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计算机类论文范文参考文献,与计算机软件在本科生工具类课程教学中的应用相关毕业论文提纲
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摘 要：以工科专业本科生课程《有限单元法》的教学为例,讨论了工具类课程教学特点.根据以往教学过程中积累的经验,提出短学时课程教学要点.基于理论与软件相结合的教学方式,提出实例教学、层层深入、分组讨论相结合的授课方式,以达到让学生理论“听得懂”,软件“学得会”,实践中“用得了”软件的目的.
关 键 词：工具类课程有限单元法本科生教学实例教学
中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1674-2117（2014）02-0027-031引言
随着我国社会、经济不断地发展,各行业对人才的需求越来越务实.工作经验往往成为一个单位选择职员的主要标准.但作为在校本科生,往往并不具备这一要求.为此,教育部制定新规定,要求所属高校大幅调整本科生的课程时间.简单地说,将原来注重基础理论教学向注重实践动手能力转变.以基础课程（如力学课程[1]～[3]）为例,
目前本科生的课时量尚不如上世纪90年代相同专业本科生课程量的一半.此外,大部分工科专业都新增了工具类课程、增加工具类课程的学时.这一方面有利于培养学生的动手实践能力,有利于本科生的就业.但另一方面,即不足之处是,后续研究生课程变得更加繁重,尤其以学术型研究生课程为甚,以弥补本科期间基础不足的问题.本文以《有限单元法》[4]为例,讨论了此类课程在短学时情况下的教学难点和要点,以期抛砖引玉,为教学改革摸索新的方法.
随着当今计算机处理能力的飞速发展和科学研究规模的不断地提高,有限单元法作为一种成熟的场问题分析手段,已经被广泛应用于诸如航空、航天、核工业、化工、建筑、机械等领域.为了适应社会发展和就业需求,本科生有必要进行该方面的理论学习及技能培养.这对于理论复杂、又无法单纯依靠理论工具解决实际问题的工科生尤为重要.比如,对于力学应用较多的水利工程、土木工程等专业的学生,在掌握了《理论力学》、《材料力学》[1]、《结构力学》[2]、《弹性力学》[3]等各种基础力学理论之后,如何将理论应用于解决实际问题成为他们要面临的困难.学习有限单元法及相关软件则是克服这一困难的捷径之一.
该文来源:http://www.sxsky.net/jiaoxue/020500088.html
对于广大的本科生,特别是工科生,在他们踏入社会之前,仅教授他们理论知识而不指导他们高效地运用知识则无法满足工程单位对人才的需求.为此,学习有限单元法往往对于这些工科生的择业至关重要.
作者所在单位已为本科生开设《有限单元法》课程已近20年.尤其近几年,随着“985”和“211”工程建设项目的落实,我校配备大型计算设备并先后购置了多种大型、通用商业有限元软件,如ANSYS[5]、ABAQUS、ADINA.这为我校工科学生学习有限单元法提供了良好的学习条件.
近几年,笔者为水利工程专业和土木工程专业的本科生开设了有限单元法这门课程.针对这两个专业本科学生的课程安排,有限单元法必须要安排在各种力学、数学[
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2课程特点
2.1理论繁杂
有限单元法的理论则涉及到了数学方面的泛函分析（能量泛函及变分）,微分方程理论（微分方程解答方法）,计算方法（数值积分等）,矩阵分析（刚度矩阵、应力矩阵、应变矩阵、总刚度矩阵及其逆矩阵等）、微积分（变形能积分计算、位移-应变之间的微分关系）等理论以及力学中的变形体理论（梁理论、平面问题、板壳问题或三维实体变形问题）等内容.其特点是理论内容丰富、涵盖面广.即使力学专业本科生在学习这门课程时也需要花费很多时间.
2.2学时安排受限
与力学专业课程相比,水利工程和土木工程等专业的本科学生的培养计划中,通常开设的专业课程相对较多.尤其在第三学年,学生往往需要学习各门与实际相关的应用类课程,而大四学生又往往面临着毕业设计、考研或就业等事情.因此,有限单元法的课程安排的时间十分有限,并且通常仅有30个课时左右的学习时间.在这有限的教学时间里,如何将有限元法的思想、主要概念讲清楚,而又能避免学生只会模仿,不会活用,甚至畏惧排斥这门课程,的确考验授课方式.在传统的教学过程中,仅理论部分花费的课时都需要30学时以上.没有那么多学时,就只好压缩这一部分的学时数（现将其压缩到10学时内）.这样做的后果之一是,学生通常很难清晰掌握理论、熟练运用理论,更难将其融会贯通.因此,理论分析部分的课时分配须有侧重点,即在理论教学过程中必须对知识点有选择地深入讲解.否则,学生面临各种概念,拘泥于细节而忽视整体框架,并不利于后期学生在实践中的学习.
此外,有限单元法课程教学与后期本科毕业设计相衔接较为有效.原因在于,大部分学生（基本不包括准备考研的学生,通常考研学生占总毕业生的比例大约在三分之一至四分之一之间）可以有更多时间投入到有限单元软件的操作练习中,并基于此完成自己的本科毕业设计/论文.
2.3注重应用
学习这门课程的最终目的是为了在工程实践中应用它.对于大部分工科专业的本科学生,毕业的选择大部分还是去工程单位就业.这就要求学生在学习此课程之后,应具备较为清晰的有限单元分析思路和一定的实践能力,比如解决简单的工程问题.并且,通过不断地加强此课程的理论学习后,在其后续工作中可具备更大的发展潜力.
为此,我们在教学实践中,仅分配8～10学时用于纯理论讲解.在此过程中,我们给出整个有限单元分析过程的重要步骤并给出由此形成的分析框架.细节部分也仅讲述了节点、单元物理量的来源及特点、网格划分与总刚度矩阵的特点和计算量的关系等内容,至于更多理论细节仅一笔带过.许多内容被安排作为他们课后自学的作业.在学习过程中,我们以通用软件ANSYS作为讲解有限单元方法的工具.分析过程中则以典型结构为算例,结合算例讲解实际结构的模型化及采用有限单元方法分析时需要的相关理论.这就要求学生须将实际问题和所学理论结合到软件操作与应用中.3教学特点与效果
针对以上课程特点,以应用为主要目的的有限单元教学可以在理论讲授之后通过软件的上机实验提高教学效果和深度.教学过程中考察教学效果有三点：听得懂、学得会、用得了.若70%以上的学生能达到上述三点,则表明教学效果良好.
3.1学习要求
3.1.1“听得懂”
根据课程安排,学生学习有限单元课程之前,已经掌握了一定的力学、数学和计算机编程基础.有限单元方法的基本求解思想是将原无穷维问题转化为求解节点解的有限维问题.把握这一概念展开教学过程中,抓住主要概念、提出重点细节概念、构建知识主线的逻辑推理,和重要知识点的强调反而会达到事半功倍的效果.易于实现学生“听得懂”理论的目标.
“听得懂”并不只局限于理论教学部分.在讲解有限元软件的过程中,由于是英文界面,也增加了学生的学习难度,如陌生词汇多、专业术语多,甚至许多专业术语的背后就是相关理论.因此,教学过程中,英文界面的翻译随时都要到位.学生随问教师随答.专业术语,如节点、关键点、约束、应力、材料模型等,也必须结合理论进行讲解.因此,在学习软件的过程中,对关 键 词和理论的反馈式学习极为重要.这种学习和专业软件培训有区别,其中最大的区别是我们在授课过程中随时将理论知识与界面操作相结合.这样做&
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