現(xiàn)代設計方法課程教學改革探究
時間:2022-01-18 09:09:43
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摘要:文章對應用型本科院校的現(xiàn)代設計方法課程教學的改革必要性作了闡述,并對現(xiàn)代設計方法課程的改革相關情況,包括內容、方法及手段、考核評價方式等方面作了介紹,文中改革方法受到了用人單位的肯定。
關鍵詞:應用型;現(xiàn)代設計方法;改革
應用型本科機械工程專業(yè),學生所學內容應以夠用、管用為基礎,不追求大而全的理念。由于國內中小企業(yè)基本上還基于經驗設計;設計方法還停留在傳統(tǒng)設計方法上。學校應培養(yǎng)掌握現(xiàn)代設計方法應用能力的技術人才,彌補生產企業(yè)的匱乏,為此,重慶文理學院現(xiàn)代設計方法課程的開設,正是解決這一問題的良藥。現(xiàn)代設計方法是該校機械工程專業(yè)的專業(yè)課,是一門與計算機、機械科學和信息技術聯(lián)系的綜合性課程,涉及到高等數(shù)學、制圖、數(shù)學建模和分析、計算機圖形學等專業(yè)知識[1]。面對眾多理論性很強的設計方法,學生對單純板書教學感到枯燥乏味,沒有興趣;對多媒體教學沒有切身感到現(xiàn)代設計手段在實際產品設計過程中的優(yōu)勢,而比較茫然;對大量需要理解的公式沒有興趣,對傳統(tǒng)閉卷考試心生厭煩。因而,對現(xiàn)代設計方法的教學的改革就顯得很有必要。
1現(xiàn)代設計方法教學內容改革
內容包括[2][3]:①計算機輔助設計CAD;②現(xiàn)代設計方法學;③優(yōu)化設計;④有限元法;⑤可靠性設計;⑥創(chuàng)新設計。在教學內容上,重慶文理學院通過在相關企業(yè)調研,追訪畢業(yè)生對工作中常用設計方法的使用頻率等途徑,對教學內容進行了取舍,由于創(chuàng)新設計牽涉的思維比較多,該校主力培養(yǎng)應用型的技術人才,故而創(chuàng)新設計的方面,融合進其他各門課程中,以學生自主探索為主,在現(xiàn)代設計方法課程中就略去概念,只講解與智能裝備設計相關的知識點;計算機輔助設計,略去概念眾多的CAD系統(tǒng)的講解,主要講解圖形處理、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理方面;現(xiàn)代設計方法學主要講解運動比較多的設計方法,本節(jié)知識略講;優(yōu)化設計、有限元和可靠性的知識,重在應用方法對產品的設計過程和結果進行控制,省略掉純理論公式的推導,講清楚從什么地方去思考,公式的最后說明了什么以及如何應用。和其他專業(yè)課程一起增加了課外實踐學時,課外實踐的學時,融入相關的課程設計、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計中,進一步鞏固所學設計方法。
2教學方法及手段改革
2.1案例教學
對于CAD、有限元和可靠性等知識的教學,以多媒體教學為主線,以實踐工程為依托,到相關企業(yè)拿到零件進行設計,講解企業(yè)在設計中所用的方法。如圖1、圖2所示,講解到設計零件的時候,就把企業(yè)實際的零件拿到課堂,進行案例展示。
2.2對比教學
利用對比方法,多媒體展示傳統(tǒng)的設計方法設計出的關鍵部件,學生應用學習的現(xiàn)代設計方法自主設計,根據(jù)結果比對,得出優(yōu)劣。結合三維軟件UG講述不同的產品建模方法,并利用學習的有限元的知識,上機實踐,分析自己設計的產品的剛度、強度是否滿足要求,讓學生感受到成功的喜悅,培養(yǎng)學生工程師的思維,更加熱愛專業(yè),熱愛鉆研。
2.3啟發(fā)教學
對于優(yōu)化設計和數(shù)據(jù)處理的教學,由于公式復雜,要求邏輯思維能力強。教師把學生分為兩組,一組教師用VC編寫出黃金分割法、牛頓法等的界面,由第一組學生自己去填補里面的代碼,并結合教師布置的作業(yè),輸入數(shù)據(jù),得到答案;另外一組計算比較好的同學,手工算出結果,兩小組進行對比。讓學生自己發(fā)現(xiàn)計算機在處理優(yōu)化設計問題的優(yōu)勢,并督促自己學好相關的計算機技術,應用到以后的工作中。
2.4實踐教學
對于實踐部分,以上機操作為主,以進企業(yè)調研的方式為輔。在優(yōu)化設計和有限元法這兩章,帶領同學們到重慶威諾克智能裝備有限公司進行現(xiàn)場學習,參觀研發(fā)中心,由研發(fā)工程師講解如何運用現(xiàn)代設計方法進行模型的優(yōu)化,工程師給出需要解決的優(yōu)化問題,同學們用手機照相帶回學校進行研究,增加學生解決實際問題的能力。
3考核評價方式改革
改革傳統(tǒng)的閉卷考核方式?,F(xiàn)代設計方法是一門應用性非常強的課程,教學的目的是為了讓學生會用。所以對課程成績評定進行了改革,一是平時成績的改革,不光采取點名和作業(yè)的方法,加上設置問題和回答問題這個環(huán)節(jié)。期末的閉卷考試,分解為進程性考試,以課堂和課外的作業(yè),綜合性題目,和上機實踐、工廠調研的結果為依據(jù),嘗試的設置表如表2所示。
4結論
本文對重慶文理學院現(xiàn)代設計方法課程,從教學內容選擇、教學方法及手段的改革、考核評價方式改革等方面作了介紹,經過三年的改革,逐步找到了適應應用型本科教學的方法推廣,得到了學生就業(yè)企業(yè)對學生能力的認可。
作者:孫文成 單位:重慶文理學院機電工程學院
參考文獻:
[1]鐘志華,周彥偉.現(xiàn)代設計方法[M].武漢:武漢理工大學出版社,2007.
[2]梅順齊,何雪明.現(xiàn)代設計方法[M].武漢:華中科技大學出版社,2009.
[3]謝里陽.現(xiàn)代機械設計方法[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.