1、面向工程实践的课程设计与毕业设计一 体化的研究与实践 郑晓芳 傅军栋 华东交通大学电气与自动化工程学院 摘 要： 针对目前学生工程意识和工程设计能力薄弱的现象, 面向工程实践, 对各门课 程设计的内容进行系统的优化组合, 形成与工程实际相对应的课程设计体系;同 时将各门课程设计作为毕业设计任务的子系统, 毕业设计对应于整个工程实体, 课程设计相对于完整工程实体的各个子系统, 实现课程设计与毕业设计一体化, 使学生在有限的学习时间内, 工程意识和工程设计能力得到较大的提高. 关键词： 课程设计; 毕业设计; 一体化; 作者简介：郑晓芳 (1963-) , 女, 江西南昌人, 教授, 硕士, 主要
2、从事建筑电 气与智能化教学及研究. 基金：江西省教育改革重点项目 (JXJG-13-5-2) On Integration of Curriculum Design and Graduation Project Related to Engineering Practice ZHENG Xiao-fang FU Jun-dong School of electrical and automation engineering, East China Jiaotong University; Abstract： Regarding the issue of studentsweak awarene
3、ss and capability of engineering design, the design of curriculum structure has systematically been optimized in this article to achieve better alignment between curriculum content and graduation project as part of the integrated education program.This suggests to take a holistic view of both curric
4、ulum design and graduation project in order to effectively improve studentsengineering intuition and capability through the program. Keyword： course exercise; graduation project; integrated design; 课程设计和毕业设计是大学本科教育的重要组成部分, 在课程设计和毕业设计 的实践教学过程中, 由于需要学生面向工程实际独立和协作的进行设计, 它不 仅可以增强学生的动手能力与解决工程问题的能力, 而且课程设
5、计和毕业设计 的实践教学过程对学生的创新能力和团队协作精神也有较大的帮助, 同时它也 是培养学生工程意识和工程设计能力的主要途径. 目前培养学生工程意识和工程设计能力的主要措施, 一是依靠教师在各门课程 中对工程实践的介绍, 二是参加电子实习、生产实习等各类实习环节.如何在现 有的教学环节中最大程度地培养学生整体工程意识, 提高学生的工程设计能力, 一直是高校教学改革的重点.因此, 研究现有的课程设计和毕业设计这两个最重 要的实践环节, 如何提高学生的工程意识和工程设计能力是非常有必要和重要 的. 1 现有课程设计和毕业设计存在的问题 1.1 课程设计存在的问题 1.1.1 课程设计内容单一,
6、 课程设计之间缺乏关联性 在传统的教学中, 课程设计都是依附某门课程, 通常由该门课程的教师独立拟 定题目, 课程设计最主要的目的是巩固和深化该课程的学习成果, 设计内容单 一, 各课程设计之间缺乏关联性且内容覆盖面比较窄, 这种教学方法对单门课 而言, 便于教师教学也更有利于学生的理解和掌握, 但各门课程之间缺乏关联 性, 学生课程设计仅仅围绕着某门课程进行, 导致学生缺乏完整的工程意识. 1.1.2 课程设计虽实现一体化, 但时间太少, 学生仍缺乏工程意识 针对上述问题, 目前有部分学校部分专业对课程设计进行改革, 采用课程设计 一体化的方式.首先它将一个专业的各门课程设计与实际工程相对应
