特色的機械工程研究生課程論文
第1篇:機械工程研究生國際化培養課程設置探討

一、研究生國際化培養的背景
本世紀是知識經(jīng)濟時(shí)代,在面臨能源緊缺及信息化發(fā)展的同時(shí),也將面臨人才的國際化競爭,國家的發(fā)展需要人才并依靠人才,而研究生教育是高端人才培養的行業(yè)基礎和保證。以往我國研究生教育的國際化發(fā)展是將國內優(yōu)秀的研究生送往國外接受先進(jìn)教育培養,當前國家綜合國力的競爭實(shí)際上是經(jīng)濟、科技實(shí)力的競爭,而這些競爭最終又回歸到人才的競爭方面,我國在近些年開(kāi)始接受?chē)獾牧魧W(xué)生,并在世界范圍內傳播中國的理念和文化。國內研究生國際化教育能縮短高端人才培養的時(shí)間周期,通過(guò)引進(jìn)國際知名教授進(jìn)行短期講學(xué),可以在較短時(shí)間內培養出一大批具有世界先進(jìn)知識的研究生學(xué)位獲得者,這些高端人才將為我國的創(chuàng )新型大學(xué)及國家建設提供豐富的人才儲備,F今,我校開(kāi)展機械工程專(zhuān)業(yè)研究生國際化教育實(shí)踐可以為研究生教育搭建具有實(shí)踐性的國際平臺,將我校機械專(zhuān)業(yè)學(xué)科研究生為石油石化行業(yè)國際化人才,為研究生教育國際化發(fā)展提供了很好的借鑒。
國際上研究生教育最發(fā)達的國家在美國,其研究生教育規模與質(zhì)量居世界前列,2005年共有4.4萬(wàn)人被授予博士學(xué)位,1901~1999年,美國研究型大學(xué)畢業(yè)的研究生學(xué)位授予者共獲得164個(gè)諾貝爾獎(約占同期諾貝爾獎獲得者總數的1/4)。因此,世界各地的優(yōu)秀生源紛紛前往美國攻讀學(xué)位,2005年,在美留學(xué)研究生規模達26.4萬(wàn)人,約占全美在校研究生的17%,在工程和自然科學(xué)領(lǐng)域攻讀研究生學(xué)位的留學(xué)生規模占4%以上,這為美國提供了大量的核心科技人力資源儲備,成為美國在世界范圍內保持其競爭力優(yōu)勢的重要原因。2007年,在加拿大班芙,第一次召開(kāi)了研究生教育相關(guān)的國際會(huì )議,來(lái)自美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和中國的高等教育領(lǐng)導達成一項班芙共識,班芙共識認為研究生教育是創(chuàng )造知識型經(jīng)濟的關(guān)鍵。研究生教育正在向國際化轉型,班芙峰會(huì )是各國建立包容、開(kāi)展國際合作分享研究生教育中最佳實(shí)踐的重要一步。
就我校機械學(xué)科而言,機械專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生國際化培養教育剛剛開(kāi)始,針對機械專(zhuān)業(yè)研究生教育的特點(diǎn),相關(guān)機械學(xué)科的課程國際化課程體系建設,國際化培養模式研究將成為成功培養出具備實(shí)踐背景的工程技術(shù)人才關(guān)鍵。
二、學(xué)校的師資條件和學(xué)生條件情況分析
機械工程是為國民經(jīng)濟建設和社會(huì )發(fā)展提供各類(lèi)機械裝備和生產(chǎn)制造技術(shù)以創(chuàng )造物質(zhì)財富和提高社會(huì )文明水準的重要工程領(lǐng)域。隨著(zhù)電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計算機及軟件技術(shù)、材料科學(xué)的發(fā)展與滲透,充實(shí)并豐富了本領(lǐng)域的基礎,拓寬和發(fā)展了本領(lǐng)域的研究范疇,同時(shí)促進(jìn)機械產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程向自動(dòng)化、智能化、信息化方向發(fā)展。我校機械工程涉及工程力學(xué)、流體力學(xué)、機械設計及理論、安全技術(shù)及工程、供熱供燃氣暖通及空調等基礎和應用學(xué)科,需要解決的工程問(wèn)題有石油機械工程、石油安全技術(shù)、供熱供燃氣等工程問(wèn)題。針對石油、石化行業(yè)培養機械工程領(lǐng)域應用型、復合型高層次工程技術(shù)和工程管理人才。本學(xué)科師資力量雄厚,完成了數百項科研項目,其中多項獲國家、省部級科技進(jìn)步獎。先后出版了多部專(zhuān)著(zhù)、譯著(zhù)和研究生教材。本學(xué)科建有相應的校級重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗室,裝備有激光測速系統、粒子成像系統、多功能摩擦磨損試驗機、振動(dòng)信號測試和分析系統等多臺百萬(wàn)元級重大設備,為研究生的教學(xué)和科研提供了有利的條件。
