張光 陳德勝 林哲

摘? 要：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是把機(jī)械設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及方法相結(jié)合，借助電子計(jì)算機(jī)，自動尋找實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案和最佳設(shè)計(jì)參數(shù)的一種有效的設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，不僅能使設(shè)計(jì)周期大大縮短，計(jì)算精度顯著提高，而且可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法所不能解決的比較復(fù)雜的最優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。機(jī)械類本科生學(xué)科競賽旨在培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力及科研實(shí)踐能力，將機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)與機(jī)械類學(xué)科競賽相結(jié)合，為機(jī)械類學(xué)生參加機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽提供理論支撐，對學(xué)生高質(zhì)量完成學(xué)科競賽課題具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)；學(xué)科競賽；教學(xué)改革；電子計(jì)算機(jī)；機(jī)械類學(xué)生

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）03-0138-04

Abstract： Optimization of Mechanical Design is the course that combines mechanical design with theories and methods of optimization design. By the aid of electronic computer， it is also an effective design method being able to automatically seek and realize optimized targets with effective design schemes and suitable design parameters. By the application of optimization method of mechanical design， the design period is greatly shortened and the calculation accuracy is significantly raised as well. Moreover， it can solve complex optimization design problems that traditional design methods cannot solve. Academic competition aims to cultivate creative thinking， innovative ability and practical ability for undergraduate students from mechanical major. By combining the teaching reform on the course of Optimization of Mechanical Design with academic competitions of mechanical design， theoretical support can be provided for attending academic competitions of mechanical design for students in mechanical major， which is meaningful for guiding students to finish the work of academic competitions in high quality.

Keywords： Optimization of Mechanical Design; academic competition; teaching reform; electronic computer; students of mechanical major

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是一門面向本科機(jī)械類學(xué)生的專業(yè)課，主要是運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及方法相關(guān)知識來解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的難題，學(xué)生掌握該門課程后，可以通過采用合適的優(yōu)化方法，自動尋找實(shí)現(xiàn)預(yù)期機(jī)械設(shè)計(jì)目標(biāo)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案和最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，不僅能使設(shè)計(jì)周期大大縮短，計(jì)算精度顯著提高，而且可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法所不能解決的比較復(fù)雜的最優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。近年來，結(jié)合最優(yōu)化原理與計(jì)算機(jī)技術(shù)的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法已成為“智能制造”領(lǐng)域重要的設(shè)計(jì)手段，為工程問題提供最佳設(shè)計(jì)方案并大幅提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有廣闊的工程應(yīng)用前景[1]。有學(xué)者針對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果差、培養(yǎng)目標(biāo)難等問題開展課程改革，基于學(xué)生知識儲備，教案設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)等方面，以問題促進(jìn)學(xué)習(xí)為導(dǎo)向，開展該門課程教學(xué)改革[2-4]。有學(xué)者以提高學(xué)生理論實(shí)踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)，對機(jī)械設(shè)計(jì)類課程開展課程教學(xué)改革，通過理論學(xué)習(xí)聯(lián)系課后實(shí)踐，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力[5-7]。

機(jī)械設(shè)計(jì)類學(xué)科競賽旨在培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)高等院校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和協(xié)作精神，加強(qiáng)大學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練。浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動控制學(xué)院機(jī)械類本科生參加競賽主要包括全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽，全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生力學(xué)競賽等，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容都涉及機(jī)械裝置、設(shè)備及機(jī)構(gòu)等優(yōu)化設(shè)計(jì)。有學(xué)者通過以項(xiàng)目和專業(yè)課程為理論支撐，結(jié)合相關(guān)專業(yè)學(xué)科競賽，對專業(yè)課教學(xué)改革開展研究，通過實(shí)踐教學(xué)，提高了學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)興趣[8-10]。

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程是浙江理工大學(xué)面向高年級機(jī)械類本科生開設(shè)的專業(yè)選修課，也是現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法課程的重要組成部分。課程教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法，能夠針對工程項(xiàng)目中的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題合理地建立數(shù)學(xué)模型，選用恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，編寫計(jì)算機(jī)程序求解優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，并對結(jié)果進(jìn)行分析，最終達(dá)到獨(dú)立解決工程實(shí)際中的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的目的。為了加強(qiáng)機(jī)械類本科生科研實(shí)踐能力的鍛煉，教育部及相關(guān)組織協(xié)會針對大學(xué)生開設(shè)了一大批學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽等創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽（表1）。上述機(jī)械類學(xué)科競賽都會涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模型優(yōu)化，對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論相關(guān)知識要求較高，熟練掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是本科生參加上述競賽必須掌握的理論工具。

