工作
1.做好选题工作：课程设计指导中重要的环节之一是选题，指导教师在确定课题时应明确培养的目标。题目要能综合应用专业课知识，通过对生产流程中上游工艺要求的分析，来论证过程设备的总体设计方案、确定设备整体结构的型式、并进行主要零部件的结构和强度设计计算，查阅相关规范和标准并编写相应的设计说明书等，掌握过程设备的设计内容、步骤和方法等的一般设计规律，为下一年度的毕业设计打下基础；其次，题目的深度和工作量应当适中，既要保证学生能尽可能多地用到所学的理论知识，又要顾及到学生目前的设计水平和进度，以确保学生能按质、按量、按时地完成所给的设计任务。
2.及早布置设计任务：虽然是在理论课程授课之后进行课程设计，但是有关课程设计的要求完全可以在理论课授课过程中穿插讲授，并同时下发课程设计任务书和指导书，进而改变以前先课堂教学，再布置设计任务，让学生在两周内集中设计的教学秩序。以往教学秩序导致学生最终不能按时完成，或虽按时完成，却不能保证设计质量。为确保学生在规定时间内能保质保量地完成设计任务，应该及早让学生清楚设计的任务。
三、设计过程严把质量关
1.课程设计资料管理：以往采用电子文档形式提交计算书和图纸，虽方便了教师对学生的设计管理和文档保存。但往届学生的设计资料文档一旦流入下届学生手中，就会变成进行课程设计的模板。一部分学生将模板的设计计算书和图纸中的相关数据直接修改成自己的设计数据，根本不关心设备结构设计方法、所用计算公式的含义、相关规范的选用和化工制图的规范表达等设计的基本程序。故课程设计资料不能电子化，成为桎梏学生思想的枷锁。设计之初就应该明确计算书必须手算完成，图纸只能采用手绘，而不允许采用专业软件。
2.强调学生的主体地位：我们分组设计不同的题目，每5人分成一个小组，并指定小组长。每组的过程设备的尺寸和材料各不相同，但总体方案是可以相互借鉴的。小组成员可在一块查找与设计有关的书籍、资料，碰到问题互相讨论、学习，先在小组里解决掉一部分设计疑问。剩余小组中不能解决的问题，小组总结出来，教师再予以指导，加强了指导的针对性。
3.发挥教师的引导作用：设计全过程教师只是发挥引导作用，应以学生自主设计为中心。引导学生清楚设计步骤，提高独立分析、解决问题的能力；教师不能只止步于让学生“学会”，而是应引导学生“会学”；遇到疑难问题时，教师应通过典型案例分析，形象地引导学生对基本理论知识的理解，启发学生的思路，培养学生的工程意识。改变以往教师全盘托出、学生依葫芦画瓢的传统方法。
4.重视课程设计总结与提高：课程设计后期，组织学生开一个课程设计总结交流会，让每个小组说出自己在课程设计中遇到的问题及解决的方法、收获与体会，设计中需进一步完善之处，各组之间相互探讨，教师作适当的点评。通过交流，使学生对设计内容的理解更加深刻，对工程设计的方法更加清晰。
四、设计时间合理安排
原课程设计安排在理论课结束后的两周进行，此时其他专业课程也即将结课，学生既要进行高强度的课程设计，又要分心复习其他课程的考试。急于完成设计任务，没有足够的思考时间，甚至出现抄袭现象等。考虑到同其他课程在时间上的协调，我们将这门课程设计安排到第六学期所有课程考试结束后的两周时间。
五、完善课程设计考核方法
以前主要是根据学生在设计期间的表现，计算书和图纸的完成情况，答辩时对重要知识点等的掌握程度，最终给出学生的成绩。这种考核方式存在一定的弊病，一方面，个别同学抄袭、甚至拷贝同组的计算书和图纸，并经重新整理后，版面比原创者编写的更规整；另一方面，只有两周时间的课程设计，某位学生是积极设计还是应付差事，教师难以精确把握。会得出一些不公正的结果，使学生的学习积极性受到挫伤。故我们在考核中采用了以下评定方式。
1.学生自评、互评和教师讲评相结合：学生完成设计任务后，先自我检查设计计算书和图纸，总结归纳存在的错误和不理解的问题，形成“自评”；之后随机分配合作同学，给对方的设计进行审查，最后给出评阅意见，形成“互评”。根据上述自评和互评情况，指导教师有针对性地再次检查学生的设计，找出设计中没有掌握的知识点，与学生进行讨论，形成“讲评”。自评、互评对学生而言是一种行之有效的“自我引导”和“相互引导”方式，极大地提高了学生学习主动性和独立思考能力。教师讲评总结设计中存在的共性问题，并充分了解了当前学生掌握知识的水平，为公正的评定设计成绩提供参考依据。
2.将自评、互评作为成绩评定依据：评定最终成绩时，除依据平时表现、计算书、图纸和答辩情况外，还应将自评、互评情况也作为评分的一部分依据。指导教师给出自评、互评的评分规则，学生根据所给的评分规则进行自评、互评，得出具体的评分结果；教师根据评分结果给参加互评的同学加分或减分。自评时抄袭他人不知其所以然，互评时根据评分人查出问题的多少，给自评同学减分，给评分同学加分；反之，评分人无能力查错，则给评分同学减分。
六、结语
《过程设备设计》课程设计教学改革的目的在于激发学生主动的学习态度，培养学生工程设计的实际能力。要想搞好课程设计，必须充分发挥指导教师的引导性和学生的主动性，做好设计前期安排、设计中期的质量进度控制和设计后期的考核管理工作。只有这样才能保证课程设计质量，达到最终训练的目的。
参考文献：
[1]李佳，涂桥安，华洁.《过程设备设计》课程设计教学实践与探索[J].科教文汇，2002，（6）：36-37.
[2]潘艳秋，匡国柱，喻建良，等.化工过程与设备课程设计的实践[J].化工高等教育，2004，（2）：101-102，110.