7、, 根据实际 工程设计的顺序来整合各门课程设计的内容和设置顺序, 形成一个前后内容关 联, 课程设计设置顺序和实际工程设计完全一致的一体化课程设计.该项改革可 以使学生得到良好的知识连贯性、 系统性和整体性的训练, 但由于课程设计的时间仅12 周的时间, 题目一般都由教师进行了精心的设计, 与真正的工程项目 仍有一定的差距, 学生仍缺乏工程意识. 1.2 毕业设计存在的问题 1.2.1 命题的随意性较大 毕业设计的课题来源有多种途径, 导致它存在的问题也各有不同.大多情况下, 毕业设计题目是指导教师个人拟定的, 题目的内容及难易程度与教师的水平密 切相关, 不同的教师拟定的题目难易程度不同,
8、知识面覆盖也不同, 命题的随 意性较大, 这样毕业设计无法保证学生得到全面的、系统的工程训练. 1.2.2 命题重理论轻实践 毕业设计在选题上普遍存在重理论轻实践的现象.即使真实的工程课题, 由于学 生缺乏实践的经验及工程背景, 教师通常根据具体的教学情况对设计内容做相 应的简化.同时由于时间的限制, 学生对工程规范及大型工程设计软件难以熟练 掌握, 导致毕业设计变成真题假做, 缺乏了实际工程的复杂性和可变性. 真题真做这是目前最为提倡的毕业设计教学改革, 但在实际教学当中却难以实 现.由于学生的实际水平及时间的限制, 学生只能完成题目小且简单的工程项目, 但题目小且简单其知识覆盖面就窄, 达
9、不到毕业设计的教学目的.若题目覆盖面 较宽符合教学需要, 加上实际工程的复杂性和可变性, 学生根本没有办法在规 定的时间完成毕业设计任务. 针对以上存在的问题, 如何改革课程设计和毕业设计的模式, 确保在原有的学 习时间、 在原有掌握的理论基础上, 培养学生整体工程意识, 提高学生的工程设 计能力是本课题组要研究探讨的. 2 课程设计与毕业设计一体化改革探讨 2.1 引入“大工程”观念, 课程设计与毕业设计实现一体化 课程设计是毕业设计的前提和基础, 毕业设计是课程设计的综合和提升, 如何 将两者有机地结合在一起, 使学生的工程能力得到最大的提升具有重大的改革 意义.课程设计与毕业设计一体化可
10、以确保学生在有限的教学时间, 工程能力得 到较大的锻炼. 2.1.1 课程设计与毕业设计一体化可确保学生在有限的教学时间, 工程实践能 力得到大的锻炼 如果毕业设计与课程设计不是同一个工程项目, 学生毕业设计是根据一个实体 工程的数据进行完整的设计, 那么学生不仅需要时间解决课题的一些工程基本 问题, 而且与课程设计类似的基础理论计算必须全部重复一遍, 根本没有时间做进一步的方案优化设计, 由于没有时间熟悉规范和大型的工程设计软件, 图 纸也无法达到工程设计的要求, 工程设计能力无法得到锻炼. 将各门课程设计作为毕业设计任务中的子系统, 毕业设计对应于整个工程实体, 课程设计相对于完整工程实体
11、的各个子系统, 实现课程设计与毕业设计一体化. 课程设计与毕业设计一体化减轻了学生在毕业设计中的一些基本的、 但是重复的 大量理论计算和推导, 它保证了学生有较多的时间对设计方案进行优化和调整, 保证了学生有时间熟悉和使用大型的工程设计软件, 保证了学生有时间去学习 和掌握各种规范并绘制出符合工程施工需求的工程图纸, 达到了培养学生整体 工程意识, 提高学生的工程实践能力的目的. 2.2 采用集体命题、集体指导和分工指导相结合的指导模式 课程设计与毕业设计一体化改革首先形成与工程实际相对应的课程设计体系.其 次, 必须基于课程设计的内容确定毕业设计的题目, 将各门课程设计作为毕业 设计任务中的
12、子系统, 毕业设计对应于整个工程实体, 课程设计相对于完整工 程实体的各个子系统.针对一体化改革, 课程设计和毕业设计的命题不再由指导 教师个人拟定, 需要采用集体命题形式.根据专业特点将一个已经完工的工程项 目资料, 根据课程设计的需要分成多个子项目, 并分解成各门课程设计的原始 资料, 学生分学期分课程完成, 学生一旦选定一个工程项目, 则在以后的设计 中不再更改.每个教师负责指导几个独立的课题, 所有选题的指导教师组成一个 指导小组, 采用集体指导和分工指导相结合的指导模式. 3 课程设计与毕业设计一体化改革实践 通过对课程设计和毕业设计进行深入调查研究, 课题组对华东交通大学 建筑电
13、气与智能化专业进行了改革试点. 3.1 首先优化理论课程体系, 课程设计形成一体化 将本专业的专业课程作为一个系统工程, 与实际工程对照分析研究, 使之按照 建筑照明、 建筑供配电、 建筑综合布线、 建筑消防 4个课程群形成一个有机体, 其 对应的电气照明技术课程设计、建筑供配电与安全课程设计、智能建 筑信息设施系统课程设计、公共安全技术课程设计形成一体化并与实际工 程设计顺序基本保持一致. 3.2 基于一个工程实际项目, 确立多门课程设计题目 首先根据建筑电气与智能化专业特点将完整的工程实际项目分解成各门课程 课程设计的原始资料.例如, “*大厦电气设计”的设计主要可分为建筑照明设 计、供配