目前，大多數(shù)機(jī)械類本科生參加學(xué)科競賽時(shí)，由于對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法掌握不夠，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)參賽作品時(shí)舉步維艱，不知道如何以正確的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法對參賽作品進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，導(dǎo)致參賽作品質(zhì)量不高，無法獲得較好成績。在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論授課時(shí)，強(qiáng)調(diào)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法在機(jī)械類學(xué)科競賽中的應(yīng)用，將機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽相結(jié)合，為機(jī)械類學(xué)生參加機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽提供了理論支撐，對學(xué)生完成高質(zhì)量的競賽課題具有重要的指導(dǎo)意義。

一? 教學(xué)中存在的問題

通過兩學(xué)期開展的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論課程教學(xué)，發(fā)現(xiàn)在該課程教學(xué)過程中存在以下幾個(gè)問題：①由于課程教學(xué)主要以理論上課為主，大部分學(xué)生對課程所涉及的機(jī)械、機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)沒有直觀的認(rèn)識，無法理解機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法在機(jī)械類學(xué)科競賽中的應(yīng)用。②機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化方法太多，針對機(jī)械設(shè)計(jì)約束和目標(biāo)，學(xué)生如何才能準(zhǔn)確地采用最佳優(yōu)化方法來解決機(jī)械設(shè)計(jì)及學(xué)科競賽作品設(shè)計(jì)中所涉及的問題。③課程教學(xué)案例選擇缺乏針對性，在闡述優(yōu)化設(shè)計(jì)方法時(shí)，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教材內(nèi)大部分優(yōu)化案例與經(jīng)濟(jì)、物流等相關(guān)，缺少對機(jī)械類專業(yè)相關(guān)和機(jī)械類學(xué)科競賽作品的教學(xué)案例。④課程教學(xué)沒有與機(jī)械類學(xué)科競賽課題相結(jié)合，參賽學(xué)生缺少機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論知識，限制了學(xué)生在參加機(jī)械類學(xué)科競賽的創(chuàng)新和優(yōu)化思維，導(dǎo)致參賽作品質(zhì)量不高。針對上述在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論授課過程中存在的問題，需要對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入剖析，從而制定相應(yīng)的教學(xué)改革方案。

通過教學(xué)總結(jié)和學(xué)生教學(xué)質(zhì)量反饋，上述問題產(chǎn)生主要原因是在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中缺少理論與實(shí)踐認(rèn)知相結(jié)合。該課程理論性及實(shí)踐性都較強(qiáng)，理論教學(xué)部分公式、推導(dǎo)及迭代求解較多，涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、材料力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)等前期課程知識點(diǎn)，如果不與機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽等專業(yè)實(shí)踐案例相結(jié)合，學(xué)生極易感覺枯燥。在理論教學(xué)中，穿插講述與機(jī)械類專業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽相關(guān)的內(nèi)容，可以有效地為學(xué)生參加學(xué)科競賽提供理論支撐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的動力。因此，為了提高課程教學(xué)質(zhì)量及機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽作品質(zhì)量，項(xiàng)目擬基于機(jī)械類學(xué)科競賽實(shí)踐，對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革。

基于前期教學(xué)中存在的相關(guān)問題，總結(jié)該課程教學(xué)改革中需要解決的關(guān)鍵核心問題如下：①機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法與機(jī)械設(shè)類學(xué)科競賽實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教案內(nèi)容設(shè)計(jì)；②在開展與機(jī)械類學(xué)科競賽相關(guān)的課程設(shè)計(jì)中，如何確保團(tuán)隊(duì)內(nèi)每個(gè)成員都參與到課程設(shè)計(jì)中并在小組中發(fā)揮各自作用；③如何評價(jià)團(tuán)隊(duì)完成機(jī)械類學(xué)科競賽作品質(zhì)量及團(tuán)隊(duì)成員的貢獻(xiàn)度。

二? 教學(xué)改革措施

針對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)中面臨的關(guān)鍵核心問題，將機(jī)械類學(xué)科競賽與機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論相結(jié)合，通過設(shè)計(jì)教學(xué)教案內(nèi)容和教學(xué)形式開展課程教學(xué)改革，提高該課程教學(xué)的效果。主要措施如下。

（一）? 理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方案設(shè)計(jì)