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课程设计也称为教学设计，是一个含义非常广泛的概念，指根据培训需求或专业培养目标开发制订的培训计划、教学方案和教学资源的说明等。从能力标准的制定到专业课程体系的建立，从课程内容的确定到教学材料的编写，从教学过程的组织实施到教学效果的评价都是其主要内容。从近年来的实践活动看，军队职业教育课程设计的可以采用一些科学的做法。
1.坚持正确的指导思想，树立正确的职教观
军队院校的课程改革工作，应坚持以国家职业教育政策法规为指针，以教育部关于职业院校课程建设与改革有关文件和精神的要求为依据，以重视学员职业能力培养为目标，借鉴职业教育的成功经验，结合军队院校职业教育课程开发的实际，努力探索以就业为导向、以能力为本位的新的课程体系和人才培养模式，采用充分适应基层部队最新用人要求的课程结构、教学内容和方法，密切与院校、部队的联系与合作，形成学员的职业能力，真正做到军队职业教育为部队建设的可持续发展服务。
2.遵循课程开发的基本原则要求
军队院校课程开发应从军队院校实际情况出发，通过学习和借鉴一些先进的经验，探索课程设计的有效途径和方法。首先，在广泛征求有关课程设计专家意见的基础上，确定以能力标准为课程开发的依据，同时确定能力标准制定和课程开发工作必须遵循的基本原则，如：目标效益原则、联系实际原则、能力本位等原则。在课程目标上兼顾三种需求：军队总体建设需求，基层部队需求，学员发展需求。在课程结构上力求做到两个结合：必要的理论和实际相结合，关键职业能力和通识能力的结合。理论知识以"必需、够用"为度。更多的要考虑和体现职业岗位所必需的职业道德、职业技能和实践能力等。既要考虑学员适应岗位必要，又要考虑学员可持续发展和终身学习的需要。
3.引领先进的职教课程理念
3.1 以岗位需求确定专业方向。在进行课程设计时，必须开展大量的调研，深入分析任职岗位的人才需求情况，总结提炼职业岗位能力要求，确定专业方向和人才培养目标定位。
3.2 以能力为本位制定培养方案。在我们以前实施的教学过程中，更多的注重了让学员知道什么，而不是让学员学会怎么做。这方面也是我们改革的重点和难点。能力标准是所有课程设计的出发点。从课程体系到每一门课，甚至一门课的每一单元都必须有相关的能力标准与之对应。而且这种能力既包括某一岗位工作所必须的技能，又必须包括完成工作任务所具有的知识和态度。只有这样，才能使教学活动有的放矢，使培养出的学员真正满足任职岗位的需要。
3.3 以学员为中心组织教学活动。以就业为导向、能力为本位的职业教育，必须坚持以学员为中心，教员在课堂上尽量少讲知识点，多讲学习方法，多种形式正确引导学员去获取知识和技能。评价教员教学水平好坏的一个重要标准就是看他的学员是否能够自己去学，学懂了多少，而不是看他是否讲完了所有知识点，讲得有多么精彩。教员的角色也由"授"向"导"转换，教员的教学方法也由讲授转为引导、指导、辅导，这是一个教育思想的重要转变。
3.4 以灵活的方式实施教学和成绩鉴定。学习活动是指为了帮助学员达到课程的目标而设计的教学方式。在教学过程中尽量采用活动的方式来进行，所以教员应该掌握各种有效的教学方法。如叙述式教学、互动式教学、小组讨论式教学、探讨式教学、个性化教学、现实模拟式教学等等。另一方面，在设计成绩鉴定方法时，尽量结合教学目标和正在使用的教学方法，针对职业教育的特点，除传统的期末考试、考核外，更多的应采用边做边鉴定的方式，让学员在轻松的教学活动中接受考核考试。
4.掌握科学的课程开发程序
4.1 开展任职岗位调研，制定能力标准。这是课程设计最核心的部分，其中能力标准包含学员应掌握的理论知识、实践技能和做人的基本素质（态度）以及各能力单元的鉴定考核方法等内容。能力标准全面描述了该专业的基本要求和培养目标，是所有教学活动的起点和参照物。
4.2 依据能力标准，构建课程体系（培养计划）。有了统一的能力标准后，再根据专业培养目标和定位，依据能力标准的内容来确定某专业的课程体系设置情况，各个学校相同专业的课程体系结构虽然有一些差异，但总体上都必须满足能力标准的要求。
4.3 根据课程体系，确定课程内容（教学大纲）。在明确了能力标准和课程体系结构后，课程设计的主要任务就是根据能力标准的要求，细化每一门课程应包含哪些内容，其主要知识点和技能点是什么，学员应达到哪些职业素质要求，即制定课程教学大纲（课程标准）。
4.4 针对不同对象，选编教学材料。教学材料实际上包含两种类型，一是教材，也叫教员用书，其结构主要由教学目标、前导技能、教学步骤、教学方法、活动设计、评价方法、设备需求、职场安全等内容组成。二是学材，也叫学员用书，其结构主要由学习目的、前导技能、学习方法、内容描述、学员自测、实训练习、参考资料等内容组成。
4.5 遵循课程方案，实施教学活动。在完成了教学材料的编写后，课程设计就进入了课堂实践阶段，由教员具体组织和实施教学活动，主要包括设计教学过程（备课）、实施教学活动（课堂教学）、评价教学效果（专家参与、学员反馈）等三个方面的内容。
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工程实践能力是评价车辆工程系本科生对专业基础理论掌握程度的重要手段，同时也是衡量学生未来就业水平的关键指标。作为应用型本科教育的主体之一，上海理工大学近年来一直践行创建“精品本科”教学目标，为社会提供优秀的应用型本科技术人才。应用型本科教学的实践教学，是应用型本科教育的核心，同时也决定了高校对学生培养目标的顺利实现[1-3]。在车辆系本科教学中，除了专业基础课程外，实践类课程的教学目标达成与否在很大程度了决定了学生的培养水平。在上海理工大学车辆工程系本科生的培养计划中，有专门的12门专业实践课程，用以提升学生对专业理论知识的掌握水平以及工程实践能力。然而，在实际的实践类课程中仍存在一些问题，本文通过分析当前课程设计工作中存的若干问题，从课程设计的题目、学生的参与状况、课程设计的教学形式和评分机制等方面，提出了进一步规范课程设计教学环节。同时以课程《汽车制造技术课程设计》为对象，通过对提出新的教学方法的实践应用，从而提高教学质量。
二、目前工程类课程设计教学中存在的问题分析
从整体上来说，目前实践类课程教学中主要存在以下问题：
（一）选题方式单一，选题题目欠新颖
目前课程设计的选题方式一般采用教师出题目，学生被动选择的情况，这就导致部分学生对选题内容不感兴趣，对课程设计的参与度差，因此如何在课程基础上，鼓励学生自己命题，激发学生的课程兴趣等是支撑学生是否能够积极参与的重要手段。另外，目前课程设计的题目欠新颖，缺乏多变，学生往往能根据往届学生的设计结果修修改改以应付答辩，这在很大程度上降低了学生的学习效果。因此，课程设计选题需要定期更新并注重与时俱进。题目的深度、广度和难易度要适当，使学生在计划时间内经努力能够完成任务。注重理论联系实际，优先选择与生产、科研等密切相关，具有实际应用价值的题目[4]。同时要丰富题库中题目的数量让学生能有更多的选择空间。
