现代设计方法心得体会

篇一：现代与经典学习心得】感悟经典启迪思考刘春华4月24日至26日，我有幸参加了在南京举办的第二十届现代与经典全国小学数学观摩研讨会，和来自全国各地的近千名数学教师齐聚一堂，共享这一听觉的盛宴。本次活动使我收获颇多，受益匪浅。各位专家的讲解可谓精彩绝伦，始终被这些教育大师的现代教育理念、经典的实践所折服，所震撼，也不断地摧打了自己内心深处，不断地拷问自己、反思自己。思维的教学就应该从“深”入手，把学生教活、教深、教懂。探究性学习要探究，但是探究变假探究就不是可取的，显而易见的东西可以用脑子想到的，还要探究，这不变成假探究吗？真正体现数学的是简单的，朴实的美。教学的基本技能是不求全，求联，求变。听张齐华老师的数学课是一种享受，不仅在场的听课老师有此感受，当天配合张老师上课的学生更是感觉妙不可言。张齐华老师的经典语言非常吸引人，无论是对知识的引领启发，还是对学生的鼓励赞赏，张老师都倾注满腔热情，用生动、形象、准确、富于情趣的语言，紧紧地吸引住学生的注意力。张齐华老师《圆的认识》推翻了以前的设计，重新演绎了他对这节课更深层次的理解不一样的的设计，不一样的味道，就像一道道美味佳肴，精彩纷呈！张老师从学生画圆——用圆形物体画；用图钉、绳子、铅笔画；用圆规画。学生在画圆中体会方法的优缺点；在画圆中明确圆心、半径、直径的定义；在画圆中掌握了圆的特征??张老师的课大气中透着精致，看似简单的教学中却有很多思维方面的拓展延伸，教学风格极具数学味，他的课堂看似平实，其实极具深度！让我望尘莫及，心里除了感慨还是感慨：大师不愧是大师啊！在刁京京老师的课堂上《谁偷走了西瓜（数学绘本）》这堂课以故事的形式给出，巧用印尼和立方体模型带领学生动手操作，找到偷西瓜的立方体脚印，学生完全是学习的主体，并且在活动中培养了动手操作的能力，最后故事结尾是小伙伴们帮助球把西瓜采摘回来的并不是偷，又传递了一种团结向上的友谊。其次留给学生学习的空间，思考的空间、交往的空间，表达的空间和实践的空间。联系我听到的这些课，几乎所有的老师都做到了这几点。较深刻的是李保伟老师的《分数应用题复习与思考导图》中以4/5发散开来，引出分数的所有应用题类型，可谓是充分发展了写生的思考空间；在贲友林老师的课堂上，学生以小组上台交流，其他小组提问补充的形式展开，课堂上小组间充分发表自己的意见，教师只是适时的稍加引导，学生完全处在自由的交流环境中,畅所欲言，尽情表达自己的想法。学习时间短暂，感受至深。在清静幽雅、古色古香的大学留下我们匆匆行走的足迹，带走的却是满满的收获、喜悦与美好的回忆.现代与经典正如一场教育盛宴，不仅给我带来了巨大的收获，更给我带来了无尽的、深刻的思考，让我感受到了小学数学课堂的知识外的精深博大，学习到了小学数学教育界最为前沿的教育教学思想，为自己以后的教育教学提供了一个很好的借鉴和目标。【篇二：“现代设计理论与方法”课程教学经验探讨】“现代设计理论与方法”课程教学经验探讨摘要：从“现代设计理论与方法”本科教学的特点谈起，结合教学体会，从运用比较式教学、引导式教学、工程案例教学法以及多媒体与板书相结合等多种教学方法，加强实践教学环节，采用综合考核制度等方面，对该课程教学方法进行了全面的探讨，并进一步指出现代设计理论与方法在毕业设计中的应用。关键词：现代设计理论与方法；教学方法；实践教学；毕业设计中图分类号：g642・0文献标识码：a文章编号：1007-0079(2014)11-0124-02“现代设计理论与方法”是一门多元综合、新兴交叉学科的课程，它融汇了当今科学技术的精华，与各相关学科紧密联系。河南理工大学把此课程作为机械类专业本科生的一门专业必修课，在大三第二学期开设此课程。该课程在专业的体系中起到承前启后的作用，它紧密联系和应用先修课程，如高等数学、概率与数理统计、理论力学、材料力学、机械设计、机械原理以及高级程序语言等多方面的知识，并为后续的毕业设计环节打下先进的理念基础。该课程讲解内容包括了系统分析设计方法、创造性设计、优化设计、可靠性设计、有限元分析法以及机械工程cad基础等。教材编排上每一章的内容讲解一类现代设计方法，前后章节相对独立，一方面使学生在学习中不至于出现某一章节掌握不好而影响其他章节的学习，另一方面也使得老师在讲解每一章内容的时候，教学方法灵活，针对不同的现代设计方法的特点采用不同的授课方法。