導(dǎo)語：有限元課程教學(xué)改革論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1有限元課程的教學(xué)過程中存在的問題

筆者在從事有限元課程的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，有限元理論的學(xué)習(xí)需要有一定的力學(xué)專業(yè)課和數(shù)學(xué)課作為基礎(chǔ)，包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、矩陣論、微積分等，而能源動力類等大多數(shù)理工類專業(yè)的學(xué)生，在力學(xué)和數(shù)學(xué)方面的基礎(chǔ)并不是十分扎實。因此，僅從有限元理論方面進行教學(xué)，必然會涉及大量數(shù)學(xué)公式、繁瑣的公式推導(dǎo)、艱深的力學(xué)理論等。在這樣一個教與學(xué)的工程中，教師比較辛苦，學(xué)生亦感到枯燥乏味、缺乏興趣。因此，有限元理論的教學(xué)效果并不理想。傳統(tǒng)的有限元課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，通常是對書面知識進行考核，這也導(dǎo)致了學(xué)生對軟件操作并不重視；從以往的教學(xué)效果看，學(xué)生大學(xué)期間學(xué)習(xí)了有限元課程，畢業(yè)后參加工作，對工程實際問題的解決能力并沒有得到較大的提高；也有一部分同學(xué)在使用有限元軟件時，按照范例可以較好的進行，而面對工程問題或者面對計算結(jié)果，并不能理解其中的物理意義和給出有價值的分析。傳統(tǒng)的有限元教學(xué)過程中存在一定的問題，因此，我們有必要對課程的教學(xué)方式方法進行一定的思考和改革。

2對有限元課程教學(xué)改革的一些思考和嘗試

2.1有限元理論知識教學(xué)和上機實訓(xùn)有機結(jié)合

如果僅從有限元理論知識進行教學(xué)，如前所述，由于數(shù)學(xué)和力學(xué)公式繁多，學(xué)生會感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量就不好。針對這個問題，宜增大上機實訓(xùn)課程學(xué)時，使學(xué)生在計算機機房學(xué)習(xí)有限元軟件，特別是使用有限元分析軟件做實例。我們對能動類專業(yè)學(xué)生有限元的教學(xué)，采用一半學(xué)時講授有限元理論知識，另一半學(xué)時上機操作各種實例和做小作業(yè)。學(xué)生起初是按照幫助菜單或者相關(guān)資料里面的操作步驟進行，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，對一個問題會有較深入的理解和掌握，如對于強度問題的計算，通過實例的操作，學(xué)生會明白該如何定義材料特性、施加載荷、選擇計算類型等等。在學(xué)習(xí)的過程中，教師結(jié)合前面的理論教學(xué)知識，使得學(xué)生對有限元理論有更進一步的認識和掌握。由于有限元結(jié)果分析中圖形用戶界面做的較為形象生動，加之動畫效果，這就使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣就調(diào)動起來了，教學(xué)質(zhì)量也就有了進一步的提高。如我們使得學(xué)生在上機實訓(xùn)中做了一個汽輪機葉片的受力變形圖，通過應(yīng)力應(yīng)變云紋圖，可以清楚地看到應(yīng)力集中地部位；做了一個大橋模型的有限元分析，橋上面施加風(fēng)載荷，從而使得大橋振動，從有限元的結(jié)果分析中，可以觀測到大橋振動的各階模態(tài)和振型，較為形象生動。同時學(xué)生也能聯(lián)想到理論課堂上學(xué)到的動力學(xué)分析相關(guān)理論知識，使得理論教學(xué)和上機實訓(xùn)有機的結(jié)合起來了。同時，我們強調(diào)學(xué)生要理解有限元結(jié)果數(shù)據(jù)的物理意義，引導(dǎo)學(xué)生更好地分析和解決新問題。

2.2考核方式靈活多樣化

傳統(tǒng)教學(xué)對學(xué)生的考核方式主要是通過書面考試進行，而對于這樣一個實訓(xùn)操作性的課程，僅有書面考試并不能有效檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果，也不能提高學(xué)生操作和應(yīng)用有限元軟件解決工程問題的能力。因此，我們采用平時上機的大作業(yè)和小作業(yè)，外加期末理論考試相結(jié)合的考核方式。平時上機通過做有限元分析實例，比如強度和振動各分配幾個實例，作業(yè)是與之類似的問題，或者學(xué)生組成興趣小組，采用有限元軟件解決一個工程問題。期末書面考試是對理論課堂的成效做一考核。通過這兩種考核方式相結(jié)合，可以較好地引導(dǎo)學(xué)生提高有限元理論學(xué)習(xí)和上機操作能力。

2.3參與有限元相關(guān)的科研項目和畢業(yè)設(shè)計

能動類專業(yè)應(yīng)用性較強，學(xué)生在本科期間的有限元的學(xué)習(xí)對于畢業(yè)后的工作應(yīng)該有很大的幫助。學(xué)生對軟件操作操作的熟練程度以及分析和解決實際工程問題的能力等，對于應(yīng)聘到理想的工作也有較大的影響。課堂教學(xué)為學(xué)生學(xué)習(xí)有限元法開辟了一個舞臺，而更大的舞臺還在于工程應(yīng)用和解決實際問題中。如果條件允許，可以使得有潛質(zhì)的學(xué)生參與到科研項目中，承擔項目中一定的有限元分析任務(wù)，這樣對于軟件的深入學(xué)習(xí)有很大的推動作用，也使得學(xué)生在畢業(yè)后找工作時具有較強的競爭力。學(xué)生也可以在畢業(yè)設(shè)計中加入一定量的有限元分析，提高學(xué)生軟件使用水平和解決工程問題的能力。

3總結(jié)

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革是高等教育改革的重要方面，通過有限元課程的教學(xué)改革，可以使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式融入更多實際操作，著力提高學(xué)生應(yīng)用有限元軟件解決工程實際問題的能力，使學(xué)生參與相關(guān)科研或者畢業(yè)設(shè)計，可以使教師在當前的教育環(huán)境下培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展和專業(yè)要求的合格人才。通過有限元課程教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；上機操作的實例更加貼近工程實際和專業(yè)要求，做到了理論學(xué)習(xí)和上機實訓(xùn)相結(jié)合，培養(yǎng)目標與企業(yè)需求相一致。

作者:南國防 單位:上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院