物理模型仿真方法课程创新教育

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摘要：本文对本科生课程“工程结构物理模型仿真方法”创新教育进行了研究。结合创新实践教育理论和教育实践的相关问题，对在创新实践班学习过程中学生需要具备的创新能力进行深刻分析，并采用实证数据计算并得到创新能力的权重及离散型；并以此为研究基础，针对作者教授的创新实践班课程“工程结构物理模型仿真方法”，开展创新实践课程的教学设计的实践内容。本文的成果将丰富本科生创新实践教育的研究。

关键词：创新教育；创新能力；权重；离散；教学设计

一、创新教育存在的问题

在目前和今后，用人单位都十分注重学生对模型试验技术和有限元数值分析的能力。但是，随着经济社会发展和用人单位的需求变化，院校的人才培养模式和教学质量已不能满足用人单位的需求。课程教学的两个方面———“教”与“学”都需要进一步改进，才能实现培养技术应用型人才这一目标。从学生方面看，学习理论知识，死记硬背，似懂非懂，不知真实项目如何操作，所学知识不知能否用于实际工程中。加上学习习惯不够、方法欠缺、自觉性差，普遍感到学习的理论用于设计院的实际项目计算中有一定的困难。用设计院的实际项目图纸考察学生能力时，也发现学生的识图能力、判断能力较差。不会使用所学知识解决实际问题，无法用于项目实践。尽管加强了实践教学，却往往限于简单模仿。对于实践问题，还不能有效应用理论知识加以解决。不能完成结果分析、编辑乃至项目报告的撰写等工作。很多学生都是从家庭到学校、学校到学校，对社会的了解不够深入，从而影响对改革开放的艰巨性、复杂性的认识。在中小学应试教育的影响下，学生重视理论，但是动手能力不强，实践能力不足，而且独生子女普遍存在人际交往能力、组织协调能力差的特点。高校也存在实验、学习、实践不足的问题，在经费、时间、人数及深度上仍需进一步投入。从教师方面看，由于日常工作压力较大，学生课堂反映不积极等主客观条件的制约，教学方法、教材内容以及课程教案的设计上仍然需要教师进一步改进。在教学方面，学校对培养创新能力的认识不足，还没有意识到市场对人才需求的变化；有的教师把技能的培养狭隘地理解为科技创新能力的培养，从而造成了学生判断能力较差，动手能力差，无法用于项目实践。

二、创新实践班教育需要培养学生的创新能力

创新实践班教育的主体是学生。学生创新实践能力主要包括基本的学习能力、实践动手能力、创新思维、团队协作能力等，这些能力之间并不是独立存在的。创新实践班教育应在学生的自主学习能力、获取信息、观察和分析、学习及创新实践技巧等方面的培养上投注资源和精力。学生的这些能力在创新实践班教育中都是比较重要的。

三、工程结构物理模型仿真方法课程的创新能力教育设计

本文针对本科生创新实践班的课程“工程结构物理模型仿真方法”建立了一套严格的科研项目和实验设计管理办法，整体课程的创新能力教育设计。具体实施计划为：创新实践班的“工程结构物理模型仿真方法”课程，为了加强对学生的管理和学习引导，设计实行导师—研究生—本科生的梯队导师制。将班级学生7～9名作为一组，每组配有1～2名研究生，从而组成创新团队。对社会需求比较多的领域进行深入研究，结合团队成员的特点，实现优质知识共享。作为导师，通过对学生的学业指导（从班级项目、科研课题、实际工程项目角度进行指导，同时对学生进行基础辅导和竞赛指导），对学生培养的全过程进行跟踪，从而提升学生创新能力。通过从选题、文献资料查阅、申报书撰写、项目跟踪、结题等过程的训练，达到发挥学生的个性，激发青年学生内在的创造潜能和进取精神的目标。在实践环节中，通过让学生提出问题、分析问题、独立设计和解决问题，培养工程意识和创新能力等综合素质。通过采用学科前沿讲座、国外公开课程学习、素质拓展专项训练、经典著作阅读等多种形式相结合，从而达到拓展学生视野，熏陶学生科学和人文素养，培养学生的团队协作精神和社会责任感的目标。创新实践班的课程“工程结构物理模型仿真方法”通过把班级管理的主动权交给学生，任课教师只需加以规范和引导的方式形成学生开放式自我管理模式。通过这种模式提升学生的主动性，锻炼学生的协调、组织、沟通等能力。通过网络平台（QQ群、微信群等）联系国内外学习和工作的新老校友，学生通过他们了解当前企业的迫切需求，探讨当前工程的技术难题，学习前沿知识，分享成功人士的经验和体会。通过以上活动使学生与社会紧密接触，从而使学生增长社会知识，拓宽学生的视野。

四、总结

本文从创新实践班创新教育存在的教育理论和教育实践脱节的问题入手，深刻分析创新实践班需要学生具备的创新能力，采用实证数据计算并得到哪些创新能力需要重点培养；并以此为研究目的，针对作者教授的创新实践班课程“工程结构物理模型仿真方法”展开创新教育的实践设计，设计了创新实践课程的课程实践内容。

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作者：徐强 陈健云 李静 范书立 单位：大连理工大学海岸与近海工程国家重点试验室 大连理工大学建设工程学部