可靠性工程课程设计教学探索

摘要：

针对“可靠性工程”课程设计教学过程存在的数据收集困难、指导过程的时间约束、成绩评定不符实际等问题，本文探索并构建了以数据来源多元化、指导教师和方式多元化、成绩评定内容构成多元化为内容的多元化教学模式。多年实践效果表明，该模式有利于激发学生学习的积极性和主动性，学生实践应用创新能力得到进一步加强，课程设计质量得到明显提升。

关键词：

可靠性工程；课程设计；多元化教学模式

1引言

课程设计是将课程理论转化为课程实践的“桥梁”，同时也是实践教学和大学本科教学中的一个关键环节。[1-3]一种好的课程设计教学模式，不仅可以加深学生对基础课程理论知识的理解，而且能够培养学生实践动手和创新能力，从而实现人才培养质量的提升。因此，如何实施好课程设计环节，提高课程设计的教学质量，是每一位高校教育工作者应该关心并认真研究的一个课题。[4]可靠性工程作为一门提升产品质量稳定性、延长产品寿命的新兴学科，对于我国制造业由“中国制造”向“中国质造”转变的战略实现具有重要意义。“可靠性工程”课程设计作为“可靠性工程”课程知识结构体系中的重要实践内容，是“中国质造”关键群体——质量管理工程专业学生从事质量管理方面工作与研究的必修课程，其在加深学生对可靠性工程专业知识的理解、培养学生可靠性工程专业实践和创新能力等方面具有不可替代的作用。本文主要针对“可靠性工程”课程设计教学现状和存在的主要问题，在质量管理工程专业“可靠性工程”课程设计方面进行教学模式改进探索。

2“可靠性工程”课程设计教学过程存在问题分析

“可靠性工程”课程设计一般要求学生选择一种具体产品或事件系统为设计对象，以产品或事件系统的故障数据资料为设计依据，综合运用“可靠性工程”课程理论知识对设计对象进行可靠性分析，并针对分析结果提出系统可靠性的改进和优化对策。在该课程的教学过程中，存在的问题主要表现为以下几点。

2.1数据收集困难

可靠性一般是通过寿命的概率度量来测定的，因此在评定和分析产品可靠性时往往需要大量的寿命数据。[5]也就是说，单元寿命数据的获取是进行可靠性分析和设计等所有工作的基础，这也是进行“可靠性工程”课程设计的基础。但是，产品寿命数据的获取并非易事。寿命数据收集困难的原因主要体现在以下两方面：一是获取产品寿命数据的时间周期可能会比较长甚至难以忍受，二是对于破坏性产品而言获取寿命数据的成本代价可能较大甚至难以承受。一类单元的寿命数据收集尚且如此，更何况对于“可靠性工程”课程设计教学来说，其分析对象往往是包含多种单元的系统，寿命数据的收集工作可谓难上加难。在这种情况下，如果寿命数据无法收集或者数量不够，那么整个设计工作便无法开展。为此，有些学校和专业便采取统一给出所有单元的寿命数据方式进行课程设计教学，但这势必给指导教师带来抄袭、雷同现象甑别和判定的困难，同时也造成了学生独立收集数据能力训练的缺失，更为重要的是，原始数据的统一带来的直接后果就是结果数据、设计所需分析问题的一致性甚至整个方案和结论的无差异性，这给部分学生创造了不去积极自主思考和分析问题的条件和土壤，不利于学生独立分析和解决问题等实践创新能力的培养。

2.2教学指导过程的时间约束

虽然课程设计过程是“以学生为中心”，但教师的指导作用也不可或缺，并起着非常重要的作用，教师需要耗费大量的时间和精力进行指导工作。以一个两周的课程设计为例，假设平均每个学生需要3次指导，每次指导耗时30分钟，那么一个教师两周的所有工作时间都用上最多也只能指导54个学生。但由于高校招生规模的扩大，每届修学“可靠性工程”课程设计的学生规模远超这个数字；再加上如果存在新老校区之间的交通时间耗费，课程设计的指导工作对任课教师而言几乎成了一个不可能完成的任务。如果教师的指导供给不充分，势必影响学生的积极性和课程设计最终的教学质量。

2.3成绩评定的实际符合性问题

课程设计是一个包含了实践分析和形成报告的综合过程，核心在于培养学生综合利用理论知识独立分析、解决实际问题的实践应用和创新能力，因此成绩评定的重点和核心也在于学生的实践应用和创新能力。然而教师在课程设计中承担的只是指导功能，并非和学生一起共同完成设计任务，对于学生在课程设计中所展现的实践应用和创新能力，指导教师难以全部亲历全面掌握，因而也无法根据学生的实际表现情况评定成绩，大多只是根据课程设计报告来评定成绩。但由于学生在叙述表达、分析总结等文字表达和图形展现方面的能力差异，课程设计报告的表现结果和学生实践应用和创新能力的实际表现情况有时会存在很大差异。因此，如果仅根据课程设计报告来评定成绩，势必会造成和培养目标的实际符合性差异问题，从而导致学生的不公平感，影响学生的学习积极性。

3“可靠性工程”课程设计教学多元化模式探索

针对上述问题，我们经过多年的教学探索和改进，逐渐形成了一套“可靠性工程”课程设计教学的多元化模式，主要表现为数据来源多元化、指导教师和方式多元化、成绩评定内容构成多元化。

