机械类本科专业有限元分析课程教学改革研究

曹阳+王旭

摘要：有限元这一数值分析方法已经在机械工程领域得到了广泛的应用，但有限元理论是复杂而抽象的，对学生的数学基础和力学理论基础都有较高的要求。笔者在传统教学方法的基础上，针对有限元分析课程兼具理论性和实践性的特点，对机械类本科专业课程的教学内容和教学方法进行了探讨，适当减少理论教学内容比重，并将有限元软件引入课堂，注重培养学生解决实际工程问题的能力，促进学生对相关理论的理解和吸收。

关键词：有限元分析；软件应用；教学改革；机械专业

一、引言

机械工程领域常常需要求解各类微分方程，而这些微分方程的解析解一般很难得到。一般情况下，使用有限元方法将微分方程离散化后，便可以利用计算机编程进行辅助求解。近年，随着有限元理论的不断成熟，有限元法已经成为机械及其相关学科中处理各类问题的重要方法，且被广泛地应用在航空航天、船舶工程、汽车车辆、土木建筑、武器装备等领域。为了顺应这一发展趋势，许多高校也先后开设了与有限元分析相关的各类课程，并取得了一定的成绩。但国内工科本科生普遍反映有限元理论学习起来十分困难，在规定课时内完成整个有限元课程后，仍感觉对有限元理论一知半解，更不要说用有限元方法解决一些实际的工程问题了。由此可见，要求学生在有限的课时内系统掌握有限元方法是不现实的，单纯的理论教学既严重脱离实际，也无法引起学生的学习兴趣，不利于应用型人才的培养。……