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摘 要： 当前，大多数的工科类课程的教学模式还是沿用过去传统的教学模式，教学内容和教学大纲并没有任何修改。然而，当今社会已经进入一个全新的时代，可持续发展已经成为备受关注的新问题。如何将这些新的符合可持续发展要求的设计观念和设计思想自然地融合到传统工科类课程教学中以建立一种新的符合可持续发展要求的教学模式是一个有待解决的重要问题。文章给出了新型教学模式的构建方法和关键点，并将构造的新型教学模式应用到实际课程教学中，实践证明了新型教学模式的有效性和先进性。
关键词： 可持续发展观 工科传统课程 新型教学模式
引言
世界人口的持续增加和地球资源的有限之间的矛盾日益加剧，造成可持续发展问题成为最受关注的现实问题[1]-[5]。如何实现可持续发展？如何解决当前的能源危机？如何应对日益增产的人口问题？我们能为可持续发展做些什么？特别是作为高校的教育工作者，我们能为可持续发展做什么？带着这些思考我们迈出了传统课程教学改革的步伐，希望通过课程改革将可持续发展思想更广泛地在学生群体中传播开来，为实现我们可持续发展的目标作贡献。高等教育应当引领时代潮流，应当为学生树立正确的价值观和人生观提供指导。然而过去的传统高等教育并没有有意识地增加这方面的内容，没有将这种观念融入到教学的每一个环节中。
1.工科传统课程
目前，工科传统课程主要有：工程制图、机械原理、机械设计、机械制造基础和公差与互换性等。过去，在传统课程教学中一般都是使用传统教材和教学方法。大多课程的教学计划都是根据10年前的教学要求制订。这些教学计划中大多数的内容是根据当时的社会环境制订，并没有考虑到社会发展的要求。因此，传统机械类课程的要求大多滞后。例如，传统机械设计对结构的要求大多是在符合强度的基础上尽量减少用料。而对于材料选择则是选择符合强度要求的低成本材料。很少或是根本没有将目前强调的节能减排因素考虑进去。
2.新型教学模式
2.1新教学内容
现代设计方法中的绿色设计和生态设计都应该融会贯通到机械设计课程中。包括面向环境的设计和面向回收的设计方法。因此，传统课程设计应该增加相应的内容。另外，目前对于设计出的新产品都要进行生命周期能耗和排放计算，以确保其满足节能环保的要求。另外，在机械设计和机械原理课程教授中应该脱离过去的传统教学思路，提倡任务驱动下的教学。给学生布置设计任务，在布置的设计任务中增加对产品的能耗和排放要求，将可持续发展和可持续设计观自然地融入学生学习和设计过程中。然而这个过程并非一件容易实现的事情，需要对学生言传身教，让他们从根本上意识到可持续发展和可持续设计的意义所在。
2.2新教学方法
绿色设计和生态设计要求学生将环境因素在设计中置于相当重要的位置。这样的设计理念我们过去是不曾提出的。在教学方法上也不曾尝试过。新的教学方法需要将其融入进去。其中，一种新方法是在教学过程中将课堂转移到实际工厂的车间。让学生亲身体验机械产品的生产过程，自觉计算每个生产环节的能耗和排放。培养他们的实际动手和工程能力。要求每一个学生完成一个设计任务（例如，某种实用产品），学生跟踪产品的原料选用、产品生产、消费者使用直到最后的废物处理的全过程。
例如，要求学生5人一组，负责1个项目。例如，针对矿泉水瓶这样一个简单产品。大部分情况下即使是这样一个常见的简单包装产品，国内是没有相关产品生命周期能耗、排放甚至成本数据的。为此，学生必须亲自动手制作以获取数据。首先，购买能生产矿泉水瓶的塑料原料（例如生产100个需要的原料），采用询问厂家和查阅资料的方式获取原料的能耗和排放数据。然后，送往相关塑料加工企业进行加工，生产100个，计算总体的能耗和排放。对于加工机器而言其能耗排放主要是以耗电和耗水的方式表现。而对于排放来说，也是通过计算电和水的消耗量来得到排放量。接着，根据计算运输过程的能耗。运输过程包括原料运输和包装瓶到矿泉水生产厂的运输。最后，计算包装瓶的废物处理过程，对于使用的这里塑料能否回收再利用，如果能回收再利用，那么生命周期结束。如果不能，则要计算其废弃后的能耗和排放。最后将100个塑料瓶的生命周期能耗和排放计算归类后总和。分析100个瓶子的装水容积，得出该类塑料水瓶包装每一升水的能耗和排放，也就是我们说的功能单位的能耗和排放。当然，也可以包括成本核算。这样就完成了一类矿泉水塑料包装瓶的生命周期数据清单分析工作。这个过程也是生命周期評价和分析中最艰苦和最耗时的过程，也是目前国内开展产品生命周期评价的瓶颈所在。
完成清单分析后，学生可以通过构造影响评价指标或是选用已有的各种影响评价指标进行产品的生命周期影响评价工作。最后，完成该类产品的生命周期改善分析。包括敏感性分析，即找出排放能耗最大的环节，分析条件变化对评价结果的影响情况等。最全面的改善分析是建立产品的生命周期评价指标多目标优化模型，通过模型仿真的优化方法得到最佳方案。
