沈曉明　鐘衛(wèi)平

摘 要：大型通用有限元分析軟件ANSYS是力學(xué)與土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，積極地推進該課程的課程教學(xué)改革對提高學(xué)生分析、研究、解決工程問題能力，提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)十分重要。針對該課程的特點及存在的問題，在教學(xué)改革過程中，對其教學(xué)內(nèi)容進行重新整合，并采用靈活多變的教學(xué)方法，提高學(xué)生的興趣，同時，完善了課程考核方法，提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革 課堂研討式教學(xué) 有限元 ANSYS

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0229-02

有限元法已成為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的重要分析方法，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的靜力分析、動態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化中。大型通用有限元程序ANSYS是工程力學(xué)專業(yè)高年級本科生以及土木工程專業(yè)研究生的一門重要專業(yè)課，在工程中有著廣泛的應(yīng)用，具有很強的實用性。

1 改變教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生興趣，注重能力提高

興趣是最好的導(dǎo)師，因此，課程的第一步，就是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。由于課程改革的需要，課時相對減少，因此，對課程體系進行了整合，精選教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)起點，調(diào)動學(xué)生求知的欲望，結(jié)合專業(yè)特點增加部分內(nèi)容，以配合其他專業(yè)課教學(xué)，擴大學(xué)生知識面；增加解決實際問題的比重，提出一些有挑戰(zhàn)性、有一定深度的問題并展開討論，留下思考空間，激發(fā)學(xué)生的積極性。課程中適時的選擇工程中最新的研究成果，使學(xué)生了解有限元數(shù)值模擬方法在工程中最新進展，開拓學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生領(lǐng)略到從事科研與知識創(chuàng)新的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的意識和興趣。

在課程講授過程中，避免以往的“填鴨式”教學(xué)方法，把學(xué)生變成教學(xué)的主體，不僅要做到“授人以魚”，更要做到“授人以漁”。為了加強學(xué)生的興趣，所講的內(nèi)容都盡量選用工程實例，并進行必要的簡化，采用多媒體的方式，在教師的引導(dǎo)下，通過研討式的教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生科學(xué)的思維方法，激發(fā)學(xué)生的探索精神，提出各種解決問題的思路和途徑，從而掌握自我攝取知識的方法。在引進多媒體和現(xiàn)代教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，在講課方法上，注意深入淺出，運用一些視頻資料、動畫演示等直觀手段，增加趣味性。盡量以學(xué)生為中心，在課堂上教師與學(xué)生要充分的互動起來，授課時考慮學(xué)生的反映，有針對性地按課程重點、難點分層次設(shè)問、引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。教學(xué)中采用研討式，啟發(fā)式等生動活潑的教學(xué)方法，努力營造一種師生共同積極思維的課堂氛圍，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。

2 將課程學(xué)習(xí)與專業(yè)緊密結(jié)合起來

作為工程力學(xué)專業(yè)的高年級本科生以及土木工程專業(yè)的研究生學(xué)生，雖然力學(xué)理論知識學(xué)了很多，但對許多基本概念的理解許多人基本上是只停留于一個符號的認識上，理論認識不夠，更沒有太多的感性認識，比如：一開始學(xué)ANSYS時可能很多人都不知道鋼材的彈性模量、泊松比、屈服應(yīng)力一般是多少。因此，在學(xué)習(xí)ANSYS之前，復(fù)習(xí)一下《材料力學(xué)》《彈性力學(xué)》《塑性力學(xué)》等課程是非常有必要的。

在ANSYS的過程中，不要純粹的把ANSYS當(dāng)作一門功課來學(xué)，這樣是不可能學(xué)好ANSYS的，而要針對問題來學(xué)，特別是遇到的新問題，首先，要看它涉及到那些理論知識，最好能作到有所了解；其次，與ANSYS相關(guān)設(shè)置結(jié)合起來，作到心中有數(shù)，不至于遇到某些參數(shù)設(shè)置時，沒一點概念，不知道如何下手。工程力學(xué)專業(yè)更多的偏向于理論，往往覺得學(xué)了那么多的力學(xué)理論知識沒什么用，不知道將來自己能作什么，而學(xué)ANSYS實際起到了溝通理論與實踐的橋梁作用，使你能夠感到所學(xué)的知識都能用上，從而激發(fā)出對該專業(yè)的熱愛和了解。