此外,機械工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)中一些專(zhuān)業(yè)基礎課已經(jīng)采用英文教材,雙語(yǔ)授課。對于研究生國際化培養、學(xué)生是通過(guò)選拔而參加這項國際化培養項目中。在選拔中英文的聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)作為重要的一環(huán)來(lái)考核研究生,所以錄取上來(lái)的學(xué)生都英文基礎較好。
在師資的培訓和選拔方面,我院專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)教學(xué)師資總體上基礎比較好,有一批老教授和能力較強的中年教師,完全具有承擔全英語(yǔ)教學(xué)的能力,但師資分布不均衡,少數課程的師資力量較薄弱。為了加大對中青年教師外語(yǔ)教學(xué)能力的培訓,我校師資辦舉辦了多期英語(yǔ)培訓班,使一批中青年骨干教師外語(yǔ)水平明顯提高,同時(shí)我院還選拔了多名青年教師到國外進(jìn)修教學(xué),F在,研究生基礎各門(mén)課程的師資基本能滿(mǎn)足全英語(yǔ)教學(xué)試點(diǎn)班的教學(xué)需要。
三、機械工程專(zhuān)業(yè)課程設置目標
我校機械工程專(zhuān)業(yè)培養從事機械工程、安全技術(shù)及工程、供熱、供燃氣、通風(fēng)及空調工程研究方向中科技攻關(guān)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工程設計與施工、工程規劃與管理的復合型碩士高層次工程技術(shù)和工程管理人才。
鑒于機械學(xué)科碩士研究生國際化培養還未展開(kāi),采取對國內外高校進(jìn)行廣泛的資料調研,然后綜合分析,再結合機械學(xué)科專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行分析論證的方法進(jìn)行研究。另外,對部分國內高校及我校其他專(zhuān)業(yè)國際化研究生培養進(jìn)行現場(chǎng)調研,獲取第一手資料。我校自上個(gè)世紀50年代開(kāi)始一直進(jìn)行具有石油特色的機械工程研究生課程,在多年的教學(xué)積累和探索的,人才培養質(zhì)量達到了國內高校同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的先進(jìn)水平。本專(zhuān)業(yè)形成了“堅持機電結合,突出石油特色”的鮮明專(zhuān)業(yè)特色,使培養的學(xué)生具有機械工程、電子工程和控制工程三個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的寬廣扎實(shí)的基礎知識、很強的適應性和綜合素質(zhì),具有廣闊的發(fā)展空間和良好的就業(yè)前景。本專(zhuān)業(yè)還結合機電領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)人才的特點(diǎn),在加強實(shí)踐教學(xué),培養具有創(chuàng )新精神、實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才等方面進(jìn)行深入的探索和實(shí)踐,通過(guò)實(shí)踐教學(xué)體系建立和實(shí)施、大學(xué)生創(chuàng )新能力培養實(shí)踐等促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的培養,推動(dòng)專(zhuān)業(yè)辦學(xué)條件和水平的提高,取得了顯著(zhù)效果。
現今,我校提出研究生教育國際化的探索項目,國際化全英文研究生教學(xué)中機械工程專(zhuān)業(yè)課程設置的要求也隨之而來(lái)。在國際上具有石油特色的機械工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)校并不是很多,美國德克薩斯州立大學(xué)、加拿大阿爾伯塔大學(xué)、澳大利亞西澳大學(xué)等高校都開(kāi)設了具有石油特色的機械工程研究生課程。他們的課程設置和我校的研究生課程有一些區別。例如澳大利亞西澳大學(xué)機械工程專(zhuān)業(yè)主課設置為:控制及機電系統、結構整體性、可持續發(fā)展工程、有限元方法、計算和實(shí)驗流體動(dòng)力學(xué)、高等控制工程等課程,與我校專(zhuān)業(yè)基礎課相差較大。