項(xiàng)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(xiàng)目教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)有著重要作用。而隨著科技的發(fā)展及計(jì)算機(jī)在工程項(xiàng)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(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施工程軟件應(yīng)用類課程的教學(xué)，讓學(xué)生積極主動(dòng)的通過(guò)項(xiàng)目解決實(shí)際工程問(wèn)題，進(jìn)而提升綜合能力。

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

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

培養(yǎng)具有綜合運(yùn)用知識(shí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及創(chuàng)新意識(shí)的大學(xué)生是每個(gè)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(jì)算機(jī)在工程項(xiàng)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(qiáng)工程軟件的開發(fā)及在實(shí)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(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)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(shí)，采用項(xiàng)目教學(xué)法可以有效的培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力。

項(xiàng)目教學(xué)法旨在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)負(fù)責(zé)一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目，把握整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的信息收集、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)。項(xiàng)目教學(xué)法顯著的特點(diǎn)是以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體，師生共同完成項(xiàng)目，共同取得進(jìn)步的教學(xué)方法。

在整個(gè)項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生為中心，教師通過(guò)對(duì)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(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境參與具體項(xiàng)目，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新實(shí)踐精神[1-2]。項(xiàng)目教學(xué)強(qiáng)調(diào)以工程實(shí)際為背景，打破學(xué)科專業(yè)知識(shí)束縛，按照工程實(shí)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(diǎn)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(guò)工程軟件操作實(shí)踐來(lái)掌握所學(xué)技能，這類課程具有如下特點(diǎn)：（1）知識(shí)點(diǎn)分散。知識(shí)點(diǎn)多但是相互間聯(lián)系少，且每個(gè)知識(shí)點(diǎn)不可或缺、不分主次。（2）注重實(shí)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(guò)上機(jī)實(shí)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(guò)程多樣化，實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)比較靈活且可有多個(gè)實(shí)現(xiàn)方案[4]。

因?yàn)楣こ誊浖?yīng)用類課程具有以上區(qū)別于傳統(tǒng)課程特點(diǎn)，其教學(xué)方法也相應(yīng)于傳統(tǒng)課程的方法有獨(dú)到之處，這就更需要對(duì)其進(jìn)行教學(xué)方法上的研究和探索。

2? 項(xiàng)目教學(xué)法在工程軟件應(yīng)用教學(xué)中的實(shí)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(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）過(guò)程。如何讓學(xué)生將前期所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)合起來(lái)是教學(xué)的關(guān)鍵，每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都會(huì)影響后續(xù)的教學(xué)進(jìn)度和完成質(zhì)量。因此使用一個(gè)完整的項(xiàng)目來(lái)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(xiàng)目組

在進(jìn)行項(xiàng)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(xiàng)目，然后和學(xué)生一起討論確定最終的項(xiàng)目目標(biāo)以及需要完成的任務(wù)，讓學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目選擇，一般控制在每組6～8人，指定或推選出一個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人[5]。由于每個(gè)工程軟件都有其獨(dú)到之處，針對(duì)所選擇項(xiàng)目的不同特點(diǎn)，可以選擇不同的工程應(yīng)用軟件。如對(duì)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(xiàng)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(xiàng)目實(shí)施前進(jìn)行軟件的排選工作。給定可參考項(xiàng)目應(yīng)該遵循的原則：（1）充分考慮到項(xiàng)目所涉及到的知識(shí)點(diǎn)，項(xiàng)目所覆蓋課程的知識(shí)體系，適當(dāng)拓展延伸所學(xué)內(nèi)容。（2）項(xiàng)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(jiǎn)單而達(dá)不到預(yù)期效果。（3）指導(dǎo)教師應(yīng)該對(duì)提供的可參考項(xiàng)目比較熟悉，能夠提供有效地指導(dǎo)，同時(shí)不乏項(xiàng)目的開放性，給予學(xué)生發(fā)揮空間。

2.2 針對(duì)工程實(shí)際結(jié)構(gòu)實(shí)施項(xiàng)目

項(xiàng)目教學(xué)法中重要環(huán)節(jié)是項(xiàng)目實(shí)施。項(xiàng)目具體實(shí)施階段，教師要充分考慮每個(gè)學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目的參與程度。在項(xiàng)目的具體實(shí)施之前，指導(dǎo)教師需要對(duì)學(xué)生選定的項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)介紹。根據(jù)對(duì)應(yīng)的具體結(jié)構(gòu)，形成對(duì)結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識(shí)，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(shí)小組成員之間人員及時(shí)溝通，了解結(jié)構(gòu)布置有何優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)什么功能，初步判斷結(jié)構(gòu)受力情況特點(diǎn)，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(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行模型簡(jiǎn)化。具體步驟包括以下幾個(gè)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(yùn)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(yàn)算，得到最優(yōu)結(jié)果。（10）得出最終結(jié)論，編寫計(jì)算報(bào)告。

在整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，教師要以啟發(fā)式教學(xué)為主，不可一味灌輸知識(shí)，隨時(shí)參與學(xué)生的討論并進(jìn)行指導(dǎo)，及時(shí)指出實(shí)施過(guò)程中所存在的問(wèn)題。

2.3 項(xiàng)目驗(yàn)收、知識(shí)梳理和總結(jié)

項(xiàng)目實(shí)施完成后，需要進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收，同時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行知識(shí)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(xiàng)目組之間也可進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)交流、知識(shí)梳理及技術(shù)方法比較。教師根據(jù)每組學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)遇到的難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，總結(jié)歸納項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中所涉及到的各類知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在總結(jié)中對(duì)項(xiàng)目實(shí)施有一個(gè)清晰的整體認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到項(xiàng)目教學(xué)的最終目的。

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

3? 結(jié)語(yǔ)

在項(xiàng)目教學(xué)背景下，考慮對(duì)《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(diǎn)和教學(xué)研究現(xiàn)狀，探討了項(xiàng)目教學(xué)法在工程軟件應(yīng)用課程的教學(xué)實(shí)施過(guò)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用行之有效的項(xiàng)目教學(xué)法，通過(guò)解決實(shí)際工程問(wèn)題，使學(xué)生逐步掌握各類工程軟件的有效應(yīng)用。通過(guò)教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化教學(xué)效果，進(jìn)而提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力，同時(shí)在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

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