现代设计方法课程学习

现代设计方法课程学习（通用8篇）

1.现代设计方法课程学习 篇一

关于面向实践的现代SoC设计课程教学方法的创新的论文

摘 要：现代SoC设计课程是集成电路设计及相关专业学生的一门核心基础课程。课程教学分理论授课和实践教学两个环节，为使学生更好地理解授课内容，切实有效地提高工程动手能力，对该课程的实践教学环节进行深入的探索和研究。利用团队互动式教学、递进式实验设

关键词：教育技术论文发表,发表现代教育技术论文,信息技术教学论文投稿

摘 要 现代SoC设计课程是集成电路设计及相关专业学生的一门核心基础课程。课程教学分理论授课和实践教学两个环节，为使学生更好地理解授课内容，切实有效地提高工程动手能力，对该课程的实践教学环节进行深入的探索和研究。利用团队互动式教学、递进式实验设置、项目牵引等教学方法进行面向实践的教学探索，实施多年，取得显著成效，在激发学生学习热情的同时，有效地提升了学生的工程实践能力，从而促进教学质量的稳步提升。

关键词 现代SoC设计课程；实践教学；实验案例；互动式教学

中图分类号：G642.44 文献标识码：B

文章编号：1671-489X08-0143-02

Practice Oriented Teaching Exploration for Modern SoC Design Course//SHEN Jianliang， ZHANF Fan， SONG Ke， LYU Ping， ZHANG Li

Abstract Modern SoC Design is one of basic core courses in integrated circuit design and related majors. It has teaching theory and practicetwo aspects. In order to make students better understand the teaching content and improve the practical ability， this paper do some deep research andexploration on practical teaching， that through interactive teaching by team， setting progressive traction experimental and project teaching method. The implementation of many years has achieved remarkable success to stimulate the learning enthusiasm while effectively improve the practical ability of students， so as to promote the improvement in the teaching quality.

Key words modern SoC design course； practical teaching； experimental case； interactive teaching

1 前言

现代SoC设计是电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信号系统等相关专业的一门核心基础课程。它的先行课程包括数字集成电路设计、数字逻辑和硬件描述语言，后续课程有微处理器设计、高级计算机体系结构、可重构SoC设计方法学等，在一系列硬件课程教学中起着承上启下的作用，对学生理解SoC系统的软硬件设计思想将产生深刻的影响。由于该课程理论性较强、知识面较宽、信息量较大，存在教师难教、学生难学等问题，容易造成学生被动地学习，难以真正理解SoC设计的精髓，也无法调动学习积极性，致使教学效果不理想[1-2]。本课程以SoC设计的基本原理和基本流程为教学内容，教学过程中注重实践能力的培养，并对实践教学方法进行探索，以满足未来对教学及科研工作的要求。

2 以往SoC设计课程教学中存在的问题

教材理论性强，缺乏与实践教学的联系 目前国内SoC设计技术相关教材种类很多，但大多数理论性强，不够形象生动，基本只是对设计流程简单罗列，所举示例不够直观，很少或者没有配套的实验，和实践教学存在脱节，不能直接与SoC系统设计相对应，从而达不到理想的教学效果[3]。现代SoC设计课程多数为高年级本科生和低年级研究生选修，这个阶段学生对于SoC系统有一定的理解，但对于具体的设计方法和涉及的工具链还没有清晰的认识，对部件的功能和结构分析的能力也还比较弱，急需通过一定的工程实践来提升设计能力。在实践过程中可以巩固所学的理论知识，同时对理论知识更好地理解又会进一步指导实践[2，4]。

涉及的知识面广，横向和纵向存在很强的关联性 SoC设计是集成电路设计领域一门重要的课程，涵盖的知识面很广。从底层的半导体物理器件，到芯片封装测试及其应用都有涉及，横向与纵向的知识关联性强。一方面，该课程先修课程本身难度就较大，与数字集成电路设计、数字逻辑和硬件描述语言等先修课程有纵向的密切关联。如果学生没有很好地掌握这些知识，势必影响到现代SoC设计课程的学习。这种纵向联系增加了教师的讲授难度，制约课程教学的立体化展开，从而也制约了实践教学的开展[5]。此外，该课程与同期开设的高速PCB设计、高级计算机体系结构、微处理器设计等课程也有较为重要的联系。多年的教学经验表明，SoC设计等硬件类课程间缺乏统一规划和协调，教学存在内容大量重复或缺失、课程之间内容脱节严重等问题[2]。

另一方面，该课程各个知识点之间横向联系密切，这些关联使得现代SoC设计的`教学不同于其他课程，对各知识点的介绍不能一步到位，而是逐步深化、层层递进，无形中增加了理解和教学的难度[2]。

实践环节过分单一化，不能与理论教学有效结合 现代SoC设计配有专门的实验课程，拥有专用实验平台，但往往受限于EDA工具的选择、厂家定制硬件的配套实验，不能有效结合课堂教学内容。由于硬件课程本身上手比较难，学生初学时往往不知道从何下手，同时实践教学与理论授课也不能很好地直接对应，特别是较为复杂的实验系统很难彻底完成，需要学生课后花更多的时间和精力去消化。

3 教学改革与实践环节设计

针对现代SoC设计教学中存在的上述问题，自起，本单位逐步进行现代SoC设计课程的教学内容与教学方法改革，强化实践环节，取得一定的实践教学经验。

团队互动式教学 SoC课程涵盖了当前ASIC设计的整个设计流程，包含芯片前后端设计、可测试性设计、低功耗设计等内容，一位教师难以透彻地讲解到所有的知识点。本单位结合承担的科研项目实际，参考国家级精品课程教材，以研究生入学考试大纲为指导，根据每位授课教师在科研项目中的特长，对教学内容进行调整，并创新式地采用团队式互动教学方法，由多位教师共同讲授一门课程，从而全方位多角度传授课程的知识要点[2]。

