摘要：《優(yōu)化設(shè)計》課程是農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。使學(xué)生樹立工程優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化決策的思想，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力，掌握科學(xué)的設(shè)計方法。本文分析了農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)《優(yōu)化設(shè)計》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)計為案例的案例教學(xué)法研究；以《優(yōu)化設(shè)計》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為基礎(chǔ)，開展《優(yōu)化設(shè)計》課程的教學(xué)模式改革。通過《優(yōu)化設(shè)計》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)械化及其自動化；《優(yōu)化設(shè)計》；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)計是工程設(shè)計中重要的科學(xué)設(shè)計方法。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)計問題，形成了工程設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計理論和方法。隨著優(yōu)化設(shè)計理論和方法的不斷推廣和應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計在各個行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計在農(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)械化及其自動化本科專業(yè)中，開設(shè)優(yōu)化設(shè)計課程，學(xué)習(xí)優(yōu)化設(shè)計的理論和方法，培養(yǎng)分析和解決優(yōu)化設(shè)計問題的初步能力，為將來從事工程設(shè)計工作打下一定基礎(chǔ)。
　　二、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)《優(yōu)化設(shè)計》課程的定位與課程目標(biāo)
　　農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化本科專業(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�，F(xiàn)設(shè)有農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化、農(nóng)業(yè)水土工程、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化和園林四個本科專業(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)電氣化與自動化五個碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。昆明理工大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動化專業(yè)雖然成立時間不長，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)械化及自動化專業(yè)相比，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力、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》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)械化及其自動化本科專業(yè)的培養(yǎng)方案中，《優(yōu)化設(shè)計》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)計能力，掌握科學(xué)的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的工程設(shè)計能力，突出學(xué)生的理工優(yōu)勢和特色。
　　三、《優(yōu)化設(shè)計》課程特點(diǎn)
　　優(yōu)化設(shè)計是現(xiàn)代設(shè)計方法中的一個重要領(lǐng)域，是工程設(shè)計的重要組成部分，也是工程技術(shù)人員必須掌握的設(shè)計方法，《優(yōu)化設(shè)計》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》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》課程將“基本設(shè)計方法”與“優(yōu)化設(shè)計思想”緊密結(jié)合，著重介紹優(yōu)化設(shè)計的基本概念、基本原理和基本方法，學(xué)習(xí)優(yōu)化設(shè)計方法的實(shí)用程序，使學(xué)生在學(xué)習(xí)“優(yōu)化設(shè)計方法”的同時，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》課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握優(yōu)化設(shè)計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算方法，熟悉常用工程軟件的優(yōu)化分析和計算的功能，了解優(yōu)化設(shè)計在工程設(shè)計方面的應(yīng)用。所以，學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列四個基本要求，一是樹立工程優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化決策的思想；二是掌握優(yōu)化設(shè)計的基本概念、基本知識和常用方法；三是了解常用工程軟件進(jìn)行優(yōu)化分析和計算的功能；四是具有解決工程設(shè)計中一般優(yōu)化設(shè)計問題的能力。優(yōu)化設(shè)計的教學(xué)大都是基于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的。因此，以優(yōu)化設(shè)計理論為基礎(chǔ)，以計算機(jī)為工具，將優(yōu)化設(shè)計方法用于機(jī)械設(shè)計中，形成了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計，成為優(yōu)化設(shè)計的典型代表和重要內(nèi)容。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計是機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計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》課程，為將來從事機(jī)械設(shè)計工作打下一定基礎(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》課程，進(jìn)行更深入的理論學(xué)習(xí)�！秲�(yōu)化設(shè)計》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)械化及其自動化專業(yè)本科培養(yǎng)，開展《優(yōu)化設(shè)計》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)械化及其自動化專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需要出發(fā)，對《優(yōu)化設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，把《優(yōu)化設(shè)計》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)計的基本概念，了解傳統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計的區(qū)別；了解設(shè)計參數(shù)和設(shè)計變量的概念；熟悉目標(biāo)函數(shù)的概念和表達(dá)形式。②優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，熟悉優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的一般形式；分析優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立方法。優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型是優(yōu)化設(shè)計問題的數(shù)學(xué)表達(dá)形式，它反映了優(yōu)化設(shè)計問題中各個主要因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。③優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計的幾何意義，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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