构成设计基础知识总结十篇

构成设计基础知识总结篇1

关键词：材料科学与工程专业；课程体系；实验教学体系建设

TB30-4

材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律，以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科，并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科，单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展，高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式，优化教学方案，建设完善的课程体系和实验教学体系，从而能不断提高教学质量，充分培养学生的创新意识和创新能力，全面推动材料科学与工程教育的改革。

本文根据我校的实际情况，借鉴其他院校改革的相关经验，对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。

一、课程体系建设

材料科学与工程专业的课程体系建设，应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提，知识为载体，能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体，进行分析，真正形成“大学科”，才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。

1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面，分别是：社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系，占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识，主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。

2.专业基础课和专业核心课。专业基础课包括数字电子技术基础，画法几何与工程制图、工程力学等课程，占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。

专业核心课是材料科学与工程专业的重点组成部分，密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业核心课主要包括：材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程，占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识，更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。

3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课，占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程，和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程，可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上，对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外，还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课，使核心课程得到深化，也激发了学生的学习兴趣。

4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程，占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育，促进学生的个性发展，提高学生的综合素质。

5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸，有利于培养学生的实际操作能力，激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括：课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。

二、实验教学体系建设

随着社会经济的发展和科学技术的进步，对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高，他们应掌握材料现代测试技术与研究方法，并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨，根据材料科学与工程专业培养目标要求，构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学；专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学，包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计；设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1]

材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室，形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业核心课程的需要，也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。

材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验，学生通过亲自动手做实验，能够熟练掌握材料科学研究的一般程序，对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解，有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目，为了获得性能达标的各种材料，设计出较合理的制备工艺制度，利用平台实验室进行材料制备，从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析，并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练，培养了学生分析及解决问题的能力。

三、讨论

综上所述，我校在“大学科”的背景下，构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系，体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就，是一个不断发展的过程，只有通过不断探索和实践，总结经验，才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系，以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。

构成设计基础知识总结篇2

【关键词】民办高校；学生特点；结构课程；教学改革

一、课程概况

以钢筋混凝土结构为对象，教授学生利用相关的力学知识和建筑规范进行结构设计计算的课程，统称“建筑结构设计”课程，简称“结构课”。结构课在课程体系中起着承上启下的作用，其先学课程主要有建筑力学和建筑材料两类，后学课程根据不同的专业特点各不相同，有抗震、路桥、质量安全和施工组织等。结构课作为土木工程类各专业非常重要的专业课程之一，在所有的专业课程中占有很大的比重。若要使得这一课程的教学效果达到培养各类专业技术人才的要求，必须采用合适的教学方法和教学手段，在此过程中，除了以专业培养目标为基准外，还必须参考学生的综合能力，而这一点往往在实践中缺乏足够的重视。

二、非结构设计类专业学生特点

（1）专业培养目标。非结构设计类专业的教学培养目标一般为，培养具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，掌握现代管理科学的理论、方法和手段，能在工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型管理人才。学生主要学习工程管理方面的基本理论、方法和土木工程技术知识；受到工程项目管理方面的基本训练；要求具备从事工程项目管理的基本能力。（2）学生生源状况。招生时以高中文科类考生为主，只有较少一部分的名额为理科生，学生的学习方法基本固化为死记硬背，对有关计算分析等知识的学习感到无从下手，而且大多数民办的三本、高职类院校新生中学基础相对而言更差。（3）数学力学基础。不少院系安排了很少甚至没有安排高等数学课程，导致在后期的力学课教学过程中，相当数量的学生连应力、力矩、弯矩、等基本概念都无法理解和掌握，学生对与结构课中的有关知识点有种先入为主的恐惧心理，严重影响了教学质量的提高。（4）学习的主动性。由于结构课只是人才培养的基础，并不是与就业职位直接相关的课程，所以大部分学生对该课程知识的重要性认识不足，对课程本身的认同度不高，不利于知识的学习和教授。

三、教学措施

（1）课程内容。了解专业建设任务和人才培养目标，认清该科目在课程体系中的作用，合理确定教学目标和所讲授知识的深度与广度。由于建筑结构课只是为非结构设计类专业的人才培养提供必要的专业和行业基础知识，所以教学目标和所讲授的知识应与结构设计类专业相区分，着重于基本概念和基本理论的了解和理解，而非冗长的设计计算。（2）教学之前。民办高校当前大多是基于就业为导向的人才培养理念，是以培养实用型技术人才为目标的，为此，需要选择合适的教材，根据所选教材明确课程的教学大纲和授课计划，保证讲授的知识符合人才培养标准的要求。虽然高等教育的教材种类繁多，但不一定符合民办高校学生的特点，在实践中可以自编教材，没有自编条件的可以选择贴合实际的高职类教材。（3）讲授过程。根据教学大纲和教材的具体情况，对课本中的知识进行增删和调序等，分清主次，突出重点。其中，结构设计的总体思路、建筑结构中的有关行业规定和常见结构的设计基本理论相对而言较为重要的，应该分配较多课时，以使学生稳固掌握，如建筑结构设计一般过程、梁板结构等的构造规定、轴向拉压构件和受弯构件的一般计算过程等；其他较为复杂的理论推导则重在理解其现实应用效果。（4）教学方法。在讲授建筑结构课程内的力学相关知识时，应充分考虑学生的数学力学基础，从最基本的理论和推导开始，详细讲解，打消学生的恐惧心理，避免学生“吃夹生饭”，避免学生死记硬背有关规定、理论和公式。在理论知识学习的同时，注重结构模型和工程实例的引入，增加学生的学习兴趣，真正做到学以致用和活学活用。针对学生综合素质和基础较差的现实状况，在教学过程中，教师应该多总结、常总结、勤回顾，帮助学生梳理学过的知识要点，帮助学生温故而知新和将前后内容相联系，逐步培养学生的自信心和学习主动性。（5）课程考核。结合教学情况和学生的学习状况等，可以采用灵活的考核手段，如章节学结、案例分析、开卷考试等，也可将几种考核方法适当组合，在制定考评手段时，还要同时考虑到民办高校内考风和学风的影响，采取相应的措施。总之，考评工作的本质目的是，考核学生是否具备工作中所需的相关知识，是否具备相关后续课程的学习基础。

参考文献

[1]负英伟，范丰丽，张广峻．大学钢结构课程教学改革探索[J]．理工高教研究．2006，25（5）：115～116

构成设计基础知识总结篇3

关键词：机械设计；教学方法；技能；创新

中图分类号：G712 文献标识码：A

《机械设计基础》是高职院校机械制造专业、机电一体化专业的专业基础课程。学习这门课程，要求学生具备《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与尺寸测量》等先期课程的机械基础知识和力学计算原理。通过机械零件设计的基本知识、基本理论及设计方法等内容的讲授，培养学生分析和解决实际机械问题的综合能力。同时为《机械制造技术》、《数控加工与编程》等后续课程的学习提供必要的机械设计理论基础和实践技能。

《机械设计基础》是理论和实践相结合的一门课程，具有很强的工程应用价值，重点培养学生的创造性思维和设计能力。目前，高职院校的学生多数都是从高中直接进入大学，没有实际工作经验，对机械结构的了解非常有限，在学习过程中，无法将理论知识学习与生活和企业实践结合起来，因此学生在学习《机械设计基础》这门课程时困难比较大，教学效果不佳。如何上好这门课，激发学生的主观能动性和学习热情，使学生在教学过程中，既能掌握课程的基本理论知识，又能掌握一定的工程实践技能，是我们高职教师教学方法研究的重要课题。

下面就根据高职人才培养目标的要求，以提高教学质量为目的，结合本人实际教学中的一些经验，就教学内容的调整、教学方法的改进、课程设计和教学团队的建设等方面，对《机械设计基础》这门课程的教学方法进行探讨。

1调整教学内容，减少理论难度，增加技能培养

高职院校《机械设计基础》课程应注意突出工程性和实践。目前大多数高职教材在内容上追求理论知识的系统性和完整性，注重介绍机构设计理论和设计方法的研究，对现代机械理论的内容介绍较少，缺少实际机械结构的工程应用，而高职学院的学生普遍理论基础较差，工程意识薄弱，往往在老师讲解、分析机构组成和运动原理时感到茫然不知所措。因此，教师在讲课过程中，应该根据高职高专的教育培养目标，减少理论教学的难度，突出实践应用性，注重国家新标准、新技术、新内容的及时补充，适当调整教学内容。将知识进行优化组合，强调基本概念、基本理论和基本方法，减少复杂的公式推导，力求使教学内容通俗易懂，让学生容易理解和掌握，同时应注意将工程性和实践性引入教学内容，增加对学生实践技能的培养，提高学生的学习兴趣。如，在讲授平面四杆机构时，引入缝纫机脚踏板、小型农用柴油机、雷达、鹤式起重机、机械夹具、手动抽水机等工、农业生产、生活中常见的工程实例，通过分析这些机构的运动简图和观看动画视频让学生充分理解平面四杆机构的组成、类型和运动原理，在掌握理论知识的同时，让学生直观的认识四杆机构在工程中的实际应用；而在讲授曲柄摇杆机构的急回特性时，引入牛头刨床这个实例，通过刨床的结构演示和运动分解，让学生观察牛头刨床加工工件时滑枕的工作状态，知道进刀和退刀时速度快慢不同，掌握急回特性的产生及具体应用。通过这种理论知识与工程实践相结合的教学方法，不仅能使学生掌握各章节所学的知识，还能逐步培养他们的产品设计能力和创造精神，真正做到学以致用。

2设计教学方法、加强学生主体意识

2.1重视新课导入

新课导入是课堂教学的第一个环节，对教学效果有直接的影响。新课导入的精彩，能提高学生的注意力，激发学习兴趣。新课导入的具体方法，应该根据每次课的实际内容进行灵活的设计。有些延续性的知识，在新课导入时应先对上次课的内容进行复习和总结，这样不仅可以巩固知识点，也有助于本次课的承接和延续。例如，讲授平面机构自由度计算时，就需要先复习上次课的知识：什么是自由度？什么是约束？什么是运动副及运动副的分类方法？构件及运动副中移动副、转动副、高副的表示方法是怎样的？这些问题，与本次课的学习有着非常大的联系，可以提问让学生回答，对前期知识进行回顾，又顺利的引入本次课程的学习。