1）团队式互动教学方法是指由多位知识互补的教师组成教学团队完成一门课程的讲授。每位教师直接参与先行理论授课与后继课程的实践教学环节，实现理论授课和实践教学的统一。同时，由授课团队共同完成课程内容修订、课程体系讲座、实践环节设计和指导，并亲身在相关课程中主讲若干学时或讲座，介绍课程之间的关系，实现课程体系的贯通式教学。例如，为了更好得与计算机系统结构课程衔接，“现代SoC设计”主讲教师要为“计算机系统结构”课程开设“指令集设计”“流水线技术”等讲座，激发学生的学习兴趣，明确计算机系统 结构课程在现代SoC设计教学中的地位和联系[2]。

2）增加对硬件设计的综合分析。在团队教师协助下，增加对基于ESL的SoC设计、基于平台的SoC设计等的介绍和学习，为后继课程做好技术铺垫，积极引导学生思考，重新认识硬件基础对于专业学习的重要性，改变“重软偏硬”的思想，而深化“软硬结合，相得益彰”的认识[2]。

开展递进式的教学实践项目 在实践教学过程中需要遵循“由浅入深、由简到难”的原则，同一个知识点可以安排多个实验，递进式地让学生掌握相应的知识点。比如在涉及RTL级代码综合优化的实验时，可以分Step、Hold时序分析与讲解、静态时序分析、综合优化策略等内容进行，形成从基础到高阶的递进，让学生遵循自然学习规律完成知识点的掌握。同时，实践教学内容一定要按照设计流程层层递进，从最初的RTL级代码编写规范开始，然后进行设计综合、布局布线、时序分析、物理实现与验证等步骤，在理解工具脚本的基础上层层推进，最后实现对全流程的掌握[6]。

以项目为牵引，实现动手能力的再提高 实践教学只能将学生领进门，个人的造诣必须在实践中演练。否则，实验做得再好，也只能是纸上谈兵。以“项目”为引导，可以从根本上提高学生学习主动性，提高学生的设计和实践能力。实践教学实验的设计往往只包括最基础的操作和应用，难以覆盖工程实现的方方面面，必须在实践项目的锻炼中才能不断地提高科研能力，实现实验教学的最终目的[4]。

4 实践教学改革效果

多年来通过上述教学内容和实践环节的改革探索，SoC设计课程体系建设得到进一步完善，教学质量也提升了，成效显著，主要体现在以下几个方面。

紧密衔接课程，奠定扎实的理论基础 俗话说得好，基础不牢、地动山摇。在进行SoC设计课程讲授前，对前导课程的知识点进行回顾与梳理，可以帮助学生快速地进入角色，部分与SoC设计课程衔接紧密的课程需要提前进行预习。根据学生调查显示，在巩固学习模拟与数字电路等先导课程后，现代SoC设计课程中所涉及的基本原理更容易被理解，实践内容也更容易被掌握，更容易接受；同时，学好现代SoC设计课程后，对微处理器设计、可重构SoC学习有很大促进作用[2]。

提高SoC设计技术，为项目研发培养生力军 通过本课程学习，很大激发学生的学习热情，学生也更愿意投入到硬件设计、嵌入式系统设计中来。在研究生开题时，很多学生基于对SoC设计的热情选择类似的课题开展研究，积极投身到SoC设计中来，有些甚至成为项目研究的主力，能独立完成一个功能IP从前端到后端设计的所有设计流程，在项目研发中发挥了重要作用[2]。

5 结束语

现代SoC设计是电子科学与技术、计算机科学与技术、通信与信号系统等相关专业的一门核心基础课程。随着对实践教育质量的不断重视，强化实践育人环节，本文分析了以往该课程在教学环节中存在的问题，阐述了面向实践的教学改革与实践环节设计实施方案，通过团队互动式教学、递进式实验设置、项目牵引等实践教学方法，实现对学生SoC设计技术的有效锻炼，培养学生ASIC芯片设计能力[2]。

参考文献

[1]阎波，李广军，林水生.“微机系统原理与应用”课程的教学改革[J].电气电子教学学报，，34（3）：42-43.

[2]王洁，周宽久，赖晓晨，等.面向实践的计算机组织与结构教学探索[J].实验室科学，（5）：31.

2.现代设计方法课程学习 篇二

现代设计方法课程是我校机械设计制造及其自动化专业的专业课, 是一门综合性课程, 它融汇了当今科学技术的精华, 涵盖了基础学科、计算机及机械学科的大部分内容, 与各相关学科紧密相联。现代设计方法课程的特点是设计方法种类繁多、理论性很强, 部分基础理论知识复杂且抽象, 涉及到高等数学、工程数学、机械制图、数学建模、数值分析、

美学法则等基础及专业知识。 (1) (2) 根据本课程内容的特点, 如果单纯运用板书教学方法, 学生会感到枯燥乏味, 失去学习的兴趣;多媒体教学虽然具有传递的信息量大、生动、形象直观及便于理解的优点, 但是仍不能使学生亲身感触到现代设计手段在实际产品设计过程中的显著优势。因而, 有必要对现代设计方法的教学方法和手段进行全方位的改革, 从而调动学生学习的积极性和主动性, 提高学生应用现代设计方法解决实际工程问题的能力。

1 现代设计方法内容简介

(1) 计算机辅助设计CAD。主要讲述现代CAD技术的内涵及主要研究内容;工程数据处理方法;计算机绘图基本原理及机械工程图的绘制。 (2) 计算机辅助工程CAE。主要讲述在现代设计方法中, 对产品及其重要零部件进行力学分析及优化分析计算的有限元法。 (3) 机械优化设计。主要讲述借助于最优化数值计算方法在计算机上寻求工程最优方案的数值解法。 (4) 可靠性设计。主要讲述产品的可靠性指标及量值, 对可靠性指标进行合理的分配, 再把规定的可靠性指标设计到产品中去。