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程是以理論教學(xué)為主，在設(shè)計(jì)教案時(shí)，較多采用與機(jī)械類專業(yè)和機(jī)械類學(xué)科競賽內(nèi)容相關(guān)的案例，開展針對性教學(xué)。結(jié)合往年機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽內(nèi)容，基于本課程機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，舉例講述學(xué)科競賽內(nèi)容，如第五屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽主題——休閑娛樂機(jī)械和家庭用機(jī)械的設(shè)計(jì)和制作、第十屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽主題——仿生機(jī)械和生態(tài)修復(fù)機(jī)械、2021年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽主題——連鑄切割的在線優(yōu)化和1997年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽主題——零件的參數(shù)設(shè)計(jì)等涉及機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法應(yīng)用的學(xué)科競賽內(nèi)容。

（二）? 基于學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的課程設(shè)計(jì)模式建立

由于機(jī)械類學(xué)科競賽都是以團(tuán)隊(duì)的形式參加，為了提前讓學(xué)生熟悉機(jī)械類學(xué)科競賽參賽模式與內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識，在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)中開展團(tuán)隊(duì)課題設(shè)計(jì)。在完成機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論教學(xué)后，將學(xué)生進(jìn)行分組，并布置與機(jī)械類學(xué)科競賽內(nèi)容相關(guān)的課題，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)床主軸優(yōu)化設(shè)計(jì)、圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等學(xué)科競賽主題內(nèi)容設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)自主選題，并進(jìn)行組內(nèi)分工，要求學(xué)生基于課程所學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，完成課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。

（三）? 課程考核標(biāo)準(zhǔn)建立

考核標(biāo)準(zhǔn)是評價(jià)學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容的主要指標(biāo)，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)都是對學(xué)生完成理論試卷考試進(jìn)行評價(jià)。然而由于課程與機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽相結(jié)合，既有的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已無法滿足要求，因此，擬將學(xué)生分組并布置與機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽相關(guān)的考試內(nèi)容，將小組評價(jià)與個(gè)人評價(jià)進(jìn)行結(jié)合，建立規(guī)范全面的考核標(biāo)準(zhǔn)。小組評價(jià)主要考慮團(tuán)隊(duì)基于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法完成機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽作品整體質(zhì)量，個(gè)人考核主要考查學(xué)生在完成學(xué)科競賽作品時(shí)涉及個(gè)人完成部分的質(zhì)量，主要是考查學(xué)生個(gè)人對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論知識的掌握和實(shí)踐運(yùn)用效果。

三? 教學(xué)改革內(nèi)容設(shè)計(jì)

通過查閱文獻(xiàn)以及借鑒國內(nèi)外高等教育教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)，為了提高學(xué)生機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論水平及實(shí)踐能力，將機(jī)械設(shè)計(jì)類學(xué)科競賽與機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)相結(jié)合，開展該課程教學(xué)改革。具體課程教案設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

（一）? 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程理論學(xué)習(xí)

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)授課過程中基于理論與實(shí)踐并重的原則，采用課堂講授、實(shí)例分析、程序設(shè)計(jì)分析及案例與操作演示相結(jié)合的教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生對優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的理解。理論學(xué)習(xí)由淺到深、詳略得當(dāng)，在學(xué)生理解原理的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生重在掌握每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用的工程優(yōu)化問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注K-T條件、一維搜索、無約束優(yōu)化及有約束優(yōu)化等知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，啟發(fā)學(xué)生對更加復(fù)雜的優(yōu)化問題求解方法展開獨(dú)立思考并構(gòu)思程序框架。匹配對應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械類學(xué)科競賽作品案例，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)床主軸優(yōu)化設(shè)計(jì)、圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽助老機(jī)械設(shè)計(jì)、水果采摘機(jī)械設(shè)計(jì)、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽運(yùn)輸線路優(yōu)化和碼頭貨物存放優(yōu)化等主題，將機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及機(jī)械類學(xué)科競賽相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力。以往年機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽作品為案例，開展機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，通過解析學(xué)科競賽內(nèi)容，結(jié)合機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法，完成對學(xué)科競賽設(shè)計(jì)內(nèi)容的優(yōu)化，讓學(xué)生提前熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽模式，為學(xué)生參賽提供理論支撐。機(jī)械優(yōu)化問題的案例分析部分，采用小組討論、生生互評的方式對典型機(jī)構(gòu)的可優(yōu)化參數(shù)、優(yōu)化模型與求解方法進(jìn)行探討，加深學(xué)生對“問題建模-最優(yōu)設(shè)計(jì)求解”的設(shè)計(jì)概念的理解。

在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論授課的基礎(chǔ)上，提出了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論授課與機(jī)械類學(xué)科競賽實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)改革思路。在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教案內(nèi)容設(shè)計(jì)中，以機(jī)械類學(xué)科競賽主題內(nèi)容為教學(xué)案例，來闡述機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法在完成機(jī)械類學(xué)科競賽主題內(nèi)容中的應(yīng)用，達(dá)到提高學(xué)生機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論水平的目的，為學(xué)生高質(zhì)量高效率完成競賽作品提供理論支撐。