有些课程，可以用直观法引入，达到创造学习情景，激发学生兴趣的目的。如讲授凸轮机构时，开课先让学生观看凸轮机构的几个应用动画，如，内燃机的配气机构、自动送料机构等，吸引学生的注意力，让他们思考机构的运动原理，引出本次教学的主要内容。有些课程，还可以通过比较法引入，加强新、旧知识点的联系和对比，使知识更容易被理解和掌握。如，学习链传动时，结合前期带传动的知识，先总结出链传动相对于带传动能保持恒定的传动比、传递的功率较大、能在恶劣环境下工作等优点，然后列举一个谷物播种机的实例，让学生理解链传动在生产中的实际应用，顺利的引入新课的学习，进行链传动的运动分析和设计计算。新课的导入方法很多，老师在授课中要从提高教学效果出发，深入理解教材内容，结合生活、工、农业生产中的机械运动实例，积累素材，不断尝试、设计新颖的课程导入方法，激发学生的求知欲和创新力。

2.2采用任务驱动的教学方法

根据高职教学目标的要求，课堂教学已打破了传统的“教”与“学”的过程，要求学生积极参与到整个教学过程中。这就需要教师精心设计教学过程，激发学生的学习兴趣，引导学生独立思考，充分发挥他们的主体作用。任务驱动法就是一种很好的教学方法，教师可以根据教学中的的各章节内容，以培养学生自主能力为目标，设计出若干个典型工作任务配合理论教学。工作任务在各章节开课之初就布置给学生， 让学生分组去完成，充分发挥学生的学习主动性和创造性。学生在任务的驱动下带着问题学习，变被动学习为主动学习，既明确了学习目的，又使教师的教学内容有了侧重点。工作任务可以让学生在课后分组独立完成，让学生自己查阅资料，设计工作流程，画结构图、书写任务书。课堂上老师组织学生汇报，分组讨论，修改任务实施方案。学生最终完成的任务实施报告，作为课程考核的一项内容，按一定比例记入总成绩。任务驱动法可以让学生循序渐进的理解教学的知识点，促进学生积极参与教学，培养学生自主学习的能力。在完成工作任务的过程中，学生也会获得查阅信息、获得新知识的能力，分析问题、解决问题的能力以及交流与合作的能力。

2.3合理采用多媒体教学

机械设计基础的教学内容涉及到许多传动机构的组成、运动原理及工作过程。运用多媒体教学，结合大量的图片、动画和视频展示，可以将许多复杂的机械运动过程演示出来，使学生对抽象的机构有了直观、清晰的认识，提高了对知识的接受和掌握程度。如在讲授链传动时，通过观看滚子链的组合与分解动画，就能使学生对内链板、外链板、销轴、套筒、滚子的形状和装配组合有一个非常直观的掌握；讲授齿轮传动时，齿轮的分类、渐开线齿廓的形成、齿轮的啮合过程等知识也都比较抽象、难懂，传统教学方法需要学生有较强的空间想象能力，而通过动画演示，每个学生都能对结构和运动进行清楚、直观的理解。与传统板书的教学方法相比，多媒体教学课件图文并茂的形式能够充分活跃课堂气氛，调动学生的积极性和学习兴趣，提高教学质量。多媒体教学的效果与课件的制作好坏关系密切，因此教师要充分理解教学内容，把握高职机械设计的教学目标，制作高质量的多媒体课件服务于教学。作为一种教学手段，多媒体课件将教学内容分页展示，不利于学生对知识进行系统的掌握，因此在教学过程中要注意合理使用多媒体教学，将它与传统的板书有机的结合起来，可以在授课过程中，将本次课的知识点条理清晰的书写在黑板上，供学生学习掌握，达到良好的教学效果。

3强化课程设计的目标

课程设计是《机械设计基础》课程重要的实践教学环节，是学生应用所学知识进行具体的机械设计训练，通过课程设计能培养学生理论联系实际的综合技能。课程设计和单元项目训练不同，它不是某一部分知识的单独应用，要求学生在掌握机械设计理论知识后进行综合的技能训练，因此教师在课程设计的题目选取上要进行全面考虑，尽可能多的涵盖学过的理论知识，而且题目的难易程度要确保绝大多数学生能按时、合格的完成。为培养学生自主学习的能力，教师在选题时应该设计多个题目，同一个题目还可以设置不同参数，让学生分组设计完成。每个学生的学习基础和理解程度不同，对知识和技能的掌握程度也会有较大差异，通过课程设计，让全组学生取长补短、互相学习，提高他们学习积极性和沟通协作能力。课程设计的目的就是要让每个学生都能通过课程设计达到知识和技能的提高。

在设计之前应该组织学生进行机械结构的拆卸、安装，熟悉各部分结构、功能、和各零件之间的联接关系，建立具体的机械概念，让学生明确设计目标，避免纸上谈兵。机械设计时一定会涉及到机械结构的计算和参数选择等问题，因此要指导学生独立完成相关知识的复习、总结，指导学生查阅相关参考资料和手册，解决设计中遇到的问题。学生最终设计、绘制完成的图纸要整洁、清晰，符合机械加工的工艺要求。

4加强教学团队的建设

加强教学团队建设、构建合理的教学梯队是高职院校提升教学质量、增加社会竞争力的重要保证。《机械设计基础》课程由机械类专业的老师承担授课，专业教学团队中各成员的教学优势和专业特点各不相同，而且每个教师往往承担本专业两门以上课程的教学任务，各课程之间有一定的逻辑关系，教师间通过教学资源和教学技能的相互沟通，可以大大提高人才培养的质量。课程建设是高职院校教学改革的重点，课程教学改革和精品课程建设是提高教师教学水平的重要手段，课程团队建设应以专业建设为背景，密切合作，对课程进行规划设计，打造特色专业和精品课程，使课程真正发挥它在整个专业中的作用。高职院校应该充分发挥教学团队在教学工作中的作用和意义，鼓励教师加强教学研究和交流，改进教学内容和方法，开发各项教学资源，促进教学团队各成员的主观能动性，进行教学改革和创新。教学团队建设要突出发展过程中的传、帮、带，大力培养青年教师，加强青年教师科研能力的培养力度。学院应该给教师创造外出培训和交流的机会，加强教学研讨，通过加强科研建设和科研投资，以科研促进教学，提高教师的整体教学水平。

《机械设计基础》是高职院校机电专业一门重要的专业基础课程，教师在教学过程中，应该不断进行教学方法的探讨和改进，使学生掌握理论知识和设计要点的同时，培养专业设计能力，真正做到理论知识和生产实践相结合，提高学生的综合技能和创新意识。

参考文献

[1] 刘小兰. 基于任务驱动的《机械工程基础》课程改革探索[J]. 科技资讯，2012（02）.

[2] 付东军，潘有成.浅谈《机械设计基础》讲授技巧[J].科技致富向导，2011（20）.

[3] 赵明侠. 高职《机械设计基础》课程设计对学生创新能力的培养[J].装备制造技术，2011（09）.

构成设计基础知识总结篇4

关键词：程序设计基础； 教学理念； 教学改革； 课程体系建设

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）31-0148-03

1 引言

《程序设计基础》是计算机相关专业的基础必修课，旨在培养学生基本程序设计思想和程序设计能力。它是一门理论与实践相结合、具有很强的实践性的课程，同时是后续课程《数据结构》、《面向对象程序设计》、《操作系统》、《计算机网络》等专业课的前导课，该课程掌握的好坏直接影响到许多后继课程的学习。

针对程序设计基础课程的教学改革已有一些研究成果，文献1结合程序设计基础课程教学改革与实践经验，提出一种新的教学模式；文献2针对"C语言程序设计"课程传统教学模式中存在的问题，并结合学校对该课程，改革的实际情况，探讨新的C语言教学模式；文献3提出了一种新的课程改革思路以提高教学质量和教学效果；文献4就如何开展综合性实践性实验做了探讨；文献5探讨了一种教学改革的思想和方法；文献6对C语言中的教与学方法改革进行了探讨。针对以往教学过程中存在的问题，经过认真的分析、总结，并参考了国内重点院校和同等院校的好的经验，结合安阳师范学院计算机与信息工程学院的实际情况，提出了“强基础、重实践、激创新”的教学理念，并应用于教学中。

2 课程分析

2.1课程地位

C语言是一种常用的软件设计语言，同时是其它面向对象程序设计语言的基础，熟练掌握了C语言，那么其他语言就触类旁通，学习起来也比较容易，它是计算机专业课程和相P语言类课程的基础，是和学生未来的发展息息相关的一门重要的专业基础课程。无论是准备考研的学生还是准备就业的学生，只要能够很好的掌握这门课程，就可以为以后的发展打下良好的基础。因此可以毫不夸张地说，C语言掌握的程度可以直接影响学生四年的学习，甚至对学生毕业以后的深造和发展也会有着深远的影响，该课程在本学科体系中的作用由此可见一斑。

2.2存在的问题

本课程所针对的教学对象是大学一年级的新生，新生入学以后，其学习方法和思维模式还停留在中学阶段，学习主动性比较差。且由于在中学阶段接触计算机知识比较少，造成学生在接触计算机知识比较少，程序设计能力几乎为0，结果造成对于课堂上老师讲述的基本语法和编程思想都是被动地接受，对于教材上的习题或者验证性的实验，掌握相对较好，但是对于要解决的实际问题，不知道如何下手，创新能力更无从谈起，导致在以后的教学过程中，不断有学生因畏难、缺乏兴趣、被动学习而掉队，这就影响了后续相关课程深入学习。

2.3课程目标

C语言的课程目标是以程序设计方法为主线，以语法和程序结构为核心，培养学生的基本编程能力，并不断提高学习兴趣，变应试教学为应用教学。在教学过程中，教学目标分为以下四个方面。

知识目标：在教学过程中，注重培养学生分析问题的能力，解决问题时，会定义合适的数据类型或数据结构存储数据，并且能够选择合适的控制结构并写成一个独立的功能函数。从而能够掌握基本语法和三种基本控制结构，掌握数组和函数的运用，掌握指针和结构体类型的应用。

技能目标：学生会编写简单的程序，能够积累一定的算法，如枚举法、贪心法、选择排序等常用的算法，初步具有算法分析和设计能力。在实验和实践过程中充分利用开放性教学资源与实验平台，提高学生的自主学习能力。

素质目标：通过学习，能够形成独立思考、具有解决实际问题的能力；可将学生分为若干个小组，课堂讨论和课程实践均以小组为单位，逐步培养学生的团队合作意识，达到同学之间互相帮助、共同学习和进步的目的。