2 教学方法及手段改革探索

现代设计方法理论内容的整个教学过程以多媒体课件教学为主线, 板书教学为辅助手段进行。每一独立授课环节的多媒体课件都是根据授课内容的具体特点采用不同表现形式进行制作, (3) 并附之与讲解内容相关的成功案例。例如理论性较强的内容, 多媒体课件的制作为纲领性的, 具体内容讲解以板书为主, 将所用到具体基础学科知识依据学生所用教材给予提示, 具体到章节;实践性较强的内容, 以实际应用案例为导向, 实施启发性教学, (4) 使现代设计概念先入为主, 增强学生学习的能动性。为使学生能够充分理解消化所学知识, 根据授课进度安排上机训练。利用比较教学法, 将传统机械设计方法设计的减速器关键部件及整体模型用现代设计手段进行重现, 比较二者的设计结果。

2.1 计算机辅助设计CAD阶段

(1) 工程数据处理。播放精选的相关视频资料, 使学生体会传统设计与现代设计过程中查询工程数据的不同手段和方法, 从而理解对传统纸质记载的工程数据进行处理的必要性。选用机械设计课程设计中所用到的典型数表和线图, 根据其不同特点采用不同方法进行工程数据处理, 常用方法是程序化和建立工程数据库。课后安排上机练习, 主要熟悉工程数据的各种处理方法。建议学生自由选择机械设计课程设计过程中曾用过的数表或线图进行处理, 同学之间最好不要重复, 以尽可能多地处理工程数据。所有结果留待后续设计使用。 (2) 关键零部件的三维模型建立。结合工程应用软件Solidworks讲述不同的产品建模方法, 重点讲述特征建模方法。上机练习时, 同学们分成几个小组, 尝试采用调用程序或检索数据库的方法进行齿轮和轴的几何尺寸设计。设计过程中及时发现工程数据处理结果的不合理及不正确性并进行修改。

2.2 计算机辅助工程CAE阶段

有限元基本理论部分涉及大量高等数学公式的推导, 知识点比较分散、零碎, 学生听课时感觉枯燥、乏味, 不感兴趣, 不利于集中注意力。因而, 该部分内容的讲解主要注重关键问题的处理方法, 对于繁琐的公式推导仅给予简单的处理说明, 并给出具体参考资料让学生课下参阅。本章内容主要包括结构离散化、单元分析、整体分析及后续结果处理。每一个知识环节讲解完毕, 通过上机训练, 利用Ansys软件进行演示, 将理论知识与实际应用结合起来。

上机练习课时, 学生练习使用Ansys应用软件, 将设计过的齿轮和轴等减速器的关键零部件进行应力、应变及变形分析。

2.3 机械优化设计阶段

传统产品设计过程中, 为保证产品能满足使用及寿命要求, 关键零部件的设计和选用会在强度、刚度和寿命等方面有冗余, 最终导致产品整体尺寸大, 体积重, 从而造成材料浪费。采用机械优化设计的思想可以使产品在满足使用要求的同时, 具有最优的结构尺寸, 从而减小产品总体额尺寸、降低产品的重量, 达到节省使用空间、节约材料和降低产品成本的目的。

结合实例讲解优化设计数学模型的建立、最优化求解方法的选择及问题的求解步骤。通过上机练习, 采用机械优化设计思想设计斜齿轮减速器的关键零部件, 并以减速器中心距最小为目标, 进行减速器的优化设计。

2.4 可靠性设计阶段

在产品设计过程中, 为消除产品可能存在的潜在缺陷和薄弱环节, 防止产品使用过程中发生故障, 采用可靠性设计知识进行产品设计, 以确保产品满足规定的固有可靠性要求。可靠性设计是可靠性工程的重要组成部分, 是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节, 是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的。

讲解可靠性的相关知识, 结合实例讲解可靠性模型的建立, 使学生掌握把规的可靠性指标值直接设计到零件中去, 使它们能够保证可靠性指标值的实现。

3 创新设计能力培养

常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导, 以实践经验为基础, 运用图表和手册等技术资料, 进行设计计算、绘图和编写设计说明的过程。现代设计方法强调以计算机为工具, 以工程软件为基础, 运用现代设计理念进行的机械设计。机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力, 利用人类已有的相关科学技术知识, 进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。

在讲授现代设计方法的同时, 使学生了解现代设计手段和技术的发展使产品设计过程更方便、快捷、高效, 但常规设计仍然是最基本的设计方法, 是机械设计课程的根本内容。关键是要能够将所学习的新手段、新方法应用于实际工程领域, 进行产品创新设计。结合大学生学术科技活动, 进一步加强学生创新设计能力的培养。

4 结论

针对不同类型的知识采用不同的授课方法, 多媒体演示与实际操作及训练相结合, 具体内容讲解过程中, 穿插实际应用案例, 采用探究式教学方法进行讲解。将采用传统设计方法已经完成的减速器设计贯穿于现代设计方法的整个教学过程, 在学习现代设计基本理论的同时进行实际应用训练。在熟知的减速器设计过程中, 使学生对现代设计的理论、思想、手段和方法有所掌握, 增强学生对新知识的渴求, 利于激发学生学习的兴趣、提高学习积极性及能动性。

摘要：根据新的人才培养模式及现代设计方法课程教学内容的特点, 选择适当的教学手段和方法, 采用多媒体课件演示与实际操作及训练相结合的教学方法对课程内容进行讲解。利用探究式研讨教学方法, 将采用传统设计方法已经完成的减速器设计贯穿于现代设计方法的整个教学过程, 在学习基本理论的同时进行实际应用训练, 增强学生对新知识的熟知感, 利于激发学习兴趣、提高学习积极性。

关键词：现代设计方法,改革,探究式教学

注释

1钟志华, 周彦伟.现代设计方法[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2007.

2曹金榜.现代设计技术与机械产品[M].北京:机械工业出版社, 1987.

3陈就, 汪建晓.《现代设计方法》理论与实践环节教学探讨[J].教书育人 (高教论坛) , 2009 (5) :100-101.