我校公共必修課包括自然辯證法、科學(xué)社會(huì )主義理論與實(shí)踐、英語(yǔ),數值分析、數學(xué)物理方法等課程;專(zhuān)業(yè)必修課包括:彈塑性力學(xué)、高等流體力學(xué)、機械工程控制理論等課程。如何順應國際研究生教育并保持我國及我校的特色是研究生國際化課程設置的首要問(wèn)題。從國際教育背景來(lái)看,推行國際化勢在必行。所以必須樹(shù)立正確的國際化教育理解觀(guān)念,既要堅持民族優(yōu)秀教育傳統及本專(zhuān)業(yè)特色,又要研究教育國際化發(fā)展的趨勢和新動(dòng)態(tài),積極融入世界教育系統,把本專(zhuān)業(yè)教育國際化課程設置好,加強與世界其它國家在教育制度、標準等方面的溝通和協(xié)調,并從中獲取我校研究生教育發(fā)展需要的利益。
四、機械工程專(zhuān)業(yè)課程完善基本要求
按照教育國際化要求的課程設置在機械專(zhuān)業(yè)教學(xué)中實(shí)施的難度要求是相當高的,尤其在中國這樣一個(gè)缺乏英語(yǔ)語(yǔ)言環(huán)境的國家。教育國際化是一個(gè)科學(xué)概念,它的具體實(shí)施還需要在相當師資力量,生源條件及辦學(xué)能力的情況下才有可能實(shí)行。目前我校已經(jīng)在有條件的院系進(jìn)行試點(diǎn),并已經(jīng)完成兩個(gè)年級的研究生國際化的培養,機械專(zhuān)業(yè)需要積極創(chuàng )造條件,借鑒經(jīng)驗,逐步論證實(shí)施。教師使用英語(yǔ)授課的能力和學(xué)生的英語(yǔ)素質(zhì)是開(kāi)展教育國際化教學(xué)的先決條件。教師是關(guān)鍵,教育國際化教學(xué)對師資的要求相當高,進(jìn)行全英語(yǔ)教學(xué)的教師除應具備本學(xué)科的知識、技能外,還要能夠將英語(yǔ)靈活自如、恰當準確地運用于教學(xué)活動(dòng)之中。因此,我校進(jìn)行教育國際化教學(xué)實(shí)踐中,采用前幾年聘請外籍教師的參與和輔導,按照要求制定教學(xué)方案,能較好地吸收國外先進(jìn)知識又掌握國內情況,確保研究生教育國際化的學(xué)術(shù)水平和英語(yǔ)能力及教學(xué)效果。學(xué)生的英語(yǔ)基礎能力是影響教育國際化教學(xué)效果的重要因素,我校規定進(jìn)入教育國際化教學(xué)班學(xué)習的學(xué)生,必須經(jīng)過(guò)學(xué)校統一組織的遴選考核,以確保學(xué)生的基本素質(zhì)。
總之,全球經(jīng)濟一體化背景下的研究生教育國際化是一個(gè)發(fā)展過(guò)程,機械專(zhuān)業(yè)在推進(jìn)過(guò)程中不斷有新的問(wèn)題及趨勢出現,按照每個(gè)學(xué)校自身的特點(diǎn)和教育國際化進(jìn)程發(fā)展趨勢的不斷探究和更新,采取慎重的態(tài)度,制定合適的課程方案設置體系及培養方法,促進(jìn)我校機械專(zhuān)業(yè)研究生國際化教育的健康、快速發(fā)展。
第2篇:面向新時(shí)期的計算機專(zhuān)業(yè)研究生創(chuàng )新人才培養模式探索
有限元法已成為工程分析中強有力的數值分析工具,在多數工科院校中,“有限單元法”已經(jīng)普遍作為研究生課程中一門(mén)重要的的學(xué)位課。實(shí)踐證明,通過(guò)教學(xué)改革加強基礎理論教學(xué)、工程概念,增強學(xué)生通用軟件編寫(xiě)能力,探討通用有限元分析軟件應用與工程實(shí)際問(wèn)題的解決對學(xué)生系統掌握該課程的理論和方法具有積極的作用,提高了學(xué)生利用有限元方法解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,為本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習打下了良好的基礎。
機械工程專(zhuān)業(yè)研究生需要掌握計算機科學(xué)等現代科學(xué)技術(shù)的理論方法,研究各種機械系統、結構及其元件的工作原理、運動(dòng)和動(dòng)力學(xué)性能、模擬仿真及優(yōu)化的理論方法,振動(dòng)與噪聲、摩擦、磨損與潤滑、傳動(dòng)、創(chuàng )新發(fā)明與設計及計算方法等。作為一種相對成熟的數值計算方法——有限元方法成為機械工程專(zhuān)業(yè)研究生進(jìn)行機械設計、解決工程實(shí)際問(wèn)題必不可少的工具之一,因而有限單元法普遍列入了研究生的學(xué)位課程。同時(shí)有限元法是一個(gè)龐大和復雜的理論體系,需要有較深厚的數學(xué)力學(xué)基礎知識,學(xué)生在一定時(shí)間內掌握有限元法比較困難,因此如何提高有限元法教學(xué)效果成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。
