新工科背景下開源數(shù)值分析平臺賦能傳統(tǒng)工科課堂
——以“傳輸原理”教學為例

●武向權(quán) 張忠明 郭 燦 徐春杰

一、引言

隨著工程教育認證的“以學生為中心”“成果導向教育”和“持續(xù)改進”三個核心理念[1]廣泛融入到我國的工程教育實踐之中[2]，如何在全面信息化的時代背景下使工程教育更加適應現(xiàn)代科技的發(fā)展，融入最新的工程實踐，是新工科建設中必須思考的問題。[3]新工科建設就是為了滿足新技術、新產(chǎn)業(yè)對合格人才的迫切需求。[4]歷次工業(yè)革命都對當時的高等教育提出了重大挑戰(zhàn)，但也是高等教育跨越式發(fā)展的良好機遇。當前新技術革命風起云涌，以信息技術、計算機技術、微電子技術為代表的信息革命正在革新傳統(tǒng)工程行業(yè)，以人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的先進算法正在逐漸深入技術領域的方方面面。傳統(tǒng)工程學科如何適應這一新技術時代的迅猛發(fā)展，如何革新課程內(nèi)容，使得學習工程科學的學生快步趕上和引領最新的工程應用，如何在工程學科的教育上實現(xiàn)新理念、新模式、新方法和新內(nèi)容，是傳統(tǒng)工科基礎課程亟待解決的重要問題。同時，新技術的發(fā)展給傳統(tǒng)工程學科帶來解決問題的新思路和新手段。

傳輸原理是金屬材料、冶金、材料成型、冶金機械、化工等專業(yè)必須學習的專業(yè)基礎理論課程。[5]理論分析、實驗分析、數(shù)值分析可以稱之為學習傳輸原理的三駕馬車，在傳統(tǒng)以講授為主的課堂教學中，教師以講授理論為主，學生學習到的主要方法為基于數(shù)學方法的理論分析。實驗課單獨開設，通過簡單案例加深學生對傳輸原理基本概念的實際理解。……