（二）学生对课程设计的参与积极性不高，部分同学存在抄袭现象
课程设计全过程的认真实践能够培养学生对工程问题的分析能力、问题解决思路、工程绘图能力以及成果答辩中的表达与沟通能力等，这些能力的达成对于学生未来就业水平的提升均具有重要的作用。然而，由于选题题目比较集中，分组设计及答辩的形式使得小组内部分同学注意力分化，另外在对课程设计成绩评定方面仅根据答辩结果进行评分，导致学生对课程设计的参与积极性不高。因此如何从上述几个方面的教学方法上进行改革提升学生对实践类课程参与度是待解救的关键问题。
（三）课程设计教学形式传统，缺乏详细可操作的教学流程，过程管理松散
目前课程设计的教学形式一般采用教师给出备选题目，学生分组后被动选题形式；在设计过程中主要是学生自身在课下完成，同时教师在固定时间的答疑环节；最后通过小组答辩形式给出评价成绩。在以往的教学过程中，课程设计结果抄袭现象严重[6]，另外有的课题小组内部成员除了答辩小组长对设计结果能够较好答辩外，其余成员对问题解决思路、工程图纸制作过程以及设计说明书内容等均不能给出合理解释。另外，课程设计答辩过程太过松散，导致小部分学生在课程设计中抄袭，蒙混过关。因此，除了在答辩环节的教学方法改革外，如何在课程设计的实施过程中，加大过程监控，确保每一位同学都在认真的开展自己的课程设计是目前存在的又一关键问题。
（四）课程设计评分机制不合理
由于以往课程设计成绩均是基于最终答辩环节给出，如小组内学生共同完成一个变速器箱体的机加工工艺设计规程与对应的夹具设计工作，但小组内每个学生对课题的参与程度与完成度都是不一样的，但在小组答辩后的成绩相差无几，这就导致了课程设计中学生得分大多比较集中，区分度不够，自然这种评分机制不能够调动学生的积极性。同时学生的得分多少多依赖于学生最终上交的课程设计，这种评分机制评分方法不能体现出学生在整个课程设计过程中每一个阶段的表现。因此，制定详细可操作的评分机制，能够分阶段的给学生对课程设计的参与度与完成度打分，同时确定每一个阶段的得分在最终评分中所占的权重，是提升学生实践能力的关键步骤，也是激发优秀学生创新性的重要手段。
三、工程类课程设计课程教学方法的探索
针对上述课程设计实践类课程教学中存在的问题，提出如下新的教学环节与实施办法，同时通过对企业工程项目实施中管理方法的引入，使得学生及早熟悉工程项目开发流程与时间管理方法，增强学生对课题的参与度，提升上海理工大学车辆工程系本科生的就业水平。
（一）压力下的选题决策环节以提升团队协作的能力
目前，课程遇到问题时主要由老师一人评判或决策，在方法层面上可以统称为Delphi专家决策。该决策在课程设计中的会导致学生过于依赖老师的指导，而头脑风暴法可能导致长时间达不到共识。因此，为了调高学生的参与度和学生的协作能力，在选题阶段，提出压力选题决策法，该方法是名义小组法的衍生，提高了决策效率的同时，也可以提升了学生和老师的参与度。具体做法如下：通过学生辅助资料的快速研读，让划分为一组的同学在规定的时间达成一致，如课题分析离合器设计和变速箱设计，平均分为两组人，分别给4种离合器和变速箱的设计结构，并提供混乱的复杂调研数据，让每个组必须在规定时间达成设计理念共识，并由一人进行设计说明。能达成共识的小组，并能说明结论的小组本轮高分；如最后不能达成一致意见，各个设计理念派一个人进行说明，教师决策最终设计理念，并依据展示的好坏本轮得不同的成绩。
（二）设计结果的持续性改进报告———提高学生工程问题分析能力
设计方案决定后，操作层面上分为更小的小组，每组的设计参数不同。进行答辩后获得基本成绩，对于每个小组设计出现的问题，目前主要的方法就是老师指导后改正，学生被动改正后，很多往往不知道原因，也没有动力做进一步的分析。为避免此类问题，对于设计的问题，要求学生提供改正报告，对于同一个小组，可以将不同问题分给小组不同的成员，分别提供最终的报告，并将报告的内容作为一项重要评分点。
（三）学生表现的阶段性过程监控———提升学生参与度与积极性
让学生能够主动的参与到课程设计中能够很好的锻炼学生搜索相关资料，挖掘资料和利用资料解决问题的能力，同时能够将尝试将所学理论知识运用到工程实际中[5]，并且深化其对课本理论知识的认识。在学生做课程设计的过程中要对学生进行阶段性测试，这样能够循序渐进的引导学生来参与到课程设计中，阶段性测试中要多以小组成员逐一论述的方式进行，确保每一位同学能够参与其中。同时要促进各小组间的竞争来让一部分优秀的学生能够得到充分的锻炼。
（四）竞争性答辩与评优环节———提升学生逻辑性与沟通展示能力
对于评优的团队，答辩过程中，除了在问题改进中的成绩，也要进行相互辩论，获得进一步的评优成绩。首先，均按照一定的规范（如5W1H）的逻辑进行课题设计展示，然后进入自由辩论环节，在自由辩论环节，最后，双方各派一人进行总结。最终老师决定各个评优团队的胜负，并对各个辩论者评分。
（五）面向全过程的加权评分机制———有效考评学生完成度，营造良好学风
针对目前课程设计评分集中，区分度不够，无法有效考评学生完成度的问题，可采用面向全过程的评分机制，即采用多阶段评分，并给出最终加权成绩作为最终评分的形式，督促学生积极参与到课程设计中，让学生的工程实践能力得到有效提升，营造良好的实践类课程学习风气，不断加强后续选课学生的学习效果。在课程设计成绩的具体评价方法主要采用三阶段的成绩，而最终的成绩为三个环节加权后的综合成绩。综合评分体系如下：压力选题环节占比20%，问题改进环节70%，竞争性评优10%。以汽车变速器箱体的机加工工艺规程和夹具设计任务为例，具体操作过程可按照如下形式进行考评：1.压力选题环节具体评分如下（满分100分）：针对该零件的加工工艺方案，可通过小组讨论预选2-3种，然后给定时间期限内，对不同方案的优劣性进行对比分析，小组达成一致70分，不能达成一致50分；发言者1-20分，满分20分 ，设计理念说明者1-10分，满分10分。2.问题改进环节具体评分如下（满分100分）：在初始确定的设计方案基础上，根据教师的改进建议或者小组内部的方案改进措施的实施情况与总结进行答辩，改进措施与报告成绩1-40分，40分满分。设计质量1-30分，满分30分。问题报告质量1-25分，满分25分，报告格式5分。3.竞争性评优环节具体评分如下（满分100分）：对于该任务的完成程度进行展示与问题答辩，并根据答辩表现进行评分，表现优秀70分，表现成绩良好60分，表现不佳40分，答辩过程中发言者1-20分，20分满分，总结者1-10分，10分满分。进一步按照上述各阶段的表现进行综合加权，具体权重值可根据教师对阶段性结果的重视程度而定，最终即可获得课程设计中每位同学的最终成绩。上述改进的课程设计类教学方法改变老师选题的金字塔模式，在时间和方案的双重压力下选题，提高学生的参与度[7]；同时，该问题也是未来就业中实际工程项目在时间节点与方案的抉择中实际存在的问题；同时能够在互动讨论环节迫使学生更深入理解设计与流程，对于出现的问题，采用实际工程中常使用的设计变更流程与质量控制的报告，使学生初步了解汽车制造企业正规的工作流程；而竞争的答辩提高了学生的表达与逻辑思维能力。而在实际工作中，都会受到竞争对手或者客户的压力，通过竞争的答辩环节，可以让学生对压力面试以及工作陈述等有更真实的体会。
