機械優(yōu)化設計實(shí)驗教學(xué)研究論文
機械優(yōu)化設計實(shí)驗教學(xué)研究論文
1《機械優(yōu)化設計》教學(xué)改革思路及措施
1.1《機械優(yōu)化設計》課程理論教學(xué)研究與改革
《機械優(yōu)化設計》課程理論教學(xué)體系的建設主要包括優(yōu)化課程內容、制定課程教學(xué)大綱、編寫(xiě)課程教案幾個(gè)方面。如前所述，機械優(yōu)化設計課程教學(xué)需要克服“四個(gè)脫節”。因此在課程體系研究方面主要解決實(shí)現理論基礎教學(xué)和應用能力培養相結合，以及課程內容與技術(shù)發(fā)展相結合兩個(gè)問(wèn)題。
�。�1）實(shí)現理論基礎教學(xué)和應用能力培養相結合針對因該課程數學(xué)基礎較多導致工科學(xué)生畏難情緒大，學(xué)習熱情不高等問(wèn)題，在課程數學(xué)理論基礎等知識點(diǎn)方面，側重算法原理的講解而非算法過(guò)程的介紹；側重使學(xué)生掌握使用現有數學(xué)工具解決工程問(wèn)題，而非自行編制算法程序求解數值問(wèn)題。從而使學(xué)生從算法原理和理論基礎中跳出來(lái)，提升到知識的應用的層次。
�。�2）課程內容與技術(shù)發(fā)展相結合機械設計問(wèn)題已經(jīng)從求解小規模單一問(wèn)題發(fā)展到求解大規模復雜性問(wèn)題。因此優(yōu)化方法也從經(jīng)典的優(yōu)化方法發(fā)展到多學(xué)科設計優(yōu)化、智能優(yōu)化方法、基于仿真的優(yōu)化等領(lǐng)域。因此課程內容應和技術(shù)發(fā)展相結合，適當引入先進(jìn)優(yōu)化方法的介紹。為學(xué)生從解決簡(jiǎn)單數值問(wèn)題過(guò)渡到今后解決復雜工程問(wèn)題提供知識儲備。適應“卓越計劃”提出的培養學(xué)生工程能力的要求。
1.2《機械優(yōu)化設計》實(shí)驗課程體系的建設
《機械優(yōu)化設計》實(shí)驗課程體系的建設主要包括實(shí)驗內容與實(shí)驗項目的設置、制定實(shí)驗教學(xué)大綱、編寫(xiě)實(shí)驗指導書(shū)幾個(gè)方面。實(shí)驗體系建設的主要目的是使實(shí)驗項目設置與工程問(wèn)題相結合，實(shí)驗內容與工程實(shí)踐所需的綜合性知識應用相適應。
�。�1）首先在實(shí)驗項目設置時(shí)，根據“卓越計劃”的要求，以培養學(xué)生的工程能力和知識的綜合運用能力為目標。通過(guò)建立知識-能力-實(shí)驗內容關(guān)系矩陣。將各個(gè)知識點(diǎn)的能力培養落實(shí)到各個(gè)實(shí)驗項目環(huán)節。并且實(shí)驗項目的設置突出和其他相關(guān)課程內容、工程問(wèn)題相結合。避免知識點(diǎn)與工程應用脫節，從而達到工程技術(shù)人才的具備知識的綜合運用能力的培養要求。
�。�2）其次在實(shí)驗項目設置時(shí)，對不同類(lèi)型的實(shí)驗項目，優(yōu)化其實(shí)驗方法及其目的。主要改革體系現在以下三個(gè)方面：算法原理類(lèi)實(shí)驗，避免要求學(xué)生采用通用語(yǔ)言編寫(xiě)成熟優(yōu)化算法的實(shí)驗。而采用數值計算軟件驗證，并要求主要對比分析不同算法的求解過(guò)程的特點(diǎn)。工程問(wèn)題類(lèi)實(shí)驗。側重于工程優(yōu)化問(wèn)題數學(xué)模型的構建，如何選擇合適的優(yōu)化方法求解。綜合類(lèi)實(shí)驗，和考核環(huán)節的課程project相結合，采取開(kāi)放式的實(shí)驗方式。側重于培養學(xué)生對知識的綜合運用能力、工程素質(zhì)和合作意識。
1.3《機械優(yōu)化設計》教學(xué)方法研究
教學(xué)方法有多種，不同的方法有不同的特點(diǎn)和其適應性。本項目研究的一個(gè)重要內容之一是擬比較幾種方法的特點(diǎn)，將其融入到不同實(shí)驗的教學(xué)過(guò)程中。
�。�1）對于基礎理論的介紹，以板書(shū)教學(xué)為主，多媒體教學(xué)為輔。這樣有利于學(xué)生理解理論基礎，克服學(xué)生對數學(xué)推導的畏懼心理。
�。�2）對于各種算法的介紹，在簡(jiǎn)單介紹其原理的基礎上，采用對比教學(xué)的方法，側重于各種算法特點(diǎn)和適用性的比較。并應用結合成熟的數值計算軟件，采取現場(chǎng)實(shí)驗教學(xué)的方法進(jìn)行講解。
�。�3）在考核形式方面。除日常的考核和實(shí)驗成績(jì)考核以外，結合課程項目教學(xué)的方法，讓學(xué)生以組為單位完成一個(gè)自選的項目（Project），并以組為單位做一個(gè)展示（Presentation）。一方面鍛煉學(xué)生運用知識綜合解決問(wèn)題的能力，另一方面培養學(xué)生的團隊協(xié)作和工程素質(zhì)。
2改革特色及成效
“卓越計劃”強調學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養。因此結合“卓越計劃”的實(shí)施契機，在對課程建設中存在的問(wèn)題進(jìn)行系統深入地分析的基礎上，經(jīng)過(guò)不斷的教學(xué)研究與實(shí)踐，我�！稒C械優(yōu)化設計》實(shí)驗教學(xué)已初步形成了特色。并取得了一定的成效。主要體現在以下幾個(gè)方面：
�。�1）在理論教學(xué)建設方面實(shí)現理論基礎教學(xué)和應用能力培養相結合；課程內容與技術(shù)發(fā)展相結合。從而使學(xué)生從算法原理和理論基礎中跳出來(lái)，提升到知識的應用的層次。適應“卓越計劃”提出的培養學(xué)生工程能力的要求。
�。�2）在實(shí)驗課程建設方面根據“卓越計劃”的要求，以培養學(xué)生的工程能力和知識的綜合運用能力為目標。通過(guò)建立知識-能力-實(shí)驗內容關(guān)系矩陣。將各個(gè)知識點(diǎn)的能力培養落實(shí)到各個(gè)實(shí)驗項目環(huán)節。并針對不同類(lèi)型實(shí)驗，優(yōu)化其實(shí)驗方法。
�。�3）在教學(xué)方法方面通過(guò)比較不同的方法有不同的特點(diǎn)和其適應性，將其融入到不同類(lèi)型知識的教學(xué)過(guò)程中。尤其是借鑒國外要求學(xué)生完成課程project的方式，培養學(xué)生運用知識綜合解決問(wèn)題的能力，以及團隊協(xié)作和工程素質(zhì)。
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