情感目标：希望同学们能在自主和谐的气氛中学习，能够在学习过程中感受到乐趣，激发学生们的学习兴趣。采取的主要措施有：采用灵活的教学方法，吸引学生的注意。在授课中注意和实际问题的结合，激发学生的学习兴趣。组织一批比较有趣好玩的程序，比如俄罗斯方块、打字练习程序等，由老师完成其中的大部分内容，学生只有写出其中的一段代码，即可使程序运行，从而更好的激发学生自主学习编程的兴趣。

3教学理念

为了达到以上的教学目标，针对以往教学中存在的问题，结合安阳师范学院的实际情况，经过认真的分析、总结和研究，并参考了国内重点院校和同等院校的好的经验，确立了基于“强基础、重实践、激创新”的教学理念，改革了C语言的理论教学和实践教学。

1）“强基础”；改革传统的理论教学模式，分学期进行，前期在讲课过程中淡化语法，偏重基本知识点和基本编程能力的培养，并强调算法分析和程序的调试，后期偏重应用知识解决问题，从而帮助学生形成正确的程序设计思维方式。

2）“重实践”；改革传统的只有实验的教学模式，在教学过程中引入实践课，采用实验和实践并行的方式。目的可以提升学生的动手能力，并在课程建设过程中建立一些课程资源平台，如引入ACM在线评测平台、建立课程网站等，激发学生的学习竞争意识。

3）“激创新”；在实践的基础上，拓展出问题规模较大的一些问题，并引入教师的一些科研子课题，让感兴趣的学生参与其中，学院每年都会有一些大学生创新基金项目，让有想法的学生申请，目的是为了培养学生的团队合作精神和创新能力的。

4课程改革

4.1教材建设

本课程所选用的教材是由清华大学出版社出版，由谭浩强主编的《C语言程序设计》（第三版），之所以选择这本教材，是因为该教材比较符合初学者的特点以及认知规律，在内容选择，章节层次结构等方面的安排做得较好，同时作者将难点分散到各个章节中，例题也较为丰富，学生学习起来通俗易懂。且此教材以应用为目的和出发点，具有很强的实用性。这本教材也是目前国内各高等院校选用率最高的教材之一，目前国内的很多考试都是指定此教材作为参考书的。

教材从整体上可以分为两大部分，其中的一到九章为第一部分，是C语言的语法基础，偏重于基本知识的掌握和基本编程能力的培养；十到十三章为第二部分，是应用基础，偏重于应用所学的基础知识来解决实际编程中的问题。其中语法基础中的一到三章是基本语法，四到七章为程序控制基础，八、九两章为程序的组织方法。

4.2课程体系建设

该课程教学内容上包含有理论教学和实践教学两大部分，在理论教学中，主要内容包含有基本的语法知识，三种基本结构的使用，以及数组、函数、指针和结构体的应用；在理论教学过程中，注重把握重点，分散难点。实践教学分为实验教学和实践教学两部分。在实验教学中，主要注重培养学生基本理论知识的应用和基本编程能力的提高；在实践教学中，侧重用理论解决实际问题，培养学生的综合运用能力。为了达到“强理论、重实践”的教学目标，在课程的开设模式上，本课程分为两学期进行开设。大学一年级第一学期为《C语言程序设计基础》，主要学习教材中的第一到九章，偏重于基本知识和基本编程能力的培养，第二学期为《程序设计基础课程设计》，主要学习指针、结构体、链表、文件的知识点，偏重于应用知识解决实际问题，同时为后续课程打下良好的基础。为了达到以上目的，两个学期采用不同的教学模式：

第一学期，4+2模式；每周4节理论课、2节实验课。在具体教学内容的处理上，基本语法要少讲、精讲，而控制结构和程序组织为重点，要多讲多练。实验课程主要是包含有基础实验，综合实验，基础实验包含验证性的实验、程序的跟踪调试、设计实现等；通过实验，一方面加强学生对程序组织结构、控制语句的掌握和理解，另一方面促进学生对算法的认识，掌握如何调试程序，提高学生的编程能力。

第二学期，2+2+2模式；每周两节理论课、两节实验课和两节实践课。在第一学期的基础上，加强实践，注重应用理论知识解决实际问题的应用能力的培养。第二学期的实验安排和实践主要和后续课程《数据结构》中的内容相结合，为学生后期学习《数据结构》做好铺垫，打好基础；实践课分为两个阶段，前10周主要结合《河南省大学生程序设计大赛》的比赛形式，给出各种具体的问题，要求学生利用学过的知识自主解决，每周一个实践题目。后8周给出一个具体的比较大的综合性的题目，然后根据学生的程度对学生进行分组，每组3～5人，在教师的指导下，合作完成一个复杂的问题，整个实践课程的安排主要侧重于应用能力的培养，让学生初步具有大型程序设计的思想，并培养学生的团队合作精神，为以后学习其他面向对象的编程语言打好基A。同时实践课程中突出了对学生创新能力的培养，强化“激创新”的理念。

4.3教学方法的改革

针对教学对象的特点和达到的教学目标，采用了不同的教学方法应用于不同的教学内容中，在所选用的教学方法中，主要有以下几种：

案例导入法：把要讲授的知识点与实践案例相结合，揭示知识点和实际问题的联系，加深学生对知识点的印象，使得学生体会到知识的实用性，提高学习兴趣。

任务驱动法：通过理解问题，提出明确任务，以该任务为目标，讲授知识点；在引导学生解决的任务的过程中，要注意突出重点、分散难点。

对比教学法：将新知识和旧知识作对比，展示其异同；在具体的使用中，可以应用学生学过的比较熟悉的知识，或是前边章节中学过的学生掌握的比较好的知识点来和新的知识点进行对比，加深学生对所学习的新知识的理解。

讨论教学法：在已学习的知识的基础上，对已解决的问题进行扩充，提出问题新的问题，引导学生进行讨论或是要求学生自己讨论并加以解决，使学生加深对所学知识理解。

下面是针对程序设计基础中数组的定义与应用这一章节进行的教学过程的设计，在这一节的教学内容中，融入了多种教学方法：

数组是学生学习的C语言中的第一种复杂的数据类型结构，主要作用是用来做批量数据的处理，同时数组也是指针和动态分配内存的基础，在本节的教学过程中，主要分为以后6个环节：创设情景->观察归纳->解决任务->讨论探究->即时训练->总结反思。

1） 创设情景：为了避免直接介绍数组这样一种抽象的结构，使学生容易理解，在引入的过程中，用与学生紧密相关的奖学金评定问题，进行进入。

2） 观察归纳：通过对问题归纳分析，提出任务：如何在计算机内部存放学生成绩，以及如何对存放好的学生成绩进行排序；在讲述的过程中采用对比分析法，并借助于多媒体教学设备呈现。

3） 解决任务：对任务的分析，提出解决任务的方法为使用数组：知识讲授：主要介绍数组的定义，以及数组元素的引用，在讲授中解决任务，在讲授过程中注意把握重点，知识点讲授完毕，加强应用，解决提出的第二个任务，完成排序，进行算法分析，解决观察归纳过程中提出的学生成绩排序问题，在讲排序方法的过程中，采用形象的排序过程进行动画演示，使同学们可以在和谐的气氛中掌握整个排序方法。

4） 讨论探究：学生们对任务继续进行讨论，是否还有一些其他的解法。

5） 即时训练：提出新任务，如果想在已经排好序的学生成绩中插入一个新的学生成绩，使得数组还是有序的，应该如何做？

6） 总结反思：老师对学生所完成的任务进行点评，指出其容易错误的地方，同时，学生进行自评。

5考核方式改革

传统的课程考核方式主要是笔试环节，对于程序设计这样一门实践性非常强的课程，显得非常太合理，学院针对这种情况，改革了课程考核方式，对于第一学期，考核主要分以下三个部分：平时成绩占总成绩的20%，主要考查学生的出勤、作业、课堂表现等；实验环节占总成绩的20%，主要考查学生的程序调试能力、实验报告等；期末考试采用机试，占总成绩的60%，其中机试题采用安阳师范学院ACM在线评测系统，由学院老师出题，给出8到机试题目。按照难度给出分值。

第二学期增加课外实践，考核主要分为平时成绩20%和实验成绩20%以及期末成绩30%和课外实践成绩30%，课外实践主要考查学生的团队协作能力，在学期结束时单独考核，采用答辩的方式，分为以下几个部分：演示、答辩、创新、团队、报告编写等，根绝答辩的情况打分。课程评价体系中和以前的评价体系相比，最大的不同之处在于突出了对实践部分的考核，以考核为指挥棒，引导学生主动加强动手能力的培养。

6教学资源建设

学院主要建立了程序设计基础（C语言）精品网站，在网站中包括有课程大纲、课件、习题资料、实验设计指导等，并引入了教学辅助平台ACM在线评测平台，学生在学院的机房或者是外网都可以通过学号登陆练习一些基本的ACM大赛题目。结合这些结合ACM竞赛，可以培养主动式学习模式，激发兴趣，同学们在登录网站时也可以看到周围的同学的做题情况以及自己的排名，在学生中间可以建立竞争机制。

7结语

通过分析程序设计基础的课程特点和教学对象的特点，在课程的建设过程中，提出以上的教改思路，并将以上教改思路在学生的教学过程逐步的加以实践。从教学效果看，教学质量确实有了很大的提高，主要表现在学生整体素质、水平的提高和后续课程中老师的反馈。

参考文献：

[1] 李军，曹记东，林勇，等.程序设计基础课教学内容及模式改革[J].计算机教育，2013（8）：34-37.

[2] 储岳中，秦锋，刘宏申.“C语言程序设计”理论与实践一体化教学的几点实践[J].计算机教育，2012（12）：22-25.

[3] 于延，崔艳玲.“程序设计基础”课程改革实践[J].计算机教育，2012（20）：47-49.

[4] 刘丹，刘德山.C语言程序设计课程综合性和设计性实验研究[J].计算机教育，2012（9）：75-77.