四、结束语
本文通过对工程实践类课程教学过程多环节的教学方法改革，如选题内容紧密结合汽车制造工程实际，此外通过互动选题、阶段性评分以及紧促的教学节奏提升学生对课程设计课程的参与度与兴趣；结合企业实际工程问题的解决方法，将课程设计案例以实际工程项目进行实施，加深学生对课堂制教学知识点的兴趣与理解程度，提升车辆系学生的工程实践与创新能力。在课程设计全过程中执行详细可操作的教学规则与流程，锻炼学生在压力决策、团队协作、问题解决思路以及沟通展示等各方面的能力，提升车辆工程系学生的就业水平和工程能力。
作者:刘银华 周萍 单位:上海理工大学
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教学反思主要分为三个阶段，即课程设计后，初次教学后，教学总结时。在这三个阶段教学过程中，进行教学反思具有积极的意义。
一、课程设计后
在教学的组织过程中，课程设计无疑是不可或缺的一个环节。在这一阶段，教师必须按照课程安排的要求，初步计划教学的学时、方式和在总的教学过程中的比重。同时，在完成了初期计划的时候，不妨仔细思考一下课程的设计是否在逻辑上关联紧密，是否在难度安排上考虑了不同水平的学生，是否在练习过程中注重了难度梯度等问题，这些都是我们必须仔细思量的。通过反思，我们才有更大把握在初次教学中取得相当不错的效果。
二、初次教学后
这一步的教学反思已经是老生常谈。但是毕竟教学是老师与学生之间互动的一个过程，考虑到学生的个体差异对教学效果的影响，在课程设计后反思中对课程设计的修改并不一定完全正确，这一步的重点在于结合实际情况完成对教学方式的改进。例如，在三角函数的教学过程中，很多同学对sin，cos的定义理解不深，稍有形式上的变化就把两个概念搞混。于是笔者通过简单地讲解三角函数的定义，结合图象，让学生对三角函数产生了更加明确、更加深刻的认识。经过改进后的教学计划让同学们对三角函数这一知识点理解得更加透彻。
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营销团队是课程设计的基础，人是营销的核心资源，将上课学生依据随机原则，将其分成 10 个左右的营销团队，每个创业营销团队大约 4-5 人。建立的营销团队民主推出营销经理，在营销经理的领导下将团队内同学进行分工，建立自己营销团队的名称、团队组织结构图，初步选定该团队经营项目，该项目必须是市场有一定知名度的企业或者产品，培养学生的团队协作精神，成立营销团队是创意营销课程设计的第一步。
（二）筛选创业创意
创意是创业的基础，也是后面方案设计的基础。筛选创业创意的过程大致是：第一，搜集与整理资料，主要包括产品大类选择、市场二手资料的搜集，一手资料的设计和整理，根据调研结果确认创业营销的产品；第二，提出产品创意：可以采用头脑风暴法、小组讨论法等手段，激发学生产生更多的创意，每个团队成员根据选择的产品自己考虑2-3 个创意；接着评价创意，团队成员一起把各个成员提供的创意进行评价，排出先后顺序；第三筛选创意，将创意里面大家认可的前 3 个创意进行深入讨论和论证，教师可以参与这个过程，选出最优创意；第四形成创意概念，团队成员对创意进行深入分析，反复验证，最终形成阶段性成果，确认各个营销团队的产品概念。
（三）设计创业营销方案
主要设计的内容包括：① 营销战略的选择，战略是创业的方向，可以采用的方式有：宏观分析工具 PEST、行业分析工具五力竞争模型、微观分析工具 SWOT 以及 STP 战略工具，形成阶段性成果，随之进行讨论和确认，注意分析过程中学生经常犯的错误，例如 SWOT 分析中学生经常把企业内部和外部的环境分析弄混，优势和机会放到一起等。STP 战略工具也是目前营销中应用最普遍的工具，通过市场细分、目标市场选择和市场定位，来确认该产品的市场位置，也是后面营销策略设计的基础。② 营销策略的设计，主要涉及到创业营销中产品策略、价格策略、渠道策略和促销策略，通过对产品、价格、渠道和促销的设计，一步一步让学生掌握策略的具体应用。最终形成一个完成的创业营销计划书。
（四）评价与讨论
评价是对前面所做工作的总结，采取各个营销团队现场 PPT 演示演讲的形式，由营销团队做出讲解和说明，其他营销团队对该方案质疑，现场讨论，该团队回答其他团队的质疑，教师根据演示和现场回答两部分对各个方案打分，做出评价，最终评出优秀营销团队。学生对自己创业选择的产品进行总结，总结得失，提高其应用能力。创业营销的课程设计方案可以参与全国大学生市场营销大赛、新加坡国际市场营销大赛、电子商务挑战赛以及挑战杯等国家级大学生大赛，提高同学们的参与热情，并且有很多学生获得了省级和国家级大学生竞赛大奖。
二、创业营销课程设计
实践的效果创业营销作为一门应用实践性课程，课程设计能调动学生的积极性和学习热情，根据我们的实践，在试用课程设计的班级调查结果显示：90%的学生认为课程设计这种教学模式提高了自己的学习积极性；85%的学生认为课程设计对掌握所学知识帮助较大；70%的学生认为提高了自己的实际应用能力；60%的学生认为课程设计对自己以后工作有帮助。从统计结果来看创业营销应用课程设计这种教学模式受到同学们的认可，提高了学生理论联系实际的能力以及团队协作能力。课程设计教学模式的优势表现在：① 提高了学生学习的兴趣；② 学生对知识的理解和掌握更加深刻；③ 增进了学生的之间的交流与合作；④对知识的掌握更加系统；⑤ 提高了学生对知识的应用能力和实践能力。
三、创业营销课程设计应注意的问题
（一）教师素质问题
课程设计对教师素质提出了更高的要求，学生选择的课程设计的产品和创意千差万别，对教师的知识和操作提出挑战，指导教师要有广博的知识积累和企业运营知识，指导老师要对很多行业和产品有全面的认识，否则在指导学生的时候就会出现不知怎么判断的问题，无疑会影响教师在学生中的权威性，影响教学工作的开展。
（二）教师掌控进度问题
教师应掌控各个营销团队的阶段性成果。创业营销课程时间教学周期（18 周）较长，课程设计只靠课堂时间没法完成，因此需要学生在课余用大量的时间来准备资料和讨论，而阶段性的成果就能看到学生的努力程度和营销团队的合作情况，根据运行情况来调整营销团队的分工情况。对学生的阶段性成果进行评价和反馈，做到课程设计的完成进度与教学同步。
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一、改进教学模式
