開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇高職院校開展有限元仿真課程研究，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會對人才的要求也愈發(fā)嚴格。為適應社會發(fā)展對人才的新要求，提升學生在就業(yè)過程中的競爭力，高職院校在教學內(nèi)容及教學方式上必須緊跟形勢做出調(diào)整。有限元仿真是工科學生所必備的一項技能，在高職院校中開展有限元仿真課程是十分必要的。基于課程特點、課程可行性、教學改革等幾方面探討高職院校開展相關教學內(nèi)容的必要性。

關鍵詞：高職院校；有限元仿真；教學改革

引言：當今社會的發(fā)展速度遠超預期，飛速發(fā)展的社會科技、經(jīng)濟對未來社會參與主體的高校學生提出了更高的要求。作為高素質(zhì)技能工人主要來源渠道的廣大高職院校，教學往往偏重傳統(tǒng)的基本理論與實操技能。隨著社會不斷變化的發(fā)展趨勢，越來越卷的就業(yè)形式迫使高職學生必須不斷為自己在將來的就業(yè)市場添磚加瓦。廣大高職學生除了具備扎實的實操技能外，若還具備一定的分析解決問題能力，相比本科層次學生無疑將具備差異化的競爭能力。未來的就業(yè)市場中，高職層次學生除了可以應聘傳統(tǒng)的一線操作崗位外還可以應聘研發(fā)等崗位[1]。對于具備分析解決問題能力的高職層次學生，若繼續(xù)從事一線操作崗位工作，未來的職業(yè)發(fā)展也必將會更順利。四川建筑職業(yè)技術學院作為中西部建筑類頭部高等職業(yè)院校，近年來隨著社會大環(huán)境的發(fā)展，學生在就業(yè)時也遇到了諸多問題。面對現(xiàn)實的問題，更要本著為學生負責的態(tài)度使其在未來的就業(yè)市場具備足夠的競爭力。優(yōu)化教學內(nèi)容、調(diào)整培養(yǎng)目標成為高職院校必須采取的有效措施。有限元仿真分析作為大多數(shù)工科學生解決問題所必備的技能，在機械工程、電氣工程領域分析問題都有廣泛應用，掌握有限元仿真技術，能夠切實夯實新形勢下高職學生的就業(yè)競爭力[2]。因此，在高職層次院校中開展有限元分析的相關課程十分必要。

1有限元仿真分析技術

1.1有限元仿真分析技術簡介

計算機技術和數(shù)值方法的迅速發(fā)展，為有限元技術的推廣及應用提供了極為便利的條件。有限元分析技術已成為工業(yè)界解決機械結構、電磁場仿真計算等問題的必備方法和手段。法國達索公司推出的Abaqus是典型的商用有限元分析軟件，具備強大的求解線性及非線性問題的能力。針對結構、電磁、熱、多物理場耦合等問題，借助有限元分析軟件得到的求解結果往往是精確和可靠的。1.2有限元仿真分析課程特點1.2.1學生參與性強高等教育的大眾化導致學生質(zhì)量下降，學生缺乏足夠的自我約束能力及自我學習能力，這兩種能力的缺失對教學效果會產(chǎn)生直接的影響。有限元仿真是把實際問題抽象為計算機能夠分析處理的熟悉模型，建模過程中學生們的學習興趣能夠最大程度地得到調(diào)動。與傳統(tǒng)教學內(nèi)容相比，將有限元仿真分析技術加入高職類院校的教學內(nèi)容就顯得十分必要。

1.2.2建設費用低

技能類課程的教學一般均需借助相應的實驗實訓配套設備。雖然近年來國家對教育的經(jīng)費支持力度逐年攀升，但是高校用于設備采購及維保的經(jīng)費仍舊有限，想要開展順應行業(yè)最新發(fā)展要求的技能類課程仍然存在很多困難。有限元仿真能夠根據(jù)當前行業(yè)最新發(fā)展方向開展與時俱進的教學，相關課程的建設費用低且設備維護壓力不大[3]。

1.2.3教學效果好

傳統(tǒng)技能類課程往往只能在課堂開展相關教學內(nèi)容，教師受制有限的課時也僅能進行基本的內(nèi)容指導。有限元仿真分析課程則不存在上述問題，課程的開展不受時間及空間影響，課后學生在寢室也可以自主學習，有利于學生動手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課程教學效果得到顯著提高。