构成设计基础知识总结篇5

关键词：造型设计基础与应用;情境项目;行动导向;改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0241-03

一、造型设计基础与应用课程的特点

造型设计基础与应用课程主要分成五大部分：

①造型设计基础概述;②造型设计基础的形态研究;③平面构成、色彩构成和立体构成的三大构成形态;④造型设计基础形态设计的形式美法则;⑤造型设计基础形态设计的基本原则。这是一门动手能力与思维能力密切结合的专业基础课，也是链接基础课和专业课的纽带。通过该课程的教学，学生能掌握形态创造的基本规律和设计形态的基础知识，培养其对形态的整体感知，锻炼其对形态的塑造能力。

二、造型设计基础与应用课程的培养目标

1.知识目标。培养学生了解构成学科的历史及重要性，熟悉三大构成的发展趋势，理解三大构成的基本内涵，掌握平面构成、色彩构成、立体构成与造型设计的相关知识，掌握家庭、办公、酒店、商业等典型空间设计的基本要求和原则。

2.能力目标。培养学生具备丰富的思维技巧，开阔视野，开发智力，发挥创造能力，为设计创出更宽的道路，也可以使学生掌握构成的基本理论、原则、方法，学会用构成规律来培养对事物的审美自觉性，提高学生在设计中的艺术修养和创意水平，使学生能够胜任在设计公司和企业中的装饰工程设计、广告设计、包装设计、企业形象设计等岗位工作。

3.素质目标。培养学生具备从事建筑装饰设计所必需的专业基本素养，具有求真务实、吃苦耐劳、团队协作、诚实守信等观念，培养创新意识;具备良好的自主学习能力，能独立获取新知识，活学活用。

三、造型设计基础课程改革教学设计思路

造型设计基础与应用课程的教学重点大致可分为三部分：①打破传统观念，确立科学全面的思维模式;②着眼形态，培养立体感觉，掌握形式美法则的规律;③增强主观能动性，在实践中提高造型技巧。打破传统的分开教学模式，使构成课程的各部分学科间的衔接和联系更合理密切，形成一个有机的教学整体，课程内容也以技法训练为主，忽略了对造型本质的研究与探讨。实现课程社会化和实用化，及时根据市场需要来调整自己的知识结构和教学模式，加强实践教学，激发学生的学习动机，显得尤为必要。具体思路如下：企业调研学习领域分析创设学习情境寻找合适的载体对载体进行细化，系统化的实施工作过程制定课程标准，落实课程实施要素与企业联合开发工学结合教材创新教学模式，改革教学方法，提高教学质量改革学业评价体系，实施质量监控进一步开发。

1.行业企业调研，实施学习领域分析，确定工作任务，分析岗位职业能力。经过行业企业调研，建筑装饰设计岗位的主要工作任务包括家庭、办公、餐饮、娱乐以及其他行业的专门化设计等，结合行业需求与高职学生的能力培养，归纳出家庭、办公、酒店、商业四类典型工作任务。这些任务从职业能力分析角度分别涉及到了室内墙面造型设计、室内色彩搭配、室内家居设计以及室内灯具设计。

2.课程教学内容的解构与重构。造型设计基础与应用课程内容主要包括：造型设计概述、平面构成设计、色彩构成设计、立体构成设计、综合构成设计、模型设计与制作。我们把这种传统课程知识的排序看成一个并行体系，然后通过解构和重构，得到一个以行动课程能力排序的串行体系，主要包括：家居空间造型设计、办公空间造型设计、酒店空间造型设计和商业空间造型设计四个情境教学。

3.开发适合的载体，实现教学情境的能力培养与知识迁移。结合真实的工程项目，寻找适合教学开发的项目，以此为载体进行开发。

4.对载体进行细化、系统化的实施工作过程，形成逐步细化的梯队，逐层落实。①家居空间造型设计。以电视主题墙设计和玄关造型设计为载体，将情境分解为六个项目：中式风格设计、田园风格设计、欧式风格设计、简约风格设计、日式风格设计、地中海风格设计。将项目细化为八个任务：确定主题，了解风格元素;完成草图设计;确定方案;完善设计方案，绘制效果图;写出设计说明;用PPT完成设计作品;排序、打印、装订成册;制作模型。②办公空间造型设计。以公司LOGO墙设计为载体，将情境分为四个项目：电脑公司形象墙设计、装饰公司形象墙设计、4S店形象墙设计、银行形象墙设计。将项目细化为八个任务：确定主题，了解企业文化;完成草图设计;确定方案;完善设计方案，绘制效果图;写出设计说明;用PPT完成设计作品;排序、打印、装订成册;制作模型。③酒店空间造型设计。以快捷酒店总服务台设计为载体，将情境分为四个项目：总服务台背景墙设计、总服务台插花设计、总服务台柜台设计、总服务台灯具设计。将项目细化为八个任务：确定主题;完成草图设计;确定方案;完善设计方案，绘制效果图;写出设计说明;用PPT完成设计作品;排序、打印、装订成册;制作模型。④商业空间造型设计。以专卖店橱窗设计为载体，将情境分为五个项目：女装店橱窗设计、商务男装店橱窗设计、珠宝店橱窗设计、童装店橱窗设计、婚纱店橱窗设计。以商业建筑门头设计为载体，将情境分为四个项目：中式餐厅门头设计、门头设计、茶叶店门头设计、4S店门头设计。项目细化为八个任务：确定主题，了解不同空间的要求;完成草图设计;确定方案;完善设计方案，绘制效果图;写出设计说明;用PPT完成设计作品;排序、打印、装订成册;制作模型。

5.制定详细的课程标准，落实课程实施的各项要素。如教学目标、教学内容与能力要求、师资配置、教学条件等。

四、造型设计基础与应用课程的教学总结

1.教学条件。①课程教学团队。任课教师至少两名，其中主讲教师应具备双师素质，有丰富理论教学和实践教学经验，辅导教师一般为来自企业的资深设计师，有3年以上企业工作经历。②校内外实习实训条件。校内开设造型设计工作室，主要有广告雕刻机、磨光机、木工机床、电脑、多功能翻板椅、投影机、演示台等设备。一次可容纳50人，一个班级，分组教学。校外实训基地为可提供真实工作岗位和任务的顶岗型装饰公司，由学校和企业双方共同制订学生实习计划，企业负责对学生进行培训，由实训基地人员指导学生进行生产实习，并且实施过程考核。

2.教学模式。创新工作室制的教学模式，体现理实一体化的工学结合特色。工作室制的教学模式由企业和学校联合创办，采用学校监督与学生自主管理相结合的运作方式，目的是营造与实际工作岗位相一致的学习氛围，实现“做中学，学中做”的教学理念。以课堂教学与企业任务结合的工作室为平台，企业的工程项目为载体，借鉴企业的运作流程，并适时引入企业的生产任务，进行项目教学。改变填鸭式的传统教学，创设“工作小组”，实现教师与学生、学生与学生双向互动教学，采用“学生自评，小组互评，教师点评”的方法，完成教学评价。在工作室制教学模式下，学生不再是知识的盲目被动接受者，摆脱了传统教学中的受动感与依附感，通过与教师、同学之间的互动配合，充分调动自身主观能动性，对教学内容进行能动、自主地选择，并尝试主动去建构自身的知识和能力结构，同时也是对学习过程的自我意识与调整。常言道“授人以鱼，不如授之以渔”。在工作小组的讨论、质疑、探索过程中，学生懂得了更科学全面的思考、学会了团队协作的工作方法，实现了由“学会”向“会学”的转变。由于工作室制的教学模式为学生营造了与实际工作岗位相一致的学习氛围，从而实现了学生面对校园向社会过渡过程中“适应能力”向“建构能力”的转变，通过踏踏实实的工作实践来完成“学生”向“职业人”社会角色的转变。

3.教学方法与手段。该课程采用以项目导向、任务驱动为手段，以实际工作任务为载体的项目情境教学法，每个项目情境由1～2个载体来支撑，每个载体分解为若干个案例作为子项目，每个项目都由六个步骤来完成：资讯、计划、决策、实施、检查、评估。其中每个步骤都有教学目标、能力培养、工作方法以及完成时间上的要求。具体来讲：①资讯阶段，主要是布置任务，学生做必要的理论培训和案例教学，帮助学生理解任务要求。②计划阶段，将学生以工作小组形式划分，分组调研，搜集与任务相关的信息并获得参考资料和设计资源，在了解设计要求的基础上，填写学生记录手册，拟定工作计划。③决策阶段，学生在课堂可以采用PPT演示各自的小组分工情况、信息采集、初期草图构思等内容，然后小组互相讨论并在老师的引导下做出判断，制定可行的实施方案。④实施阶段，以工作室实训基地为辅提供基本的素材、设备，在主讲教师与企业辅导老师的指导下，学生根据各自的设计方案合理调配资源动手操作，完成工作任务。⑤检查阶段，启发学生以各自小组为单位内部开展讨论，独立检查、发现问题、分析问题，努力解决问题。⑥评价阶段，主要通过学生自评、小组互评、教师点评的方式进行。帮助学生发现问题并实施修改。在整个过程中以学生独立工作为主，主讲教师和企业辅导教师负责引导学生，回答学生遇到的各种问题并提出解决问题的方法或途径，使学生通过努力自主解决问题。在项目情境教学法中，教师根据课堂需要，配合启发式、讨论式、演示教学、现场教学等教学方法，并辅助以多媒体教学等手段保证教学执行效果。学生在项目实施过程中，除了传统的手工制作，利用计算机辅助软件等手段丰富表现技巧与效果，提高审美能力与创新能力。

4.考核与评价。突出职业素质的教育与评价，实施多元化学业评价机制改革，用企业满意度作为衡量人才培养质量的重要指标。让企业优秀人才参与人才培养方案与课程标准的制订，尤其是职业素质的培养和评价部分，及时发现不足，切实提高人才培养质量。学生在参加企业实训过程中，由企业负责实施考评。积极参加国内院校开展的职业技能竞赛，以赛代练，以赛代评。学生实训采用“小组分工”的组织形式，通过学生自评、小组互评、教师点评的方式进行教学评价。学生每一个工作任务阶段都会有教师评价和信息反馈的节点，目的是将考试考核的重点分解在项目教学的过程中进行，实现过程考核。随堂任务考核占的比例为70%，整个情境的整体评价占的比例为30%。整体评价分为工作过程评价和工作态度评价两部分。

参考文献：

[1]陆红阳.现代设计元素[M].南宁：广西美术出版社，2006.

[2]肖勇.芬兰设计[M].杭州：浙江人民美术出版社，2008.

[3]吴国荣.色彩与视觉思维艺术设计造型能力的训练方式[M].北京：中国轻工出版社，2007.

