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摘 要 为适应普通高等院校对人才培养的需要和企业对人才素质的要求，从理论与上机实践结合、实践中引入培训式教学、以项目分析驱动教学、改进课程考核评价体系等方法对CAE软件类课程的教学模式进行改革。将该方法应用于课堂教学实践活动中，实践表明：该方法激发学生学习的积极性和创造性，不仅锻炼了学生的动手能力，而且培养了学生面对问题、分析问题、解决问题的能力。
关键词 教学模式 CAE软件应用类课程 项目驱动 课程考核评价
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.03.056
The Practice Research and Teaching Model Reform
of CAE Software Courses
CHEN Song， DING Jun， GONG Haifeng， YANG Echuan
（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）
Abstract In order to meet the requirements of personnel training and quality of talent， the new teaching model reform of CAE software courses which included the combination of theory an computer practice and training teaching in practice and project driven teaching and improvement courses appraisal was proposed. The teaching method had been applied to actual classroom teaching practice. the practice results show that the teaching method to stimulate students" enthusiasm and creativity and exercise the manipulative ability of students， and develop the ability of students to face the problem， analyze and solve problems.
Key words teaching mode; CAE software courses; project driven; courses appraisal
近年来，CAE分析技术在机械、汽车、航空航天、土建等行业的厂矿企业、科研院所得到了广泛应用，随着CAE分析技术的不断普及，CAE已成为工具型软件，在高校课程设计、毕业设计、工厂企业的产品开发、优化设计、改进设计中发挥了越来越重要的作用。作为培养人才的高等院校，为了配合人才培养和满足企业用人标准的需要，越来越多的高校开设了CAE软件应用类课程。这类课程在本科院校应用型人才培养体系中占有重要的地位，但又有别于传统的基础专业课程，如果仍以传统的教学模式进行教学和学生培养，很难达到理想的效果，所以迫切需要对CAE软件应用类课程进行教学模式、教学方法、课程评价体系的改革，以适应高校对人才培养的需要和企业对人才素质的要求。
1 现有软件类课程的教学模式及问题分析
近年来，针对软件应用类课程已经有一些同行进行了相关的教学改革活动，但教学方式仍停留在课堂教学、课堂演示、上机实验等传统模式，这种教学模式虽然与老师讲学生听的“填鸭式”教学效果有所提高，但远未达到用人单位对人才培养的要求。此外，启发讨论式教学方法、任务驱动法、范例教学法等，虽然也取得了一定的效果，但都还属于传统的教学方法的范畴。虽然很多高校也都逐渐重视实践教学，增加了软件应用类课程上机的课时，进行了相应的改革和探索，但在教学过程中教师仍占据着主导地位，发挥着主导作用，学生只是被动的学习。在上机实验中教师演示和学生跟踪练习、反复操作，虽熟悉了软件的操作过程，但为什么这样做？可不可以用其他的方式达到同样的效果？遇到其他类似问题如何做？学生从未考虑过也不会考虑。导致学生在后续的课程设计、专业实习、毕业设计、工作过程中遇到类似的问题只能用同样的一种方式解决，严重限制了学生的思维。
2 CAE软件应用类课程教学方式改革
2.1 将专业知识与软件实践紧密结合
