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        農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革研究

        發(fā)布時(shí)間:2019-08-07 來源: 人生感悟 點(diǎn)擊:


          摘要:《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。使學(xué)生樹立工程優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化決策的思想,培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,掌握科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。本文分析了農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的定位與課程目標(biāo),結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選和組織;結(jié)合專業(yè)知識,開展以農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)為案例的案例教學(xué)法研究;以《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為基礎(chǔ),開展《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)模式改革。通過《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革,有助于提高教學(xué)質(zhì)量和水平,有助于專業(yè)建設(shè)。
          關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化;《優(yōu)化設(shè)計(jì)》;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺
          中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0069-04
          一、前言
          優(yōu)化設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)中重要的科學(xué)設(shè)計(jì)方法。最初在20世紀(jì)50年代,應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展形成了以線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃為主要內(nèi)容的數(shù)學(xué)規(guī)劃理論,應(yīng)用于解決工程設(shè)計(jì)問題,形成了工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法。隨著優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法的不斷推廣和應(yīng)用,優(yōu)化設(shè)計(jì)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,優(yōu)化設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用。因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)中,開設(shè)優(yōu)化設(shè)計(jì)課程,學(xué)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法,培養(yǎng)分析和解決優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的初步能力,為將來從事工程設(shè)計(jì)工作打下一定基礎(chǔ)。
          二、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的定位與課程目標(biāo)
          農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)是昆明理工大學(xué)工學(xué)專業(yè)之一,其開設(shè)背景是2000年5月,根據(jù)昆明理工大學(xué)的綜合辦學(xué)條件,結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展、西部開發(fā)和云南省新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略,針對以工業(yè)化改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)過程中對農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才的需求特點(diǎn),經(jīng)有關(guān)專家認(rèn)真論證研究后,昆明理工大學(xué)于成立了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院。建院以來,在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)下,農(nóng)業(yè)工程學(xué)院在師資隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)科建設(shè)、辦學(xué)規(guī)模、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、科研建設(shè)、對外聯(lián)合辦學(xué)等方面都取得了較大進(jìn)展,積極為學(xué)校的本科教學(xué)工作和人才培養(yǎng)作貢獻(xiàn)。學(xué)院堅(jiān)持學(xué)校的辦學(xué)指導(dǎo)思想,積極探索在理工大學(xué)綜合辦學(xué)條件下農(nóng)業(yè)工程類高級專業(yè)人才培養(yǎng)模式,旨在培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面廣、能力強(qiáng)、素質(zhì)高并具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的本科應(yīng)用型人才。現(xiàn)設(shè)有農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)水土工程、農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化和園林四個(gè)本科專業(yè),設(shè)有農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程、農(nóng)業(yè)水利工程、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程和農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化五個(gè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。昆明理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)雖然成立時(shí)間不長,但具有特色和優(yōu)勢。昆明理工大學(xué)的辦學(xué)理念是建設(shè)理、工、文、法、經(jīng)、管多科性協(xié)調(diào)發(fā)展的高水平大學(xué)。昆明理工大學(xué)辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)和生源情況是:建設(shè)成為特色鮮明的高水平大學(xué),成為我省和西部地區(qū)培養(yǎng)高層次科技人才和應(yīng)用人才的重要基地。生源來自全國各地。昆明理工大學(xué)理、工、文、法、經(jīng)、管多科性協(xié)調(diào)發(fā)展,學(xué)科門類比較齊全,學(xué)科綜合優(yōu)勢十分明顯,而且農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)的主要學(xué)科基礎(chǔ)正是學(xué)校的一批優(yōu)勢學(xué)科。這就使得農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)能很好地汲取學(xué)科交叉的優(yōu)勢,在學(xué)科交叉中獲得新的生長點(diǎn),使專業(yè)得到再生和發(fā)展。同樣,依托學(xué)校理工綜合優(yōu)勢,對農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革將形成有利條件。與從農(nóng)業(yè)院校中成長起來的農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)相比,在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神上具有無以比擬的優(yōu)勢!秲(yōu)化設(shè)計(jì)》課程正是突出專業(yè)理工特色和優(yōu)勢的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化本科專業(yè)的培養(yǎng)方案中,《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程一直列為學(xué)科基礎(chǔ)課,旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,掌握科學(xué)的設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)學(xué)生在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)能力,突出學(xué)生的理工優(yōu)勢和特色。
          三、《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)
          優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中的一個(gè)重要領(lǐng)域,是工程設(shè)計(jì)的重要組成部分,也是工程技術(shù)人員必須掌握的設(shè)計(jì)方法,《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程已經(jīng)成為高校普遍開設(shè)的重要課程之一!秲(yōu)化設(shè)計(jì)》課程以重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的教育思想為指導(dǎo),更新教育觀念,堅(jiān)持“強(qiáng)化基礎(chǔ),恰當(dāng)拓寬,提高綜合能力”的原則,加強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),向以“知識、技能、方法、能力、素質(zhì)”綜合培養(yǎng)目標(biāo)的教育體系轉(zhuǎn)化!秲(yōu)化設(shè)計(jì)》課程將“基本設(shè)計(jì)方法”與“優(yōu)化設(shè)計(jì)思想”緊密結(jié)合,著重介紹優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、基本原理和基本方法,學(xué)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的實(shí)用程序,使學(xué)生在學(xué)習(xí)“優(yōu)化設(shè)計(jì)方法”的同時(shí),也能夠獲得工程應(yīng)用能力的訓(xùn)練。進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和科學(xué)思維方法。通過《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念和基本知識,掌握常用優(yōu)化方法的基本原理和計(jì)算方法,熟悉常用工程軟件的優(yōu)化分析和計(jì)算的功能,了解優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。所以,學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列四個(gè)基本要求,一是樹立工程優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化決策的思想;二是掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、基本知識和常用方法;三是了解常用工程軟件進(jìn)行優(yōu)化分析和計(jì)算的功能;四是具有解決工程設(shè)計(jì)中一般優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的能力。優(yōu)化設(shè)計(jì)的教學(xué)大都是基于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的。因此,以優(yōu)化設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)為工具,將優(yōu)化設(shè)計(jì)方法用于機(jī)械設(shè)計(jì)中,形成了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì),成為優(yōu)化設(shè)計(jì)的典型代表和重要內(nèi)容。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中的重要方法之一。在國內(nèi)大多數(shù)機(jī)械類本科專業(yè)中,大都開設(shè)了機(jī)械《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程,為將來從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作打下一定基礎(chǔ)。甚至也有很多機(jī)械類碩士研究生培養(yǎng)方案中開設(shè)有機(jī)械《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程,進(jìn)行更深入的理論學(xué)習(xí)。《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)改革,應(yīng)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案,從專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需要出發(fā),對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,因此,結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)本科培養(yǎng),開展《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革是十分必要的。
          四、教學(xué)內(nèi)容改革
          從我校農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需要出發(fā),對《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,把《優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為四大篇進(jìn)行教學(xué)。
          1.基礎(chǔ)篇。主要教學(xué)內(nèi)容為優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。①優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念,了解傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的區(qū)別;了解設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)變量的概念;熟悉目標(biāo)函數(shù)的概念和表達(dá)形式。②優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,熟悉優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的一般形式;分析優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型是優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)表達(dá)形式,它反映了優(yōu)化設(shè)計(jì)問題中各個(gè)主要因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。③優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾何意義,多維函數(shù)的方向?qū)?shù)、梯度和海賽矩陣,無約束目標(biāo)函數(shù)的極值條件等。

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