3.现代设计方法课程之教学方法初探 篇三

【关键词】现代设计方法 MATLAB编程 机械工程 本科培养

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0232-02

我国高等教育发展纲要中提出了“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养”的要求，目的是切实增强高级专门人才的能力。实践教育，特别是创新性实践教育是达到这一目的关键举措[1]。长期以来，我国机械工程专业学生占大学生总数的比重始终居于前列，这与社会渴求机械类人才的现状相适应，这种趋势还将延续。因此，机械工程专业的教学改革在高等教育改革中占有重要地位——它直接决定了高校培养的机械专门人才能否适应我国社会主义现代化建设的需要。为了培养具备创新设计能力、基础扎实、适应面广的机械专门人才，我国工科院校普遍开设了现代设计方法课程；该课程是一门综合性课程，可以直接用于创新性实践教育，一般作为高年级本科生的专业必修课。由于各个高校具有不同的传统和特色，因此这门课并没有统一的教材和教学内容。“如何针对本学校的实际情况、让学生有效地掌握现代设计方法”已经成为摆在相关授课教师面前的紧要问题。本文对现代设计方法的课程内容、教学困难做出分析，在借鉴其他高校课程改革成果的基础上，探索适合本校的课程教学方法。

1.现代设计方法课程的内容

现代设计方法涉及的内容非常广泛，融合了当代科技的各种先进理念，适用范围并不局限于机械设计，例如：优化设计可以用于各行各业，有限元方法可以用于流场、电磁场等多种连续域物理问题。实际上现代设计方法要求学生既要理解通用的数学模型，又要熟悉本专业的理论知识，还要会使用专门的软件工具。下面从机械工程专业的角度，列举现代设计方法课程的主要内容。

1.1设计方法学

设计方法学是从全局的视角帮助设计人员开发出高价值的创新产品。它将设计对象视为一个技术系统，将技术系统的总功能分解至功能元，为功能元求解就是寻找实体结构。这样可以得到多种整体方案，然后从中找到最优解。这个过程需要创新思维方法和技法，如头脑风暴法、组合创新法等。近年来，基于TRIZ理论的创新设计方法开始引入教学。TRIZ又称萃智，试图将发明创造过程流程化，让人们以查表的方法找到问题解决方案；实践证明，它确实可以加快人们创造发明的进程以得到高质量的产品。

1.2优化设计

优化设计（Optimization Design）能帮助设计者从所有方案中选择出最佳方案。普通设计中，设计人员凭借经验和规范提出多种设计方案，然后按照一定的评价准则选出得分最高的方案。优化设计中，设计者首先需要将工程问题用数学语言描述成优化模型，然后选择合适的优化方法，最后在计算机上搜索设计空间以找到最佳方案。根据问题的不同复杂程度，有时候只能得到局部最优的方案。

如何将工程实际问题用优化数学模型描述出来是教学要点。求解数学模型可以用MATLAB编程实现。

1.3可靠性设计

可靠性设计（reliability design）认为任何产品都存在失效的可能，设计人员应该保证产品有足够能力在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能。这需要学生建立新的观念：产品的物理属性不是定值，而是服从某个概率分布的随机变量。学生还要学会将概率统计理论知识用于零部件的可靠性设计。

1.4有限元方法

有限元方法也称有限元分析（Finite Element Analysis），它将连续域问题用多个互联的子域问题代替，每个子域问题用节点变量描述出单元数学方程，接着组装成整体数学方程，最后进行数值求解。一般要求学生会用ANSYS软件对零部件的强度进行校核。

1.5其它现代设计方法

计算机辅助设计（Computer Aided Design）已经得到普遍应用，这要求学生至少会用一种三维造型软件，如Pro/E， SolidWorks， CATIA，UG等。机械结构的动力学仿真也是与机械设计紧密相关的内容，这需要掌握ADAMS等动力学分析软件。

2.教学中存在的问题

由于现代设计方法这门学科发展迅速，内容繁多，这给教学带来了一系列困难，也引发了诸多教学改革尝试，体现在以下几个方面：

2.1 缺乏权威定义

一个明确的定义有利于让学生准确地区分传统设计方法与现代设计方法，从而使他们更好地理解课程内容。现有教材将一些先进的设计方法的集合统称现代设计方法[2， 3]。但是随着现代科技的飞速发展，新的设计方法将不断出现，同时一些以前视为先进的方法逐渐变成常规方法。这种动态变化使得现代设计方法目前没有权威的定义。针对这个问题，有学者提出将“当今时代为产品制造或工程项目完成达成实体化全过程而制定的技术上的方案、图样与程序”作为定义[4]；还有学者使用比较教学法从九个方面展现出现代设计方法和传统设计方法之间的差异。这些工作有益于人们明确对现代设计方法的认识。

2.2 难以全面讲解

现代设计方法经过多年发展已经成为一个内容庞杂的理论和方法的体系。有学者列举了50多种已经研究和应用的现代设计方法；有的教材提出八种不同设计方法作为教学内容。但是有限的课时是教学内容的最大限制；如果以创新实践教育为目标，那么学生只能掌握很少的设计方法。因此，授课教师只能选择重要的内容进行讲解。普遍认为：创新设计思想，优化设计，有限元方法，可靠性设计等内容是不可或缺的模块内容。

2.3 难以深入讲解

现代设计方法的主要教学模块内容十分丰富，大多可以独立成专门的课程。在有限学时的约束下，教师很难将每个模块深入讲解到学生能够运用自如的程度。据称国外著名大学一般不设立此课程而是分别设置诸如“优化设计”、“有限元法”等课程。国内有的教学团队也尝试建立相关课程体系来解决这个问题[5]。该团队提出“注重专业必修课，深化专业选修课，扩展公共选修课”的思路，着力构建和完善现代设计方法课程体系。具体地说，将现代设计理论及方法作为专业必修课作为基础课程，同时开设“优化设计”、“有限单元法”等专业选修课供学生进行深入学习，还设立“ANSYS有限元分析”、“ADAMS动力学分析”等多种公共选修课供学生学习设计工具的使用；此外，还将其它先进的设计方法如“反求工程设计”、“并行设计”等作为公共选修课供学生拓展知识。