[4]卢春生.建筑造型分析与实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

构成设计基础知识总结篇6

关键词：机械设计基础，教学，改革

《机械设计基础》是机械类专业学生的一门重要的专业技术基础课，而且也是一门能直接用于生产的设计性课程。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力。高等职业教育以培养高等技术应用性人才为目标，所以更应注重于本课程的设计性、实用性，即学生实际机械设计能力的培养。为此，必须以全面机械设计素质培养为中心、实际机械设计能力培养为主线，对传统的《机械设计基础》教学内容体系、教学方法、教学手段和考试方法上进行改革。

一、在教学内容上以“必须够用”为原则，最大限度的整合教学资源

高等职业教育《机械设计基础》教学内容改革，一方面要贯彻“必须够用”的原则，即为学生学习专业课程（在校后续学习）和终身学习（发展和创业）奠定坚实基础；另一方面要突出机械设计主题，即培养学生的从业（从事实际设计）能力，实现高等技术应用性人才培养目标。为此，应从以下几个方面入手对教学内容进行改革。

1．淡化过细的理论内容，删减不必要的理论推导和证明

高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性，其毕业生所从业的岗位，决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉象高等学历教育培养研究型人才那样搞得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际设计问题。因此，对一些过深的、不必要的理论推导、证明都应予以删除，以便学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用，解决实际设计问题。这样更符合培养目标的要求，也势必取得更好的效果。例如：带传动即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间的关系式的推导过程；齿轮传动中按轮齿齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计计算（或校核计算）公式的推导过程等等都应删除。与其它先修课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性和先进性。

2．完善设计所必要的基本知识和基本理论，增加基本设计方法和实践性内容

机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法，是培养机械设计能力的根本保证，也是实施终身教育、发展和创造的基础，而以往的教材对此注意不够。具体表现为：（1）对设计方法和步骤缺少分析、总结和归纳，不利于学生整体设计思想方法的形成。（2）实用性、实践性内容少，不利于学生应用所学理论知识和方法解决工程实际问题能力的培养。改革后的课程内容体系应克服以上不足，以设计为线索，以解决工程实际设计问题为目标，构建起设计基本知识和基本理论比较完备，设计方法实用、多样的基本内容体系。因此，我们自编了机械设计基础教材，特别增加了实用性、实践性内容和习题，增加了应用性的设计方法、经验数据和公式、图表，增加零、部件结构设计内容。突出应用性，将学生引向实际设计。

3．根据各专业人材培养方案整合教学内容

由于各个专业的培养目标不同，所安排的课时和教学要求也不同，因此《机械设计基础》课应根据本专业专业课的学习要求，将与其相关的工程力学、金属材料与热处理等教学内容与本课程进行整合。根据这一要求，编写了《机械设计基础》教材，使用效果很好。

二、在教学方法上以有利于培养学生的实际机械设计能力为原则

高等职业教育的培养目标和本课程的性质都决定了《机械设计基础》教学应以培养学生的实际机械设计能力为总出发点和总归宿。为了有效地实现教学目标，应不断改进教学方法，做到以下几点。

1．讲清基本知识、基本理论和基本方法

常用机构和通用零件的类型、结构、功能、材料、标准、制造方法、特点、适用场合、工作原理、载荷分析、应力状态分析、失效形式分析、计算准则分析、参数选择原则、结构设计等，不但是形成实际机械设计技能必不可少的基本知识和基本理论，其中也包含了分析和解决工程实际问题的思路和方法，对培养学生的自学能力、分析和推理能力、观察和想象能力、理解和记忆能力至关重要，同时也是学生发展和创新知识的基础，甚至终身受用。所以，在教学中要遵循由简到难，由表及里，循循善诱，层层剥皮的方法，讲解清楚，力求切实掌握。

2．加强技能训练，培养机械设计能力

教学中可以通过以下几个方面的技能训练，达到掌握机械设计方法的目的。（1）综合运用工程力学、金属材料及热处理、公差配合与测量技术，以及机械制图等相关课程所学的基础理论和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件，解决机械设计问题；（2）根据实际工作条件进行工作原理分析、设计，抽象和构建物理模型，进行载荷的性质及大小分析计算，进行应力状态和性质分析、失效形式分析、计算准则分析、工作能力计算公式分析、材料及热处理选择分析；（3）正确理解公式、系数的使用条件和应用范围，运用各种经验数据、经验公式、半经验公式和理论计算公式进行设计计算；（4）使用各种标准、规范和图表；（5）设计构思；（6）结构设计；（7）绘图表达。在教学过程中，除了必要的例题和习题练习外，教师要注意结合实际，注意对设计方法的归纳、总结和对比，启发学生的联想，调动学生的积极性，以达到举一反三、触类旁通的效果。教学中要把主要精力集中在实际技能的培养和如何运用方面，不要在理论上过多地纠缠。

3．注意培养学生的创造能力

在保证学生掌握基本知识、基本理论和基本设计方法，形成实际机械设计能力的前提下，还要注意培养学生的创造能力，只有这样才能适应学生终身学习、发展和创业的要求，也才能达到创新设计的目标，才能与时俱进。培养学生的创造能力，应从调动学生的学习积极性，启发学生的积极思维和培养自学能力入手。为此，要注意以下几个方面的问题：（1）教学内容处理 一般将每次课的内容处理为精讲内容、一般介绍内容和自学内容。其中精讲内容是每次课的重点和难点，包括基本知识、基本理论和基本方法，应详尽讲解，以多种形式重复训练，确保牢固掌握。自学内容是在掌握了精讲内容的基础上，通过自学能够掌握的知识，留给学生自学，培养自学能力，启发创造思维和思想。（2）教学方法的运用 采取灵活多样的教学方法，充分调动学生的积极性，启发学生的积极思维，培养自学能力和创造能力。如：① 讲授、启发、自学法；② 设题、自学、启讨法；③ 串联、分析比较、归纳法等等。（3）改革教学思想、鼓励多向思维 不要把学生的思想方法限定在教材的狭窄范围内，也不要用教师的思想方法统一学生。如：经常提出一些与教材上思路方法、观点不相同的问题，热情讨论研究学生不同的思想方法和观点，鼓励设计结果的多样性，支持应用新技术、新工具等，培养创新、创造意识和能力。精心处理教学内容，运用多种教学方法，改革教学思想是为了给学生创造一个积极思考、主动参与学习、提高自学能力的环境，并最终达到培养学生创造能力的目的，要根据具体情况灵活掌握，否则会适得其反。

4．培养与教学目标相适应的学习方法

本课程要实现从理论向工程实际、从基础课向专业课的过渡，教师必须认清这个“过渡”对学习方法的特殊要求，对学生的学习方法进行指导，以适应本课程培养目标的要求。要注意把精力集中于研究掌握机构、零部件的结构、选材、制造方法、标准与规范、使用范围、工作情况分析、受力分析、应力状态分析、失效形式及其原因分析、设计计算准则、参数选择、设计方法步骤以及问题处理上，而对公式的推导、定理的证明、经验数据的取得过程等只作一般了解，不必反复推敲。

三、在教学手段上，充分发挥现代多媒体教学的优势

机械设计基础课程中有很多动态的、结构的内容，传统的实物示例、黑板板书，很难做到解构零件的具体构造、展示机构的动态过程。为此，我们制作了大量课件，充分利用多媒体教学手段，展示各类机构的运动过程等，增强学生的感性认识，启发和引导学生积极思维，增强教学效果。

四、在考试方法上，利用多种考试相结合的方式。

目前采用的考试方法是“闭卷考试”模式。其中卷面成绩占70%，平时成绩占30%。这种考试方法的弊端是导致大量学生考试成绩不合格。主要原因是该课程所包含的内容涉及面太广，学生又没有养成一个平时复习的习惯，直到考试之前才去温习，所以考试结果不理想。为此，我们在考试方法上也进行了改革。

1.增加单元考试

在每一章节讲授完之后，进行单元测试，督促学生及时复习和解决遗留问题，并提高单元测试成绩比例，缩小最后一次考试成绩的比例。

2.结合课程设计，增加开卷考试

本课程的课程设计题目一般是设计减速器。减速器是一个传统的设计题材，它将学生所学的各种零件设计知识很好地结合在一起，训练学生多种零件设计的能力。但在实际操作中，大部分学生把课程设计当成抄写练习。这是因为课程设计往往把几个学生分成一组设计相同的题目，所以有些人一开始就做好抄袭其他学生的准备。在答辩的时候，教师也很难面面俱到，造成即使抄袭也能过关的现象。因此，在课程设计之后，增加开卷考试，考试的内容就以减速器为题，考试成绩计入理论考试成绩。

总之，通过改革，构成《机械设计基础》课程以实际机械设计能力培养为主线、基本知识完备、基本理论适当、基本方法多样，应用性、实践性突出，实用、先进、科学的课程内容体系。采取从基本知识、基本理论和基本方法的理解掌握入手，结合实际训练，培养设计能力和创造能力的教学方法，并注意培养与教学目标相适应的学习方法。使得《机械设计基础》课程从教学内容到教学方法以及学习方法更有利于掌握知识、发展智力、启迪创造性思维、形成设计能力，有利于专业课的学习，有利于提高从业能力，有利于人才的发展，更符合高等职业教育人才培养目标的要求。

构成设计基础知识总结篇7

目前,设计知识管理已成为国内外许多研究机构、大学、企业的研究热点,如美国nist的设计知识库项目[2]；欧洲wise工程知识管理项目[3]、moka项目[4]；韩国lg公司资助的知识管理项目[5]；国家863资助的知识管理平台研究[6]等,但还没有一个实用的能支持概念设计知识重用的系统,对它的研究也还停留在理论准备阶段。

本文在研究了基于本体的的概念设计知识模型的基础上,提出了基于本体的概念设计知识管理框架,研究了用户对本体的定义、对知识结构内容的自由扩充以及概念设计知识的检索方法等关键技术。

1、基于本体的概念设计知识建模

1.1　概念设计知识分类与表达

概念设计是对设计问题加以描述,并以方案的形式提出众多解的设计阶段[7].概念设计从不同的角度有多种定义[8].一般认为,概念设计是指以设计要求为输入、以最佳方案为输出的系统所包含的工作流程,是一个由功能向结构的转换过程。

图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指根据设计要求,运用各种分析、设计方法推理而生成的多个方案,是个发散过程；评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。概念设计是将所设计的产品看成一个系统,运用系统工程的方法去分析和设计。具体说,概念设计就是将设计对象的总功能分解成相互有机联系的若干功能单元,并以功能单元为子系统进行再次分解,生成更低一级的功能单元,经过这样逐层分解,直至对应的各个最末端功能单元能够找到一个可以实现的技术原理解。概念设计的主要任务是功能到结构的映射,概念设计过程主要包括：功能创新、功能分析和功能结构设计、工作原理解的搜索和确定、功能载体方案构思和决策。

根据概念设计的过程及人在设计时的认知特点将概念设计知识分为元知识和实例知识（其分类如图2所示）。元知识中主要包括功能知识、技术原理解知识、结构知识等。实例知识中主要包括方案设计实例、技术原理解实例、产品实例等知识。

