国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

關(guān)于《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》教學(xué)的實(shí)施與思考

2013-04-29 12:23:59王靜孟廣耀
教育教學(xué)論壇 2013年8期
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計課程體系

王靜 孟廣耀

摘要:《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》是機(jī)械設(shè)計制造類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是數(shù)學(xué)規(guī)劃與計算機(jī)技術(shù)高度結(jié)合的學(xué)科。本文論述了將機(jī)械設(shè)計類課程相結(jié)合的必要性和在實(shí)際教學(xué)中課程設(shè)計的實(shí)施與效果,并討論了《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程的重要性。

關(guān)鍵詞:《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》;課程設(shè)計;《機(jī)械設(shè)計》課程體系

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)08-0212-02

一、國內(nèi)教學(xué)現(xiàn)狀

《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》是機(jī)械設(shè)計制造類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是數(shù)學(xué)規(guī)劃與計算機(jī)技術(shù)高度結(jié)合的學(xué)科。本課程通常以理論教學(xué)為主,涉及的數(shù)學(xué)知識與優(yōu)化算法較多,其內(nèi)容理論性強(qiáng),又很抽象,不易理解,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的熱情普遍不高。江蘇大學(xué)是國內(nèi)較早開始《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程的學(xué)校之一。馬履中等[1]在教學(xué)改革中,將教材內(nèi)容不斷更新、注意優(yōu)化軟件建設(shè),不斷更新和自編新的優(yōu)化軟件,注意教學(xué)手段的改革,積極推行多媒體教學(xué)及雙語教學(xué);注意收集學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)、應(yīng)用實(shí)例、優(yōu)化軟件。長江大學(xué)汪建華等[2]重視對學(xué)生知識應(yīng)用能力和實(shí)際操作能力的培養(yǎng),以適應(yīng)社會需要為目標(biāo),著重“應(yīng)用”二字,以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容,重視對學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。教學(xué)中引入Matlab優(yōu)化工具箱,減少學(xué)生編程與調(diào)試的工作量,將課程教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)學(xué)模型的建立上,優(yōu)化方法的選擇,以及Matlab優(yōu)化工具箱中優(yōu)化函數(shù)的使用上,使學(xué)生既學(xué)到了優(yōu)化的思想與理論方法,又能夠把實(shí)際決策問題用數(shù)學(xué)建模的方法轉(zhuǎn)化為優(yōu)化模型。河南工業(yè)大學(xué)武照云等[3]加大實(shí)驗環(huán)節(jié)的學(xué)時安排(10學(xué)時左右為宜),開發(fā)基于Matlab的算法程序庫,運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言Visual Basic進(jìn)行軟件開發(fā),采用算法可視化技術(shù)。何亞銀[4]開展課堂板書、多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的授課方式,將《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》與C語言相結(jié)合,通過C語言編程來實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法。目前國內(nèi)外的機(jī)械工程教育向著復(fù)合型人才和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的趨勢發(fā)展,學(xué)生不僅需要有堅實(shí)的數(shù)理科學(xué)知識,同時需要工程實(shí)踐方面的訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)理解知識、掌握學(xué)習(xí)的方法、培養(yǎng)獨(dú)立分析與解決工程實(shí)踐問題的能力。機(jī)械設(shè)計類現(xiàn)行的且已延續(xù)了幾十年的教學(xué)方式中,《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》的課程及課程設(shè)計四個教學(xué)環(huán)節(jié)孤立地完成,教學(xué)內(nèi)容不連貫,學(xué)生接受《機(jī)械設(shè)計》的有關(guān)知識和技能缺乏系統(tǒng)性。傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)方法中,其設(shè)計、制造及檢測環(huán)節(jié)相互獨(dú)立,嚴(yán)重脫節(jié),須反復(fù)進(jìn)行產(chǎn)品樣機(jī)的試制—檢測—修改設(shè)計。即使這樣,一些嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷及設(shè)計原理、基本參數(shù)的錯誤在設(shè)計階段也往往不能及時被發(fā)現(xiàn),有的到了產(chǎn)品開發(fā)的后期或正式生產(chǎn)時甚至在投入使用一段時間后才發(fā)現(xiàn),有時產(chǎn)品還不得不返回到設(shè)計構(gòu)造階段以便進(jìn)行必要的設(shè)計變更。這樣的產(chǎn)品開發(fā)程序效率低,浪費(fèi)了大量時間、人力和資金。目前,《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》的教學(xué)方法仍然有很多值得探索的地方。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,擺脫傳統(tǒng)的以講授數(shù)學(xué)原理為主的教學(xué)方法,對本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段進(jìn)行改革,已經(jīng)勢在必行。