3.教学方法初探

本校根据实际情况安排40学时用于现代设计方法课程。如果以实践教育为导向，有限的学时不能保质保量地完成教学。笔者经过初步探索做出如下教学安排：

a）教学内容：TRIZ创新设计方法，优化设计，有限元分析，可靠性分析，计算机仿真工具原理；

b）教学重点：各种设计方法的基本数学模型和MATLAB求解。

在这个安排中，实践教育的重点在于训练学生针对简单工程问题进行数学建模，然后用MATLAB软件编程求解；对于各种仿真软件的具体使用不做介绍，但是集中介绍各种仿真软件原理，并将它们的操作流程与数学模型的建立与求解过程联系起来。

4.结束语

如果以实践教育为导向，那么教师需要根据本校的实际情况确定教学重点内容，同时还要探索新的教学方法，才能使学生在有限的学时里掌握先进的设计方法、并将其应用在机械产品的设计实践中。这个探索过程是必要的也将是长期存在的。

参考文献：

[1]顾秉林，王大中等.高水平学科建设的创新人才培养之路[J].清华大学教育研究，2010，31（1）.

[2]赵松年，佟杰新，卢秀春. 现代设计方法[M].北京： 机械工业出版社，2011.

[3]孙靖民. 现代机械设计方法[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

[4]卢险峰. 现代设计方法的定义及一级分类[J].南昌大学学报，2009，31（1）.

4.现代设计理论与方法试卷 篇四

一、单项选择题

1．CAD一词已经成为世界通用的名词，它是指（A）A．计算机辅助工程 B．计算机辅助制造

C计算机辅助设计 D．计算机辅助工艺规程设计 3．设备坐标系的维数一般为（B）A．一维 B．二维 C三维 D．四维 4．将平面图形沿X方向平移10个单位，沿Y方向平移15个单位，其坐标变换矩阵为（A）A． B．

C．D．

7．对约束优化问题，设计变量的选择（C）A．可以在可行域中 B．不允许在可行域中 C．只允许在可行域中 D．不一定在可行域中

8．要将一个有约束问题的求解转化为一系列无约束问题的求解，可以选择（C）A．复合形法 B．简约梯度法 C．罚函数法 D．共轭梯度法 9．在解决线性规划问题时，首选的优化方法为（B）A．外点罚函数法 B．单纯形法 C．拟牛顿法 D．变尺度法 11．有限元分析中，下列单元属于二维单元的是（D）

A．六面体单元 B．四面体单元 C．杆单元 D．三角形单元 12．用有限元方法求解问题获得的解属于（A）A．近似解 B．精确解 C．解析解 D．半解析解

13．采用杆单元进行平面刚架有限元分析，杆单元的一端具有（B）A．两个自由度 B．三个自由度 C．四个自由度 D．六个自由度

14．某刚架单元两节点对应的总体编码为5和3，则局部座标系下的单元刚度系数k在总体刚度矩阵中的位置为（D）

A．第5行第3列

B．第14行第3列

C．第5行第14列

D．第14行第14列 1 5．在平面应变问题中，沿轴线方向（C）

A．应变、应力都为零 B．应力为零，但应变不为零

C．应变为零，但应力不为零 D．应变、应力都不为零

16．若产品的平均寿命等于失效率的倒数则产品的寿命服从（C）A．正态分布 B．泊松分布 C．指数分布 D．二项分布 17．在平均安全系数不变的情况下，由于强度(或应力)的分散度增大会使零件的可靠度（A）A．降低 B．提高 C．不变 D．无法确定

18．当系统中任何—个零件发生故障都会导致整个系统失效，该系统是（A）A．串联系统 B．冗余系统 C．表决系统 D．非工作冗余系统 19．并联系统的可靠度比组成该系统的零件的可靠度（B）A．底 B．高 C．相等 D．不确定

20．产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率称为（D）A．平均寿命 B．平均失效密度 C．平均可靠度 D．平均失效率

二、多项选择题

21．下列设备属于CAD的输入设备的，有（BCE）

A．显示器 B．扫描仪 C．键盘 D．绘图仪 E．光笔

22．通过矩形窗口与矩形视区的匹配，可以实现图形的（ABD）A．放大 B．缩小 C．锗切 D．摇视 E平移

23．下列方法中属于利用目标函数的导数构造搜索方向的优化方法有（BE）A．坐标轮换法 B．梯度法 C．单纯形 D．Powell法 E．变尺度法 24．单元刚度矩阵具有（ACE）

A．奇异性 B．正定性 C．分块性 D．稀疏性 E．对称性

25．如图所示的2／4表决系统，下列情况系统可以正常工作的是（ABCDE）A．a、b失效c、d正常 B．a失效b、c、d正常 C．a、b、c、d正常 D．a、c正常b、d失效 E．a、d失效b、c正常

三、填空题

26．可靠度是对产品可靠性的概率度量。

27．系统的可靠度取决于组成系统的零部件的可靠度和零部件的组合方式。

28．CAD系统的软件根据其用途可分为三类，它们是：系统软件、支撑软件和专用。

29．在实体的边界表面表示法(B--re：p)中，实体外表面信息数据可分为两类，它们是几何信息数据和拓扑结构信息数据。

30．优化问题按目标函数的性质和约束的性质分为无约束优化问题和有约束优化

31．对于一种优化算法，如果从理论上讲经过有限步搜索可求出二次目标函数的极值点，则这种算法具有二次收敛性。

32．工程数据采用程序化方法处理时，一般有两种方法，一种为查表、插值的方法，另一种为将数据和线图拟合成经验公式。

33．梯度方向是指函数值增长最快的方向。

34．对结构进行有限元分析时，结构所受的载荷可以分为节点载荷和非节点载荷，对于非节点载荷需要进行载荷的移置处理。

35．用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于瞬态问题。

四、简答题

38.在有限元分析中，对结构划分的单元数是否越多越好？为什么？ 答．不是。

单元的数量取决于要求的精度、单元的尺寸和自由度数。

虽然一般单元的数量越多精度越高，但也有一个界限，超过这个值，精度的提高就不明显。39.系统的可靠分配按分配原则不同，有哪些分配方法？各自分配原则是什么？ 答．（1）系统的可靠度分配方法有：等同分配法、加权分配法和动态规划最优分配法。（2）（a）等同分配法按系统中各元件（子系统或零部件）的可靠相等的原则进行可靠度分配。