（1）功能知识。主要描述产品完成的任务,描述产品的功能及功能子项。描述产品要完成的功能,包括功能内容、实现参数、性能指标等；

（2）技术原理解知识。描述产品功能及功能子项的原理解答。它的表达要复杂些,一方面可用文字、数字表达它的说明、解答参数,另一方面,要有图形支持产品原理解答；

（3）结构知识。描述产品的结构设计状况,是对原理域知识的细化和扩充,是求解原理解的结构载体,可描述产品关键部分的形状、尺寸和参数。产品功能 结构的映射（简称为功构映射）就是对产品的功能模型进行结构实现的求解,是将产品功能性的描述转化为能实现这些功能的具有具体形状、尺寸及相互关系的零部件描述。在这里功能是产品结构的抽象,是结构实现的目的；而结构则为实现某功能而选用的一组构件或元件。功能 结构间的关系一般而言是多对多的映射关系。一个功能可能由一个或多个特征或元件实现,而一个特征或元件也可能完成一个或多个功能；

（4）实例知识。已成功或失败的设计范例,包括方案设计实例,产品结构知识实例、技术原理解实例等。它包含了更多的实际因素,是类比设计和基于实例推理设计的基础。

以工程机械中某型滑模式水泥摊铺机为例,总功能为摊铺水泥路面,总功能可细分为滑模作业、控制作业等功能,滑模作业功能又可细分为提水泥浆、挤压成型等功能。其中某个功能的实现可能会由几个结构组合而成,例如滑模式水泥摊铺机滑模作业功能就是由螺旋分料器、刮平板等几个结构一起才能实现。图3为该水泥摊铺机的功能层次定义和功能分解结构举例。该产品所对应的结构分解则如图4所示。图5中给出了对于滑模作业功能的技术原理解简图、技术原理解的评价、参考产品,以及实现该功能的说明等相关的知识。

如何利用计算机技术对概念设计予以支持,对概念设计知识进行有效的管理,至今仍没有较好的解决方法。目前的知识建模主要是专家系统,最常用的知识模型包括框架、产生式规则、语义网络、谓词逻辑等。专家系统的知识建模主要侧重符号层的系统实现,很少考虑动态的,非结构化的知识,造成专家系统解决问题的局限性,使得专家系统不能解决大型复杂问题。

本体作为“对概念化显式的详细说明”[9,10],研究领域内的对象、概念和其他实体,以及它们之间的关系,可以很好地解决概念设计知识的表达、检索和重用等问题。采用本体描述概念设计知识可以支持细粒度的产品语义信息的描述,可以形式化地定义特定领域的知识,如概念、事实、规则等；支持语义层面的集成和共享,基于本体的知识定义可以对知识作普遍的、无歧义的语义解释,可以保证不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。

1.2　本体建模过程描述

本体是某一领域的概念化描述,着意于在抽象层次提出描述客观世界的抽象模型,它包括两个基本的要素：概念和概念之间的关系。本体的构建必须满足以下的要求：对目标领域的清晰描述；概念或概念之间关系的明确定义；一般性和综合性原则。本体可以有多种表述方式,包括图形方式、语言形式和xml文档形式等。

基于本体的产品概念设计知识建模过程包括3个阶段：

（1）产品概念设计知识目标确定。产品概念设计知识定位,概念设计知识的定位决定本体构造的功能需求及最终用户。

（2）产品概念设计知识本体分析与建立。根据需求分析,确定该领域的相关概念及概念属性,并用xml语言进行形式化描述。这个阶段是建立概念设计知识本体的关键环节,直接影响到整个本体的生成质量,同时也是工作量最大的阶段。

（3）产品概念设计知识本体评价。对所创建的本体进行一致性及完备性评价。一致性是指术语之间的关系逻辑上应保持一致；完备性是指本体中概念及关系应是完善的。我们称该3阶段的组合为产品概念设计知识本体建模的一个生命周期（见图6）。

1.3　概念设计知识的本体表示

在此我们以工程机械中滑模式水泥摊铺机为例,结合图3～图5中的实际知识,从概念实体、概念属性及概念间关系等方面来说明产品知识、功能知识、技术原理解知识、技术原理解实例等概念设计知识的本体表示,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束和公理定义等方法揭示了概念间的本质联系,形成一个语义关系清晰的产品概念设计知识模型。建模采用目前最新的owl语言描述。

表述的语义为一个滑模式水泥摊铺机继承了一个产品的所有属性,此外还具备了关系属性：摊铺能力,同时,又对属性摊铺能力作了限制：只能应用于滑模式水泥摊铺机领域,且取值变化只能在摊铺宽度中（省略了关于滑模式水泥摊铺机类似属性的定义,如摊铺厚度和摊铺速度等）。

（3）功能知识类

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<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#功能名称”/>

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<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#产品”/>

<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>

</owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能知识只有一个功能名称,且最少具有一个相关产品（省略了功能知识类似属性的定义,如功能编号、功能说明、创建人、创建时间、存储位置等）。

（4）功能技术原理解类

<owl：classrdf：id=“功能技术原理解”>

<owl：restriction>

<owl：onpropertyrdf：resource=“#功能知识”/></owl：restricton>

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<owl：onpropertyrdf：resource=“#技术原理解简图”/></owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能技术原理解具有对应的功能名称,相关的技术原理解简图（省略了技术原理解类似属性的定义,如评价、参考产品、创建人、创建时间、存储位置等）。

上述描述中,使用类公理（subclassof）描述了两个类（概念）之间的继承关系,如滑模式水泥摊铺机类是产品类的子类。在描述类属性时,使用关系属性（objectproperty）描述了类的某个属性同时也表示了两个类之间的某种关系,如摊铺能力既是滑模式水泥摊铺机类的一个属性,同时也表达了和摊铺宽度类之间的对应关系。另外,使用属性公理domain和range表示属性的应用领域和属性的取值范围,如属性摊铺能力只能用于滑模式水泥摊铺机类,且它的取值只能是摊铺宽度数据集。

1.4　基于本体的概念设计知识管理的特点和优势

基于本体的概念设计知识管理可以让设计人员更好地重用已有的概念设计知识,基于本体的概念设计知识管理具有以下的一些特点或优势：

（1）支持用户定制知识类别。产品概念设计过程中,需要运用多种类型的知识,如：功能类、功能技术原理方案解类等。这些知识的描述和使用有着不同的特点,不能用相同的描述框架来处理。基于本体的设计知识建模允许用户对设计中知识类别加以定制,针对每一类别定义其描述属性,从而较好的解决了概念设计中多来源多类型知识的表示问题。

（2）支持概念共享的知识库构建。概念设计知识本体的构造澄清了概念设计领域知识的结构,为概念设计知识的表示打好了基础,而本体中统一的术语和概念也使概念设计知识更好地共享成为可能。基于本体的概念设计知识表示在区分不同知识类别的同时,建立起概念间的共享联系。通过概念间的共享机制,避免了设计知识库的数据冗余和数据不一致问题,方便了知识的建模录入、检索及统计处理。

（3）多视图和基于本体概念的知识检索。在目前的应用系统中一般采用基于关键字的数据库查询方法,由于其数据库组织不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理,也就无法解决语义异构性问题。由于不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统得不到意义相同但用词（语法）不同的内容。当需要对多个数据源进行查询的时候问题更为明显,多意词和同义词会使查询得到许多不相关的信息,而忽略另外一些重要信息。

在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,知识库建立在本体的基础上,使得基于知识的设计意图匹配成为可能。采用基于知识、语义上的检索匹配,对用户的检索请求,通过查询转换器按照本体把各种检索请求转换成对应的概念,在本体的帮助下从知识库中匹配出符合条件的数据集合,解决了语义异构的问题。

从人在设计时的认知特点出发,可以采用基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,还可以利用本体中已定义的概念定义其它知识检索视图,比如需求功能知识检索视图、软件工具使用知识检索视图等,实现基于知识检索的设计意图的匹配。

2、基于本体的概念设计知识管理

2.1　概念设计知识管理系统结构

结合工程机械行业的实际,本文提出了图7所示的基于本体的产品概念设计知识管理系统结构,系统按照知识产生、获取和利用的流程来构建,系统结构主要包括概念设计知识管理工具、数据接口程序以及基于本体的概念设计知识库,具体由4个部分构成。

（1）概念设计知识获取。概念设计知识的获取包括从概念设计知识本体定义、本体之间关系定义、本体知识库生成到概念设计知识获取整个过程。

（2）概念设计知识维护。主要包括从概念设计知识本体维护、本体关系维护、知识库重新生成到概念设计知识维护的过程,实现对本体的属性修改,各类知识之间的关系维护,以及知识库的更新等。

（3）概念设计知识检索重用。系统中提供基于多视图的知识检索方式,如基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,及用户定义的其它知识检索视图。此外系统提供基于本体概念的知识检索方式,通过本体映射库,可以实现同义词的检索,保证可能会采用不同的概念和术语表示相同的设计信息的人可以得到相同的知识帮助。

（4）概念设计知识库的构建。要实现基于本体的,支持客户自定义的概念设计知识管理,系统必须由足够的柔性,支持各类知识的存储,作为系统基石的知识库的构建就不能采用完全预先定义的方式,在系统中我们采用基础数据库加上在此基础上经过本体定义工具动态生成的各类知识库的方法保证基于本体的知识管理的实现。

2.2　概念设计知识管理关键技术及实现

构成设计基础知识总结篇8

目前,设计知识管理已成为国内外许多研究机构、大学、企业的研究热点,如美国nist的设计知识库项目[2]；欧洲wise工程知识管理项目[3]、moka项目[4]；韩国lg公司资助的知识管理项目[5]；国家863资助的知识管理平台研究[6]等,但还没有一个实用的能支持概念设计知识重用的系统,对它的研究也还停留在理论准备阶段。

本文在研究了基于本体的的概念设计知识模型的基础上,提出了基于本体的概念设计知识管理框架,研究了用户对本体的定义、对知识结构内容的自由扩充以及概念设计知识的检索方法等关键技术。

1、基于本体的概念设计知识建模

1.1　概念设计知识分类与表达

概念设计是对设计问题加以描述,并以方案的形式提出众多解的设计阶段[7].概念设计从不同的角度有多种定义[8].一般认为,概念设计是指以设计要求为输入、以最佳方案为输出的系统所包含的工作流程,是一个由功能向结构的转换过程。wWW.133229.cOM

