张业强* 何永宁 王 涛 金听祥 程传晓

《制冷压缩机课程设计》作为《制冷压缩机》课程重要的实践性教学环节，是培养学生运用所学的制冷压缩机知识，结合《理论力学》、《工程热力学》、《机械制图》等课程的理论知识，锻炼学生独立开展制冷压缩机设计的一个实践教学过程。在整个课程设计期间,要求学生使用设计手册、查阅文献资料、正确使用专业规范和标准图集，掌握制冷压缩机主要零部件设计的基本步骤、方法、要求和技能，要求工艺方案选择合理、计算过程正确、设计图纸表达清晰。通过这样一个实践环节，不仅能够检验学生对相关理论知识的掌握程度，还可以培养和锻炼学生工程实践能力、团队协作能力，在本科人才培养过程中起到非常重要的作用。

在《制冷压缩机课程设计》的教学过程中，我们发现存在这样几个现象：（1）学生在课程设计前几天比较放松，不能够有效利用时间，整体设计效率很低；而提交课程设计图纸和设计报告的前两天，出现学生晚上通宵加班、不能按时提交设计图纸和设计报告的现象，而这些同学的课程设计质量往往不高；（2）部分学生在课程设计前期基本不去或者很少去制图专业教室，即使采用点名或者签到等方式，学生的出勤率也不高；（3） 课程设计任务针对的是制冷压缩机课程，设计任务较单一，一定程度上存在学生抄袭的现象。

在课程设计过程中出现以上问题并不是个案，普遍存在工程设计类的课程中[1-2]。分析原因，一方面是由于学生对课程设计的重视程度不够，而另一方面也与现在课程设计采取的形式和管理方法相关系。现在的课程设计采取的方法往往是将课题分给不同的小组或者学生，提供指导书，在课程设计的时间段内由学生自主掌握设计进度，对学生的松散管理及学生自我管理能力的缺失造成设计环节出现问题。基于以上出现的问题，有的学者采用OBE 教育理念[2-3]、CDIO 工程理念进行教学改革和研究[4-5]，有的学者基于能力导向[6]、任务驱动[7]、职业岗位需求[8]以及专业认证[9]等方面进行课程设计的教学改革和研究。

为了更好地提高学生的课程设计能力，更加有效地提高课程设计效果，在课程设计的过程引入工程中的过程管理理念，将学生的课程设计任务分解为不同的子任务，设定各子任务完成的时间节点，及时地对子任务的完成效果进行考核，由教师监督子任务按时完成设计进度、提高学生课程设计质量，达到培养学生能力的目的。

1 将课程设计任务分解成不同子任务

根据培养方案，《制冷压缩机课程设计》共1.5 周，需要完成设计工况下的往复式制冷压缩机的曲柄-连杆机构的设计，即活塞组、连杆和曲轴的设计。根据设计任务书的要求，主要分为两大部分，即设计计算和图纸绘制，其中设计计算又可以分解为设计工况下的热力学计算、尺寸设计计算、尺寸校核计算，图纸绘制可以分解为活塞组的绘制、连杆的绘制、曲轴的绘制和曲柄-连杆，机构的装配图绘制。因此，整个课程设计可以分解成以下子任务：（1） 设计工况的热力学计算；（2）尺寸设计计算；（3） 尺寸校核计算；（4） 活塞组的零件图；（5）连杆的零件图；（6）曲轴的零件图；（7）曲柄-连杆机构的装配图。

2 设定各子任务完成的时间节点

由于整个课程设计过程只有7 天的有效时间，时间紧，设计任务重。考虑到在设计计算过程中，学生需要查手册，讨论设计方案，所需要的时间比图纸绘制的时间要长。通过3 次《制冷压缩机课程设计》的实践，我们对各子任务完成的时间进行了限定：（1） 设计工况的热力学计算，1.5 天；（2） 尺寸设计计算，2 天；（3） 尺寸校核计算，0.5 天；（4）活塞组的零件图，0.75 天；（5）连杆的零件图，0.5 天；（6）曲轴的零件图，0.75 天；（7）曲柄-连杆机构的装配图，1 天。另外，剩余0.5 天用于整理设计说明书。在到达规定的时间后，学生将完成的工作上交给指导老师。未及时完成子任务的学生的考核将被酌情扣分。子任务完成时间节点横道图如图1 所示。

3 优化项目组成员组成

《制冷压缩机课程设计》的完成和考核以项目组为对象。为了避免有些学生不参与课程设计工作，同时考虑到整个课程设计的时间为1.5 周，项目组成员人数以3 人为宜。由于在整个课程设计包含有设计计算和绘图，要求学生在自由组合的同时，组内人员特点要有所区别，要避免出现组内所有成员都不擅长设计计算或者绘图的现象。另外，学习成绩好的学生和学习成绩差的学生要搭配组合，由学习成绩好的学生带动学习成绩差的学生完成课程设计，避免有的项目组无法完成设计工作。

4 丰富课程设计题目

在布置课程设计任务书时，通过设定不同的制冷工况和制冷量等数据，使每个项目组拿到的课程设计任务书数据都不相同，并且不限定制冷剂工质的选择，这样避免了课程设计中抄袭雷同现象，同时促使学生独立思考的同时加强团队合作，促进学生分析问题、解决问题能力的提高，加深学生对理论知识及课程设计全部环节的掌握程度，进而激发了学生学习的主动性。

5 完善课程设计的考核方式

以往《制冷压缩机课程设计》的考核只包括考勤、设计说明书和设计图纸三部分，无法反映学生在课程设计过程中的具体参与度和各设计子任务是否按时完成。因此，在新的考核方式中，增加了对各子任务完成时间的考核。通过3 次实践，制定了《制冷压缩机课程设计》的考核标准如下：考勤占比20%，设计说明书占比25%，图纸占比25%，设计答辩占比10%，任务完成时间情况占比20%各项指标在考核中的占比情况如图2 所示。

图1 子任务完成时间节点横道图

为了督促学生按时按质的完成各项子任务，指导教师在课程设计期间的每天上午和下午均会安排2 小时在课程设计专用教室进行现场指导，及时解决学生在设计过程中遇到的问题和指出学生在设计过程中存在的问题。

图2 各项指标在考核中的占比情况

图3 《制冷压缩机课程设计》成绩分布

对照2018 届、2019 届和2020 届学生的《制冷压缩机课程设计》成绩分布如图3 所示，2018 届学生的成绩主要分布在中等和及格区间，而且没有学生达到优秀；而2019 届和2020 届学生达到优秀的分别为11%和17%，而且大部分学生的成绩分布在良好和中等区间，成绩为及格的学生只占到9.9%和7.1%。因此，在《制冷压缩机课程设计》的教学过程中采用项目过程管理后，学生的成绩均得到了较大幅度的提高，特别是及格学生所占比例逐步减小。

自从在《制冷压缩机课程设计》教学中采用工程项目管理的过程管理理念以来，学生在课程设计过程中的主动性和积极性明显提高，课程设计设计说明书和设计图纸大部分都能够在规定时间内上交，课程设计完成质量有了比较明显的提高，该方案为本科课程设计类课程具体实施提供了有效参考。