（b）加权分配法按各子系统在整个系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重的原则来分配可靠度。

（c）动态规划最优分配法可以把系统的成本等因素为最小作为目标函数，而把可靠度不小于某给定值作为约束条件的原则分配可靠度；也可以把系统的可靠度尽可能大作为目标函数分配可靠度。

43．一组合变换如下，先将图形绕（3，4）点旋转60°，然后放大一倍。试求该组合变换的变换矩阵；

三角形各顶点的坐标为A（10，0）、B（10，20）、C（0，20），试求经过上述变换后三角形各顶点坐标。答．（1）将图形绕（3，4）点旋转60°的变换矩阵： = 将图形放大一倍

该组合变换的变换矩阵：

（2）三角形顶点坐标矩阵为： 变换后三角形的坐标： == 44．如图所示的平面桁架，由两个单元组成，单元（1）与单元（2），二者之间角为45°，单元（1）的局部坐标正方向为沿轴线方向由节点1指向节点3，单元（2）的局部坐标正方向为沿轴线方向由节点2指向节点3，在局部坐标系下每个单元的刚度矩阵分别为[K]=E，[K] =，求桁架的总体刚度矩阵[k].答．平面桁架的坐标转换矩阵为

由局部坐标系与总体坐标系的关系知：单元（1），单元（2）

在整体坐标下单元的刚度矩阵为

单元（1）局部码对应的总码为1、3，单元（2）局部码对应的总码为2、3

按照刚度订成法，可得出总体刚度矩阵为

5.自考现代语言学学习方法 篇五

我主要是没时间所以是先看中文的~看完一个单元把觉得重要的和定义的句子划出来然后在英文版的里头找原句~背掉。

最后自己做个知识简要再记点不太记得的东西~没事随身带着看看~

最后做做卷子就差不多了~

恩~对了~书每个单元后面的习题还是很管用的~

我也在自考中，把书后面的考纲撕下来，然后对应着看书，自己划重点，然后把课后的习题做一遍，效果还是满好的老实讲，我也是很愁语言学的，我比较偏爱词汇学。但是语言学却稀里糊涂考的还不错。总之我的意见就是多做练习题，只是一味看课本功效不大。但是也不能完全不顾课本，不会做的题还是要翻课本，去课本里找。题做多了，做懂了，考试要过自然不在话下。

你报考四门的话，记得要分清主次，重点放在比较难的科目。比较简单的科目可以考前一周多做练习也就差不多了。

6.学习现代汉语的方法与技巧解析 篇六

一：多看，现代汉语看似不难但是要真正理解真的要“书读百遍”，大一的时候我就觉得不是很能理解，现在因为要考研所以看了很多遍，一遍比一遍深刻有感悟，它不用死记是理解的东西，其实还挺有意思的。

二：做题。光看书是不能对自己掌握程度有一个直观把握的，不做题也不利于真正的理解，尤其是词汇和语法分析就先把课后的题做了就差不多了。

三：实践。结合平时生活中的现象，对语音呀词汇呀用现代汉语知识分析。 其次呢，以下是我个人的一些浅见，供同学们参考。 首先，必须以马列主义为指导，自觉地运用马克思主义语言学观点，解释现代汉语的语言现象，解释和掌握现代汉语的内部规律。 其次，必须明确学习目的。语言的学习，对于一个语文教师来说是具有重大意义的。一个教师，尤其是一名语文教师，不仅是语言的使用者，而且要处处指导学生正确的使用语言。我们要从教育事业出发，从维护祖国语言的纯洁健康出发，好好学习现代汉语，做一个合乎规格的称职的中学语文教师。 第三，在注意现代汉语科学性、系统性，牢牢掌握基本概念和基本规律的同时，要坚持理论联系实际的原则，努力培养自己对现代汉语实际情况的认识和分析能力，并能把这些理论知识和分析能力运用到听、说、读、写的实践中去。真正做到“上口”和“上手”，提高运用语言的实际水平。

第四，学习现代汉语必须勤学苦练。

毛泽东同志说：“语言这东西，不是随便可以学好的，非下苦功不可”。语言知识只能从勤学中获得，分析和运用语言的能力只能在苦练中形成，终南捷径是没有的。

最后，还要注意学习现代语言学的新观点、新方法，不仅注意语言学同文学、历史学、哲学、心理学、人类学、考古学等人文科学的联系，而且在今天还要注意它同数学、生理学、物理学、电子学、信息论、控制论、符号学、计算机技术、通讯技术、自动化技术等自然科学和新兴科学的联系，以解决一些边缘性的课题。

如何学习《现代汉语》

學好《現代漢語》不容易，所以回答這個問題的人不同尋常的寥寥。用處不大，如果為了拿證書文憑，只有背條條了。

難就難在，許多理論，概念和術語都是基於英語的，和漢語風馬牛不相及。

又，中文字詞不分，分析語法就難上加難了。

與其學《現代漢語》，不如學現代漢語。一個辦法是學一點外語，從而知道什麼叫語法。然後再回過頭來，自己琢磨一下，看看漢語的語法到底是怎麼樣的;運用到聽說讀寫當中，不亂說亂寫。

不難看出，許多過去年代的很會寫的，大都是這樣洋為中用的。 如果不學外語，則可以瞭解一點語法概念，用以幫助分析。漢語語法很簡單，無非詞，詞組及相互關係;只要注意到這些，再看一些作文方法，最好是外國的愛賽寫法之類的，相信您的現代漢語一定會很快就文從字順，得心應手。