图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指根据设计要求,运用各种分析、设计方法推理而生成的多个方案,是个发散过程；评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。概念设计是将所设计的产品看成一个系统,运用系统工程的方法去分析和设计。具体说,概念设计就是将设计对象的总功能分解成相互有机联系的若干功能单元,并以功能单元为子系统进行再次分解,生成更低一级的功能单元,经过这样逐层分解,直至对应的各个最末端功能单元能够找到一个可以实现的技术原理解。概念设计的主要任务是功能到结构的映射,概念设计过程主要包括：功能创新、功能分析和功能结构设计、工作原理解的搜索和确定、功能载体方案构思和决策。

根据概念设计的过程及人在设计时的认知特点将概念设计知识分为元知识和实例知识（其分类如图2所示）。元知识中主要包括功能知识、技术原理解知识、结构知识等。实例知识中主要包括方案设计实例、技术原理解实例、产品实例等知识。

（1）功能知识。主要描述产品完成的任务,描述产品的功能及功能子项。描述产品要完成的功能,包括功能内容、实现参数、性能指标等；

（2）技术原理解知识。描述产品功能及功能子项的原理解答。它的表达要复杂些,一方面可用文字、数字表达它的说明、解答参数,另一方面,要有图形支持产品原理解答；

（3）结构知识。描述产品的结构设计状况,是对原理域知识的细化和扩充,是求解原理解的结构载体,可描述产品关键部分的形状、尺寸和参数。产品功能 结构的映射（简称为功构映射）就是对产品的功能模型进行结构实现的求解,是将产品功能性的描述转化为能实现这些功能的具有具体形状、尺寸及相互关系的零部件描述。在这里功能是产品结构的抽象,是结构实现的目的；而结构则为实现某功能而选用的一组构件或元件。功能 结构间的关系一般而言是多对多的映射关系。一个功能可能由一个或多个特征或元件实现,而一个特征或元件也可能完成一个或多个功能；

（4）实例知识。已成功或失败的设计范例,包括方案设计实例,产品结构知识实例、技术原理解实例等。它包含了更多的实际因素,是类比设计和基于实例推理设计的基础。

以工程机械中某型滑模式水泥摊铺机为例,总功能为摊铺水泥路面,总功能可细分为滑模作业、控制作业等功能,滑模作业功能又可细分为提水泥浆、挤压成型等功能。其中某个功能的实现可能会由几个结构组合而成,例如滑模式水泥摊铺机滑模作业功能就是由螺旋分料器、刮平板等几个结构一起才能实现。图3为该水泥摊铺机的功能层次定义和功能分解结构举例。该产品所对应的结构分解则如图4所示。图5中给出了对于滑模作业功能的技术原理解简图、技术原理解的评价、参考产品,以及实现该功能的说明等相关的知识。

如何利用计算机技术对概念设计予以支持,对概念设计知识进行有效的管理,至今仍没有较好的解决方法。目前的知识建模主要是专家系统,最常用的知识模型包括框架、产生式规则、语义网络、谓词逻辑等。专家系统的知识建模主要侧重符号层的系统实现,很少考虑动态的,非结构化的知识,造成专家系统解决问题的局限性,使得专家系统不能解决大型复杂问题。

本体作为“对概念化显式的详细说明”[9,10],研究领域内的对象、概念和其他实体,以及它们之间的关系,可以很好地解决概念设计知识的表达、检索和重用等问题。采用本体描述概念设计知识可以支持细粒度的产品语义信息的描述,可以形式化地定义特定领域的知识,如概念、事实、规则等；支持语义层面的集成和共享,基于本体的知识定义可以对知识作普遍的、无歧义的语义解释,可以保证不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。

1.2　本体建模过程描述

本体是某一领域的概念化描述,着意于在抽象层次提出描述客观世界的抽象模型,它包括两个基本的要素：概念和概念之间的关系。本体的构建必须满足以下的要求：对目标领域的清晰描述；概念或概念之间关系的明确定义；一般性和综合性原则。本体可以有多种表述方式,包括图形方式、语言形式和xml文档形式等。

基于本体的产品概念设计知识建模过程包括3个阶段：

（1）产品概念设计知识目标确定。产品概念设计知识定位,概念设计知识的定位决定本体构造的功能需求及最终用户。

（2）产品概念设计知识本体分析与建立。根据需求分析,确定该领域的相关概念及概念属性,并用xml语言进行形式化描述。这个阶段是建立概念设计知识本体的关键环节,直接影响到整个本体的生成质量,同时也是工作量最大的阶段。

（3）产品概念设计知识本体评价。对所创建的本体进行一致性及完备性评价。一致性是指术语之间的关系逻辑上应保持一致；完备性是指本体中概念及关系应是完善的。我们称该3阶段的组合为产品概念设计知识本体建模的一个生命周期（见图6）。

1.3　概念设计知识的本体表示

在此我们以工程机械中滑模式水泥摊铺机为例,结合图3～图5中的实际知识,从概念实体、概念属性及概念间关系等方面来说明产品知识、功能知识、技术原理解知识、技术原理解实例等概念设计知识的本体表示,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束和公理定义等方法揭示了概念间的本质联系,形成一个语义关系清晰的产品概念设计知识模型。建模采用目前最新的owl语言描述。

表述的语义为一个滑模式水泥摊铺机继承了一个产品的所有属性,此外还具备了关系属性：摊铺能力,同时,又对属性摊铺能力作了限制：只能应用于滑模式水泥摊铺机领域,且取值变化只能在摊铺宽度中（省略了关于滑模式水泥摊铺机类似属性的定义,如摊铺厚度和摊铺速度等）。

（3）功能知识类

<owl：classrdf：id=“功能知识”>

<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#功能名称”/>

<owl：cardinality>1</owl：cardinality>

</owl：restricton>

<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#产品”/>

<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>

</owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能知识只有一个功能名称,且最少具有一个相关产品（省略了功能知识类似属性的定义,如功能编号、功能说明、创建人、创建时间、存储位置等）。

（4）功能技术原理解类

<owl：classrdf：id=“功能技术原理解”>

<owl：restriction>

<owl：onpropertyrdf：resource=“#功能知识”/></owl：restricton>

<owl：restriction>

<owl：onpropertyrdf：resource=“#技术原理解简图”/></owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能技术原理解具有对应的功能名称,相关的技术原理解简图（省略了技术原理解类似属性的定义,如评价、参考产品、创建人、创建时间、存储位置等）。

上述描述中,使用类公理（subclassof）描述了两个类（概念）之间的继承关系,如滑模式水泥摊铺机类是产品类的子类。在描述类属性时,使用关系属性（objectproperty）描述了类的某个属性同时也表示了两个类之间的某种关系,如摊铺能力既是滑模式水泥摊铺机类的一个属性,同时也表达了和摊铺宽度类之间的对应关系。另外,使用属性公理domain和range表示属性的应用领域和属性的取值范围,如属性摊铺能力只能用于滑模式水泥摊铺机类,且它的取值只能是摊铺宽度数据集。

1.4　基于本体的概念设计知识管理的特点和优势

基于本体的概念设计知识管理可以让设计人员更好地重用已有的概念设计知识,基于本体的概念设计知识管理具有以下的一些特点或优势：

（1）支持用户定制知识类别。产品概念设计过程中,需要运用多种类型的知识,如：功能类、功能技术原理方案解类等。这些知识的描述和使用有着不同的特点,不能用相同的描述框架来处理。基于本体的设计知识建模允许用户对设计中知识类别加以定制,针对每一类别定义其描述属性,从而较好的解决了概念设计中多来源多类型知识的表示问题。

（2）支持概念共享的知识库构建。概念设计知识本体的构造澄清了概念设计领域知识的结构,为概念设计知识的表示打好了基础,而本体中统一的术语和概念也使概念设计知识更好地共享成为可能。基于本体的概念设计知识表示在区分不同知识类别的同时,建立起概念间的共享联系。通过概念间的共享机制,避免了设计知识库的数据冗余和数据不一致问题,方便了知识的建模录入、检索及统计处理。

（3）多视图和基于本体概念的知识检索。在目前的应用系统中一般采用基于关键字的数据库查询方法,由于其数据库组织不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理,也就无法解决语义异构性问题。由于不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统得不到意义相同但用词（语法）不同的内容。当需要对多个数据源进行查询的时候问题更为明显,多意词和同义词会使查询得到许多不相关的信息,而忽略另外一些重要信息。

在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,知识库建立在本体的基础上,使得基于知识的设计意图匹配成为可能。采用基于知识、语义上的检索匹配,对用户的检索请求,通过查询转换器按照本体把各种检索请求转换成对应的概念,在本体的帮助下从知识库中匹配出符合条件的数据集合,解决了语义异构的问题。

从人在设计时的认知特点出发,可以采用基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,还可以利用本体中已定义的概念定义其它知识检索视图,比如需求功能知识检索视图、软件工具使用知识检索视图等,实现基于知识检索的设计意图的匹配。

2、基于本体的概念设计知识管理

2.1　概念设计知识管理系统结构

结合工程机械行业的实际,本文提出了图7所示的基于本体的产品概念设计知识管理系统结构,系统按照知识产生、获取和利用的流程来构建,系统结构主要包括概念设计知识管理工具、数据接口程序以及基于本体的概念设计知识库,具体由4个部分构成。

（1）概念设计知识获取。概念设计知识的获取包括从概念设计知识本体定义、本体之间关系定义、本体知识库生成到概念设计知识获取整个过程。

（2）概念设计知识维护。主要包括从概念设计知识本体维护、本体关系维护、知识库重新生成到概念设计知识维护的过程,实现对本体的属性修改,各类知识之间的关系维护,以及知识库的更新等。

（3）概念设计知识检索重用。系统中提供基于多视图的知识检索方式,如基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,及用户定义的其它知识检索视图。此外系统提供基于本体概念的知识检索方式,通过本体映射库,可以实现同义词的检索,保证可能会采用不同的概念和术语表示相同的设计信息的人可以得到相同的知识帮助。

（4）概念设计知识库的构建。要实现基于本体的,支持客户自定义的概念设计知识管理,系统必须由足够的柔性,支持各类知识的存储,作为系统基石的知识库的构建就不能采用完全预先定义的方式,在系统中我们采用基础数据库加上在此基础上经过本体定义工具动态生成的各类知识库的方法保证基于本体的知识管理的实现。