过去《水污染控制工程》课程设计通常安排在《水污染控制工程》理论课教学、认识实习之后集中一到两周时间进行，时间紧，任务重，而且通常安排作为本科阶段专业课程的第一个课程设计。学生没有相应的工程设计基础和工程类课程设计基础，因此对于工程设计的一般步骤、工程设计手册和设计规范的利用能力较差，往往感觉无从下手[3]。另外，这种先理论教学后课程设计的模式虽然能够令学生在掌握一定理论知识的基础上进行工程设计，但由于在实际教学过程中，理论课更注重原理和单个构筑物的设计计算，往往容易忽略构筑物的配水、衔接形式等内容，使得理论与实践相脱节；此外，课程设计与认识实习分离进行，时间间隔较长，学生基本对处理构筑物走马观花地看一遍，不能深入了解构筑物内部结构，对于学生实际了解构筑物结构及运行维护理解困难，对课程设计帮助不大。新教学模式将课程设计贯穿于整个《水污染控制工程》教学的全过程，增加了课程设计的学时数，在理论教学初期，布置任务书，学生根据任务书一边学习理论知识，一边完成方案选择及构筑物计算，理论课结束后完成设计计算说明书的编制及工程图纸的绘制。在理论教学过程中，授课教师可针对构筑物的结构、原理、设计规范、设计计算、三维动画演示运行效果等方式更有针对性地进行授课；在实习实践环节，通过学院实验室现有构筑物模型或理论课期间安排认识实习，有利于促进课堂教学和课程设计的进行，有助于学生对课程设计和实习内容更深入的理解；期间通过查阅文献、设计手册、设计规范，独立完成设计计算，最后通过答辩、修改等环节提交课程设计成果，教师根据设计成果及时将问题反馈，进一步保证和提升课程设计质量。
二、合理选题，丰富设计题材
根据以往课程设计经验，我们摸索出一套质量监控措施，最关键环节在于我们对选题进行了严格控制，课程设计的题目尽可能选用污水处理设施的工程实例，选题范围尽可能覆盖理论课大纲的知识点、重点和难点，然后将任务书中的水量和水质进行改变，给出的任务书题目大于学生分组数，令每组学生设计任务书中涉及的污水总量、居民数量和水质（BOD、COD、SS、TP、TN、NH3-N）均不同，做到题目的多样化，同时对每个题目有人数要求，由学生选择相应水量和工艺，独立完成设计计算任务，加深学生对相关理论知识的理解和应用。对于学生分组尽可能做到各组整体学习能力大致相当，但组内成员的理论水平、学习能力及CAD绘图能力等方面要有一定差异，组长根据组员实际情况对课程设计进行合理分工，明确每个组员的职责[4]并进行列表记录，用于检查，减少抄袭现象的发生。这样既可以让学生接触到更多的课程设计，防止全班同一个题目，促进学生独立思考，同时又能满足设计团队成员间相互交流、团队协作的需要[5]。在课程设计任务书的编排上，按照教学大纲的要求，虽然在难度、深度和广度等要求上与实际工程设计有一定差距，仅为某城镇污水处理工艺的初步设计，但选题皆来自实际工程案例，有利于初步培养学生的工程思维和实践素养；此外，设计任务书明确课程设计的目的、具体设计内容、计划步骤安排，使学生明确任务，明确在哪些时间节点完成哪些工作，按计划有序进行，且使指导教师能够根据进度及时进行检查、督促和指导[6]。
三、评价体系改革
与传统课程设计模式中学生上交设计计算说明书和设计图纸相比，我们在评价体系上做出了相应改革，采用平时成绩、中期检查、答辩和成果评价的评价体系。中期考核是课程设计完成的保障，在以往的毕业设计环节，我们发现学生由于实习、拖沓习惯等各种因素，习惯于在答辩前突击完成。因此，在指导教师根据课程设计任务书和指导书的相关时间节点进行监督的基础上，严格的中期考核可以较好地督促学生保质、保量、按时完成毕业设计。因此，我们借鉴相关经验，在穿插于整个理论教学周的课程设计中安排中期检查，根据学生中期检查的质量，给出相应的分数，作为平时成绩的一部分。在学生完成课程设计初稿的基础上，组织答辩，让学生就课程设计的设计背景、设计规模及要求、设计内容、设计原则、工艺流程的选择、构筑物设计计算、图纸及设计说明书的编制等方面进行阐述，教师根据计算说明书及图纸中存在的问题进行点评并给出答辩成绩，在规定时间内学生就存在问题进行全面修改，然后提交最终课程设计成果。平时成绩根据学生在设计过程中出勤率、讨论答疑参与度及按时间规划完成设计任务的情况（中期检查）给定；设计成果成绩由指导教师根据学生最终提交的设计说明书、设计图纸等文件的质量情况进行评价。教师根据平时表现、答辩情况及设计成果给出成绩。
四、课程设计反馈
通过答疑、中期检查、答辩和成果评价等环节中出现的一些问题、问题迹象或一些容易出错的地方，通过集中上课的方式给予讲解，保证课程设计稳中有序、按时、保质地完成；在课程设计最后，针对课程设计的一般设计步骤、设计计算说明书及图纸设计要点、主要问题等进行总结，令学生对污水处理厂的设计有一个系统的训练，同时巩固课程所学知识和概念；在课程设计结束后再安排一次认识实习，加深感性认识，同时对污水厂设备、设施的运行维护进一步加深了解，丰富课本外的实践经验；学生上交最终设计成果后，针对学生的设计内容，给出总结和意见建议，有利于学生工程实践能力及毕业设计质量的提高。课程设计是高校培养卓越工程人才的重要实践教学环节，我校的改革实践证明，基于就业为导向的《水污染控制工程》课程设计建设取得了一定的效果，采用恰当的教学方法、丰富教学内容和加强实践环节，将学校教学与企业生产实习相结合，保证学生对实际工程有直观、全面的认识，对学生工程知识、工程素养的培养有很大帮助，有助于学生尽快适应工作岗位。
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“考教分离”基本知识考核：由熟知该课程教学内容的教师根据教学大纲要求出若干份不同试卷组成试卷库，在考前通过人工随机抽卷进行考试，完成建筑结构基本原理与知识考核。最终考核采用闭卷考教分离，从而有利于维护考试的严肃性、公正性和客观性，此项占成绩50%。
课程设计考核：一般情况下，课程设计是在教师讲授完一部分内容的基础上布置进行的，目的是加深巩固所学的知识。为避免在进行课程设计时，有些同学不认真完成，而是在临近交设计成果时，拿一份已完成同学的课程设计来参考与抄袭的情况出现，我们采取步进式考核方法，做到每一项一登记、评价，及时掌握学生的实习过程，及时答疑，准确考核学生的设计及绘图能力，此项占成绩30%。
课程设计答辩：为检查学生掌握各项技能掌握情况，针对设计成果中的错误进行指导，这种做法的个体性很强，真正能做到让本人意识到错误在哪里，更好的让其他同学一起面对错误问题，将该环节纳入考核之中。方式采取由指导教师设计好答辩问题，尤其是课程设计中会出现的关键性问题，在学生完成课程设计后抽签进行面试，同时结合同学本人完成的课程设计成果进行提问，根据回答结果结合课程设计成果评定成绩，此项占成绩10%。