一、傳統教學(xué)方法存在的問(wèn)題
教學(xué)方式的改革是我國當前高教改革的重要內容之一。在有限元傳統的接受式教學(xué)模式中,課程的“教”和“學(xué)”的內容都是預先設定好的,而且內容多是前人的經(jīng)驗積累;大多數的授課教師在教學(xué)過(guò)程中往往只注重于傳統理論知識的講解,這在一定程度上不利于啟發(fā)教學(xué)對象的創(chuàng )新性思維。有限元方法作為一門(mén)同工程實(shí)踐聯(lián)系較強的課程,應該注重培養學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,而不僅僅只是局限于理論知識的灌輸。只有讓學(xué)生在自己動(dòng)手解決實(shí)際工程問(wèn)題的過(guò)程中,體驗到該課程強大的解決問(wèn)題的能力和作用,才能夠激勵學(xué)生掌握有限元方法的熱情,調動(dòng)學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性。因此,要將有限元教學(xué)從傳統的以教師為主體的教學(xué)模式向以學(xué)生為主體的教學(xué)模式進(jìn)行轉變。在教學(xué)過(guò)程中,教師的作用更多體現在引導、組織問(wèn)題的討論和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新性思維。只有提高學(xué)生學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性,才能夠獲得更好的教學(xué)效果。
“有限元方法”是在基礎力學(xué)課程中不斷發(fā)展而獨立出來(lái)的一門(mén)課程。教師在教學(xué)時(shí),應該根據機械工程專(zhuān)業(yè)的研究生的培養目標,確定相應教學(xué)內容。對機械工程專(zhuān)業(yè)研究生來(lái)說(shuō),該課程教學(xué)內容相對多:既包括常見(jiàn)的平面桿系及平面應力、應變問(wèn)題等二維的有限元分析的基本方法,同時(shí),又包括三維問(wèn)題的有限元分析和靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、線(xiàn)性有限元問(wèn)題的分析。非線(xiàn)性問(wèn)題是工程中最為常見(jiàn)的問(wèn)題,非線(xiàn)性有限元問(wèn)題的分析應該作為一個(gè)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中應該時(shí)刻體現教學(xué)目的:不但使學(xué)生理解基礎的計算理論,而且需要加強解決問(wèn)題方法和能力的訓練,從而使學(xué)生在學(xué)習該課程后,能夠用有限元的方法去解決一些常見(jiàn)的工程問(wèn)題。傳統方法以培養學(xué)生的扎實(shí)理論知識為目的對學(xué)生進(jìn)行系統的有限元理論知識講解和分析推導,而對于大多數機械工程專(zhuān)業(yè)非力學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究生來(lái)說(shuō),由于有限元方法的理論知識包含數學(xué)、力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、變分原理、線(xiàn)性代數、數值計算方法等多門(mén)課程的內容,理論起點(diǎn)較高,教學(xué)效果不太理想。因此要根據機械工程專(zhuān)業(yè)研究生的培養要求,探索適合培養研究生解決實(shí)際問(wèn)題能力的教學(xué)方法是十分必要的。
二、加強基礎理論的教學(xué)
基礎理論知識的學(xué)習是保證良好的教學(xué)效果必不可少的。矩陣位移法作為有限元法的課程主線(xiàn),是最為基礎的理論知識。矩陣位移法的基礎是線(xiàn)性代數的矩陣運算以及結構力學(xué)中學(xué)習到的位移法。矩陣位移法理論基礎就是加權余量法以及在彈性力學(xué)基本原理之一——變分原理。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現,多數學(xué)生在基礎理論知識方面存在欠缺以及遺忘的情況,因此,在教學(xué)過(guò)程中應該加強理論知識的補充,將有限元理論的基礎知識的教學(xué)提高到其應用的重視程度上,才能夠保證以后本課程的教學(xué)效果。在學(xué)習基礎理論知識的過(guò)程中,應該使學(xué)生明白如何將解題的過(guò)程采用矩陣的形式進(jìn)行表達,同時(shí)如何利用計算機計算程序來(lái)實(shí)現。保證足夠的教學(xué)時(shí)間來(lái)學(xué)習和提高有限元最為基礎的礎理論知識是很有必要的,在教學(xué)的過(guò)程中,同時(shí)需要注重啟發(fā)引導和互動(dòng),強化學(xué)生對所學(xué)的基礎理論知識的理解和應用,提高學(xué)生利用基礎理論知識分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力,從而提高學(xué)生學(xué)習理論知識的積極性,認識到學(xué)習理論知識的作用。