二、我校開展《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》的實(shí)踐與總結(jié)

本課程所依托的《機(jī)械設(shè)計》課程為山東省精品課程,所在教學(xué)團(tuán)隊為省級團(tuán)隊。長期以來,青島理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院《機(jī)械設(shè)計》教研室在林晨老師和楊志強(qiáng)老師的領(lǐng)導(dǎo)和帶動下,具有良好的教學(xué)研究基礎(chǔ)和傳統(tǒng)?!稒C(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程教學(xué)的順利執(zhí)行,必需與《機(jī)械原理》和《機(jī)械設(shè)計》課程相結(jié)合。為了推進(jìn)該課程的教學(xué),我們在《機(jī)械原理》課程的教學(xué)中即引進(jìn)優(yōu)化設(shè)計的理論,即在平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計這部分教學(xué)時,初步講授優(yōu)化設(shè)計理論。2012年我們選用了清華大學(xué)出版社出版、李萬祥老師主編的《工程優(yōu)化設(shè)計與MATLAB實(shí)現(xiàn)》[5]這本書,筆者和同學(xué)普遍感覺挺好。該書的優(yōu)點(diǎn)在于對應(yīng)每一個算法,都附有相應(yīng)的MATLAB程序。學(xué)生可以在掌握算法的基本知識點(diǎn)以后,利用這些程序上機(jī)操作。MATLAB語言簡潔,代碼靈活,具有極其豐富的庫函數(shù)資源,并且對代碼的書寫形式?jīng)]有很嚴(yán)格的限制,同時利用豐富的庫函數(shù)簡化了子程序的編寫任務(wù);具有功能強(qiáng)大的圖形功能,可以將計算結(jié)果生成圖形或進(jìn)行運(yùn)動仿真。傳統(tǒng)教材僅介紹算法。程序需要學(xué)生自己編寫。這對于我們僅有32學(xué)時的選修課來說,要求學(xué)生編寫簡單的程序是可能的,但是要書寫較長的、本身就比較復(fù)雜的算法是不容易的。筆者長期從事數(shù)值模擬工作,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),教給學(xué)生掌握編程技術(shù)最簡單高效的方法,就是給學(xué)生現(xiàn)成的程序,然后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。在上課過程中,采用多媒體教學(xué)方法,并安排4~6學(xué)時的上機(jī)學(xué)時。在教學(xué)過程中,為了讓同學(xué)對優(yōu)化設(shè)計方法的應(yīng)用有更深的認(rèn)識,要求學(xué)生對機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計情況、先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計方法等方面進(jìn)行調(diào)研,并通過圖書館“維普數(shù)據(jù)庫”查閱文獻(xiàn)資料,書寫讀書報告。課程進(jìn)行過程中,結(jié)合平行進(jìn)行的《機(jī)械設(shè)計》課程的內(nèi)容,讓同學(xué)們進(jìn)行軸和帶傳動的優(yōu)化設(shè)計等計算。在課程結(jié)束時,結(jié)合平行進(jìn)行的減速器的課程設(shè)計,要求同學(xué)使用優(yōu)化理論對減速器進(jìn)行設(shè)計。同學(xué)們最開始都覺得比較難,經(jīng)任課教師答疑,他們最終調(diào)試好程序,計算出優(yōu)化后的結(jié)果,同學(xué)們普遍有豁然開朗之感。根據(jù)以上的教學(xué)思想,這樣就可以簡單方便地把《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》和《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》這三門課程有序地結(jié)合起來。