（二）? 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程考核

在完成機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，將學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)分組?？紤]到團(tuán)隊(duì)運(yùn)行效率等方面的因素，團(tuán)隊(duì)人數(shù)控制在3～4人。團(tuán)隊(duì)小組建立后，每個(gè)團(tuán)隊(duì)需選擇由任課老師制定的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械類學(xué)科競賽主題或者自選相關(guān)課題。選題應(yīng)具有針對性和實(shí)用性，針對性是指需要運(yùn)用課程所學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來解決課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這樣才能鞏固學(xué)生優(yōu)化設(shè)計(jì)理論知識，讓學(xué)生指導(dǎo)如何針對性地使用各類優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；實(shí)用性指課程設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)盡可能選用機(jī)械類學(xué)科競賽內(nèi)容，這能使學(xué)生切實(shí)體會學(xué)以致用，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維，為參加機(jī)械類學(xué)科競賽打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

為了比較客觀地評價(jià)完成課題團(tuán)隊(duì)中每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，需要實(shí)現(xiàn)“一人一題”的任務(wù)分配。團(tuán)隊(duì)選好課程設(shè)計(jì)內(nèi)容后，團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員必須進(jìn)行任務(wù)分配，確保團(tuán)隊(duì)內(nèi)每位成員都有自己明確的工作任務(wù)，同時(shí)也保證了小組成員的內(nèi)容不重復(fù)，減少“搭便車”行為。在開始課程設(shè)計(jì)前，授課教師需要幫助每個(gè)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)成員分工，避免任務(wù)分工不均，學(xué)生實(shí)踐能力不能得到有效鍛煉。授課教師將依據(jù)課題完成質(zhì)量及團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員完成任務(wù)質(zhì)量來對每個(gè)學(xué)生進(jìn)行綜合評價(jià)，保證考核公正、公平。

（三）? 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽實(shí)踐

經(jīng)過機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)和考核后，學(xué)生具備了采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力，掌握了針對不同機(jī)械或機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題如何選用高效的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法的能力。為了促進(jìn)學(xué)以致用，鼓勵學(xué)生報(bào)名參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生力學(xué)競賽等學(xué)科競賽，授課教師鼓勵學(xué)生組隊(duì)參賽，授課教師需要全程輔導(dǎo)參賽學(xué)生，協(xié)助學(xué)生解決參賽過程遇到的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)難點(diǎn)問題，保證學(xué)生高質(zhì)量完成競賽作品。在指導(dǎo)學(xué)生完成競賽課題過程中，授課教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，解決問題，優(yōu)化成果，通過全程自主完成競賽課題，學(xué)生掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論知識水平得到充分檢驗(yàn)，學(xué)生基于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐的能力也得到充分考查。通過一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，授課教師指導(dǎo)學(xué)生采用掌握的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法，參加了全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生力學(xué)競賽和全國大學(xué)生機(jī)器人大賽等學(xué)科競賽，取得了顯著成績。

通過對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程理論學(xué)習(xí)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程考核及機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科競賽實(shí)踐進(jìn)行理論與實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)，在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論授課過程中穿插機(jī)械類學(xué)科競賽主題案例講解，并設(shè)計(jì)與機(jī)械類學(xué)科競賽相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促研，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的動力和興趣，強(qiáng)化學(xué)生掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法的水平，提高學(xué)生參加機(jī)械類學(xué)科競賽完成作品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與科技實(shí)踐緊密結(jié)合。

四? 結(jié)束語

針對現(xiàn)有機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的關(guān)鍵核心問題，結(jié)合機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法與機(jī)械類學(xué)科競賽，對該課程教學(xué)方案進(jìn)行改革和制定，并開展改革實(shí)踐教學(xué)，以機(jī)械類學(xué)科競賽主題問題促進(jìn)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論課程學(xué)習(xí)。通過采用課程設(shè)計(jì)和學(xué)生實(shí)踐，來檢驗(yàn)學(xué)生掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論知識水平及課程改革效果，同時(shí)鼓勵學(xué)生參加機(jī)械類學(xué)科競賽，真正做到學(xué)以致用。分析課程改革效果，總結(jié)改革方案利弊，對改革方案進(jìn)行優(yōu)化，并運(yùn)用于實(shí)際教學(xué)中，最后形成基于機(jī)械類學(xué)科競賽的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案，指導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)械類學(xué)科競賽，學(xué)科競賽作品水平大幅度提高。

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