2.2　概念设计知识管理关键技术及实现

构成设计基础知识总结篇9

艺术设计专业传统的基础课教学过于强调描绘性的机械练习，实践与理论知识的结合不够紧密，常出现将造型基础课等同于“画画课”的认识误区，而设计色彩、设计素描、平面构成、立体构成、色彩构成等基础课分立开设，使得原本完整的知识体系被分割传授，教学过程较为僵化，难以使学生学以致用。应用型高校艺术设计专业基础课的教学，应将学生的理论学习与技能训练更加紧密地结合起来，打破原有的课程界线，以学以致用为目标，构建起一个模块化的、具有充分升级空间的专业基础知识体系。这是一个建立在横向发展的基础知识平台之上，并根据学生的专业差异，向着不同的方向进行纵向延伸的模块化知识体系。这里的基础知识平台，是在对艺术设计专业基础知识进行综合分析的基础上，将其与史论类课程相联系并进行有机的整合，从而使学生能够通过对基础知识的学习，掌握自主地根据艺术规律进行创作的方法，并在造型基础教育的同时进行审美教育，提高学生的审美品位。纵向延伸的知识模块，是在基础知识平台上根据环境艺术、视觉传达等专业方向的不同，通过情境式教学等手段，有侧重地组织课程，从而培养学生的能力和特长，使学生构建完整的技能体系。应用型高校艺术设计专业的课程设置，应根据学生学习阶段的不同进行单元划分，并设置难易适当的基础知识平台和技能发展方向，使整个课程体系呈现完整的网格状结构。这样的课程结构强调基础知识与技能的综合应用，模糊传统课程的边界，以作品的创作为载体，以知识与应用为导向。

按照这一思想，在设置艺术设计专业的课程体系时，可改变原有的设计素描、设计色彩、色彩构成、平面构成、立体构成五门基础课程依次进行的开课方式，将形式基础课与造型基础课相融合，整合课程知识，使之变成一门综合的进阶课程，并以由易到难、由简单到复杂的作品制作为载体，以情境教学为主要手段，将技能与知识的传授紧密地结合起来。同时，在教学准备与教学评价环节，可穿插美术史及美术理论类课程知识，通过与美术史、美术概论等美术类通识课程的横向联系，使学生获得更专业的艺术素质培养，提升审美品位，获得进一步更新知识的能力，以区别于普通职业院校的单一技能教育。在黄淮学院艺术设计专业原有的课程体系中，造型基础一（设计素描）、造型基础二（设计色彩）、设计基础一（平面构成）、设计基础二（色彩构成）、设计基础三（立体构成）五门基础课程是分别开设的，可尝试将其整合为由三级模块构成的课程体系：一级模块包括形态结构分析、形态结构表现、形态表象分析、形态材料表现等内容；二级模块包括基础形态结构主观构建、基础形态全因素创作、复杂形态结构主观构建、复杂形态全因素创作等内容；三级模块包括情境空间综合形态创作（室内陈设、灯光等）、视觉综合表现（主题设定、广告模拟、包装）、工业产品形态创作（日常用品基础结构、外观、材料质感）、建筑形态创作（基础空间结构创作、表面形态处理）等内容。整合后的课程体系由简入繁，结构更为清晰。

二、教材的改编与应用

作为教学活动开展的重要依据，教材的编选与使用在整个教学过程中起着举足轻重的作用。由于教材的适用性不强，编撰方式过于守旧，导致在艺术设计专业实践内容较多的造型等基础课的教学中，教师重课件、轻教材，绝大部分学生极少看教材，教材逐渐被边缘化。因此，编写更为适用的教材就成为艺术设计专业基础教学应用型改革中的重要环节。根据新的课程体系编写教材，要根据艺术设计专业各阶段的教学目标，尽量增强教材的应用性；应根据新的基础课程构架整合教学内容，以过去的设计素描、设计色彩、平面构成、立体构成、色彩构成等基础课教材为蓝本，以示例作品制作的完整工作过程为基本单元，并融合制作过程中涉及的造型基础技能以及形式基础知识，根据不同工作对象的不同工作内容、工作方法组织教材内容。例如，在“彩色装饰画制作”单元中，应以发现和解决问题为主线，对制作过程中涉及的造型、色彩以及构成知识进行归纳编排，突出真题实作。根据新的课程体系编写教材，课程载体和教学范例的选择要具有典型性，并力求简单，使知识与技法要点一目了然。这样便于教师运用教材传授基本知识与技能，同时充分利用扩展空间，引导学生逐渐加大制作的难度与复杂度，以促进学生充分发挥创造力，提高自主学习能力。在教材的应用上，在用好主干教材的同时，应引导学有余力的学生主动学习相关辅助教材，以提高学生的理论知识水平和自学能力，为学生继续深造打下扎实的专业理论基础。辅助教材的选取，类型不应有局限，可包括学术专著、论文、新闻等，但应注意与课程知识的联系，并以教材为主线由浅入深地展开知识。另外，教师在教学中应引导学生浏览相关网站，使学生在充分利用馆藏图书资源的基础上接触无纸化阅读，从而提高学生的资源获取能力和自学能力。

三、课堂组织形式和教学方法的变革

传统的造型基础课教学一般是将理论教学与画室实践练习相结合，先理论后实践，“讲一讲画一画”。这样看似符合认知规律，但它对学生的理解力与专业基础要求较高，基础素质较差的学生很难有理想的学习效果。应用型教育要求学生有自主理解与更新知识技能的能力和合作交流能力。艺术设计专业人才在项目设计团队中承担着一定的工作角色，能否胜任角色，不仅要看其知识储备和技法的掌握情况，更要看其能否合理、熟练地选择和运用知识技能。而这一人才培养目标，采用传统的“一人一板、画完收工”的课堂组织方式与教学方法是难以达成的。因此，根据新培养目标革新教学方法势在必行。为了增强学生的交流与合作能力，可根据课程内容的复杂程度，将学生分成若干制作组或讨论组并扮演具体的角色，从制定创意计划到创意的实施和总结评价，让学生畅所欲言地交流思想，或通过小组互评查漏补缺，从而不断地完善创意计划。

构成设计基础知识总结篇10

关键词：铰链四杆机构；教学设计演化；曲柄；滑块

机械基础课中机构是重点，而铰链四杆机构这一部分知识是基础，《铰链四杆机构的演化》这一课是难点，以往教师在讲解本节课时都感到头痛，教师不好讲，学生又不愿意听，结果学生都不明白，稀里糊涂过去了。为了解决这一难题，我们组织专业基础课教师针对本节课进行了说课、讲课比赛，通过说课、讲课、评课、议课，最终形成了本节课较为成熟的教学设计。

一、复习旧课，导入新课

课堂导入是教师在新的教学内容和教学活动开始时，通过简短的语言或行为，引导学生迅速进入学习状态的教学行为方式。前苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾说过：“如果教师不想办法使学生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使学生产生冷漠的态度。”而复习导入就是最常用的一种。在导入中，教师先提问：

（1）什么是平面连杆机构？

（2）我们学过哪些平面连杆机构？

（3）曲柄存在的条件是什么？

在实际生产中，除了我们上面提到的那些四杆机构以外，还一些其他形式的四杆机构，而它们多数都是在原来的四杆机构的基础上演化而来的。那么，如何演化呢？

二、精心设计，讲授新课

1. 提出问题、激发思维

（1）提出问题：如何演化？

（2）演示过程，得出结论。

让学生用铰链四杆机构模型在讲台上演示，以不同的杆件作机架可以得到不同的运动机构。这样既激发了学生的学习兴趣，又增加了学生的感性认识，为下一步降级奠定了基础。

（3）提出任务，探索发现。

任务：能否将转动副化为移动副？

步骤（如图1）：①分析曲柄摇杆机构的运动，选择要改变的转动副C。②观察杆CD的运动，作出C点的运动轨迹。③按照C点的轨迹作弧形槽，并放入滑块。④将杆CD的长度增至无穷大，用直槽代替弧形槽，得到新机构——曲柄滑块机构。

（4）讲解曲柄滑块机构的概念及分类。

曲柄滑块机构：具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构。

以上知识既是本节课的重点又是难点，因此每一步都要讲清楚，通过自制挂图进行详细理论分析，并通过多媒体播放视频动画，让同学 们的看清运动变化过程。这样理论联系实际，就会让理论分析得到验证。

2. 理论联系实际，分析实例，动手设计制作

（1）应用实例： ①内燃机气缸。②滚轮送料机。

（2）现场制作曲柄滑块送料机构并展示设计成果。

分组：32人，8人／组，共4组，由动手能力强的学生担任组长，发挥骨干作用。

材料：硬纸板、木条、螺栓螺母、彩纸，胶水等。

制作时间：10分钟至15分钟。

成果展示：让每组学生选出代表发言，展示本小组的设计成果，其他小组提出问题并加以评价。这样能锻炼学生的语言表达能力和应变能力。

3. 利用多媒体演示进行讲解，增强学生的感性认识。

（1）偏心轮机构。

在曲柄滑块机构中，当曲柄较短时，往往用一个旋转中心与几何中心不重合的偏心轮代替曲柄。

（2）导杆机构。

导杆：机构中与另一运动构件组成移动副的构件。

导杆机构：连架杆中至少有一构件为导杆的平面四杆机构。

演化（如图2）：对心曲柄滑块机构——取杆1为机架，得到摆动导杆机构；取杆2为机架，得到曲柄摇块机构；取滑块为机架得到移动导杆机构。

这部分知识的讲解，必须通过动画视频演示，如果只是讲解，此时再丰富、形象的语言也会显得苍白无力，说不明道不清。因此，教师只有通过动画视频，才能使学生理解他们的运动规律，进一步根据运动规律学会识别摆动导杆机构、曲柄摇块机构、移动导杆机构。

三、归纳总结，结束教学

结课是指在完成课堂教学活动时，使学生所学的知识得以及时转化、升华、条理化和系统化，教师对学过知识进行归纳总结的教学行为。一节课的成功与否，不仅依赖于恰当地导入新课和良好的讲授过程，还取决于课堂教学结束的好坏。本课主要从演化方式进行了总结。总结如下：

演化方式：（1）将转动副变为移动副。（2）选择不同的构件作为机架。（3）改变某些构件的形状、相对长度。

四、布置作业，巩固课堂

学生完成作业的过程，实质上是复习巩固、提取再现和重组应用知识的过程。通过学生完成作业和教师对作业的批改，能够及时查漏补缺，加强学生对基本知识和基本技能的掌握。

用多媒体展示教师精心设计的5道习题，要求学生当堂完成。下课后，教师马上批改习题，及时了解学生对本节知识的掌握情况，以便于改进教学。

参考文献：

[1]陈海魁.机械基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.