CAE软件有别于其他一般的技术性应用软件，对使用者的力学和数学基础（弹性力学、有限单元法、振动力学、多体动力学、数值分析等）有较高的要求，CAE软件的使用过程实际上是“列方程—解方程—观察方程的解”这样一个连续的过程。因此，在教学过程中要使学生在知道软件如何操作的同时了解为什么这样做，做到“知其然并知其所以然”就必须结合专业理论知识对软件进行了解，既保证学生掌握好软件操作技能，提高了动手能力，同时又可以加深学生对专业理论知识的理解和掌握。
将专业知识与软件操作紧密结合，在熟练掌握软件操作的同时，巩固和强化专业理论知识。理解并掌握CAE软件计算和求解过程中物理模型的简化、分析模型的建立、力学方程的构建，求解方式的选择等。建立模型中用到专业知识，比如有限元分析中涉及到单元类型的选择，网格密度的确定，边界条件的定义和简化，单元属性的定义，材料模式的定义等。分析计算中涉及到方程的求解方式，求解参数的设置及迭代次数、收敛准则的选择等。因此在进行课程教学时，必须重点讲解好这些理论基础知识，讲清楚各种参数的数学及力学含义，引导学生从更高层次去理解和掌握专业知识。
2.2 将培训式教学引入实践教学
针对实践环节较少，上机课程安排过少的问题，很多高校都已经有意识地提高了上机的课时数，但上机过程中教师演示和学生实践脱节，很多时候老师在演示时即使对不容易理解的内容进行反复的强调，但在上机实践时还是有很多学生会出现问题。导致学生学习的兴趣逐渐降低、主动性越来越差。根据上述问题及特点，在教学中采用软件培训的方式，制定教学计划是将整个课程完全安排在机房集中进行讲授。通过学生的亲身实践，提高其对课程的兴趣和学习的主动性，所以对授课内容理解得更快，知识掌握得更牢固，印象更深刻。
2.3 以项目分析驱动课程教学
在软件类课程教学中，学生往往对指导书上的例题能很好地完成，但对于新给出的具体工程问题，往往无从下手。如何简化模型？如何建立合理的分析模型？如何仿真分析？都有困难。因此在课程中应教会他们针对一个具体的项目，如何利用所学的理论知识分析问题、查阅资料、简化并建立模型、仿真分析、得出结果以及对结果的讨论和分析。项目分析驱动课程教学是指让将研究项目引入到教学中。教师和学生都要进行角色转换，教师将自己定位为项目的甲方，学生定位为项目的乙方。老师先向学生介绍项目背景等情况，同学之间要充分地讨论、分析，独立自主地利用所学知识、查阅资料、提出研究方法和思路、解决问题、得出结论。采用项目分析驱动课堂教学的方式充分发挥学生的自我创造能力，提高了学生分析和解决实际问题的能力。
2.4 改进课程考核评价方式
课程考核评价方式在整个教学改革中有重要的导向作用，是保证教学效果的重要保障。在CAE软件类课程的考核评价中，通过多种形式来考核学生的知识掌握程度、知识运用能力和实践动手能力。采用教学过程中考核，项目完成过程评价以及项目报告考核相结合的考核评价模式。教学过程中，通过对学生的提问、学生的发言等方式来考察学生;项目完成过程中，通过项目的完成情况以及对项目实施过程中细节上的提问判断学生对知识的掌握程度;项目总结报告是课程评价的最重要依据，根据报告的抄袭率、篇幅、模型建立（模型简化与假设，约束、特殊载荷、其他课程内容的应用）、仿真分析、结果及讨论、进一步的研究（优化、改进，指导设计）等内容制定评价标准，考核实际掌握情况。
3 课程教学方式改革实践及应用效果分析
表1 课程报告评价细则
将教学改革的内容应用于重庆理工大学机械工程学院2009、2010和2011级理论与应用力学专业的部分CAE软件类课程教学实践中，在编制教学计划和教学大纲时，考虑了增加上机学时、理论与实践全部安排在机房集中讲授、项目导向、案例教学等方式进行，同时在课程考核方式中采用教学过程评价10%，项目完成过程评价20%，项目报告考核评价70%的权重进行课程评价，项目报告评价标准如表1所示。
4 结束语
通过对CAE软件类课程的教学改革和探索，学生不仅在后期的课程设计和毕业设计时能够快速进入状态，而且在专业实习中能够很快地将所学的知识运用于工程实践;同时，根据用人单位对毕业生的反馈信息，大多数学生在进入企业后，都能较快地适应单位的工作、快速地投入到产品的开发、设计中。通过该类课程教学方式的改革，为应用型人才的培养提供了一种课程教学模式。
基金项目：重庆理工大学2014年高等教育教学改革研究项目（2014YB03）;重庆市高等教育学会2013-2014年高等教育科学研究课题（CQGJ13B411）
参考文献
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