項目教學法在《彈性力學與有限元分析》課程教學中的應用

于玉真 趙博 邸海寬 王璐

[摘 要] 針對《彈性力學與有限元分析》課程的直觀性差、理論抽象及內容難理解等問題進行了創新性教學研究。將項目教學法應用于課程教學中，使專業知識與工程實踐相融和，令枯燥抽象的理論知識變得生動實際，從而激發學生的學習興趣和創新能力，促進成才教育，同時提高課程的教學質量，活躍教學氛圍。

[關鍵詞] 有限元;項目教學法;工程實踐

[基金項目] 2018年河北省省級專業學位教學案例（庫）項目“《彈性力學與有限元分析》課程教學案例（庫）建設”（KCJSZ2018059）;2018年度唐山市科技計劃項目“帶式輸送機傳動滾筒結構優化與參數化系統研究”（18130201a）

[作者簡介] 于玉真（1974—），男，河北人，博士，華北理工大學機械工程學院教授，研究方向為彈塑性有限元仿真;趙 博（1995—），男，河北人，華北理工大學機械工程學院碩士研究生（通信作者），研究方向為彈塑性有限元仿真;邸海寬（1996—），男，河北人，華北理工大學機械工程學院研究生，研究方向為機構學與機械動力學。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0230-02 ? ?[收稿日期] 2020-04-12

一、引言

項目教學法是一種以學生為中心，教師為輔助的教學方法，盛行于國內外教育界，深受教師與學生的青睞。在教師的指導下，根據學生的實際情況將一個相對獨立的項目交由學生處理，并且負責信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價。學生不僅可以了解和把握整個過程的基本要求，同時也能夠提高學生的獨立學習能力，激發對學習的熱情。《彈性力學與有限元分析》是一門知識覆蓋面廣及工程實踐應用范圍大的實用性強的專業課程，其內容包括彈性力學的基本假定、平面問題的基本理論、平面問題的直角坐標解答、平面問題的極坐標解答、有限單元法基本理論和有限單元法在機械工程中的應用等[1]。該專業課程的教學目標是讓學生掌握《彈性力學與有限元分析》的基本概念、基本原理及基本方法，同時提高學生分析與計算能力，掌握有限元分析工具，并且具備初步處理工程問題的能力[2]。在早期的教學方法中，往往是以教師講授為主要內容，形式上過于重視知識的傳授，而忽視了培養學生的自主學習能力和工程實踐能力。該專業課程需要理論與實踐聯系緊密，要求學生不僅有系統的理論分析能力，還要有較強的工程實踐能力[3]。但是在實際的教學過程中，彈性力學基本概念抽象難懂，公式推演繁瑣復雜，導致不少學生對這門課失去了學習興趣。因此把項目教學法應用到課程教學過程中，以項目為主線、教師為引導、學生為主體，將理論教學與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，培養學生的主觀能動性，提高教學水平和質量。

二、項目教學法在課程中的應用

1.選擇合適的教學項目。在應用項目教學法的教學過程中，應從《彈性力學與有限元分析》的相關教材出發，根據相應的教學內容以及學生的基本實際情況，選擇合適的項目，以達到提高學生的學習能力，培養學生的創造力與想象力，讓學生能夠靈活運用學過的知識與技術的預期目標。在選擇教學項目時，教師需要做好充足的課前準備，明確教學目的，選擇合適的項目，并且規劃出周密的計劃。制定詳細計劃時，教師要明確在項目教學過程中，學生應獲得相關知識和達到預期能力水平，同時針對學生的個人狀況，進行選定測驗的手段和標準[4]。教師選擇的項目應該貼近于教學目標，不僅要從學生的角度進行考慮，也要考慮到教師的能力范圍，對于不同層次的學生，選擇不同難度的項目。教師還要對選擇的項目進行足夠的了解，以便解答學生在實踐過程中遇到的各種問題;與此同時，還要對學生進行引導和密切的監督，讓學生在項目教學的實踐過程中具備明確性及目的性，確保學生把所學知識應用到項目教學的具體操作中。在實際操作過程中，教師應隨時引導學生做出正確的選擇和判斷，提高學生的學習能力，并在學習中找到信心，提高學生的積極性和學習興趣。項目教學法是一個為學生提供參與實踐活動、收集分辨信息、分析查找問題、調查市場需求、擬定備選方案、反復修訂整合以及參與實施過程的方法。在教學過程中，學生需要查找一定的相關知識，為實踐操作做好前期準備工作。學生可以組建一個高效率的學習小組，小組成員應該注意相容性和互補性，避免組員間產生隔閡，達到組員可以在學習過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章制度，明確每個學生在小組中的職責，確定自己的工作內容。值得注意的是，在教學過程中應盡量使每個人都有機會承擔不同類型的分工，以便彌補各自的弱點和不足。

2.改變教學模式。《彈性力學與有限元分析》的教學實踐主要有課堂實例分析、上機模擬實驗以及工程實例分析，這些教學實踐過程都是學生根據指導書完成，缺乏學生的自主學習性，并且工程實例過于簡單缺乏代表性。在當今的信息化時代，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，也不利于培養學生學習的自主性。在教學過程中，很多學生不了解學科的基礎理論和有限元軟件的相關知識，用軟件做仿真試驗時，界面出錯不知如何修改，不能對計算結果做出合理的分析，導致無法培養學生的創新能力[5]。在《彈性力學與有限元分析》課程中應用項目教學法，就是要改變教學模式，讓學生作為課堂上的主體，教師作為引導者和監督者。本文旨在突出項目教學法中學生的主體地位，讓學生在項目教學法的學習中養成自主學習的習慣，充分發揮自身的潛能，與同學通力合作，互助互利，共同提高。在教學過程中，教師要充分發揮自身的引導和監督作用，還要拋棄固有的傳統教育理念，尊重學生的主觀能動性，讓學生們自主地學習。在學生參與項目的過程中，教師也要了解學生的項目進度以及出現的問題，并引導學生，充分發揮學生的潛能，讓學生自己解決問題，指引學生順利完成教學任務。

3.完善考核標準。《彈性力學與有限元分析》課程的教學評價一直都是采用卷面考核的方式，但是這樣單一的評價方式已經不適合當下的素質教育模式，應該采用更加多元化的評價方式。對學生的考核標準不能僅僅看項目結果好與壞，還要對項目實施的過程進行評價。由于在項目教學法中是學生之間協同合作，因此在考核時也要考慮到學生的團隊能力以及在團隊中發揮的作用。在教師評價的同時，小組之間以及小組中成員之間也要進行互評，這樣的考核方式同樣有助于讓學生在學習的過程中發現樂趣和激發興趣，注重自己的實踐能力與創新能力，從而培養學生的全面發展。

三、結語

通過項目教學法在《彈性力學與有限元分析》課程中的應用實踐，可以讓學生在學習過程中逐漸地提高自己的創新能力，激發學生的學習積極性，培養學生的創造性思維，同時能夠讓學生具備充足的學習能力，讓學生在日后的工作中，具備更加全面的素質。

參考文獻

[1]徐芝綸.彈性力學簡明教程（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]曾攀.重視傳統課程的教改培養高素質人才[J].學位與研究生教育，2000（1）：31-34.

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

[4]王衛紅.“項目教學法”在市場營銷專業的應用[J].廣東外語外貿大學學報，2003（3）：61-64.

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