物理模型仿真方法課程創(chuàng)新教育

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摘要：本文對(duì)本科生課程“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”創(chuàng)新教育進(jìn)行了研究。結(jié)合創(chuàng)新實(shí)踐教育理論和教育實(shí)踐的相關(guān)問題，對(duì)在創(chuàng)新實(shí)踐班學(xué)習(xí)過程中學(xué)生需要具備的創(chuàng)新能力進(jìn)行深刻分析，并采用實(shí)證數(shù)據(jù)計(jì)算并得到創(chuàng)新能力的權(quán)重及離散型；并以此為研究基礎(chǔ)，針對(duì)作者教授的創(chuàng)新實(shí)踐班課程“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”，開展創(chuàng)新實(shí)踐課程的教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐內(nèi)容。本文的成果將豐富本科生創(chuàng)新實(shí)踐教育的研究。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育；創(chuàng)新能力；權(quán)重；離散；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、創(chuàng)新教育存在的問題

在目前和今后，用人單位都十分注重學(xué)生對(duì)模型試驗(yàn)技術(shù)和有限元數(shù)值分析的能力。但是，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和用人單位的需求變化，院校的人才培養(yǎng)模式和教學(xué)質(zhì)量已不能滿足用人單位的需求。課程教學(xué)的兩個(gè)方面———“教”與“學(xué)”都需要進(jìn)一步改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才這一目標(biāo)。從學(xué)生方面看，學(xué)習(xí)理論知識(shí)，死記硬背，似懂非懂，不知真實(shí)項(xiàng)目如何操作，所學(xué)知識(shí)不知能否用于實(shí)際工程中。加上學(xué)習(xí)習(xí)慣不夠、方法欠缺、自覺性差，普遍感到學(xué)習(xí)的理論用于設(shè)計(jì)院的實(shí)際項(xiàng)目計(jì)算中有一定的困難。用設(shè)計(jì)院的實(shí)際項(xiàng)目圖紙考察學(xué)生能力時(shí)，也發(fā)現(xiàn)學(xué)生的識(shí)圖能力、判斷能力較差。不會(huì)使用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，無法用于項(xiàng)目實(shí)踐。盡管加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)，卻往往限于簡單模仿。對(duì)于實(shí)踐問題，還不能有效應(yīng)用理論知識(shí)加以解決。不能完成結(jié)果分析、編輯乃至項(xiàng)目報(bào)告的撰寫等工作。很多學(xué)生都是從家庭到學(xué)校、學(xué)校到學(xué)校，對(duì)社會(huì)的了解不夠深入，從而影響對(duì)改革開放的艱巨性、復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。在中小學(xué)應(yīng)試教育的影響下，學(xué)生重視理論，但是動(dòng)手能力不強(qiáng)，實(shí)踐能力不足，而且獨(dú)生子女普遍存在人際交往能力、組織協(xié)調(diào)能力差的特點(diǎn)。高校也存在實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐不足的問題，在經(jīng)費(fèi)、時(shí)間、人數(shù)及深度上仍需進(jìn)一步投入。從教師方面看，由于日常工作壓力較大，學(xué)生課堂反映不積極等主客觀條件的制約，教學(xué)方法、教材內(nèi)容以及課程教案的設(shè)計(jì)上仍然需要教師進(jìn)一步改進(jìn)。在教學(xué)方面，學(xué)校對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的認(rèn)識(shí)不足，還沒有意識(shí)到市場對(duì)人才需求的變化；有的教師把技能的培養(yǎng)狹隘地理解為科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而造成了學(xué)生判斷能力較差，動(dòng)手能力差，無法用于項(xiàng)目實(shí)踐。