3 加強上機輔導(dǎo)，增強學(xué)生實際操作能力

ANSYS課程是一門實踐性很強的課程，單單指導(dǎo)原理是不夠的，因此，上機操作是ANSYS學(xué)習(xí)中十分重要的一個環(huán)節(jié)，是課程不可分割的一部分。為了提高學(xué)生的上機效率、幫助學(xué)生更好地將理論知識運用于實踐，通過對課程相關(guān)的資料的查閱和整理，編寫了一套適合課程學(xué)習(xí)的上機指南，該指南包括了幾類工程中常用的有限元分析問題，涵蓋課程講述的各個理論知識點，對所有的步驟做了認真的調(diào)試，保證教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過練習(xí)，對ANSYS的各個模塊可以有一個基本的了解；并且對軟件的操作有一個很好地掌握。為了培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力，在每個詳細的操作過程之后，都提出幾個相近的問題，讓同學(xué)們自己發(fā)揮能動性，通過小組討論的形式加以解決，并把各小組解決問題的過程在課堂上進行交流，根據(jù)完成情況給出平時成績，作為最后課程考核的依據(jù)之一。

在上機過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生多問多思考的習(xí)慣，只有經(jīng)過思考了的東西才能成為自己的東西。學(xué)習(xí)ANSYS的過程實際上是一個不斷地解決問題的過程，問題遇到的越多，解決的越多，實際運用ANNSYS的能力才會越高。對于剛學(xué)習(xí)ANSYS的同學(xué)，必然會遇到許許多多的問題，對遇到的問題最好能記下來，通過教師的輔導(dǎo)，認真思考，逐個解決，積累經(jīng)驗。只有這樣才會印象深刻，避免以后犯類似的錯誤，即使遇到也能很快解決。

4 改變課程考核方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力

有限元方法在工程實際中的應(yīng)用是考核的重點。因此，課程考試改變以往期末閉卷考試的方法，而是要求學(xué)生結(jié)合工程實際，根據(jù)自己的興趣，到圖書館或者通過網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)的資料，從中發(fā)現(xiàn)并提煉出運用所學(xué)知識能夠解決的問題，制定在ANSYS中的操作方法，上機計算并得到相應(yīng)的結(jié)果，需要同學(xué)的所得的結(jié)果加以分析，判斷結(jié)果是否合理，并且提交標準格式的分析報告，標準格式由教師統(tǒng)一規(guī)定，并給出范文。學(xué)生們也可以直接從《材料力學(xué)》《彈性力學(xué)》《塑性力學(xué)》《鋼結(jié)構(gòu)》《鋼筋混凝土構(gòu)件》等書上直接找些習(xí)題來做，將書上的習(xí)題用ANSYS來實現(xiàn)，可以將習(xí)題的理論結(jié)果和ANSYS計算的數(shù)值結(jié)果進行對比，驗證ANSYS計算結(jié)果的正確性，比較兩者結(jié)果的差異，分析產(chǎn)生差異的原因，加深對理論的理解。通過這種形式的考核，可以引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論用于解決實際問題，加強理論聯(lián)系實際的能力。在幾年的教學(xué)實踐中，收到了良好的效果。在知識更新日新月異的時代，培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力和創(chuàng)新性思維是教師刻不容緩的任務(wù)。

5 結(jié)語

通過對該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們能夠很好的把以往所學(xué)的力學(xué)以及土建課程與《大型結(jié)構(gòu)分析程序ANSYS》教學(xué)有機結(jié)合起來。使得學(xué)生更易于理解和掌握相關(guān)課程中的基本概念。增強了學(xué)生的動手和思維能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識及創(chuàng)新精神，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉了學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，增強了工程設(shè)計和計算的意識概念，提高了學(xué)生運用計算機進行數(shù)值模擬的能力，為以后的學(xué)習(xí)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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