三、建立有限元分析問(wèn)題的思想
有限元法是一種工程實(shí)用性非常強的數值分析工具,在有限元方法的學(xué)習過(guò)程中,建立有限元分析問(wèn)題的思想是很重要的。簡(jiǎn)單說(shuō)就是要明確有限元方法的實(shí)質(zhì),以及處理問(wèn)題過(guò)程的步驟和注意的問(wèn)題,在以往的教學(xué)中這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有得到相應的重視。
有限元法最為基礎的思想是將復雜問(wèn)題用相對簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替后進(jìn)行求解,在這個(gè)過(guò)程中,有限元法將求解域劃分為許多小的互連子域(稱(chēng)為有限單元),在對單元假定一個(gè)相對簡(jiǎn)單的位移模式,從而得到每一單元近似解,在此基礎上推導求解這個(gè)域總的平衡方程,最終得到所求問(wèn)題的解。有限元方法雖然應用的領(lǐng)域很多,但是針對不同物理性質(zhì)以及數學(xué)模型的問(wèn)題,有限元求解法的基本原理以及步驟大體是相同的,區別僅僅體現于不同物理模型的公式推導和運算求解方法。有限元法的基本步驟通常是相同和固定的:首先確定問(wèn)題以及定義求解域;其次是將求解域離散化;再此需要確定狀態(tài)變量和控制方程,通常做法是將微分方程轉化為等價(jià)泛函形式;推導有限單元的列式,構造單元適合的近似解,得到單元矩陣;最后聯(lián)立方程組,得到總求解并對結果的合理性進(jìn)行解釋。
加強學(xué)生自己動(dòng)手利用高級編程語(yǔ)言或者數學(xué)工具對某些具體結構的問(wèn)題進(jìn)行有限元計算,對培養學(xué)生形成有限元分析問(wèn)題的思想是必不可少的。作為教學(xué)的引導者,教師應該提供典型的有限元計算程序,并進(jìn)行必要的講解,使學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中對有限元分析問(wèn)題的思想有更進(jìn)一步的認識。
四、以實(shí)際工程應用為目標增加軟件教學(xué)
有限單元法是工程分析中應用最廣泛的數值方法之一,世界各國均開(kāi)發(fā)了自己的大型通用有限元計算平臺。掌握一種或者多個(gè)有限元計算平臺是目前拓展有限元應用的重要途徑。目前主流的有限元軟件主要有:ABAQUS、ANSYS、MSC.MARC、ADINA等。
為提高學(xué)生的實(shí)際應用能力,可采用國際上通用的大型有限元軟件進(jìn)行案例教學(xué)的方法,有針對性地提煉出工程中典型的結構作為案例,將有限元軟件的各種功能及操作貫穿在實(shí)際的結構分析中。在每個(gè)案例分析中主要側重模型建立單元網(wǎng)格劃分邊界條件定義和載荷施加等操作方法的講解,使學(xué)生能夠快速、有效地建立起有限元分析的思路,并能夠觸類(lèi)旁通。針對不同的工況進(jìn)行有效地分析,可以使學(xué)生掌握有限元軟件基本的操作過(guò)程以及一些必要的操作技巧。在教學(xué)過(guò)程中,選用的教學(xué)案例應該有針對性,比如對機械工程中常見(jiàn)的結構分析問(wèn)題,應該包括普通的靜態(tài)分析;非線(xiàn)性常見(jiàn)的曲屈和失穩接觸分析、沖激分析、材料失效和斷裂行為等問(wèn)題分析;動(dòng)力學(xué)分析中的振動(dòng)模態(tài)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題等。在熱分析問(wèn)題中,應該包括穩態(tài)熱傳導分析以及對流散熱分析和熱輻射分析等;在多場(chǎng)耦合教學(xué)中應包括熱力耦合分析等。
五、使用多媒體教學(xué)和加強上機實(shí)踐教學(xué)
