有限元分析课的双语课程建设.docxVIP

?

?

“有限元分析”课的双语课程建设

?

?

翁琳孟晓亮文静钟倩文

[摘要]响应国家卓越工程师培养计划2.0提出的深化工程教育国际合作、拓展学生的国际视野、提升学生全球就业能力的要求，车辆工程专业开展了“有限元”中英文双语课程建设。以对接国际工程认证为目标，更新了课程的知识和能力培养体系。针对双语课程和有限元工程应用的特点，侧重案例教学、项目教学等方式，提高学生学习积极性，培养学生理解和解决工程实际问题、快速设计开发及国际交流的能力。

[关键词]有限元分析;中英文双语课程;车辆工程;国际工程认证

[]G642?[文献标志码]A[]1008-2549（2021）09-0065-03

有限元法（FEM）是目前应用最多、最广的CAE技术。可以和CAD连接大大缩短设计研发流程。现在城市轨道交通的各设计制造方面都已离不开有限元分析计算，设计水平发生了质的飞跃。随着计算水平的快速发展和工业设计理念的更新，工业有限元分析逐渐由辅助设计工具，转变为驱动产品创新的引擎。为了响应国家中国制造2025计划、“智慧制造”等先进发展潮流，各大高校的本科和研究生课程都设置了不同深度的有限元分析课程，培养学生理解和解决工程实际问题、快速设计开发的能力。

随着国家对高校专业建设水平及国际化水平的要求不断提高，在原有课程基础上进行中英文双语课程建设的需求日益增加。国家《建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0》《现代产业学院建设指南》等文件都明确提出，高校需要提高专业建设标准化、国际化水平，以期拓展学生的国际视野，提升学生全球就业能力。开设中英文双语专业课程是培养学生在专业中用英语表达和交流能力的最直接方法。以对接国际工程认证[2-3]为目标，本文对“有限元分析”双语课建设进行了探讨。

一、原有课程的不足

车辆工程专业“有限元分析”课程侧重培养学生制图、计算、测试、基本工艺操作等技能和较强的计算机应用能力;以及对车辆工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。课程对于学生开展毕业设计，培养学生工程研究、机械结构设计和技术开发的素质，提升解决轨道交通实际问题的能力方面都取得了一定的成效。但是也显示出了一些不足：第一，教学资源尚待完善，有限元分析课程的网络电子课件资源、特色案例分析、章节示范课程教学录像还需要进一步的建设和完善;第二，体现本专业的工程应用不足，在本课程系统中，较少使用实际轨道交通中的工程问题的有限元分析案例。针对上述问题，双语课程建设需要进行贴近本专业特色的案例开发，从本专业工程问题实际出发，引导学生理解有限元分析课程的应用。并通过录制软件操作视频等，建立丰富的案例资源库供学生使用。

二、对接国际认证的“有限元分析”课程培养目标

中英文双语课程的开设，最主要的目标就是培养具有国际竞争力的工程人才。为了让学生的专业可以得到国际化认可，课程对接国际工程认证体系必不可少。因此，以ASIIN工程认证为标准，“有限元分析”课程修订了课程的培养目标和课程体系。本课程的目标和任务是使学生理解有限元方法的基本理论、内容及其相应的英文描述方法，掌握有限元计算工具，具有在工程实际中进行运用有限元思维进行机械构件的结构分析、校核和设计的能力。具体包括：

知识：第一，变形体力学的基本概念，基本方程和基本解法。第二，常用的计算方法和有关问题的解答方法;有限元方法的基本概念、理论和发展趋势。第三，有限元方法的基本过程和分析步骤;轨道车辆结构分析的内容和基本要求。

技能：第一，掌握基于數值仿真的先进的构件设计和优化流程;第二，能够从车辆结构的客观实际中，明确系统目标、建立恰当的有限元模型、确定模型变量、提炼系统边界条件，结合有限元法的基本理论，熟练运用Ansys等有限元分析软件，求解有限元模型;第三，能够将有限元模型求解结果还原至实际问题，并进行正确判断，结合实际分析目标，修正与改进既有的有限元模型;第四，能够用英语对核心概念和内容进行专业表述。

能力：第一，具有运用有限元方法的思维和计算软件，在实际工程问题中进行机械构件的强度校核、优化或创新设计及英文表述的能力;第二，具有用英语讨论本专业问题的能力;第三，具有从不同角度思考问题、解决问题的意识，具有不断地扩展知识面，获取新知能力。

三、双语课讲授形式

进行双语试点教学，应从本学校本专业的实际出发，以学生为本设计双语课程的形式。学生对双语课程的看法意见和建议一般集中在本身的英语基础是否能很好地理解课程教材或者多媒体课件，老师如果用英文讲解是否能表述明白，课堂讨论和课后习题如果用英文作答是否花费太多的时间在语言方面以及能否回答正确等。针对学生的意见以及结合学院的实际教学环境，有限元双语课程的教学方案确定为：课程教材和多媒体课件使用英语，课堂教授和讨论以及最终课程大报告为中文的形式。