平时成绩考核：将课堂提问与课堂表现、课内设计作业及课外设计大作业环节纳入考核之中，此项占成绩10%。课堂提问与课堂表现：针对课程内容以及课后遇到的问题进行提问，培养和评定学生分析和处理问题的能力。课内设计作业：注重建筑结构基本构件设计计算能力培养与训练；包括查阅理解梁、板、柱、建筑基本构件结构构造要求，以及规定荷载条件下各基本构件的设计计算。课外设计大作业：注重一般建筑结构力学模型建立及分析计算能力的培养与训练；包括查阅理解如整体钢筋混凝土楼盖、楼梯、雨蓬、屋架、混合结构墙及柱等结构构造要求、规定荷载条件下一般建筑结构设计计算评定。通过以上四方面综合评定学生的成绩，课程成绩以百分计，其中课程设计占30%，课程设计答辩占10%，平时成绩占10%，课程基本知识考试占50%。
考试改革创新点与启示
侧重“工学结合”的考试方法的改革，将理论教学与实训分阶段进行考核，课程成绩进行综合考评，理论考试成绩占60%，实训实操成绩占40%，重视学生基本技能的培养。同时在课程理论部分的考核过程进行改革，建设建筑结构试题库使课程的考核过程标准化，使学生更好的掌握课程知识与技能。
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校实训基地(原实习工厂)生产的“和面机”其传动系统是由电动机――带传动――一级齿轮传动――拔叉所组成。我们选择三角带传动――齿轮传动为题目，学生接触到了真实的产品，设计积极性和兴趣很高。在整个两周的设计中，自觉到工厂观察实物，查找资料，分析原动机的运动要求和存在的问题，分析要求设计的传动部分在整机工作中所起的作用以及整机对它的运动要求、位置要求、安装要求等，然后再进行设计计算和装配草图的绘制。
学生们在设计中发现，同一规格的三角带按自己设计计算要三根，而产品中却只需两根，这其中的原因就需要教师作适当的引导。笔者是这样引导学生的：教材中规范偏于保守、可靠，产品中要考虑产品的尺寸、重量及不连续工作等因素，因而采用两根带也能正常工作，但三角带的寿命要低些。
长期以来都是指导教师自己编数据编题目，而现在从生产实际中选题，对提高学生的设计水平和教师的教学水平都非常有益。但在选题中要注意选题的适当和题目的相对稳定，以利完成课程设计的教学要求。这样做，虽说肯定加大了教学的难度，要求教师有扎实的功底，设计前必须作充分准备。但这样的设计让学生体会到机械设计中既要参考原有样机，又要积极思考，有所创新，既满足了具体的理论联系实际的要求，又达到了综合训练的目的，较好地掌握了机械设计的基本方法，使学生初步展示了运用所学理论知识解决工程实际问题的能力，对自己以后的专业知识的学习和就业充满了信心。
二、通过减速器的拆装实验加强结构设计的认识
以往的课程设计中学生感到最困难的部分是减速器的结构设计。为了解决这一问题，在设计前，让学生动手拆装减速器。在教师的指导下，把学生分成若干个小组。每组一台减速器。首先引导学生观察外部结构，然后引导学生重点观察其内部结构，这是设计的核心部分，重点是掌握主要零部件间的相互配合关系。通过观察分析，学生进一步清楚了轴为什么设计咸台阶式，设计台阶式的轴主要考虑了哪些问题，学生更深地理解了轴的结构设计的主要考虑、轴上零件的轴向定位、承载能力、轴上零件的装拆、轴的各段加工方法和轴精度要求，比较全面地分析上述问题能较好地弥补了课堂上理论知识的不足。通过设计前教师指导学生的拆装实验，使抽象的问题具象化，增加了感性认识，为培养和提高了学生的实践动手能力创造了一个好的条件。教师的讲解与学生间的交流讨论，培养了学生具有一定的专业素质和设计能力，极大地调动了学生学习的主观能动性和学习热情，也能较好地发挥学生的观察力，思维想象力和创造力，并可使学生少走弯路，少出差错，较顺利地完成设计任务，又能较好地掌握产品技术设计阶段中结构设计的要点，为后续课程的专业设计打下扎实的基础。
三、课程设计的指导与成绩评定的改革
在设计中我们改革了以往的一题多用，而是采用了多题目、多数据，五人组成一个设计小组。在整个设计专用周内加强业务指导，一般集中讲授三次。第一次是拆装实验观察分析讲解，第二次下达设计任务，讲解机械设计的一般过程、设计事项，使学生不会感到盲目和无从下手。第三次在技术设计阶段，讲授结构设计的大致过程，针对年轻人思想活跃的特点，鼓励学生在总结前人经验的基础上有所创新，正确地设计零部件的结构，同时注意加工工艺，装拆的方便性、工作可靠性。在这个阶段的设计中把上一届学生设计质量差的装配图挂在教室中，并指出其中几处典型的结构不合理处，再定学生发言，逐个地把全部错误补充完整，直到基本清楚为止。启发学生根据所学的知识，查找资料，在自己的设计中充分考虑。
装配图和零件图的设计不仅培养了学生的绘图能力，更重要的是锻炼了用图纸表示设计意图和设计要求的能力。设计过程中组织学生相互间互查，以提高对技术文件的审核、鉴定的能力，同时提高了设计者对工作精益求精的态度和责任感。然后引导、启发学生编写设计说明书，具体要求为总结设计，表达设计思想，阐述设计方案，阐明设计依据，合理性、经济性及技术要求，锻炼了学生编写技术档案和文字表达的能力。
篇11
Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei
Nantong University， Nantong， 226019， China
Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum
目前，高速发展的集成电路产业使IC设计人才炙手可热，而集成电路版图CAD技术是IC设计人才必须具备的重要技能之一。集成电路版图CAD课程是我校电子科学与技术专业和集成电路设计与集成系统专业重要的专业主干课，开设在大三第二学期，并列入我校第一批重点课程建设项目。本课程的实践教学是教学活动的重要组成部分，它是对理论教学的验证、补充和拓展，具有较强的直观性和操作性，旨在培养学生的实践动手能力、组织管理能力、创新能力和服务社会能力。结合几年来的教学实践，笔者从本课程实验、课程设计、课外科技竞赛等实践环节的设计工具、教学内容设计、教学方法和教学手段、师资队伍建设以及考核管理等方面进行总结。探讨本课程实践教学模式可加强学生应用理论知识解决实际问题的能力，提升就业竞争力，对他们成为IC设计人才具有十分重要的意义。
1 版图设计工具
集成电路CAD技术贯穿于集成电路整个产业链（设计、制造、封装和测试），集成电路版图设计环节同样离不开CAD工具支持。目前业内主流版图设计工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京华大九天公司的Aether等。这些版图设计工具的使用流程大同小异，但在自动化程度、验证规模、验证速度等方面有所差异，在售价方面，国外版图设计工具贵得惊人，不过近年来这些公司相继推出大学销售计划，降低了版图设计工具的价格。高校选择哪种版图设计工具进行教学，则视条件而定。我校电子信息学院有2个省级实验教学示范中心和1个省部共建实验室，利用这些经费，我们购买了部分业内一流的EDA工具进行教学和科研。目前，我校版图设计工具有北京华大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 两种相辅相成的实验教学模式
