优化设计方法的说课设计.docx

?

?

优化设计方法的说课设计

?

?

秦建华张烈平李海侠易怀安

摘?要：说课是提高教师教学水平的有效方式。本文从说目标、说内容、说对象以及教学设计等方面对《先进制造技术》课程中的“优化设计方法”进行说课设计，这为机械专业课程的说课设计和课堂实施提供了参考。

关键词：说课设计;先进制造技术;优化设计方法

中图分类号：G642文献标识码：A

说课是提高教师教学水平的有效方式。说课就是要讲清楚“教什么、怎么教、为什么这么教”。[1-2]通过说课可以有效的提高教师的备课质量和课堂教学能力。

《先进制造技术》[3]通常是机械工程专业高年级本科生或研究生开设的一门综合专业选修课，通过该课程的学习，学生能够对一些典型先进制造技术的基本概念、基本原理和关键技术有一个全面的了解和掌握。为此，本文节选了《先进制造技术》中“现代设计方法—优化设计方法”作为说课[4]课例，从说目标、说内容、说对象以及教学环节过程等方面进行了说课设计。

一、说目标

说目标主要围绕课程教学大纲，课程特点，学生实际来确定知识与技能、能力培养、素质养成等教学目标，具体如下：

教学大纲：根据机械专业人才培养目标，本课程的内容力求能够反应今年国内外先进制造技术的最新发展，旨在使学生对一些典型先进制造技术的基本概念、基本原理和关键技术有一个全面的了解和掌握，并配合工程实际案例，强化学生的先进制造技术应用能力和解决问题的能力。

课程特点：根据机械专业人才培养目标，本课程偏重内容的前沿性、交叉性和综合性;注重工程实际应用;力求知识体系的系统性和完整性。

学生实际：本课程的教学对象主要为机械工程专业高年级本科生或研究生。通过前期的专业基础学习，具备了一定的机械制造设计、机械自动化、计算机等相关知识基础，对典型机械和零部件的构造、尺寸、大小等具备一定的计算和分析能力。但部分学生因机械专业知识相对枯燥而导致积极性不足，同时其工程设计的实践经验有待进一步提升。

根据以上分析，本说课的教学目标可设定为：在知识与技能方面，使学生掌握优化设计数学模型的建模方法和规格化处理方法，掌握产品优化设计步骤及工程应用;在能力培养方面：培养学生的逻辑推理和分析能力、技术应用能力和创新能力;在素质养成方面，注重发展学生个性、团结协作精神和相互学习意识。

二、说内容

说内容主要从课例的选择、教学内容的处理、重点和难点等方面进行相关设计，具体如下：

（一）课例的选择

先进制造技术课程的知识结构主要为传统制造技术+电子、信息、材料、能源、管理等技术，其课程知识体系按章节脉络划分，依次分为：现代设计技术、先进制造工艺技术、加工自动化技术、现代生产管理技术、先进制造生产模式。其中现代设计技术是后续章节的基础，也是本课程的重点和难点，因此，本文将现代设计技术中的优化设计方法作为课例来进行说课设计。

通过优化设计方法课例的说课设计与实施，能够在学生初步了解机械产品设计过程的基础上，进一步学习机械产品设计的关键技术——优化设计方法，进而引导学生掌握优化设计数学模型的建模步骤和技术特点，使学生了解现代设计技术对产品设计的指导作用。

（二）教学内容的处理

首先，设计问题的导入。在教学内容上，增加将优化设计应用到工程设计中的成功应用案例，激发学生的学习积极性。

其次，优化设计的数学模型。在教学内容上，引入一个典型而简单的优化设计例子，穿插在内容讲解过程中，使学生对指导学生将抽象的问题具体化;加入系列提问，引入新问题、新悬念，由浅到深地、循序推进、培养学生的空间想象能力。

再次，优化方法的分类。在教学内容上，对部分内容进行迁移，将基于数学模型三要素的优化方法分类的内容穿插到上部分内容讲解中，使学生将抽象的分类具体化;对基于求解方法的优化方法分类的部分内容，利用直观的图表进行直观教学。

最后，优化设计的基本步骤。在教学内容上，引入典型机械产品优化问题的具体设计过程例子，结合优化设计的流程图，通过实际应用进行讲解说明。

（三）重点和难点

本说课的重点包括：数学模型三要素及确立，优化计算方法的选择和优化设计的基本步骤。其主要依据为：数学模型建立的关键是数学模型三要素的确立;优化计算方法的选择能够锻炼学生的逻辑推理和分析能力;优化设计的基本步骤能够培育学生的技术应用能力和创新能力。

本说课的难点包括：设计变量的选择;目标函数的确定;约束方程的建立。其主要依据为：所述難点内容涉及理论力学、材料力学、机械原理等相关基础知识，变化较为复杂、综合性较强，对学生的理论基础要求较高。

三、教学对象

说课的教学对象主要机械工程专业高年级本科生或研究生，其通过对本课程的前期学习，已对现代设计技术的内涵和体系具有了一定的认识;对生活、生产中的产品设计流程有较明确的认识。但学生对现代设计技术的实践过程应用仍不是很熟悉，要引用相关例子较为困难，同