作為一種數值計算方法,有限元方法與程序設計注定在教學(xué)過(guò)程中不可避免地接觸大量的公式以及公式的推導,并且這些公式大多相當繁雜。傳統的教學(xué)模式中有大量的板書(shū),這樣對教師來(lái)說(shuō)工作量大,而學(xué)生往往對這些枯燥的數學(xué)計算不感興趣,導致教學(xué)質(zhì)量不高。在規定的課時(shí)內要保證教學(xué)效果,多媒體教學(xué)為本課程的學(xué)習提供了優(yōu)秀的媒介。利用多媒體技術(shù),可以將有限元分析中的基本原理和有限元方法實(shí)現的過(guò)程更為形象生動(dòng)地展現給學(xué)生,使教師有更多的時(shí)間去解釋分析問(wèn)題的過(guò)程,并能和學(xué)生實(shí)現教學(xué)互動(dòng),有充足的課時(shí)針對學(xué)生學(xué)習過(guò)程中普遍出現的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行有針對性地講解。在教學(xué)模式上應該采用多媒體教學(xué)和板書(shū)相結合,利用多媒體將抽象的理論、方法以及機械結構較為具體地展現,從而使得學(xué)生在接受知識的過(guò)程中更形象直觀(guān),提高了教學(xué)質(zhì)量。同時(shí),利用多媒體教學(xué),可以使得教學(xué)采用的有限元分析軟件的操作演示得以實(shí)現,能夠使得學(xué)生更為直觀(guān)地看到利用有限元分析軟件解決問(wèn)題的過(guò)程,縮短了學(xué)生學(xué)習軟件的時(shí)間。
上機實(shí)踐也是進(jìn)行有限元理論與操作技術(shù)教學(xué)的重要環(huán)節之一,是學(xué)生消化吸收所學(xué)知識和真正掌握有限元軟件應用的關(guān)鍵問(wèn)題。只有通過(guò)上機實(shí)踐,才能夠加深學(xué)生對有限元理論知識的理解和培養學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。更為重要的是,通過(guò)上機實(shí)踐,學(xué)生才能夠真正體會(huì )用有限元方法分析問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程,并能夠在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現問(wèn)題,在獨立或者在教師的幫助下分析問(wèn)題,最終通過(guò)本課程的學(xué)習,真正具備利用有限元方法解決問(wèn)題的能力。
六、“有限單元法”課程的改革
通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐,在“有限元理論與應用”課程的教學(xué)改革方面筆者認為應該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行強化:
一是需要在課程內容上強化有限元方法基礎理論知識教學(xué)和適當延長(cháng)教學(xué)課時(shí),同時(shí)又要融入有限元法在工程領(lǐng)域的最新成果;在教學(xué)過(guò)程中提高學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性,同時(shí)采用靈活的教學(xué)手段,著(zhù)重從方法和思路方面加以講解,啟發(fā)學(xué)生的求知欲,變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習為主動(dòng)學(xué)習。
二是增強學(xué)生軟件編寫(xiě)典型有限元計算通用程序的能力的訓練,使學(xué)生在自己編制有限元計算程序以及應用成熟的大型商用通用工程有限元分析問(wèn)題的過(guò)程中加深利用有限元方法解決問(wèn)題的思想和能力。
三是在教學(xué)過(guò)程中,適當增加大型通用有限元分析軟件操作的課時(shí)。這些軟件一方面具有強大的計算能力和前后處理及可視化能力,另一方面縮短了編寫(xiě)程序的時(shí)間和維護運行程序的費用,計算的結果具有更強的可比性和說(shuō)服力。
四是注重課程教學(xué)內容上教學(xué)與工程實(shí)踐的結合。教學(xué)中采用的教學(xué)實(shí)例,應該從工程實(shí)踐中精選出具有代表性的實(shí)例;讓學(xué)生參與到實(shí)際工程的數值計算中,最終實(shí)現該課程教學(xué)與工程實(shí)踐相結合的目標。
七、總結
總之,“有限單元法”是一門(mén)理論與實(shí)踐相結合的課程,不僅需要學(xué)生有系統的理論分析能力,還需要很強的工程實(shí)踐能力。因此采用多元化教學(xué)方法和手段講授有限單元法,才能夠使學(xué)生系統掌握該課程的理論和方法,并且具備獨立分析解決問(wèn)題的能力,從而達到本課程教學(xué)、學(xué)習的目的。
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