現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程教學(xué)改革研究

孫文成

摘要：文章對(duì)應(yīng)用型本科院校的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程教學(xué)的改革必要性作了闡述，并對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程的改革相關(guān)情況，包括內(nèi)容、方法及手段、考核評(píng)價(jià)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。

Abstract： The necessity of the reform in the teaching of modern design method in the applied undergraduate colleges and universities are expounded， and the relevant circumstances of the reform of modern design method， including the content， methods and means， assessment methods and other aspects are introduced. The reform method has been affirmed by the employing unit.

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法；改革

Key words： application type；modern design method；reform

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0213-02

0 引言

應(yīng)用型本科機(jī)械工程專業(yè)，學(xué)生所學(xué)內(nèi)容應(yīng)以夠用、管用為基礎(chǔ)，不追求大而全的理念。由于國(guó)內(nèi)中小企業(yè)基本上還基于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法還停留在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法上。學(xué)校應(yīng)培養(yǎng)掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用能力的技術(shù)人才，彌補(bǔ)生產(chǎn)企業(yè)的匱乏，為此，重慶文理學(xué)院現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程的開設(shè)，正是解決這一問題的良藥?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是該校機(jī)械工程專業(yè)的專業(yè)課，是一門與計(jì)算機(jī)、機(jī)械科學(xué)和信息技術(shù)聯(lián)系的綜合性課程，涉及到高等數(shù)學(xué)、制圖、數(shù)學(xué)建模和分析、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等專業(yè)知識(shí)[1]。

面對(duì)眾多理論性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)生對(duì)單純板書教學(xué)感到枯燥乏味，沒有興趣；對(duì)多媒體教學(xué)沒有切身感到現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)勢(shì)，而比較茫然；對(duì)大量需要理解的公式?jīng)]有興趣，對(duì)傳統(tǒng)閉卷考試心生厭煩。因而，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的教學(xué)的改革就顯得很有必要。

1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法教學(xué)內(nèi)容改革

內(nèi)容包括[2][3]：①計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD；②現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)；③優(yōu)化設(shè)計(jì)；④有限元法；⑤可靠性設(shè)計(jì)；⑥創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

在教學(xué)內(nèi)容上，重慶文理學(xué)院通過在相關(guān)企業(yè)調(diào)研，追訪畢業(yè)生對(duì)工作中常用設(shè)計(jì)方法的使用頻率等途徑，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了取舍，由于創(chuàng)新設(shè)計(jì)牽涉的思維比較多，該校主力培養(yǎng)應(yīng)用型的技術(shù)人才，故而創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方面，融合進(jìn)其他各門課程中，以學(xué)生自主探索為主，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程中就略去概念，只講解與智能裝備設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)方法學(xué)主要講解運(yùn)動(dòng)比較多的設(shè)計(jì)方法，本節(jié)知識(shí)略講；優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元和可靠性的知識(shí)，重在應(yīng)用方法對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程和結(jié)果進(jìn)行控制，省略掉純理論公式的推導(dǎo)，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(yīng)用。

該校現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程設(shè)置學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)容調(diào)整后，課時(shí)設(shè)置如表1所示。

和其他專業(yè)課程一起增加了課外實(shí)踐學(xué)時(shí)，課外實(shí)踐的學(xué)時(shí)，融入相關(guān)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步鞏固所學(xué)設(shè)計(jì)方法。

2 教學(xué)方法及手段改革

2.1 案例教學(xué)

對(duì)于CAD、有限元和可靠性等知識(shí)的教學(xué)，以多媒體教學(xué)為主線，以實(shí)踐工程為依托，到相關(guān)企業(yè)拿到零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，講解企業(yè)在設(shè)計(jì)中所用的方法。如圖1、圖2所示，講解到設(shè)計(jì)零件的時(shí)候，就把企業(yè)實(shí)際的零件拿到課堂，進(jìn)行案例展示。

2.2 對(duì)比教學(xué)

利用對(duì)比方法，多媒體展示傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的關(guān)鍵部件，學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法自主設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)果比對(duì)，得出優(yōu)劣。

結(jié)合三維軟件UG講述不同的產(chǎn)品建模方法，并利用學(xué)習(xí)的有限元的知識(shí)，上機(jī)實(shí)踐，分析自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的剛度、強(qiáng)度是否滿足要求，讓學(xué)生感受到成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生工程師的思維，更加熱愛專業(yè)，熱愛鉆研。如圖3所示。

2.3 啟發(fā)教學(xué)

對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的教學(xué)，由于公式復(fù)雜，要求邏輯思維能力強(qiáng)。教師把學(xué)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(xué)生自己去填補(bǔ)里面的代碼，并結(jié)合教師布置的作業(yè)，輸入數(shù)據(jù)，得到答案；另外一組計(jì)算比較好的同學(xué)，手工算出結(jié)果，兩小組進(jìn)行對(duì)比。讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在處理優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的優(yōu)勢(shì)，并督促自己學(xué)好相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，應(yīng)用到以后的工作中。圖4所示為黃金分割法的程序框圖。

2.4 實(shí)踐教學(xué)

對(duì)于實(shí)踐部分，以上機(jī)操作為主，以進(jìn)企業(yè)調(diào)研的方式為輔。在優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元法這兩章，帶領(lǐng)同學(xué)們到重慶威諾克智能裝備有限公司進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，參觀研發(fā)中心，由研發(fā)工程師講解如何運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行模型的優(yōu)化，工程師給出需要解決的優(yōu)化問題，同學(xué)們用手機(jī)照相帶回學(xué)校進(jìn)行研究，增加學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3 考核評(píng)價(jià)方式改革

改革傳統(tǒng)的閉卷考核方式。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程，教學(xué)的目的是為了讓學(xué)生會(huì)用。所以對(duì)課程成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行了改革，一是平時(shí)成績(jī)的改革，不光采取點(diǎn)名和作業(yè)的方法，加上設(shè)置問題和回答問題這個(gè)環(huán)節(jié)。期末的閉卷考試，分解為進(jìn)程性考試，以課堂和課外的作業(yè)，綜合性題目，和上機(jī)實(shí)踐、工廠調(diào)研的結(jié)果為依據(jù)，嘗試的設(shè)置表如表2所示。

4 結(jié)論

本文對(duì)重慶文理學(xué)院現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程，從教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)方法及手段的改革、考核評(píng)價(jià)方式改革等方面作了介紹，經(jīng)過三年的改革，逐步找到了適應(yīng)應(yīng)用型本科教學(xué)的方法推廣，得到了學(xué)生就業(yè)企業(yè)對(duì)學(xué)生能力的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘志華，周彥偉.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[2]梅順齊，何雪明.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[3]謝里陽.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.