项目教学背景下《工程软件应用》教学改革
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作者:马永斌
摘 要：项目教学对提高学生的综合运用知识能力、团队协作能力及培养创新意识有着重要作用。而随着科技的发展及计算机在工程项目中广泛应用，相应工程类软件的开发与应用也日新月异，致使工程软件应用类课程在理工专业教学中占据愈发重要的地位。采用项目教学法实施工程软件应用类课程的教学，让学生积极主动的通过项目解决实际工程问题，进而提升综合能力。
关键词：项目教学法 工程软件应用 教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0190-02
培养具有综合运用知识能力、团队协作能力及创新意识的大学生是每个工科院校普遍追求的目标。随着科学技术的发展，以及计算机在工程项目中广泛应用，相应工程类软件的开发与应用也日新月异，致使工程软件应用类课程在理工专业教学中占据愈发重要的地位。大力加强工程软件的开发及在实践教学中广泛应用，逐步提高学生的专业素养，以增强学生解决实际工程问题的能力，进而推进学生综合能力的提升。在工程软件应用类课程授课时，采用项目教学法可以有效的培养学生解决实际问题的能力，激发学生学习热情，培养创新意识，提高创新能力。
项目教学法旨在教师的指导下，学生通过负责一个相对独立的项目，把握整个项目实施过程中的信息收集、方案设计、项目实施及最终评价。项目教学法显著的特点是以项目为主线、教师为引导、学生为主体，师生共同完成项目，共同取得进步的教学方法。
在整个项目教学过程中，以学生为中心，教师通过对学生的组织、指导，帮助学生之间积极协作，利用情境会话等学习环境参与具体项目，充分发挥学生的积极性、主动性和创新实践精神[1-2]。项目教学强调以工程实际为背景，打破学科专业知识束缚，按照工程实践逻辑建构教学内容[3]。
1 工程软件应用课程的特点和教学研究现状
工程软件应用类课程与传统课程的区别在于，需要学生通过工程软件操作实践来掌握所学技能，这类课程具有如下特点：（1）知识点分散。知识点多但是相互间联系少，且每个知识点不可或缺、不分主次。（2）注重实践。工程軟件应用必须大量上机练习，熟练程度需要通过上机实践累积方可体现。（3）灵活、开放。具体工程结构的分析过程多样化，实现过程相对比较灵活且可有多个实现方案[4]。
因为工程软件应用类课程具有以上区别于传统课程特点，其教学方法也相应于传统课程的方法有独到之处，这就更需要对其进行教学方法上的研究和探索。
2 项目教学法在工程软件应用教学中的实施
工程软件应用课程主要让工科类学生掌握工程软件的应用，能够进行工程结构的计算机辅助工程分析（CAE）过程。如何让学生将前期所学知识与实际工程应用结合起来是教学的关键，每个教学环节都会影响后续的教学进度和完成质量。因此使用一个完整的项目来进行教学，学生易于理解和掌握。
2.1 根据学生兴趣成立项目组
在进行项目教学的初期，提供与所带学生专业相关的可参考项目，然后和学生一起讨论确定最终的项目目标以及需要完成的任务，让学生进行项目选择，一般控制在每组6～8人，指定或推选出一个项目负责人[5]。由于每个工程软件都有其独到之处，针对所选择项目的不同特点，可以选择不同的工程应用软件。如对于土木工程类多高层结构、空间结构、索膜结构以及特殊结构，可以根据各组选择的项目类型选用合适的工程分析软件，教师可以指导学生在具体项目实施前进行软件的排选工作。给定可参考项目应该遵循的原则：（1）充分考虑到项目所涉及到的知识点，项目所覆盖课程的知识体系，适当拓展延伸所学内容。（2）项目难度应该适中，防止由于太难让学生丧失信心，或太简单而达不到预期效果。（3）指导教师应该对提供的可参考项目比较熟悉，能够提供有效地指导，同时不乏项目的开放性，给予学生发挥空间。
2.2 针对工程实际结构实施项目
项目教学法中重要环节是项目实施。项目具体实施阶段，教师要充分考虑每个学生对于项目的参与程度。在项目的具体实施之前，指导教师需要对学生选定的项目进行详细介绍。根据对应的具体结构，形成对结构的整体认识，明确应该用什么方法进行结构模型的建立，使用什么型材，型材如何布置等。同时小组成员之间人员及时沟通，了解结构布置有何优缺点，实现什么功能，初步判断结构受力情况特点，做到心中有数。分析结构的约束与受力情况，弄清楚约束位置及约束方式，受力位置及受力类型，做好数据准备。在正式生成模型之前，需要将工程实际问题转化成数学模型，并进行模型简化。具体步骤包括以下几个方面：（1）采用最优建模方式建立有限元几何模型。（2）定义材料属性和网格类型。（3）定义约束与载荷。（4）模型单元化。（5）运行算例，输出结果。（6）检查边界条件，仔细分析结果正确性。（7）与指导教师进行沟通，讨论结果。（8）反馈数据，提出结构改进方案。（9）反复验算，得到最优结果。（10）得出最终结论，编写计算报告。
在整个项目的实施过程中，教师要以启发式教学为主，不可一味灌输知识，随时参与学生的讨论并进行指导，及时指出实施过程中所存在的问题。
2.3 项目验收、知识梳理和总结
项目实施完成后，需要进行项目验收，同时组织学生进行知识的梳理和总结。教师指导学生进行同组不同角色学生之间沟通交流，各项目组之间也可进行项目实施过程的经验交流、知识梳理及技术方法比较。教师根据每组学生解决实际问题时遇到的难点进行详细讲解，总结归纳项目实施过程中所涉及到的各类知识点，让学生在总结中对项目实施有一个清晰的整体认识，从而达到项目教学的最终目的。
为体现项目实施过程的完整性，每组学生需要整理整个项目实施过程的实践报告，并由项目负责人或推荐一位组员进行汇报。教师对每组项目实施情况做出点评，指出学生在项目实施中表现优异的方面，同时总结不足之处和需要改进的方面，让学生通过项目教学真正理解整个项目的实施过程，进而为学生们走上工作岗位后进行项目运作奠定基础。
3 结语
在项目教学背景下，考虑对《工程软件应用》课程进行教学改革。本文基于该课程的特点和教学研究现状，探讨了项目教学法在工程软件应用课程的教学实施过程。讲授工程软件应用类课程的教师应丰富自身的工程实践经验，采用行之有效的项目教学法，通过解决实际工程问题，使学生逐步掌握各类工程软件的有效应用。通过教学改革，提高教学质量，强化教学效果，进而提高学生综合运用知识能力，同时在项目教学过程中提升学生团队协作能力及培养创新意识。
参考文献
[1] 马杰.项目教学法在软件工程教学中的应用研究[J].河南财政税务高等专科学校学报，2017，31（5）：85-86.
[2] 李林蔚.浅谈项目教学法在软件工程教学中的应用[J].内江科技，2016 （1）：56-56.
[3] 欧阳林艳.初探软件项目管理教学方法[J].信息系统工程，2016（3）：83-84.
[4] 杨帆，王莉华，赵金峰.工程软件应用类课程的多元化开放式考核方式设计与研究[J].教育教学论坛，2018 （13）：139-141.
[5] 王远敏.项目教学法在软件工程教学中的应用研究[J].兴义民族师范学院学报，2017（3）：66-70.
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