項目教學(xué)背景下《工程軟件應(yīng)用》教學(xué)改革

馬永斌

摘? ?要：項目教學(xué)對提高學(xué)生的綜合運用知識能力、團(tuán)隊協(xié)作能力及培養(yǎng)創(chuàng)新意識有著重要作用。而隨著科技的發(fā)展及計算機(jī)在工程項目中廣泛應(yīng)用，相應(yīng)工程類軟件的開發(fā)與應(yīng)用也日新月異，致使工程軟件應(yīng)用類課程在理工專業(yè)教學(xué)中占據(jù)愈發(fā)重要的地位。采用項目教學(xué)法實施工程軟件應(yīng)用類課程的教學(xué)，讓學(xué)生積極主動的通過項目解決實際工程問題，進(jìn)而提升綜合能力。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法? 工程軟件應(yīng)用? 教學(xué)改革

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0190-02

培養(yǎng)具有綜合運用知識能力、團(tuán)隊協(xié)作能力及創(chuàng)新意識的大學(xué)生是每個工科院校普遍追求的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及計算機(jī)在工程項目中廣泛應(yīng)用，相應(yīng)工程類軟件的開發(fā)與應(yīng)用也日新月異，致使工程軟件應(yīng)用類課程在理工專業(yè)教學(xué)中占據(jù)愈發(fā)重要的地位。大力加強工程軟件的開發(fā)及在實踐教學(xué)中廣泛應(yīng)用，逐步提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，以增強學(xué)生解決實際工程問題的能力，進(jìn)而推進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。在工程軟件應(yīng)用類課程授課時，采用項目教學(xué)法可以有效的培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力。

項目教學(xué)法旨在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過負(fù)責(zé)一個相對獨立的項目，把握整個項目實施過程中的信息收集、方案設(shè)計、項目實施及最終評價。項目教學(xué)法顯著的特點是以項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體，師生共同完成項目，共同取得進(jìn)步的教學(xué)方法。

在整個項目教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，教師通過對學(xué)生的組織、指導(dǎo)，幫助學(xué)生之間積極協(xié)作，利用情境會話等學(xué)習(xí)環(huán)境參與具體項目，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)新實踐精神[1-2]。項目教學(xué)強調(diào)以工程實際為背景，打破學(xué)科專業(yè)知識束縛，按照工程實踐邏輯建構(gòu)教學(xué)內(nèi)容[3]。

1? 工程軟件應(yīng)用課程的特點和教學(xué)研究現(xiàn)狀

工程軟件應(yīng)用類課程與傳統(tǒng)課程的區(qū)別在于，需要學(xué)生通過工程軟件操作實踐來掌握所學(xué)技能，這類課程具有如下特點：（1）知識點分散。知識點多但是相互間聯(lián)系少，且每個知識點不可或缺、不分主次。（2）注重實踐。工程軟件應(yīng)用必須大量上機(jī)練習(xí)，熟練程度需要通過上機(jī)實踐累積方可體現(xiàn)。（3）靈活、開放。具體工程結(jié)構(gòu)的分析過程多樣化，實現(xiàn)過程相對比較靈活且可有多個實現(xiàn)方案[4]。

因為工程軟件應(yīng)用類課程具有以上區(qū)別于傳統(tǒng)課程特點，其教學(xué)方法也相應(yīng)于傳統(tǒng)課程的方法有獨到之處，這就更需要對其進(jìn)行教學(xué)方法上的研究和探索。

2? 項目教學(xué)法在工程軟件應(yīng)用教學(xué)中的實施

工程軟件應(yīng)用課程主要讓工科類學(xué)生掌握工程軟件的應(yīng)用，能夠進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)的計算機(jī)輔助工程分析（CAE）過程。如何讓學(xué)生將前期所學(xué)知識與實際工程應(yīng)用結(jié)合起來是教學(xué)的關(guān)鍵，每個教學(xué)環(huán)節(jié)都會影響后續(xù)的教學(xué)進(jìn)度和完成質(zhì)量。因此使用一個完整的項目來進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生易于理解和掌握。