3.1数据来源多元化

数据来源多元化是指将课程设计所需的基础数据设定为来源于多种渠道，即其中大部分由任务书给定、少部分由学生自行收集。以《手机持续通话保证功能可靠性评价与优化设计》选题为例，任务是要求学生在分析手机通话系统持续通话保证功能可靠性基础上基于最优成本对通话系统的应用处理器和电池进行可靠性增长分配的优化设计，需要的基础数据包括应用处理器、传声器、音频解码器、耳机、扬声器等十几种部件单元的可靠性数据，以及应用处理器和电池的可靠性增长与投入成本之间的函数关系数据，如果所有这些数据都要学生自行收集，且不说存在搜集渠道的困难，即使没有搜集渠道的障碍，要在短短两周时间内也不可能将所有数据搜集齐全，更不用说计算、分析、总结和整理成报告了。为此我们采取的办法是：学生只需收集不少于50组个人使用手机电池的续航寿命数据样本作为课程设计对象的电池可靠性续航寿命收据，其它所需数据一律采用任务书给定的统一数据。由于现在的手机使用非常普遍，对于学生来说收集50组个人使用手机电池的续航寿命数据并非难事。通过这种多元化的数据来源处理方式，既有效克服了课程设计搜集数据的困难问题，又避免了所有学生的基础数据都完全一致导致的抄袭和相关培养训练环节缺失的问题。不过在这一过程中需要注意的一点是，由于可靠性寿命数据要求量一般都比较大（一般越大越好），因此数据搜集工作布置的越早越好，最好是在理论教学的第一堂课就把课程设计任务和数据搜集工作布置下去。

3.2指导教师和方式多元化

指导教师多元化是指指导教师不仅限于课程理论授课教师，而是根据指导需要由多位相关专业教师组成，所有参与指导的教师在经过课程设计总负责教师（一般为课程理论授课教师或课程设计任务的编写者）的培训后组成一个指导团队，整个团队在事前制定的指导安排下根据计划共同完成学生课程设计的指导工作。这种以指导团队为结构组成的指导教师多元化模式，不仅可以改变传统的一个学生一个指导教师、一个教师指导所有学生的指导格局，更为显著的效果就是由于其可以根据实际指导需求来确定指导教师团队的规模，因此可以从根本上解决课程设计教学指导过程的时间约束问题。此外，这种模式还为相关课程教师之间提供了一个相互学习和交流的平台，有利于教师尤其是年青教师教学业务能力的提升。指导方式多元化是指在原有师生面对面以纸质材料为介质的传统指导方式基础上，进一步充分利用电子邮件、微信、QQ等现代信息手段进行指导，实现远程指导和面对面指导相结合的指导方式，更好的满足学生的指导需求。从这几年的指导实施结果看，以现代信息手段为补充的指导方式多元化模式，不仅由于其克服空间和时间限制的优势在教师层面进一步解决了指导过程的时间约束问题，而且由于其便捷性和非直面性带来的轻松氛围，有效促进了学生尤其是性格内向学生在课程设计过程中寻求教师指导的积极性。

3.3成绩评定内容构成多元化

成绩评定内容构成多元化是指成绩评定不再根据单一维度表现结果形成结论，而是由过程表现、报告内容、答辩表现三个维度根据实际需要按照一定比重综合构成。其中，过程表现成绩考核的是学生在完成课程设计过程的思想态度、独立工作能力等方面的综合表现情况，报告内容成绩考核的是学生在课程设计报告格式规范、结构层次安排、叙述表达、计算分析、推理总结等方面能力的综合表现情况，答辩表现成绩考核的是学生基础理论、逻辑表达尤其是对课程设计的真实领悟等方面的综合表现情况。由于这种多元化成绩评定模式考核的内容全面而系统，学生很难以点代面蒙混过关，因此实施以来大部分学生都能高度重视课程设计，并认真地对待课程设计过程中的每个细节问题，课程设计质量有了明显提升。

4结束语

在当前高校转型发展多元化、全面培养和提高大学生实践应用创新能力的新形势下，根据“可靠性工程”课程设计教学探索形成的多元化教学模式，为以往“可靠性工程”课程设计教学过程存在的数据收集困难、指导过程的时间约束、成绩评定不符实际等问题提供了解决方案和应对策略，进一步促进了学生学习的积极性和主动性的提高，课程设计质量得到明显提升，学生实践应用创新能力得到进一步加强，取得了良好的教学效果。

作者：陈洪根 单位：郑州航空工业管理学院管理工程学院

参考文献：

[1]魏连江,王德明,陈开岩.“矿井通风与安全”课程设计教学模式研究与改革[J].中国安全生产科学技术,2011,7(7):163-167.

[2]刘敦文,杨光.安全工程专业实验课研究性教学与创新型人才培养[J].中国安全科学学报,2010,20(5):157-161.

[3]张冬敏.高校课程设计教学中存在的问题与对策研究[J].改革与开放,2009,(9):172-173.

[4]陈晓平,李长杰,高平,等.关于电类专业课程设计教学方法的探讨[J].江苏大学学报(高教研究版),2005,27(1):82-84.

[5]ElsayedA.Elsayed著.可靠性工程（第2版）[M].杨舟,译.北京:电子工业出版社,2013.