我校集成电路版图CAD课程共48学时（理论讲授24学时、实验24学时），实验环节是本课程教学的重要部分，在有限的实验教学时间内既要完成教学内容，又要培养学生创新能力，需要对实验教学模式进行改革和创新。本课程实验教学的目的与要求：与理论教学相衔接，熟练使用版图设计工具，学会基本元器件、基本数字门电路、基本模拟单元的版图设计，为本课程后续的课程设计环节做准备。紧紧围绕“一个规则（版图几何设计规则）、两个流程（版图编辑流程和验证流程）、四个问题”这条主线设计实验内容[1，2]。要解决的4个问题分别是：（1）版图设计前需要做哪些准备工作？（2）如何理解一个元器件（晶体管、电阻、电容、电感）的版图含义[3，4]？（3）如何修改版图中的几何设计规则检查错误？（4）如何修改版图和电路图一致性错误？表1为本课程实验内容、对应学时及对应知识点。笔者设计了两种相辅相成的实验教学模式：系统化实验教学模式和实例化实验教学模式。系统化实验教学从有系统的、完整的角度出发设计了实验教学内容，如设计实验3（数字基本门电路版图阅读）时，安排了5学时，采用3种版图阅读方式：读现有版图库中的单元电路版图、显微镜下读版图和读已解剖的芯片版图照片。针对同一内容，采用不同形式，彼此类比，加深印象，既有实物，又有动手操作，增强了直观性和感性认识。又如设计实验5（模拟单元MOS差分对管版图设计）时，安排了5学时，从器件匹配的重要性入手，给出MOS差分对管的电路图，讲解具体器件的形状、方向、连接对匹配的影响，特别是工艺过程引入器件的失配和误差，对MOS差分对管的3种版图分布形式（管子方向不对称形式、垂直对称水平栅极形式、垂直对称垂直栅极形式）进行逐一分析，指出支路电流大小对金属线的宽度要求，对较大尺寸的对管，采用“同心布局”结构。实例化实验教学先提出目标实例，围绕该实例，设计具体步骤，教师先示范，学生再模仿，如设计实验7（集成无源器件版图设计）时，由于集成电阻、电容和电感种类很多，不能面面俱到，要求只对多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件进行版图分析和设计。课堂实验的内容和课时是有限的，为此我们设置了课外实验项目，感兴趣的学生选取一些实验项目自己完成，指导教师定期检查。学院开放了EDA实验中心（2007年该中心被遴选为省级实验教学示范中心建设点，2009年12月通过省级验收），学生对本课程很感兴趣，课外使用EDA实验室进行自主实验相当踊跃。通过上述的实验教学方法，特别是课外实验项目的训练，学生分析问题、解决问题的能力和科研素养得到了提高。
表1 课程实验内容、对应学时及对应知识点
表1（续）
4 基于0.6μmCMOS工艺的数字门电路版图设计 5 理解上华华润0.6 μm硅栅CMOS几何设计规则；学会CMOS反相器、传输门、与非、或非等基本门电路版图设计；DRC检查。
5 基于0.6 μmCMOS工艺的MOS差分对管版图设计 4 MOS差分对管版图设计，包括匹配原则、同心布局等，DRC检查。
6 版图电路图一致性检查 3 掌握LVS流程、LVS错误修改。
7 集成无源器件版图设计 3 多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件版图设计。
3 改革课程设计环节
课程设计是本课程培养学生工程应用能力的综合性实践教学环节，时间2周，集中指导，提前1个月发给学生任务书和指导书，每个班配备2名指导教师，注重过程控制。笔者在教学内容、考核等方面进行了改革和创新：在教学内容设计上，给出了必做题和选做题，在选做题中要求每位学生完成数字电路版图1题和模拟电路版图1题，具体题目由抽签决定，做到1人1题，避免学生抄袭。考核成绩由课程设计成果（占50%）、小论文（占30%）、答辩（占20%）三方面综合给出。以往的课程设计报告改为撰写科技小论文，包括中英文题目、中英文摘要及关键词、引言、电路原理与分析、版图设计过程、分析与讨论、结束语和参考文献，让学生学习如何撰写科技论文。精选优质小论文放在本课程网上学习资料库里，供学生相互传阅和学习。课程设计答辩具体要求参照毕业设计（论文）答辩要求，包括准备PPT讲稿、讲解5分钟、指导教师点评等过程，每位学生至少需要10分钟时间。学生对课程设计答辩反映相当好，锻炼了语言组织和口头表达能力，而且相互间可以直接交流和学习。我们还挑选课程设计成绩优秀的学生参加校内集成电路版图设计大赛。虽然课程设计的改革和实践需要教师付出很多精力和时间，但我们无怨无悔，学生的认可和进步是我们最大的收获。
4 精心指导学生参加课外科技竞赛
目前我校学生参加的集成电路版图设计竞赛有校级版图设计大赛以及行业协会和企业组织的版图设计竞赛等。由校教务处主办，电子信息学院承办的南通大学版图设计大赛是校级三大电子设计竞赛之一，每年8月底举行，邀请集成电路设计公司一线设计人员和半导体协会专业人士担任评委，增加了竞赛的专业性和公正性，目前已经举办了6届，反响不错。从校级版图设计大赛获奖者中挑选一部分学生参加行业协会和企业组织的版图设计竞赛，如苏州半导体协会主办的集成电路版图设计技能竞赛、北京华大九天公司主办的“华大九天杯”集成电路设计大赛，其中“华大九天杯”集成电路设计大赛将挑选优秀获奖学生参加华润上华的免费流片，学生经历从电路设计、版图设计及验证、流片到测试各个环节，提高了综合训练能力。
5 加强师资队伍建设
要提高课程实践环节的教学质量，关键是指导教师要思想素质好，专业理论知识强，科研水平高，因此我们着力建立一支年龄结构、职称合理的实践教学队伍。目前很多年轻教师是从校园走向校园，毕业后直接上岗指导学习实践，缺少工程实践经历和经验。为了提高教师自身的业务水平，加强对年轻教师的培养，近十年来，我院每年暑假举行集成电路CAD技术实践培训班，由经验丰富的教学、科研一线教师主讲；不定期地邀请一流IC设计公司一线设计人员来院开设讲座；同时挑选年轻骨干教师到一流IC设计公司学习和实践，时间至少半年以上；现已聘请IC设计公司一线设计人员6人为兼职教师，指导课程设计和毕业设计。集成电路CAD技术日新月异，课程实践环节师资队伍建设必须与时俱进。
6 结束语
我校电子科学与技术专业、集成电路设计与集成系统专业2012年被评为省重点建设专业，也是江苏省首批培养卓越工程师的专业。集成电路版图设计是这两个专业卓越工程师培养计划的重要内容之一，总结和探讨集成电路版图CAD课程实践教学意义重大，今后我们要继续推进该课程实践环节的建设与改革，不断探索，为我国集成电路设计人才的培养而努力奋斗。
参考文献
[1] 施敏，孙玲，景为平.浅谈“集成电路版图CAD”课程建设[J].中国集成电路，2007（12）：59-62.