二、創(chuàng)新實(shí)踐班教育需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新實(shí)踐班教育的主體是學(xué)生。學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力主要包括基本的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，這些能力之間并不是獨(dú)立存在的。創(chuàng)新實(shí)踐班教育應(yīng)在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、獲取信息、觀察和分析、學(xué)習(xí)及創(chuàng)新實(shí)踐技巧等方面的培養(yǎng)上投注資源和精力。學(xué)生的這些能力在創(chuàng)新實(shí)踐班教育中都是比較重要的。

三、工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法課程的創(chuàng)新能力教育設(shè)計(jì)

本文針對(duì)本科生創(chuàng)新實(shí)踐班的課程“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”建立了一套嚴(yán)格的科研項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)管理辦法，整體課程的創(chuàng)新能力教育設(shè)計(jì)。具體實(shí)施計(jì)劃為：創(chuàng)新實(shí)踐班的“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”課程，為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的管理和學(xué)習(xí)引導(dǎo)，設(shè)計(jì)實(shí)行導(dǎo)師—研究生—本科生的梯隊(duì)導(dǎo)師制。將班級(jí)學(xué)生7～9名作為一組，每組配有1～2名研究生，從而組成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。對(duì)社會(huì)需求比較多的領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)知識(shí)共享。作為導(dǎo)師，通過對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)指導(dǎo)（從班級(jí)項(xiàng)目、科研課題、實(shí)際工程項(xiàng)目角度進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)輔導(dǎo)和競賽指導(dǎo)），對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的全過程進(jìn)行跟蹤，從而提升學(xué)生創(chuàng)新能力。通過從選題、文獻(xiàn)資料查閱、申報(bào)書撰寫、項(xiàng)目跟蹤、結(jié)題等過程的訓(xùn)練，達(dá)到發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性，激發(fā)青年學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)造潛能和進(jìn)取精神的目標(biāo)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，通過讓學(xué)生提出問題、分析問題、獨(dú)立設(shè)計(jì)和解決問題，培養(yǎng)工程意識(shí)和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。通過采用學(xué)科前沿講座、國外公開課程學(xué)習(xí)、素質(zhì)拓展專項(xiàng)訓(xùn)練、經(jīng)典著作閱讀等多種形式相結(jié)合，從而達(dá)到拓展學(xué)生視野，熏陶學(xué)生科學(xué)和人文素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和社會(huì)責(zé)任感的目標(biāo)。創(chuàng)新實(shí)踐班的課程“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”通過把班級(jí)管理的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，任課教師只需加以規(guī)范和引導(dǎo)的方式形成學(xué)生開放式自我管理模式。通過這種模式提升學(xué)生的主動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的協(xié)調(diào)、組織、溝通等能力。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（QQ群、微信群等）聯(lián)系國內(nèi)外學(xué)習(xí)和工作的新老校友，學(xué)生通過他們了解當(dāng)前企業(yè)的迫切需求，探討當(dāng)前工程的技術(shù)難題，學(xué)習(xí)前沿知識(shí)，分享成功人士的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。通過以上活動(dòng)使學(xué)生與社會(huì)緊密接觸，從而使學(xué)生增長社會(huì)知識(shí)，拓寬學(xué)生的視野。

四、總結(jié)

本文從創(chuàng)新實(shí)踐班創(chuàng)新教育存在的教育理論和教育實(shí)踐脫節(jié)的問題入手，深刻分析創(chuàng)新實(shí)踐班需要學(xué)生具備的創(chuàng)新能力，采用實(shí)證數(shù)據(jù)計(jì)算并得到哪些創(chuàng)新能力需要重點(diǎn)培養(yǎng)；并以此為研究目的，針對(duì)作者教授的創(chuàng)新實(shí)踐班課程“工程結(jié)構(gòu)物理模型仿真方法”展開創(chuàng)新教育的實(shí)踐設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了創(chuàng)新實(shí)踐課程的課程實(shí)踐內(nèi)容。

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作者：徐強(qiáng) 陳健云 李靜 范書立 單位：大連理工大學(xué)海岸與近海工程國家重點(diǎn)試驗(yàn)室 大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部