這樣還有一個好處，養成火眼金睛，一眼識破那些似是而非的爛文，使其原形畢露。

順便說一下，現在流行的多種邪門，如生造濫用詞語，像「悲催」「童鞋」之類的渣渣語，五花八門，要慎而避之，否則會把自已的漢語也搞得下流不堪。

学好《现代汉语》的方法

1、语法概念。现代汉语重点的学习首先就是语法，当然，主要是汉语语法，也需要对英语语法进行比较。现代汉语的语法有两个概念，广义的语法概念是语言的语用语意，狭义的语法概念是汉语的语言运用。学习现代汉语需要明确学科性质和内容，它教授的就是虽然我们都知道，但并不能系统理论的语法知识。

2、词类划分。这是期末考试之中的一部分，算作是现代汉语的基础知识。自己要知道实词和虚词的划分，以及名词，动词，形容词，副词，介词，助词等各类词的语法特征。考察方式主要以给你一段话，自己从中分类，划分为主。词类的学习一定要努力做笔记，因为需要背诵的语法性质及特征有很多。

3、短语的学习。这是现代汉语的学习重点，因为这和另一个重点中心分析法相关，两个知识点常常联系起来考查。尤其对于不同短语的考查，如主谓短语、中补短语等，其中容易混淆的是同位短语和联合短语，这需要重点区分，具体而言，同位短语讲的是不同词，同一事物，而联合短语则是同类词，不同事物。具体还需要结合短语性质分析。

4、中心分析法。中心分析法又叫层次分析法，或者框式结构分析法。考查类型为给你一句话，要求按照不同短语类型进行划分，具体步骤是从左往右，由大到小，逐层划分。中心分析法的学习除了大量的题型堆积外，其它是没有什么捷径的。

5、单复句。现代汉语主要的内容就是词，短语，句子。而其中的句子更是重中之重，主要是长句的主语划分，分为第一层和第二层及多层划分，之后不同的短语有不同的不同的划分依据。但重点还是在复句之中的单句区分。

7.现代机械设计方法及研究 篇七

1 现代机械设计的特点

随着社会的发展, 人们对机械的要求不断提高。 现代机械能实现的功能比较多, 种类也比较多, 结构也愈加复杂。 通过对现代机械的分析和研究, 从实现功能角度可以将机械分成动力系统、操纵系统、传动系统等。 而这些系统又可以按照一定的标准将其分成各种子系统。 相比于传统的机械设计方法而言, 现代机械设计具有一定的特点。 第一, 现代机械设计对机械的工作原理、外观、结构、传动方式等内容的要求比较高, 这对机械设计人员提出了更高的要求;第二, 现代机械设计涉及到的学科专业比较多, 是一项综合性比较强的工作。 在进行机械设计时不仅涉及到力学、 结构学、 机械电子学等专业内容, 同时还涉及到美学、控制学等专业。 在进行机械设计时只有综合应用这些专业知识, 才能保证设计出的机械产品具有市场竞争力。

2 计算机辅助机械设计方法

随着计算机技术的不断发展, 改变了机械设计的方式。 计算机辅助设计 (Computer Aided Design) , 人们通常将其简称为CAD, 在机械设计领域具有重要的地位。 计算机辅助设计在机械设计领域中的应用改变了传统的机械设计方法, 提高了机械设计的效率和准确性。 计算机辅助设计系统中包括两部分的内容。 第一部分是硬件系统, 这是计算机辅助系统能够运行的物质基础。 第二部分是软件系统, 软件系统又可以细分成系统软件、应用软件等具体的内容。

应用计算机辅助设计系统进行机械设计的具体流程如下所述。 首先, 要建立数学模型。 一些比较常见的机械都有固定的数学模型, 不需要设计者再重新进行设计。 其次, 是进行程序框图设计。 再次, 是编写程序。 主要是依靠上一步设计的程序框图进行程序编写。 最后, 是调试程序。 只有当调式的结果和手工计算的结果完全相同时才可以将设计结果投入使用。

3 系统化机械设计方法

传统的机械设计比较关注产品的功能, 对于其他方面的关注度则比较低。 现代机械设计则打破了传统机械设计的理念, 在机械设计的过程中使用了很多先进性的技术, 从而使得现代机械设计逐渐向系统化的发现发展, 设计出的机械产品更加先进。 机械设计的实质就是通过对现有机械产品的改造来提高机械产品的性能。 而改造的方式和手段是多种多样的, 可以改变机械产品的结构, 可以使用新的技术等, 但无论是哪一种方式都可以带来巨大的效益。 也正是因为现代机械设计具有这样的优势, 它才能获得快速的发展, 成为促进工业发展的源动力之一。

现代科技的不断发展, 使得人们对于机械产品的要求不断提高, 进而使得机械产品的结构愈加复杂、更新换代的速度不断加快。 在这种背景下, 机械设计面临着巨大的挑战。 虽然机械设计的手段有很多, 但其中有很多机械设计的方法和手段已经不能满足时代发展的需要。

系统化的机械设计方法和普通的机械设计方法和手段不同, 系统化的设计方法是多种机械设计方法的统称, 是将机械设计理念从抽象概念转化为具体内容的一种方法。 采用系统化机械设计方法需要对设计过程进行细分, 将其分成不同的层次, 并且要明确每一层的具体任务和目标, 从而按照由浅到深的原则逐渐将抽象的设计理念具象化。 相比于其它的机械设计方法而言, 系统化机械设计方法也具有一定的特点。 其中最为突出的特点就是将机械设计过程看成是由多个子过程组合成的一个系统。 而系统化机械设计的过程则是针对这些子系统进行设计。 但在进行子系统划分时还应掌握一定的技巧。第一, 子系统划分的数量要控制在合理的范围内, 过多或者过少都不利于设计工作的进行;第二, 在选择子系统分界点时应尽量选择一些要素组成比较简单的地方;第三, 要保证机械系统工作时涉及到的物流、 信息流处于流通状态, 不能出现物流、信息流中断的现象;第四, 在进行子系统划分时应明确每一子系统的具体功能和想要实现的目标。 而且还应根据具体的功能要求对子系统进行分解, 直到不能再分为止。