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1.2弹性课堂教学
课堂教学时间是有限的，如果仅仅依靠课堂时间让学生学习和理解教学内容是无法达到预期的教学效果的，这就要求在课堂教学方面也应该进行弹性化改革。一方面，学生应该对课程做一定的预习和准备，无论是整理不同教学内容的逻辑关系还是总结归纳问题，对提高教学效果都是有积极的帮助的。另一方面，教师应该对课堂时间进行规划和分配，改变传统的“你教我听”的模式，让学生参与到教学讨论中，不仅可以活跃课堂气氛，还能够在教师的引导下增强学生的学习深度和学习广度，掌握计算机网络课程的内涵。
2.课程实践的弹性定制
课程实践对于“计算机网络”这门课程具有非常重要的意义，是最核心的教学主体，因此在这门课程中实施弹性教学时必须将实验、课程设计以及实习等实践方式进行有效结合，向学生提供充分的动手实践环境，帮助学生真正掌握和引用计算机网络学习中学到的知识。首先，随着教育资源投入的不断加大，大部分高校都具有能够满足教学实验的教学环境和教学条件。但是传统教学模式的缺陷在于：实验题目落后。计算机网络课程中涉及的教学内容及相关技术发展速度非常快，只有与社会需求相符的实验内容才能够真正提高学生的学习效果。因此在实验环节中可以依照弹性教学的内涵选取或引入CCNA、CCNP中与社会关联较为密切的实验题目，或鼓励学生进行创新性实验。其次，课程设计是体现学生综合能力的主要方式之一，但是传统教学中，教师和学生对其并没有产生足够的重视度，只是按部就班的制定和完成一些较为容易实现，与课本教学内容没有较大差别的课程设计内容。课程设计的本质在于激励学生对已经学习和掌握的知识进行归纳和总结，通过与老师沟通，在自己最大能力范围内，将多个相关内容进行串联和综合应用，构成一个完整的课程设计方案，结果是失败还是成功并不是非常重要。这就要求教师利用自己的科研积淀以及对学生的个人能力进行分析，通过与学生讨论，扩大课程设计的内容，增强课程设计的弹性。再次，对于有能力的学校，教师应该有计划的组织学生进行实习或邀请与本课程关系密切的从业人员对其工作内容或他眼中的计算机网络进行讲解，帮助学生建立更为生动、更为真实的计算机网络认识。
3.课程考核的弹性定制
实行弹性考核方式更能够体现学生的综合能力，消除学生只为应试而学习的心态。常规的课程考核方式主要由学生平时成绩和理论考试成绩两部分内容组成，但是这两部分内容并不能够真正体现学生的学习水平和应用水平。对于评价学生的学习效果缺乏客观性。若改变现有的课程考核方式和教学评价方式，将其做弹性化处理，按照不同教学内容对学生的作用调整考核比重，增大课程设计、实验等实践内容所占比例，甚至加入现场实际操作考核等，让考核成绩更加客观、公平、真实。
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《数据库原理及应用》课程是一门理论与实践结合紧密的计算机专业基础课程，分为理论与应用两部分。《数据库课程设计》是与此课程配套的实践课程，对原理的理论教学起着重要的辅助作用。它的教学目标要求学生掌握数据库设计的步骤，将软件工程思想与其结合最终完成应用系统的开发设计。目前在教学过程中两门课程往往作为独立的教学课程完成授课，关联性差，存在弊端，影响了实际教学效果，如何切实有效的将二者结合迫在眉睫。
2存在问题
《数据库原理及应用》课程理论知识点抽象，课程的实验一般为验证性实验。由于验证性实验的内容来源于理论知识点，每个实验要根据教材各知识点来安排，但教材又受到本身系统性的约束，所以这样使得各实验内容相对孤立缺乏连贯性，学生只能针对各知识点进行专项练习。这种教学方法表面上看似乎符合计算机课程理论与实际相结合的要求，但却存在很大的弊端，学生仅学会了简单“复制”课本知识点，没有从本质上理解所学的知识，只知道按要求去做但没有深入思考为什么要这样去做，因此根本谈不上对学生的创新性思维和综合运用能力的培养。由于理论知识过于抽象，各知识点涉及的实验比较孤立，相关性差，学生缺少系统化设计思路，导致学与用的脱节。学生完成了一个学期的实验之后，对于每个单一的知识点虽然有了一定程度的掌握，对知识点的综合应用没有掌握，对创建一个功能完善的数据库系统一无所知。《数据库课程设计》是《数据库原理及应用》的实践课，要求学生掌握数据库系统的设计过程，利用原理课程中各分散知识串联成为一个整体，在设计过程中掌握抽象的理论概念，达到对知识的灵活运用。但由于课程设计学时只有一周，面对庞大的数据库设计任务，时间紧任务重很多学生采取敷衍了事的态度，没有认真分析课题，没有考虑原理和课程设计这两门课的联系，无法灵活的将理论知识点转化为相应的功能操作，甚至产生了抄袭的行为，失去了课程设计这门课开设的意义。
3解决方案
为解决两门课程学习过程中出现的弊端，采用将原理课程与课程设计任务相结合的教学模式。对于数据库理论知识点抽象单一，实验内容孤立的问题，教师可以根据课程设计的内容要求，挑选优化的与有代表性的项目，从基本概念到课程设计要求由浅入深分步讲解，使学生全面掌握数据库开发过程的整个流程。教学中采用开放式方式，提高学生的自主性与创造性学习。一直以来，数据库课程设计中因为时间紧课时少，大多数教师采用固定题目供学生使用，这样可以提高教师对课题的指导效率，但学生对教学内容掌握情况参差不齐，导致学生对所学内容不能很好掌握。针对这种情况可以采用分层教学，以“需求”为导向，将任务划分为多个模块，对每一模块提出具体的实验要求，根据学生情况进行分组选择，挑选实力相当的任务模块，在学生完成任务的过程中，教师指出理论课程中与完成各模块任务相关的章节位置，进行基础理论的讲解，将各个单一的知识点串联起来。学生则根据学习的各个知识点及其对应的各个验证性实验，与课程设计要求完成的功能任务一一对应，分阶段完成课程设计的任务。在实验操作过程中要符合教学要求，巩固专业知识，培养学生对问题的分析、解决和综合运用能力。学生在开发过程中产生的问题，教师可以采用针对性引导的方式，引导学生从课本中找到对应知识点，改进设计方法，发现问题本质，实现对数据库理论知识的真正领悟，以及完成理论指导课程实践，课程实践应用和完善理论知识的作用。
4教学效果
数据库原理与课程设计任务相结合的教学方法，是在传统单一的教学方法中结合了项目教学方法，通过解决基础理论课程中抽象知识点和孤立实验任务，以及课程设计中庞大而复杂的数据库开发过程为主要目标，在课程设计项目操作实施过程中完成了基础理论知识的教学任务，实现了课程的教学要求和目标。这种相结合的新型教学模式较之前的单一使用传统教学方法更侧重于学生学习兴趣及实践操作能力的培养，在教学过程中以学生为主体，教师为主导，设计任务为主线，充分调动了学生的主观积极性，开阔了学生的思路。以理论和实践相结合的教学路线，合理的教学计划、优化的课程设计案例，渐进的交互体系等方式提高学生解决问题的能力，培养学生逐渐建立优良的系统分析设计理念，锻炼学生的实际操作能力，可以学以致用，具有积极的作用。
5总结
本文针对数据库理论及数据库课程设计的教学内容和方法进行了深入探索，对当前学生数据库理论知识掌握程度与课程设计操作实践需求之间存在的差距进行了分析研究，根据现阶段理论课程的教学模式，从课程设计的案例出发，将二者有效的结合起来，激发了学生的学习兴趣。有效的促进了学生学习质量的提高和数据库相关课程的整体水平。
作者:张莉 单位:中国石油大学胜利学院
参考文献