2有限元仿真分析課程開設的可行性

有限元仿真分析課程要求學生具備一定的專業(yè)基礎知識，比如進行結構分析就需要有一定的材料力學、彈性力學基礎；進行電學、電磁學分析就需要一定的電路知識、電磁學知識作為依托。高職院校除培養(yǎng)學生的實踐技能外，往往還開設大量的基礎理論課。因此，學生應具備開展有限元分析課程所要求的理論基礎。此外，有限元仿真分析課程相比傳統(tǒng)教學課程，在開放性、參與性、教學廣泛性等方面都具有無可比擬的優(yōu)勢。有限元仿真分析課程的建設也符合國家對高職教育的規(guī)劃[4]。教師對所授課程的合理性及必要性是最有發(fā)言權的。相關調(diào)查表明：將近90%的教師認為現(xiàn)存多數(shù)實驗實訓內(nèi)容過于單一且陳舊，無法結合行業(yè)最新特點對學生開展有針對性地教學[5]。接近80%的教師認為，有限元仿真分析技術能夠有效提升課堂教學效果[5]。50%左右的教師認為在高等教育階段特別是高職教育階段，畢業(yè)設計是否包含了CAE（ComputerAidedEngineering）的相關內(nèi)容應作為學生畢業(yè)設計的相關考核標準[5]。有限元仿真技術應用領域廣泛并可關聯(lián)行業(yè)動態(tài)對最新問題進行建模分析，把有限元仿真作為高職院校的課程開展是有必要的。

2.1教學安全綠色

高校尤其是高職院校中傳統(tǒng)技能類課程的講授多基于大型的實驗實訓設備，教學過程中學生往往要獨立操作這些大型的實訓設備。以鐵道供電專業(yè)的學生為例，實訓課程往往涉及一些高壓設備的操作，稍有不當就可能發(fā)生安全事故，教學過程中存在安全風險。隨著社會的發(fā)展進步，各行各業(yè)的新方法新技術都在隨時出現(xiàn)，為培養(yǎng)能夠緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢的技術人員，實驗實訓設備就要及時升級，這使本就緊張的經(jīng)費更加捉襟見肘。有限元仿真分析是建立在計算機虛擬環(huán)境之上的，可根據(jù)需要變換不同的工況條件或工作場景開展相關的教學內(nèi)容。虛擬仿真教學能夠省去設備升級更換的費用，又可緊跟行業(yè)發(fā)展對教學內(nèi)容適時做出調(diào)整，滿足人才培養(yǎng)的要求[6]。此外，部分專業(yè)教學涉及的實驗實訓設備能耗較大，若使用有限元仿真分析代替相關實驗實訓環(huán)節(jié)則可節(jié)省可觀的能源消耗并實現(xiàn)綠色教學的目標。

2.2因材施教

近年來，國家進一步明確了高校包括高職院校的教學培養(yǎng)目標。高校特別是高職院校學生來源復雜，高考、單招、“3+2”等渠道的學生分布在同一個學院同一個專業(yè)中，學生的個人素質(zhì)參差不齊，教學過程中如何把握教學目標變得復雜起來[7]。使不同層次的學生都能夠?qū)W有所得，更好地因材施教是所有高校都不得不面對的問題。有限元仿真分析技術的本質(zhì)是基于計算機強大的計算處理能力綜合考慮分析對象的結構尺寸、材料特點、工作環(huán)境、所受荷載等因素把一個實際問題轉化為計算機能夠處理的數(shù)字模型。在數(shù)字建模這一過程中，模型的復雜程度完全取決于建模的學生。不管是復雜問題還是簡單問題，有限元仿真分析的流程都是一致的，都由具體學生來決定。學生能力強，引導學生分析解決復雜的問題；學生基礎薄弱，引導學生對基本問題開展分析。總之，有限元仿真分析技術能夠做到因材施教因人而異，不同層次的學生在學習過程中都能夠有的放矢，有所收獲。