4 结语

总之, 随着现代科学技术的不断发展, 用户对机械产品设计的要求不断提高。 传统的机械设计方法已经不能满足现代工业发展的需要。 在这种背景下, 现代机械设计应运而生。 相比于传统的机械设计而言, 现代机械设计的水平有了很大提高, 采用的设计方法和设计手段愈加多样化。

参考文献

8.现代机械设计方法刍议 篇八

关键词：机械设计；计算机；设计方法；机械

进入21世纪，由于生产力的快速发展，社会生活与生产的各个方面都获得了巨大的进步，各种新工艺和新方法逐步的走进了机械设计的领域。面对竞争日益激烈的市场环境，机械设计要想在时代的发展之中立于不败之地就必须注重方法的创新与技术的革命，只有这样才能适应时代的不断进步与发展。正是在这种环境的影响之下，现代机械设计方法逐步出现并得到了快速的发展，适应现代社会发展的机械设计方法极大的改变了现代机械设计的理念与过程。本文针对现代机械设计方法进行了系统的介绍，希望可以对我国机械设计今后的发展带来相应的借鉴价值。

1.现代机械设计的内涵

上世纪六十年代，人们在对机械设计研究的过程之中将机械设计的过程分为三个阶段：体验阶段、设计方案阶段以及技术设计与工艺设计阶段，这三个方面之间相互独立又相互联系。随着科学技术的不断发展，尤其是计算机技术普及之后，人们逐步的认识到机械设计不应该割裂开来，而是应该统一起来，进行系统性的设计，实现体验、设计和工艺三者之间的有效融合。在这种理念的引导之下，机械设计方法逐步融合并吸收了其他多种方法与理念，逐步形成了现代的机械设计方法。例如信息科学、计算机技术以及系统科学都成为了促进现代机械设计方法革新的重要因素。

2.现代机械设计的特点

现代机械设计的方式与种类很多，机械设计的结构趋于复杂，正是如此，现代机械设计存在真很多的特点。首先，在设计方法方面现代机械设计往往与计算机技术进行融合之后完成相应的机械设计；其次，设计理念在逐步的更新，传统的设计理念已经逐步淡出时代发展的舞台，取而代之的是更为科学与先进的设计理念；最后，在设计目标方面，现代机械设计的目标零件和机械更为复杂，需要的设计思路和设计方法更为先进。

3.现代机械设计方法分析

随着科学技术的革命，机械设计方法获得了迅猛的发展，尤其是计算机技术与信息技术普及并走入机械设计领域之后，机械设计方法可以说获得了狂飚式的发展。各种新的设计理念与设计方法如雨后春笋般铺展开来。

3.1可靠性设计

可靠性设计将机械设计与概率论和数理统计进行了有效的结合，在实际的设计之中将可靠度指标与机械设计进行了融合，这种设计方法可以更為准确的反应零件质量，这种设计方法利用数学的概率原理计算出在给定环境之下零件不产生破坏的概率，进一步的提供了零件的安全系数。这种设计方法主要为了适应现代机械设计目标和条件的日益复杂，进一步保证了所设计和生产的零件的质量。该方法的发展与普及主要是现代数学与物力学共同发展与融合的结果，正是可靠性设计的出现才有效保证了各种高标准机械设计工作的顺利推进与不断发展。

3.2最优化设计

优化设计法是根据最优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合的方式或自动搜索方式，借助计算机进行半自动或自动设计，寻求在现有工程条件下的最优设计方案的一种现代设计方法。现代机械设计之中优化的主要内容包括两个方面：第一，对实际的工程进行数学抽象，抽象成为相应的最优化数学模型；第二，应用迭代法来遥进出相应的解。通过这两个阶段就实现了对机械设计的优化处理，寻去更为科学的设计方法，这成为现代机械设计方法之中不可或缺的环节与步骤。

3.3计算机辅助设计

计算机是20世纪最伟大的发明之一，正是由于计算机的出现极大的改变了现代社会生活与生产方式，同样也对机械设计方法的改变带来相应的机遇。在现代的机械设计之中，更多选择的是计算机辅助设计，计算机技术的引入让现代机械设计更加智能化。

现代计算机辅助技术进行机械设计的过程之中主要分为四个步骤：其一，建立数学模型，因为计算机只能认识数据模型，在实际的机械设计过程之中必须首先建立相应的数学模型，这是利用计算机进行机械设计的首要步骤；其二，设计程序，这是计算机的指令程序，也是最为关键的步骤；其三，编辑程序，该过程从严格意义上来讲与机械设计无关，就是简单严格的程序编写过程，需要应用到计算机高级语言；最后，程序调试，这是所以计算机程序编写之后必须进行的一项操作，只有进行了科学的程序调试才能得知其工作是否正常，是否可以完成相应的机械设计。

3.4系统化机械设计方法

系统化机械设计方法就是将传统的几个设计步骤进行有机的整合，将原来的多步骤设计整合为一步设计。这种设计方法有效的提高了机械设计的效率，让现代原来的机械设计变的更为方便快捷，增强了现代机械设计的连贯性。其次，这种系统化的设计方法仍然保留了各个设计要素的独立性，这是对设计方法进行逐步优化的结果，也正是各个设计因素的相对独立性决定了系统化设计方法可以不影响设计要素的功能和性质；第三，机械设计虽然表面实现了系统化但是其内部仍然存在着必然的联系，功能方面仍然存在其自身的层次性，这种设计方法对于现代机械设计的发展有着十分重要的理论意义和实践价值。

4.结束语

时代在发展，技术在进步，机械设计方法也在不断的革命。在计算机技术的推动下，现代机械设计方法正在向着动态化、智能化、科学化方面发展。传统的机械设计方法已经逐步的退出了历史的舞台，取而代之的更为科学与先进的现代机械设计方法。这些先进的机械设计方法必将促进我国机械设计工作的不断进步与发展。

参考文献：

[1]李彩风，刘俊峰，冯晓静，李建平.现代机械设计方法与农机设计[J].农机化研究，2006，05：186-188.

[2]罗忠，田洪海，林琳，柳洪义，闻邦椿.现代机械产品智能优化设计方法研究综述[J].机床与液压，2009，03：165-168+184.