本课程所涉及的设计方法种类多，部分设计方法理论性强，公式推导多，枯燥乏味，内容抽象，且现代设计方法的理论学习与实际应用有较大的反差，如果完全按照教科书来组织教学，学生就会学得索然无味，也不知道理论该怎么应用，收不到良好的教学效果。因此，在教学中应针对不同章节的教学内容采用合适的教学方法，对激发学生的学习积极性、主动性以及提高教学效果起到促进的作用。经过几年的课堂教学实践探索出以下几点经验。一、教学方法比较式教学法人的各种活动都是由一定的动机所引发的，学生学习也总是为一定的学习动机所支配。动机强度大，学习积极性高，学习的潜能就会得到最好的发挥，学习效率也高。为了使学生较好地掌握“现代设计理论与方法”的知识乃至此学科方面的理论，激发他们的学习兴趣，学习动机至关重要，第一章“绪论”讲授的重点也就在此。为了使学生们认识到本课程的重要性，采用比较式的教学方法，将现代设计方法与传统设计方法进行对比教学，从可靠性、高效性、动态化、最优化、创造性等方面讲解两种设计方法的特点，传统设计方法只能获得简化条件下的近似解，而现代设计方法能获得准确解和最优解，从而认识现代设计方法的先进性，提高学生设计理念的现代意识。“优化设计”一章所涉及的优化方法种类较多，根据数学模型中设计变量的个数以及是否有约束条件，优化方法分为一维搜索方法、无约束优化方法、有约束优化方法三大类，每一类优化方法中又包含了不同的优化算法。在实际工程中，采用何种优化算法，才能简化计算、提高计算速度及计算稳定性等，最终得到满足精度要求的优化解，是学生们比较关注，也比较困惑的地方。为此，在讲解的过程中应针对不同的优化算法，列举其特点，比较不同算法之间的优缺点、适用条件、初始点选取规则等等，根据每种算法自身的特点去有目的地选取适当的优化算法。引导式教学法在讲授过程中，善于提问，引导学生自己思考，提问后鼓励学生回答问题，发表自己的见解，通过一问一答或只问不答的形式，与学生之间形成互动，以此激发学生强烈的求知欲望，加强学生的联想能力、发散思维能力以及知识的运用能力。同时，通过提问的形式来提高学生的集中力和课堂的教学效果。如“可靠性设计”一章，讲

解可靠度的推导公式时，其公式推导过程是单调枯燥的，为了避免学生精力不集中，产生厌烦情绪，应分步骤地详细推导，层层设问逐步求解，注意引导学生思维。工程案例教学法际当中，有利于他们体会现代设计方法的先进性和重要性，提高其学习的兴趣。多媒体资源与板书相结合该课程的教学内容分成两大类：是概念性强的内容；二是理论性该课程的教学内容分成两大类：是概念性强的内容；二是理论性强的内容。针对不同教学内容的特点，采用不同的教学方法和手段。讲解概念性强的知识时，可适当采用图片、动画等软件，借助于多媒体教学，［1］使教学内容生动直观，便于理解，避免教学内容的单调枯燥，提高学生的学习兴趣。在讲述“有限元法”进行结构分析时，用多媒体图片来显示工程结构、网格划分后的离散模型以及加载求解后的结构应力云图，可以让学生更加直观地理解采用有限元法进行结构分析的步骤和求解特点。讲解理论性强的教学内容时，要让学生理解某一设计方法的原理和解决问题的算法，必然涉及大量的数学公式推导，总结教学经验时发现，使用板书的教学效果好于多媒体。因为传统的板书式教学，推导过程前后连贯清晰、信息停留时间长、内容可以及时修改等优点，便于学生消化吸收。［2］二、实践环节1.实验教学在高等工科院校中，实验教学在学生们更好地领会并掌握现代设计方法在实际工程中的正确应用，培养学生基本素质和能力等方面具有不可替代的重要作用。为提高教学效果和质量，增强学生的学习兴趣，需合理确定实验教学的内容与形式。该课程主要采用计算机模拟软件matlab进行实验。该软件是美国mathworks公司于20世纪80年代中期推出的数学软件，matlab优化工具箱可以解决线性、非线性最小化及最大化、方程求解、曲线拟合、二次规划等问题中的大型课题的求解方法，为优化方法在工程中的实际应用提供了更方便快捷的途径。［3］将matlab软件引入“现代设计理论及方法”教学中，可以通过学生的上机练习对所学知识加深理解，学会如何运用计算机技术去解决实际问题，可以大大提高教学质量和学生的综合素质。