現代設計方法課程教學改革研究

孫文成

摘要：文章對應用型本科院校的現代設計方法課程教學的改革必要性作了闡述，并對現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。

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.

關鍵詞：應用型；現代設計方法；改革

Key words： application type；modern design method；reform

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0213-02

0 引言

應用型本科機械工程專業，學生所學內容應以夠用、管用為基礎，不追求大而全的理念。由于國內中小企業基本上還基于經驗設計；設計方法還停留在傳統設計方法上。學校應培養掌握現代設計方法應用能力的技術人才，彌補生產企業的匱乏，為此，重慶文理學院現代設計方法課程的開設，正是解決這一問題的良藥。現代設計方法是該校機械工程專業的專業課，是一門與計算機、機械科學和信息技術聯系的綜合性課程，涉及到高等數學、制圖、數學建模和分析、計算機圖形學等專業知識[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代設計手段在實際產品設計過程中的優勢，而比較茫然；對大量需要理解的公式沒有興趣，對傳統閉卷考試心生厭煩。因而，對現代設計方法的教學的改革就顯得很有必要。

1 現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現代設計方法學；③優化設計；④有限元法；⑤可靠性設計；⑥創新設計。

在教學內容上，重慶文理學院通過在相關企業調研，追訪畢業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，由于創新設計牽涉的思維比較多，該校主力培養應用型的技術人才，故而創新設計的方面，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系統的講解，主要講解圖形處理、數據庫和數據處理方面；現代設計方法學主要講解運動比較多的設計方法，本節知識略講；優化設計、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。

該校現代設計方法課程設置學時64學時，對傳統內容調整后，課時設置如表1所示。

和其他專業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、畢業實習和畢業設計中，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，到相關企業拿到零件進行設計，講解企業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，多媒體展示傳統的設計方法設計出的關鍵部件，學生應用學習的現代設計方法自主設計，根據結果比對，得出優劣。

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，培養學生工程師的思維，更加熱愛專業，熱愛鉆研。如圖3所示。

2.3 啟發教學

對于優化設計和數據處理的教學，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，輸入數據，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。讓學生自己發現計算機在處理優化設計問題的優勢，并督促自己學好相關的計算機技術，應用到以后的工作中。圖4所示為黃金分割法的程序框圖。

2.4 實踐教學

對于實踐部分，以上機操作為主，以進企業調研的方式為輔。在優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場學習，參觀研發中心，由研發工程師講解如何運用現代設計方法進行模型的優化，工程師給出需要解決的優化問題，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

改革傳統的閉卷考核方式。現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的方法，加上設置問題和回答問題這個環節。期末的閉卷考試，分解為進程性考試，以課堂和課外的作業，綜合性題目，和上機實踐、工廠調研的結果為依據，嘗試的設置表如表2所示。

4 結論

本文對重慶文理學院現代設計方法課程，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，得到了學生就業企業對學生能力的認可。

參考文獻：

[1]鐘志華，周彥偉.現代設計方法[M].武漢：武漢理工大學出版社，2007.

[2]梅順齊，何雪明.現代設計方法[M].武漢：華中科技大學出版社，2009.

[3]謝里陽.現代機械設計方法[M].北京：機械工業出版社，2010.