在这个过程中，学生学习到的机械设计知识和优化设计知识都同时得到应用，势必促进其相应能力的提高。可持续发展观也将牢固地树立在心中。
2.3新的评价体系
传统的学生评价方式主要是根据学生的期末考试成绩进行评定。实际上，这样的评价不利于提高学生的创新精神，更不利于将可持续发展观融入其中。考核应该是对课程整个过程的考核，另外，考核中应该增加学生最后设计作品的占总体成绩的比重。并要求学生作品含有能体现现代设计方法和可持续发展观的内容。由此提升学生的自觉运用绿色设计和生态设计的意识。另外，对课程教学效果的评价要延伸到课程的整个生命周期，比如，不仅要通过学生的考试成绩评价教学效果，而且要通过学生在用人单位的表现来评价教学效果。形成教学效果的正确反馈通道。课程教学效果好不好最终要归结到学生的就业率和就业单位的评价上，学生学到的知识能不能真正为社会所用，这才是评价教学效果好坏的根本所在。学校应该建立相应的网络平台，为用人单位提供入口，为用人单位提供评价学生能力的有效途径。学校也应该成立专人负责收集相关的重要信心并及时反馈给教学单位的相关人员。教学单位要根据相关反馈信息做好教学改革和课程改革工作。 3.教学实践
将新的教学模式运用到机械类课程教学中，并从实践中总结经验。例如，工程制图课程中增加绿色设计内容，让学生在最初接触工程图样的时候就养成关注产品绿色度的习惯。在机械设计课程中增加面向环境的设计内容，增加产品生命周期评价方法内容，让学生对如何提高产品的可持续度有量化认识。另外，在机械原理课程中，也不是局限于传授简单的机械运动学和动力学知识，而应该将机械原理中遗漏的机构设计与人文环境相结合的观念教授给学生。学生设计出的产品应该符合当前人文环境的需要，符合可持续发展要求。
结语
本文提出的新教学模式对于树立学生可持续发展观和绿色设计观起到重要作用，通过对传统课程的改革为今后培养更多符合社会需求的人才提供了有效途径。该类新型教学模式的推广势必为未来教学培养更多的优秀人才提供新天地。
参考文献：
[1]郭朝先.产业结构变动对中国碳排放的影响[J].中国人口.资源与环境，2012，22（7）：15-20.
[2]李方义，李剑峰等.产品绿色设计全生命周期评价方法研究现状及展望[J].现代制造技术与装备，2006，1：8-13.
[3]Pollock，Doug，Coulon，Remi.Life cycle assessment of an inkjet print cartridge[C].IEEE International Symposium on Electronics
关键词： 可持续发展观 工科传统课程 新型教学模式
引言
世界人口的持续增加和地球资源的有限之间的矛盾日益加剧，造成可持续发展问题成为最受关注的现实问题[1]-[5]。如何实现可持续发展？如何解决当前的能源危机？如何应对日益增产的人口问题？我们能为可持续发展做些什么？特别是作为高校的教育工作者，我们能为可持续发展做什么？带着这些思考我们迈出了传统课程教学改革的步伐，希望通过课程改革将可持续发展思想更广泛地在学生群体中传播开来，为实现我们可持续发展的目标作贡献。高等教育应当引领时代潮流，应当为学生树立正确的价值观和人生观提供指导。然而过去的传统高等教育并没有有意识地增加这方面的内容，没有将这种观念融入到教学的每一个环节中。
1.工科传统课程
目前，工科传统课程主要有：工程制图、机械原理、机械设计、机械制造基础和公差与互换性等。过去，在传统课程教学中一般都是使用传统教材和教学方法。大多课程的教学计划都是根据10年前的教学要求制订。这些教学计划中大多数的内容是根据当时的社会环境制订，并没有考虑到社会发展的要求。因此，传统机械类课程的要求大多滞后。例如，传统机械设计对结构的要求大多是在符合强度的基础上尽量减少用料。而对于材料选择则是选择符合强度要求的低成本材料。很少或是根本没有将目前强调的节能减排因素考虑进去。
2.新型教学模式
2.1新教学内容
现代设计方法中的绿色设计和生态设计都应该融会贯通到机械设计课程中。包括面向环境的设计和面向回收的设计方法。因此，传统课程设计应该增加相应的内容。另外，目前对于设计出的新产品都要进行生命周期能耗和排放计算，以确保其满足节能环保的要求。另外，在机械设计和机械原理课程教授中应该脱离过去的传统教学思路，提倡任务驱动下的教学。给学生布置设计任务，在布置的设计任务中增加对产品的能耗和排放要求，将可持续发展和可持续设计观自然地融入学生学习和设计过程中。然而这个过程并非一件容易实现的事情，需要对学生言传身教，让他们从根本上意识到可持续发展和可持续设计的意义所在。
2.2新教学方法