毕业设计毕业设计作为高等学校培养人才的最后一个综合性实践的教学环节是本科学生开始从事科学研究和工程设计的初步尝试，是对大学四年所学知识和技能的全面体验，也是培养学生综合运用所学的理论知识和技能解决本专业工程问题的重要途径。毕业设计质量是提高教学水平和学生创新能力的体现。传统的机械毕业设计中学生的大部分精力耗费在零部件的常规设计以及繁重的绘图工作中，对整机全局难以进入深入研究，很难获得最优方案。并且在分析计算中，采用静态的或近似的方法而不是动态的精确的方法计算，计算结果未能反映零部件的真实工作状态，影响了设计的质量。对于一些模具和钣金件这样的复杂曲线和曲面，用传统的二维设计方法进行表现时，表现能力较差，且二维图纸绘制比较困难；传统设计方案是否可行只能靠理论推导和计算，难以进行实际检验，使学生感到毕业设计只是“纸上谈兵”，失去兴趣。［4］近年，笔者在指导毕业设计中引导部分学生在毕业中运用三维设计、优化设计、动力学仿真及有限元计算等方法。例如，在设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动时，采用优化设计方法，使齿轮满足正常工作条件下两齿轮的.=J体积最小；在对齿轮的强度进行校核时，借助有限元软件ansys完成，这使学生在设计中进一步深入地掌握了现代设计方法和手段，开阔了视野，也极大地提高了学生的学习兴趣和设计的积极性、主动性，极大地提高了毕业设计的质量。.=J三、采用综合考核制度考核是考查一门课程讲授效果的一种方式，该门课程是机械类学生一门重要的专业基础课，在考试中采用闭卷的考试方式。了解一个学生对该门课程的掌握程度，不能仅从卷面成绩来判断。影响学生卷面成绩的因素比较多，比如考前的临时突击式复习可以取得一个好成绩，考生比较粗心，计算容易出错，导致卷面成绩不理想等等，不能由此判定该生对该门课程的掌握程度，该成绩也不能反映出学生的综合能力。因此，在该课程考核的时候采用卷面成绩占70%，实验成绩占10%，作业占10%，出勤情况占10%，实验成绩由实验时的表现情况以及完成任务情况来综合给定。针对学生抄袭作业的现象，采取了以小组为单位完成不同作业题目的方法，出勤情况的考查主要是针对一些学生自控能力差，为督促学生更加自觉学习采取的措施。采用考试、实验、作业和考勤并重的考核方式，教师的任务将加重，对任课老师的要求也更高。因此，任课老师一定要加强自身的学习，积极参与科研，努力掌握现代设计方法的新知识和其在工程中的应用，以期使自己的教学在培养本科大学生的基本素质和能力上发挥更大的能量。四、结束语在信息时代的今天，改革过去灌输式的教学模式势在必行，通过近几年“现代设计理论与方法”课程的教学实践，深切体会到比较式教学、引导式教学法、工程案例教学法、多媒体资源与板书相结合以及实践教学环节的重要性和有效性。教学改革是一个新的事物，总会出现新的问题，应该认真分析教学方法，从自身实践中改进教学思路，进一步提高教学质量。在今后的教学中通过不断认识，不断实践，不断完善，以期获得一条适合本科生教学的成功之路。参考文献：李红莎，杨洪涛■多媒体教学在现代教育技术中的实践策略[j]■科技信息，2011，（12）：117-118.陈就，王建晓.《现代设计方法》理论与实践环节教学探讨[j]■高教论谈，2009，（5）：100-101.焦丽丽.matlab软件在机械优化设计中的应用研究[j]■科教文汇，2011，（6）：90-91.白晓虎，张祖立，辛明金.现代设计方法在机械类专业毕业设计中的应用[j]■中国现代教育装备，2008,（9）：25-26・【篇三：1现代设计理论与方法】现代设计理论与方法学生姓名：学号：指导老师：班级：摘要本文主要介绍现代设计理论及方法：优化设计,并运用实例进行简要说明现代优方法。一、 现代设计理论及方法概述现代设计是以知识为基础的,以知识获取为中心,设计是知识的物化,新设计是新知识的物化。现代设计中的每个设计,总是由许多不同利益方合作来完成的,对产品也应当有一种广义的理解：产品也可以是一个过程,一个软件或一个组织结构。现代设计方法是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。