机械优化设计课程教学设计.doc

机械优化设计课程教学设计（一）基本描述课程编号： S4080270课程名称： 机械优化设计课程英文名称： OPTIMAL DESIGN OF MACHINE总学时：30 讲课学时：30 习题课学时：0 实验学时：0 上机学时：0学 分：2开课单位：机电工程学院 机械制造及其自动化系 授课对象：机电工程学院 机械设计制造及其自动化专业，其它相关专业。先修课程： 高等数学 理论力学 材料力学 机械原理 机械设计 机械制造装备设计 高级语言程序设计。开课时间：第七学期教材与主要参考书：孙靖民机械优化设计机械工业出版社 2003年6月孙全颖机械优化设计哈尔滨工业大学出版社 2005年（二）课程性质、研究对象及任务机械优化设计是机械类专业的专业选修课，其目的是使学生树立优化设计的思想，掌握优化设计的基本概念和基本方法，获得解决机械优化设计的初步能力，进一步提高学生的分析问题和解决问题的水平。通过本课程的学习，培养学生具备以下几个方面的能力。1、 树立优化设计的思想，理论联系实际，具有创新设计的能力。2、 掌握机械优化设计的思想、方法和规律。在学习优化设计基本理论的基础上，应具备数学模型的建立、优化方法的选择、软件使用、优化结果分析等方面的能力。3、 正确的运用已经学过的机械优化设计基础理论和基础知识，能够初步解决其它领域的最优化问题。4、 正确掌握本领域出现的新技术、新原理和新方法，初步具备进行机械结构优化与综合研究的能力。机械优化设计是高等工科院校中机械设计制造及其自动化专业现代设计方法模块的一门主干课，它能够综合的运用先修课程所学到的知识与技能，在进一步加强数学基础理论知识培养的同时，重点训练学生运用数学方法解决机械设计问题的能力，为学生今后从事机械优化设计及其它相关工作打下一定的基础。（三）教材选择分析 目前全国已经编写出版的机械优化设计的教材比较多，合起来不少于十几本。但是，综合起来讲，还是由机械工业出版社出版，由哈尔滨工业大学孙靖民教授主编的机械优化设计教材比较合适。这本教材是面向二十一世纪优秀教材，内容的选择上非常适合于本科教学。尤其是本书的特点善于用图形来表达最优化问题的物理和几何意义。在语言描述上，善于用通俗的语言表达出深奥的道理。（四）各章节主要内容与基本要求、重点和难点、学时分配机械优化设计是机械类专业的选修课，其目的是使学生树立优化设计的思想，掌握优化设计的基本概念和基本方法，获得解决机械优化设计的初步能力，进一步提高学生的分析问题和解决问题的水平。针对这一教学目的的要求，在教学内容和讲授方法上应达到以及各方面的要求。1、 在绪论和机械优化设计实例方面的内容上，要重点讲授与机械设计密切相关的例子，力求做到使学生弄懂学习本门课程的意义、目的、应用方向和应用方法，掌握优化设计的基本思想。（2学时）2、 在讲授数学基础方面的内容时，应做到用本专业的语言，讲清楚本门课程所必需补充的数学基础，不要刻意地讲授数学原理和证明方法。（4学时）3、 在讲清楚一维搜索的基本原理和方法的基础上，重点讲清楚黄金分割法和二次插值法。（4学时）4、 在讲授无约束优化方法时，重点讲清楚梯度法、牛顿法和约束变尺度法。其它内容可以不作为重点讲授。（8学时）5、 有关约束优化方法的内容，应重点讲授罚函数方法、乘子法、可行方向法和约束变尺度法。（10学时）6、 优化设计应用方面，重点在于机械优化设计的建模、优化方法的选择、优化设计的过程和优化结果的分析。（2学时）（五）课堂讲授任课教师要以学生为中心，采用启发式、讨论式等教学方法，注意调动学生的学习积极性和创造性，培养学生的逻辑思维能力、分析问题和解决问题能力。讲课的思路要清晰，重点要突出，要理论联系实际，丰富教学实例，要适时反映本学科发展的状态。教学手段要完备，能恰当运用多媒体教学手段。（六）实验和作业适当的课后作业是检验学生理解知识、掌握优化设计方法一种重要的手段。因此，根据课程讲授内容的基本要求，并结合教材的第四、五、六章后的课后习题内容，任课教师在课后要留必要的习题作业。对学生的习题作业，任课教师要认真批阅，评出成绩，并在课堂上进行讲评。各章的习题作业：第四章；P93：15题。第五章；P12