項(xiàng)目教學(xué)法在《彈性力學(xué)與有限元分析》課程教學(xué)中的應(yīng)用

于玉真 趙博 邸海寬 王璐

[摘 要] 針對(duì)《彈性力學(xué)與有限元分析》課程的直觀性差、理論抽象及內(nèi)容難理解等問(wèn)題進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)研究。將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于課程教學(xué)中，使專(zhuān)業(yè)知識(shí)與工程實(shí)踐相融和，令枯燥抽象的理論知識(shí)變得生動(dòng)實(shí)際，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，促進(jìn)成才教育，同時(shí)提高課程的教學(xué)質(zhì)量，活躍教學(xué)氛圍。

[關(guān)鍵詞] 有限元;項(xiàng)目教學(xué)法;工程實(shí)踐

[基金項(xiàng)目] 2018年河北省省級(jí)專(zhuān)業(yè)學(xué)位教學(xué)案例（庫(kù)）項(xiàng)目“《彈性力學(xué)與有限元分析》課程教學(xué)案例（庫(kù)）建設(shè)”（KCJSZ2018059）;2018年度唐山市科技計(jì)劃項(xiàng)目“帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化與參數(shù)化系統(tǒng)研究”（18130201a）

[作者簡(jiǎn)介] 于玉真（1974—），男，河北人，博士，華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)閺椝苄杂邢拊抡?趙 博（1995—），男，河北人，華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院碩士研究生（通信作者），研究方向?yàn)閺椝苄杂邢拊抡?邸海寬（1996—），男，河北人，華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)械動(dòng)力學(xué)。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0230-02 ? ?[收稿日期] 2020-04-12

一、引言

項(xiàng)目教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心，教師為輔助的教學(xué)方法，盛行于國(guó)內(nèi)外教育界，深受教師與學(xué)生的青睞。在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生處理，并且負(fù)責(zé)信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)。學(xué)生不僅可以了解和把握整個(gè)過(guò)程的基本要求，同時(shí)也能夠提高學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，激發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)的熱情。《彈性力學(xué)與有限元分析》是一門(mén)知識(shí)覆蓋面廣及工程實(shí)踐應(yīng)用范圍大的實(shí)用性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，其內(nèi)容包括彈性力學(xué)的基本假定、平面問(wèn)題的基本理論、平面問(wèn)題的直角坐標(biāo)解答、平面問(wèn)題的極坐標(biāo)解答、有限單元法基本理論和有限單元法在機(jī)械工程中的應(yīng)用等[1]。該專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握《彈性力學(xué)與有限元分析》的基本概念、基本原理及基本方法，同時(shí)提高學(xué)生分析與計(jì)算能力，掌握有限元分析工具，并且具備初步處理工程問(wèn)題的能力[2]。在早期的教學(xué)方法中，往往是以教師講授為主要內(nèi)容，形式上過(guò)于重視知識(shí)的傳授，而忽視了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和工程實(shí)踐能力。該專(zhuān)業(yè)課程需要理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密，要求學(xué)生不僅有系統(tǒng)的理論分析能力，還要有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力[3]。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，彈性力學(xué)基本概念抽象難懂，公式推演繁瑣復(fù)雜，導(dǎo)致不少學(xué)生對(duì)這門(mén)課失去了學(xué)習(xí)興趣。因此把項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到課程教學(xué)過(guò)程中，以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高教學(xué)水平和質(zhì)量。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在課程中的應(yīng)用