2.3教學主動性強

隨著國家高等教育政策的調(diào)整，高等教育越來越大眾化，學生的數(shù)量雖有所增長，但質(zhì)量有所下降卻是不爭的事實。針對這一情況，及時恰當?shù)卣{(diào)整教學內(nèi)容教學方法以保障教學效果是所有高校特別是高職類院校應當充分考慮的問題。高職類學生在學習興趣及學習主動性方面不如其他層次學生，積極調(diào)動學生興趣發(fā)揮學習主觀能動性就成為保障教學效果的一個有效措施。當代大學生對互聯(lián)網(wǎng)及計算機有與生俱來的親切感，若一門課程與計算機密切相關，那么學生對這門課程的興趣就會更濃厚。若把學習的過程變?yōu)橛螒蛑械拇罱ā盎亍奔安贾谩瓣囆汀保敲磳W生的主動性及學習興趣將會到達峰值，完成既定學習目標就不再困難。有限元仿真分析課程滿足上述所有特點，有傳統(tǒng)實操課程不具備的優(yōu)勢。學生可以在學習過程中天馬行空地探究感興趣的領域，把現(xiàn)有實訓設備無法處理的工況或極端條件下的問題通過數(shù)字化建模交給計算機分析處理。學生在學習過程中不再簡單被動地接收，學生在教學過程中的主觀能動性得到積極調(diào)動，學習的好奇心最大限度地得到滿足，高校學生特別是高職院校學生學習主動性不強學習效果差的問題可從根本上得以緩解。

2.4教學不受時間、空間制約

傳統(tǒng)的素質(zhì)技能類課程往往要依靠實驗實訓設備才能開展，教學活動必須在相應的實訓教室進行。學生每學期技能類課程的學時數(shù)編排受教學設備及實訓場地數(shù)量制約，強調(diào)動手實操的課程往往并不能保證每個學生都充分得到實踐操作的機會，教學內(nèi)容往往流于形式，教學效果不盡人意[8]。有限元仿真分析這門課程就不存在上述問題，學生使用一臺具備基本算力的計算機就能跟隨教師進行有限元技術的學習。得益于計算機制造技術的飛速發(fā)展及配套元器件成本的下降，計算機已成為大多數(shù)學生學習的基本工具，各高校也配置了一定數(shù)量的公共計算機供學生日常學習使用。隨著學生學習積極性及學習興趣的提升，學時外的時間學生也能獨自開展學習行為。宿舍、圖書館、自習室都可以成為學生繼續(xù)探索有限元仿真分析技術的場地，學習不再受場地及設備要求的限制。

3教學改革的思考

高校特別是高職院校的主要目標，就是要培養(yǎng)動手能力突出且服務生產(chǎn)一線的技術人才。高校技能類課程及實訓環(huán)節(jié)設置的初衷就是為了實現(xiàn)這一目標。如何能夠讓學生學好課程、學以致用是廣大高職類院校教育工作者應當思考的問題。雖然實踐實訓環(huán)節(jié)在各高職院校中都得到了重視，但仍舊存在本文中所闡述的問題，導致教學效果難以達到預期。如何針對問題做出有效變革，較好地落實既定政策計劃，圓滿達成教學目標，是當代高等教育者必須解決的問題。引入新的教學內(nèi)容并大膽嘗試新的教學方法，將有限元仿真分析課程引入高職院校的教學內(nèi)容就是解決問題的一種改革思路[9]。

4結論

有限元仿真分析課程引入高職院校的教學內(nèi)容，是提高教學效果適應行業(yè)發(fā)展的重要教學方式。通過開展有限元仿真課程，學生能夠提高學習興趣并提升個人就業(yè)競爭力，縮短學校所學與企業(yè)所需之間的距離，使學生今后的職業(yè)發(fā)展能夠更順利。在高職院校推廣有限元仿真分析課程的教學，使院校、學生、企業(yè)多方受益，院校的教學效果得到提升、學生的學習興趣得以激發(fā)、企業(yè)用人需求得以滿足，因此，在高校特別是高職院校開展有限元仿真分析課程是十分必要的。

參考文獻

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[9]黃元亮.仿真技術在高等教育中的應用[J].計算機仿真,2007(12):291-294,299.

作者:楊陽 魏晨 李欣