材料力学课程电算化教学案例的设计与实践.docx
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1、材料力学课程电算化教学案例的设计与实践 摘要:科学计算是当代工科高校生必需具备的基本实力。电算化训练引入材料力学实践教学中,不仅可以加深加宽学生对该课程基本理论的理解,提高学问点的综合应用实力,还可以从繁琐的公式推演中解放出来,将更多的精力放在力学建模以及解决实际工程问题中,驾驭科学计算方法。本文具体介绍了山东科技高校基础力学创新实践环节引入材料力学电算训练的案例设计思路及实践状况,为基础力学课程教学改革供应了一种新思路。 关键词:材料力学;电算化;案例设计 中图分类号:G642.0 文献标记码:A 文章编号:1674-932421-0146-03 一、引言 当今高校生应当具备“获得新学问的实
2、力,科学概括和建模的实力,分析和计算实力,实际动手实力以及形象表达自己思维的实力”等。山东科技高校为适应应用创新型人才培育机制,解决传统二学期制难以实现优质教学资源共享的问题,加强在校高校生的实践训练,自2022级起先将小学期制度纳入学校的整体改革,嵌入人才培育方案之中,起先实施三学期制。每个学年除了设置秋季和春季两个长学期之外,在春季学期之后暑假之前支配四周的实践实训环节,即小学期,以使学生的实践实训环节更加系统化。三学期制的实施,打乱了原有课程的教学进程,为保障在课程学时压缩或教学密度加大的状况下、教学内容和教学质量不缩水,如何在小学期实施课程综合型训练,建立一套行之有效的教学模式是须要深
3、化探讨的问题。目前,基础力学教学存在“力学学问体系构建不完整、学问点深度和宽度讲授不够、工程应用不重视、创新和实践实力培育环节缺失”等问题。我校各专业开设的基础力学课程绝大部分支配在二年级。通常二年级上学期支配理论力学课程,下学期则支配材料力学课程。三学期的实施,为基础力学创新教学模式提出了挑战和机遇,同时也为提高学生的力学综合应用实力供应了教学进程保障。为此,在2022版的基础力学课程教学大纲改革中,我们增加了“基础力学创新实践”课程,开课时间为2周。该课程实质上是为开设基础力学课程的专业班级供应一个完整的基础力学综合运用实践环节,以促使学生形成较完整的基础力学学问体系,并具有较强的应用力学
4、学问解决实际问题的实力。由于“基础力学创新实践”课程属于新生事物,课程如何来设置,学生实践过程如何来监管,学生成果如何评定,都是须要进一步探究和实践的。作为工科专业学生,科学计算是必需要驾驭的专业本事,学生毕业后搞科学探讨或者工程计算均具有广泛应用,尤其在力学领域尤为重要。为此,我们想到在基础力学创新实践环节引入材料力学电算训练,在题目设计和实施方面做了一些尝试。 二、材料力学教学体系中引入电算化训练的必要性 1.材料力学引入电算化训练的可行性。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,作为用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,在数学类
5、科技应用软件中在数值计算方面数一数二。该软件功能强大,简洁易学,在工程各个行业应用广泛,基本上涵盖了各个探讨领域通用的和最新的分析方法,是高校生在各类数学计算和数学建模中比较喜爱运用的软件。我校力学专业在一年级小学期即支配了“MATLAB语言”学习课程,因此在软件运用上不存在任何障碍。 2.材料力学引入电算化训练的必要性。基础力学教学一是要使学生具备基本的力学理论,这一点要求学问驾驭要系統,概念要清楚,学问面要宽厚;二是要使学生具备运用力学学问解决实际问题的实力,即强调工程建模与计算实力。因此,材料力学电算化训练引入的目的是提高学生对基本概念、公式的物理意义理解深度,重点放在力学建模上,而不应
6、喧宾夺主把主要精力放在编程计算上。从以上分析来看,MATLAB软件的强大功能以及简洁可操作性为短时间内开展电算化训练供应了可能,此外,将这一训练支配在材料力学课程完成后顺延的小学期也易于激发学生的爱好度,提高学生参加的主动性,有利于学生形成基础力学学问体系。 三、材料力学电算化教学案例设计与实践 1.材料力学电算化训练案例设计思路。材料力学课程具有三多:概念多、公式多、计算多。“计算公式机械化”即电算化可使材料力学理论在工程应用中避开繁琐的公式推导和繁重的计算,使得工程师和探讨人员集中精力放在富有创建性的工作中。站在理论模型的高度上,指挥、调用计算机的各个子程序,高效率地完成各种设计计算任务可
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