1.選擇合適的教學(xué)項(xiàng)目。在應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)從《彈性力學(xué)與有限元分析》的相關(guān)教材出發(fā)，根據(jù)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的基本實(shí)際情況，選擇合適的項(xiàng)目，以達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與想象力，讓學(xué)生能夠靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)與技術(shù)的預(yù)期目標(biāo)。在選擇教學(xué)項(xiàng)目時(shí)，教師需要做好充足的課前準(zhǔn)備，明確教學(xué)目的，選擇合適的項(xiàng)目，并且規(guī)劃出周密的計(jì)劃。制定詳細(xì)計(jì)劃時(shí)，教師要明確在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)獲得相關(guān)知識(shí)和達(dá)到預(yù)期能力水平，同時(shí)針對(duì)學(xué)生的個(gè)人狀況，進(jìn)行選定測(cè)驗(yàn)的手段和標(biāo)準(zhǔn)[4]。教師選擇的項(xiàng)目應(yīng)該貼近于教學(xué)目標(biāo)，不僅要從學(xué)生的角度進(jìn)行考慮，也要考慮到教師的能力范圍，對(duì)于不同層次的學(xué)生，選擇不同難度的項(xiàng)目。教師還要對(duì)選擇的項(xiàng)目進(jìn)行足夠的了解，以便解答學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題;與此同時(shí)，還要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和密切的監(jiān)督，讓學(xué)生在項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程中具備明確性及目的性，確保學(xué)生把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到項(xiàng)目教學(xué)的具體操作中。在實(shí)際操作過(guò)程中，教師應(yīng)隨時(shí)引導(dǎo)學(xué)生做出正確的選擇和判斷，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并在學(xué)習(xí)中找到信心，提高學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目教學(xué)法是一個(gè)為學(xué)生提供參與實(shí)踐活動(dòng)、收集分辨信息、分析查找問(wèn)題、調(diào)查市場(chǎng)需求、擬定備選方案、反復(fù)修訂整合以及參與實(shí)施過(guò)程的方法。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生需要查找一定的相關(guān)知識(shí)，為實(shí)踐操作做好前期準(zhǔn)備工作。學(xué)生可以組建一個(gè)高效率的學(xué)習(xí)小組，小組成員應(yīng)該注意相容性和互補(bǔ)性，避免組員間產(chǎn)生隔閡，達(dá)到組員可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中互助互利的效果。在條件允許的情況下，小組可以建立合理的規(guī)章制度，明確每個(gè)學(xué)生在小組中的職責(zé)，確定自己的工作內(nèi)容。值得注意的是，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)盡量使每個(gè)人都有機(jī)會(huì)承擔(dān)不同類(lèi)型的分工，以便彌補(bǔ)各自的弱點(diǎn)和不足。

2.改變教學(xué)模式。《彈性力學(xué)與有限元分析》的教學(xué)實(shí)踐主要有課堂實(shí)例分析、上機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)以及工程實(shí)例分析，這些教學(xué)實(shí)踐過(guò)程都是學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)書(shū)完成，缺乏學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，并且工程實(shí)例過(guò)于簡(jiǎn)單缺乏代表性。在當(dāng)今的信息化時(shí)代，單純的教師授課，即以教師為主的課堂，缺乏師生間的交流溝通，也不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。在教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生不了解學(xué)科的基礎(chǔ)理論和有限元軟件的相關(guān)知識(shí)，用軟件做仿真試驗(yàn)時(shí)，界面出錯(cuò)不知如何修改，不能對(duì)計(jì)算結(jié)果做出合理的分析，導(dǎo)致無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[5]。在《彈性力學(xué)與有限元分析》課程中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法，就是要改變教學(xué)模式，讓學(xué)生作為課堂上的主體，教師作為引導(dǎo)者和監(jiān)督者。本文旨在突出項(xiàng)目教學(xué)法中學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在項(xiàng)目教學(xué)法的學(xué)習(xí)中養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，充分發(fā)揮自身的潛能，與同學(xué)通力合作，互助互利，共同提高。在教學(xué)過(guò)程中，教師要充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)和監(jiān)督作用，還要拋棄固有的傳統(tǒng)教育理念，尊重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生們自主地學(xué)習(xí)。在學(xué)生參與項(xiàng)目的過(guò)程中，教師也要了解學(xué)生的項(xiàng)目進(jìn)度以及出現(xiàn)的問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，讓學(xué)生自己解決問(wèn)題，指引學(xué)生順利完成教學(xué)任務(wù)。

3.完善考核標(biāo)準(zhǔn)。《彈性力學(xué)與有限元分析》課程的教學(xué)評(píng)價(jià)一直都是采用卷面考核的方式，但是這樣單一的評(píng)價(jià)方式已經(jīng)不適合當(dāng)下的素質(zhì)教育模式，應(yīng)該采用更加多元化的評(píng)價(jià)方式。對(duì)學(xué)生的考核標(biāo)準(zhǔn)不能僅僅看項(xiàng)目結(jié)果好與壞，還要對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于在項(xiàng)目教學(xué)法中是學(xué)生之間協(xié)同合作，因此在考核時(shí)也要考慮到學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮的作用。在教師評(píng)價(jià)的同時(shí)，小組之間以及小組中成員之間也要進(jìn)行互評(píng)，這樣的考核方式同樣有助于讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)樂(lè)趣和激發(fā)興趣，注重自己的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的全面發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法在《彈性力學(xué)與有限元分析》課程中的應(yīng)用實(shí)踐，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸地提高自己的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時(shí)能夠讓學(xué)生具備充足的學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在日后的工作中，具備更加全面的素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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[3]于玉真，李偉亮，王飛，李勵(lì)等.《彈性力學(xué)與有限元分析》課程教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2017（45）：102-103.

[4]王衛(wèi)紅.“項(xiàng)目教學(xué)法”在市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用[J].廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（3）：61-64.

[5]楊創(chuàng)創(chuàng).有限元法課程的教與學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，2013（46）：93-95.