它运用了系统工程,实行人、机、环境系统一体化设计,使设计思想、设计进程、设计组织更合理化、现代化，大力采用许多动态分析方法，使问题分析动态化，实际进程、设计方案和数据的选择更为优化，计算、绘图等计算机化。所以人们常用动态化、优化、计算机化概括其核心内容。二、优化、优化设计和机械优化设计的含义1、优化是从处理各种事物的一切可能的方案中，寻求最优的方案。优化的原理与方法，在科学的、工程的和社会的实际问题中的应用，便是优化设计。2、常用优化设计方法：单变量方法，无约束问题搜索方法，有约束问题搜索方法，现代优化方法。3、现代优化方法：遗传算法的提出遗传算法简称ga(geneticalgorithm)，最早由美国michigan大学的j.holland教授提出(于上世纪60-70年代，以1975年出版的一本著作为代表),模拟自然界遗传机制和生物进化论而成的一种并行随机搜索最优化方法。遗传算法是以达尔文的自然选择学说为基础发展起来的。遗传算法将“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适应度函数并通过遗传中的选择、交叉及变异对个体进行筛选，使适应度高的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体既继承了上一代的信息，又优于上一代。这样周而复始，群体中个体适应度不断提高，直到满足一定的条件。遗传算法的算法简单，可并行处理，并能到全局最优解。4、遗传算法的应用领域1)函数优化(2)组合优化(3)生产调度问题(4)自动控制5)机器人(6)图像处理遗传算法的应用步骤对于一个需要进行优化的实际问题，一般可按下述步骤构造遗传算法：第一步：确定决策变量及各种约束条件，即确定描述个体的变量x和问题的解空间范第二步：建立优化模型，即确定目标函数的类型及数学描述形式或量化方法。三、应用实例一、变速器齿轮的优化设计对于汽车变速器的设计，过去的设计方法多是使用经验公式计算，通过同类型变速器的测绘来初步确定参数。现在汽车变速器设计的方向主要是为了减小其质量和体积，并提高传扭能力。变速器质量和体积的减小可以降低制造费用，减小齿轮的动载荷，并提高齿轮的寿命，保证汽车的布置会更加灵活方便。这就是说现在汽车变速器优化设计的目的就是在可以满足零件的使用寿命、刚度和强度的条件下，来追求变速器质量和体积的完美。1、目标函数的确定在发动机确定的条件下，如何在保证同等使用性能完成的条件下来降低成本、节省材料呢？如何完成设计要求，如何正确分配传动比正确选择的齿数、螺旋角、模数、齿轮变位系数等。过去大多是根据估算、类比或试凑的办法来初步确定参数，之后再做强度和刚度的校核。如若不合适，将选其中的某个参数做修改，然后再进行重复的计算，最后到满意为止。这种设计的方法一定不可避免的伴随着主观性，这种主观盲目因素优化设计是可以消除的，计算机在设计时可合理选择参数，达到所有要求的最优组合。通过对变速器用体积最小做为目标函数，然后得到约束条件，对变速箱的齿轮模数、传动比、螺旋角、齿数、齿宽做优化，将会达到较理想的优化效果。2、设计变量的确定设计一个在使用期限内安全工作的变速器，主要参数有齿轮模数、各档传动比、齿轮的螺旋角、齿轮的移距系数、齿轮的齿宽、齿数等。传动比是非常重要的因素，其影响变速器的性能和换档方便性，将会对整车的经济性和动力性有直接影响，所以要优先保证其要求。3、约束条件的建立中间轴轴向力的限制，中心距a的限制，传动系最大传动比限制,变速器使用性能的限制，满足齿轮最小齿数的要求以保证不根切，螺旋角的限制，尺宽的限制。4、优化方法的选取(1)选用序列二次规划方法：齿轮传动设计中的函数都是非线性的，并都有约束条件，即：minf(x)约束为：gi(x)<0i=1,?,minf(x)在约束条件下求极值的问题，通常使用的方法是把问题转为子系统问题，再求解，做一个迭代问题，一般的约束优化都会多一个惩罚函数，便将约束问题转成无约束的条件问题，所以通过这个方法，条件极值问题就可由参数化转变为无约束条件的优化序列得到答案。但是也存在确定，其求解效率低。现在用k－t方程进行求解的较多，k－t方程的求解是许多规划算法的基础，通过拟牛顿

法来更新过程，得到k－t方程的积