2.1 根據(jù)學(xué)生興趣成立項目組

在進(jìn)行項目教學(xué)的初期，提供與所帶學(xué)生專業(yè)相關(guān)的可參考項目，然后和學(xué)生一起討論確定最終的項目目標(biāo)以及需要完成的任務(wù)，讓學(xué)生進(jìn)行項目選擇，一般控制在每組6～8人，指定或推選出一個項目負(fù)責(zé)人[5]。由于每個工程軟件都有其獨到之處，針對所選擇項目的不同特點，可以選擇不同的工程應(yīng)用軟件。如對于土木工程類多高層結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)以及特殊結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)各組選擇的項目類型選用合適的工程分析軟件，教師可以指導(dǎo)學(xué)生在具體項目實施前進(jìn)行軟件的排選工作。給定可參考項目應(yīng)該遵循的原則：（1）充分考慮到項目所涉及到的知識點，項目所覆蓋課程的知識體系，適當(dāng)拓展延伸所學(xué)內(nèi)容。（2）項目難度應(yīng)該適中，防止由于太難讓學(xué)生喪失信心，或太簡單而達(dá)不到預(yù)期效果。（3）指導(dǎo)教師應(yīng)該對提供的可參考項目比較熟悉，能夠提供有效地指導(dǎo)，同時不乏項目的開放性，給予學(xué)生發(fā)揮空間。

2.2 針對工程實際結(jié)構(gòu)實施項目

項目教學(xué)法中重要環(huán)節(jié)是項目實施。項目具體實施階段，教師要充分考慮每個學(xué)生對于項目的參與程度。在項目的具體實施之前，指導(dǎo)教師需要對學(xué)生選定的項目進(jìn)行詳細(xì)介紹。根據(jù)對應(yīng)的具體結(jié)構(gòu)，形成對結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識，明確應(yīng)該用什么方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的建立，使用什么型材，型材如何布置等。同時小組成員之間人員及時溝通，了解結(jié)構(gòu)布置有何優(yōu)缺點，實現(xiàn)什么功能，初步判斷結(jié)構(gòu)受力情況特點，做到心中有數(shù)。分析結(jié)構(gòu)的約束與受力情況，弄清楚約束位置及約束方式，受力位置及受力類型，做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。在正式生成模型之前，需要將工程實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行模型簡化。具體步驟包括以下幾個方面：（1）采用最優(yōu)建模方式建立有限元幾何模型。（2）定義材料屬性和網(wǎng)格類型。（3）定義約束與載荷。（4）模型單元化。（5）運行算例，輸出結(jié)果。（6）檢查邊界條件，仔細(xì)分析結(jié)果正確性。（7）與指導(dǎo)教師進(jìn)行溝通，討論結(jié)果。（8）反饋數(shù)據(jù)，提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。（9）反復(fù)驗算，得到最優(yōu)結(jié)果。（10）得出最終結(jié)論，編寫計算報告。

在整個項目的實施過程中，教師要以啟發(fā)式教學(xué)為主，不可一味灌輸知識，隨時參與學(xué)生的討論并進(jìn)行指導(dǎo)，及時指出實施過程中所存在的問題。

2.3 項目驗收、知識梳理和總結(jié)

項目實施完成后，需要進(jìn)行項目驗收，同時組織學(xué)生進(jìn)行知識的梳理和總結(jié)。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行同組不同角色學(xué)生之間溝通交流，各項目組之間也可進(jìn)行項目實施過程的經(jīng)驗交流、知識梳理及技術(shù)方法比較。教師根據(jù)每組學(xué)生解決實際問題時遇到的難點進(jìn)行詳細(xì)講解，總結(jié)歸納項目實施過程中所涉及到的各類知識點，讓學(xué)生在總結(jié)中對項目實施有一個清晰的整體認(rèn)識，從而達(dá)到項目教學(xué)的最終目的。

為體現(xiàn)項目實施過程的完整性，每組學(xué)生需要整理整個項目實施過程的實踐報告，并由項目負(fù)責(zé)人或推薦一位組員進(jìn)行匯報。教師對每組項目實施情況做出點評，指出學(xué)生在項目實施中表現(xiàn)優(yōu)異的方面，同時總結(jié)不足之處和需要改進(jìn)的方面，讓學(xué)生通過項目教學(xué)真正理解整個項目的實施過程，進(jìn)而為學(xué)生們走上工作崗位后進(jìn)行項目運作奠定基礎(chǔ)。

3? 結(jié)語

在項目教學(xué)背景下，考慮對《工程軟件應(yīng)用》課程進(jìn)行教學(xué)改革。本文基于該課程的特點和教學(xué)研究現(xiàn)狀，探討了項目教學(xué)法在工程軟件應(yīng)用課程的教學(xué)實施過程。講授工程軟件應(yīng)用類課程的教師應(yīng)豐富自身的工程實踐經(jīng)驗，采用行之有效的項目教學(xué)法，通過解決實際工程問題，使學(xué)生逐步掌握各類工程軟件的有效應(yīng)用。通過教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，強化教學(xué)效果，進(jìn)而提高學(xué)生綜合運用知識能力，同時在項目教學(xué)過程中提升學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力及培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

參考文獻(xiàn)

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