機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究論文

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1《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》教學(xué)改革思路及措施

1.1《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程理論教學(xué)研究與改革

《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程理論教學(xué)體系的建設(shè)主要包括優(yōu)化課程內(nèi)容、制定課程教學(xué)大綱、編寫課程教案幾個(gè)方面。如前所述，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)需要克服“四個(gè)脫節(jié)”。因此在課程體系研究方面主要解決實(shí)現(xiàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合，以及課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展相結(jié)合兩個(gè)問(wèn)題。

（1）實(shí)現(xiàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合針對(duì)因該課程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較多導(dǎo)致工科學(xué)生畏難情緒大，學(xué)習(xí)熱情不高等問(wèn)題，在課程數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)等知識(shí)點(diǎn)方面，側(cè)重算法原理的講解而非算法過(guò)程的介紹；側(cè)重使學(xué)生掌握使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)工具解決工程問(wèn)題，而非自行編制算法程序求解數(shù)值問(wèn)題。從而使學(xué)生從算法原理和理論基礎(chǔ)中跳出來(lái)，提升到知識(shí)的應(yīng)用的層次。

（2）課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展相結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題已經(jīng)從求解小規(guī)模單一問(wèn)題發(fā)展到求解大規(guī)模復(fù)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(shè)計(jì)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(nèi)容應(yīng)和技術(shù)發(fā)展相結(jié)合，適當(dāng)引入先進(jìn)優(yōu)化方法的介紹。為學(xué)生從解決簡(jiǎn)單數(shù)值問(wèn)題過(guò)渡到今后解決復(fù)雜工程問(wèn)題提供知識(shí)儲(chǔ)備。適應(yīng)“卓越計(jì)劃”提出的培養(yǎng)學(xué)生工程能力的要求。

1.2《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)

《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)主要包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置、制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書幾個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)的主要目的是使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與工程問(wèn)題相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程實(shí)踐所需的綜合性知識(shí)應(yīng)用相適應(yīng)。

（1）首先在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置時(shí)，根據(jù)“卓越計(jì)劃”的要求，以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力為目標(biāo)。通過(guò)建立知識(shí)-能力-實(shí)驗(yàn)內(nèi)容關(guān)系矩陣。將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的能力培養(yǎng)落實(shí)到各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)節(jié)。并且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置突出和其他相關(guān)課程內(nèi)容、工程問(wèn)題相結(jié)合。避免知識(shí)點(diǎn)與工程應(yīng)用脫節(jié)，從而達(dá)到工程技術(shù)人才的具備知識(shí)的綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)要求。

（2）其次在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置時(shí)，對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)化其實(shí)驗(yàn)方法及其目的。主要改革體系現(xiàn)在以下三個(gè)方面：算法原理類實(shí)驗(yàn)，避免要求學(xué)生采用通用語(yǔ)言編寫成熟優(yōu)化算法的實(shí)驗(yàn)。而采用數(shù)值計(jì)算軟件驗(yàn)證，并要求主要對(duì)比分析不同算法的求解過(guò)程的特點(diǎn)。工程問(wèn)題類實(shí)驗(yàn)。側(cè)重于工程優(yōu)化問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，如何選擇合適的優(yōu)化方法求解。綜合類實(shí)驗(yàn)，和考核環(huán)節(jié)的課程project相結(jié)合，采取開放式的實(shí)驗(yàn)方式。側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、工程素質(zhì)和合作意識(shí)。

1.3《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》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(yīng)性。本項(xiàng)目研究的一個(gè)重要內(nèi)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(yàn)的教學(xué)過(guò)程中。

（1）對(duì)于基礎(chǔ)理論的介紹，以板書教學(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(chǔ)，克服學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)的畏懼心理。

（2）對(duì)于各種算法的介紹，在簡(jiǎn)單介紹其原理的基礎(chǔ)上，采用對(duì)比教學(xué)的方法，側(cè)重于各種算法特點(diǎn)和適用性的比較。并應(yīng)用結(jié)合成熟的數(shù)值計(jì)算軟件，采取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)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(yàn)成績(jī)考核以外，結(jié)合課程項(xiàng)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(xiàng)目（Project），并以組為單位做一個(gè)展示（Presentation）。一方面鍛煉學(xué)生運(yùn)用知識(shí)綜合解決問(wèn)題的能力，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程素質(zhì)。

2改革特色及成效

“卓越計(jì)劃”強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此結(jié)合“卓越計(jì)劃”的實(shí)施契機(jī)，在對(duì)課程建設(shè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)深入地分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)不斷的教學(xué)研究與實(shí)踐，我?！稒C(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)已初步形成了特色。并取得了一定的成效。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）在理論教學(xué)建設(shè)方面實(shí)現(xiàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合；課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展相結(jié)合。從而使學(xué)生從算法原理和理論基礎(chǔ)中跳出來(lái)，提升到知識(shí)的應(yīng)用的層次。適應(yīng)“卓越計(jì)劃”提出的培養(yǎng)學(xué)生工程能力的要求。

（2）在實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)方面根據(jù)“卓越計(jì)劃”的要求，以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力為目標(biāo)。通過(guò)建立知識(shí)-能力-實(shí)驗(yàn)內(nèi)容關(guān)系矩陣。將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的能力培養(yǎng)落實(shí)到各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)節(jié)。并針對(duì)不同類型實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化其實(shí)驗(yàn)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(yīng)性，將其融入到不同類型知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中。尤其是借鑒國(guó)外要求學(xué)生完成課程project的方式，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)綜合解決問(wèn)題的能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程素質(zhì)。

作者：蔣占四 王衍學(xué) 鄭偉光 單位：桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院