绿色设计和生态设计要求学生将环境因素在设计中置于相当重要的位置。这样的设计理念我们过去是不曾提出的。在教学方法上也不曾尝试过。新的教学方法需要将其融入进去。其中，一种新方法是在教学过程中将课堂转移到实际工厂的车间。让学生亲身体验机械产品的生产过程，自觉计算每个生产环节的能耗和排放。培养他们的实际动手和工程能力。要求每一个学生完成一个设计任务（例如，某种实用产品），学生跟踪产品的原料选用、产品生产、消费者使用直到最后的废物处理的全过程。
例如，要求学生5人一组，负责1个项目。例如，针对矿泉水瓶这样一个简单产品。大部分情况下即使是这样一个常见的简单包装产品，国内是没有相关产品生命周期能耗、排放甚至成本数据的。为此，学生必须亲自动手制作以获取数据。首先，购买能生产矿泉水瓶的塑料原料（例如生产100个需要的原料），采用询问厂家和查阅资料的方式获取原料的能耗和排放数据。然后，送往相关塑料加工企业进行加工，生产100个，计算总体的能耗和排放。对于加工机器而言其能耗排放主要是以耗电和耗水的方式表现。而对于排放来说，也是通过计算电和水的消耗量来得到排放量。接着，根据计算运输过程的能耗。运输过程包括原料运输和包装瓶到矿泉水生产厂的运输。最后，计算包装瓶的废物处理过程，对于使用的这里塑料能否回收再利用，如果能回收再利用，那么生命周期结束。如果不能，则要计算其废弃后的能耗和排放。最后将100个塑料瓶的生命周期能耗和排放计算归类后总和。分析100个瓶子的装水容积，得出该类塑料水瓶包装每一升水的能耗和排放，也就是我们说的功能单位的能耗和排放。当然，也可以包括成本核算。这样就完成了一类矿泉水塑料包装瓶的生命周期数据清单分析工作。这个过程也是生命周期評价和分析中最艰苦和最耗时的过程，也是目前国内开展产品生命周期评价的瓶颈所在。
完成清单分析后，学生可以通过构造影响评价指标或是选用已有的各种影响评价指标进行产品的生命周期影响评价工作。最后，完成该类产品的生命周期改善分析。包括敏感性分析，即找出排放能耗最大的环节，分析条件变化对评价结果的影响情况等。最全面的改善分析是建立产品的生命周期评价指标多目标优化模型，通过模型仿真的优化方法得到最佳方案。
在这个过程中，学生学习到的机械设计知识和优化设计知识都同时得到应用，势必促进其相应能力的提高。可持续发展观也将牢固地树立在心中。
2.3新的评价体系
传统的学生评价方式主要是根据学生的期末考试成绩进行评定。实际上，这样的评价不利于提高学生的创新精神，更不利于将可持续发展观融入其中。考核应该是对课程整个过程的考核，另外，考核中应该增加学生最后设计作品的占总体成绩的比重。并要求学生作品含有能体现现代设计方法和可持续发展观的内容。由此提升学生的自觉运用绿色设计和生态设计的意识。另外，对课程教学效果的评价要延伸到课程的整个生命周期，比如，不仅要通过学生的考试成绩评价教学效果，而且要通过学生在用人单位的表现来评价教学效果。形成教学效果的正确反馈通道。课程教学效果好不好最终要归结到学生的就业率和就业单位的评价上，学生学到的知识能不能真正为社会所用，这才是评价教学效果好坏的根本所在。学校应该建立相应的网络平台，为用人单位提供入口，为用人单位提供评价学生能力的有效途径。学校也应该成立专人负责收集相关的重要信心并及时反馈给教学单位的相关人员。教学单位要根据相关反馈信息做好教学改革和课程改革工作。 3.教学实践
将新的教学模式运用到机械类课程教学中，并从实践中总结经验。例如，工程制图课程中增加绿色设计内容，让学生在最初接触工程图样的时候就养成关注产品绿色度的习惯。在机械设计课程中增加面向环境的设计内容，增加产品生命周期评价方法内容，让学生对如何提高产品的可持续度有量化认识。另外，在机械原理课程中，也不是局限于传授简单的机械运动学和动力学知识，而应该将机械原理中遗漏的机构设计与人文环境相结合的观念教授给学生。学生设计出的产品应该符合当前人文环境的需要，符合可持续发展要求。
结语
本文提出的新教学模式对于树立学生可持续发展观和绿色设计观起到重要作用，通过对传统课程的改革为今后培养更多符合社会需求的人才提供了有效途径。该类新型教学模式的推广势必为未来教学培养更多的优秀人才提供新天地。
参考文献：
[1]郭朝先.产业结构变动对中国碳排放的影响[J].中国人口.资源与环境，2012，22（7）：15-20.
[2]李方义，李剑峰等.产品绿色设计全生命周期评价方法研究现状及展望[J].现代制造技术与装备，2006，1：8-13.
[3]Pollock，Doug，Coulon，Remi.Life cycle assessment of an inkjet print cartridge[C].IEEE International Symposium on Electronics