三、思考

數(shù)學(xué)語言描述了機(jī)械工程中的各類現(xiàn)象,所以《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》這門課給出了各種數(shù)值計算方法及相關(guān)數(shù)學(xué)模型。但學(xué)生在學(xué)習(xí)課本前面的數(shù)值方法時往往容易糊涂。所以我們在講授這門課時,必須先提出工程實(shí)際問題,然后再根據(jù)實(shí)際問題提煉出數(shù)學(xué)模型,再進(jìn)行求解。這門課的理念,應(yīng)該不只局限于機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計本身。優(yōu)化設(shè)計的教學(xué)目的并非只是教給學(xué)生如何建立數(shù)學(xué)模型,甚至是如何編程并上機(jī),最終的目的應(yīng)是為了解決實(shí)際工程問題,并在生活和工作中貫徹優(yōu)化設(shè)計的理念,給生活和工作提供方便。優(yōu)化設(shè)計的理念在《機(jī)械設(shè)計》中可以應(yīng)用到各個方面,并且和其他先進(jìn)設(shè)計方法如摩擦學(xué)設(shè)計、可靠性設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合。比如,能源短缺問題已成為世界各國密切關(guān)注的重要問題。我國的能源形勢十分緊張,能源供需矛盾突出。受技術(shù)水平制約,我國許多能耗設(shè)備效率較低,在能源緊張的同時還存在著比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此,節(jié)能是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的長期戰(zhàn)略任務(wù)。那么如何能夠設(shè)計出節(jié)能的機(jī)械,哪怕只節(jié)省1%,那么節(jié)省的能源數(shù)量也是驚人的。教學(xué)的目的是為了工程實(shí)際應(yīng)用,而不是與工程實(shí)際脫節(jié)。所以在接下來的教學(xué)過程中,筆者設(shè)想,應(yīng)該增加與工廠生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)聯(lián)的設(shè)計題目。而且作為教研室的教學(xué)儲備,打算以本科生畢業(yè)設(shè)計的形式做一些優(yōu)化設(shè)計的工程題目。這個難度要求雖然更高,但比較有意義。

參考文獻(xiàn):

[1]馬履中,楊啟志,尹小琴,等.“機(jī)械優(yōu)化設(shè)計”課程教學(xué)改革[J].江蘇大學(xué)學(xué)報,2003,25(4):95-97.

[2]汪建華.袁新梅.《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程教學(xué)改革與探索[J].長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,8(10):119-121.

[3]武照云,劉曉霞,劉楠皤,李麗.《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程教學(xué)研究與改革[J].機(jī)械管理開發(fā),2011,(1):190-191.

[4]何亞銀.《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計》課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J].機(jī)械管理開發(fā),2009,24(2):148-149.

[5]李萬祥.工程優(yōu)化設(shè)計與MATLAB實(shí)現(xiàn)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.

猜你喜歡
機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計課程體系
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化探究
龍鳳元素系列課程設(shè)計
自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用探討
關(guān)于三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用
電子制作(2018年8期)2018-06-26 06:43:40
以創(chuàng)新課程體系引領(lǐng)學(xué)生發(fā)展
民法課程體系的改進(jìn)和完善思路*——以中國政法大學(xué)的民法課程體系為例
機(jī)械設(shè)計中減震降噪的應(yīng)用研究
基于Articulate Storyline的微課程設(shè)計與開發(fā)
加強(qiáng)青少年中醫(yī)傳統(tǒng)文化教育的必要性及其課程體系構(gòu)建
論普通高校國防教育課程體系的構(gòu)建
九寨沟县| 长阳| 仪陇县| 淳化县| 安义县| 石渠县| 四会市| 伊金霍洛旗| 北京市| 滁州市| 龙山县| 民勤县| 桓台县| 衡山县| 兴安县| 玉门市| 黄龙县| 手游| 秦安县| 昭觉县| 小金县| 蒙自县| 永城市| 阿鲁科尔沁旗| 阜城县| 永登县| 博兴县| 兴隆县| 绥江县| 宁津县| 轮台县| 林州市| 陇南市| 新乡县| 武安市| 长葛市| 华亭县| 镇原县| 饶阳县| 精河县| 攀枝花市|