14、电设计、综合布线、防雷设计 4个主要部分, 通过适当的简化可分别对 应于四门专业课程的课程设计, 设计题目分别为“*大厦建筑照明设计”、 “* 大厦供配电设计”、 “*大厦综合布线设计”“*大厦防雷设计”, 学生在课程设计阶段主要进行理论计算, 掌握对应课程的重要知识.学生首次课程设计后, 今后的各门专业课程设计及毕业设计将围绕一个具体的工程实际项目不再变化. 3.3 基于课程设计题目确立毕业设计题目 如果在课程设计和毕业设计是针对同一个工程项目, 学生对题目的背景、 内容都 非常熟悉, 基础的计算工作量大为减少, 毕业设计即将所有课程设计的内容进 行有机的整合, 得到与实体工程基本一致的设计
15、方案.在此过程中学生会发现自 己原有课程设计互相不衔接处, 通过对课程设计的各种修改从而建立整体的工 程观念.同时可以将较多的时间放在多种大型软件如AUTO CAD的应用上, 绘制的 图纸满足各种规范和符合国标, 确保设计的图纸基本满足施工要求, 可以将较 多的思考放在设计方案的优化和调整上, 而不是仅仅简单的完成毕业设计任务. 4 实施效果 该项实践教学的改革历经两年多, 涉及到了学生的实训、课程设计、毕业设计以 及课外科技活动多个方面, 课题组的老师花费了巨大的精力但也取得了丰硕的 成果. 1) 学生毕业设计水平大幅度提高. 2) 教师实际工程设计水平得到提高.采用实际工程项目进行设计,
16、从效果上来 看, 不仅提高了学生对未来工作的适应能力, 而且在教学的过程中, 也提高了 老师解决现场问题的能力.由于涉及到实际工程的方方面面, 教师也面临巨大的 压力, 在设计的过程中出现了教师集体讨论、 互相咨询, 以及向设计院的同仁请 教情况 3) 总结出了“讲一套, 练一套、 做一套”的教学模式.“讲一套”即拿一套完整 的工程图纸结合不同课程进行讲解, 每门课程讲解图纸的不同部分, 例如, 照 明课程讲解该套图纸的照明部分, 闭路电视课程讲解该套图纸的闭路电视部分 等, 所有的专业课程学完了, 一套完整的工程图纸也讲解完了.“练一套”即在 2周的实训环节, 对照实验室的一套实验工程图纸和
17、设备进行实验和调试, 通 过2周的实训将学生前面所学的专业课知识与工程实物相联系, 理论联系了实 际, 学生对实际工程有了一个具体的感官认识.“做一套”即拿一套实际工程项 目图纸完成所有的课程设计和毕业设计.按照“讲一套, 练一套、做一套”的教 学模式进行教学, 加强了学生学习的目的性, 有机地将不同系统的课程设计结 合在了一起.同一个工程项目将各专业课程设计与毕业设计结合在一起, 课程设 计成为毕业设计的前期知识准备和预设计, 毕业设计的内容与实际的工程紧密 结合, 使得学生在校就能基本掌握一定的工作技能, 具有较强的工程意识. 4) 将国家相关标准规范及标准案例引入到毕业设计中, 与实际工
18、程的设计无缝 连接.由于课程设计与毕业设计一体化, 保证了学生的设计和真正的工程设计基 本相同, 在毕业设计的过程中, 教师提高了学生的要求, 学生的设计必须完全 符合国家相关标准规范, 与实际工程的设计、施工并轨. 5) 在学生中营造了良好的专业学习氛围, 激发了学生对专业的喜爱.以往的学 生都是按部就班的学习, 对专业没有什么概念, 教学改革后通过生产实习、 实训, 以及“讲一套, 练一套、 做一套”的系统培训和校内校外的竞赛, 培养了学生具 有较强的工程意识, 对自己的专业认识更深刻, 对自己的设计能力也有信心. 对应于实践性和应用性很强的专业, 培养学生的工程意识和实践能力极为重要,
19、针对我校学生的工程意识和工程设计能力的培养, 此项改革取得了较大的成功, 而且此项改革还可以推广到具有工程背景的实践性和应用性很强的工科专业, 如土木工程、机械设计及其自动化等专业. 参考文献 1牟淑志, 鞠全勇, 牟福元.建筑电气与智能化专业实践教学改革与实践J. 中国电力教育, 2012, 246 (23) :77-78. 2李界家, 冯群, 魏惠芳.建筑电气与智能化专业实践教学的探索J.吉林建 筑工程学院学报, 2012, 29 (5) :87-89. 3孙萍.建筑电气与智能化专业本科实践教学改革探讨J.吉林省经济管理干 部学院学报, 2010, 24 (2) :109-112. 4陈志
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