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《有限元法》课程思政案例

作者:石路杨发布时间:2022-05-03

一、课程教学目标

价值塑造:引入与课程相关的历史人物祖冲之及圆周率的计算方法,激发学生的爱国热情和崇尚科学的精神。

知识传授:掌握以弹性力学为基础的有限单元法的基本理论和基本方法及其应用。

能力培养:了解有限元法及其他数值方法的发展历史、成就和未来趋势,了解其在工程中的应用,培养学生解决实际工程问题的能力。

二、思政育人目标

从问题中来,到工程中去。“从实际问题出发——渗透力学常识和有限单元法基本原理——回归解决工程问题”的思路,使学生具备理论实践相统一的综合素质。

三、课程思政典型教学案例设计

案例一:

南北朝时期的祖冲之,在计算圆的周长时采用了离散化的逼近方法,即采用内接多边形和外切多边形从两个不同的方向近似描述圆的周长,当多边形的边数逐步增加时近似值将从这两个方向逼近真解。是我国最早采用有限单元法思想的先驱。

培养学生的社会责任感。

案例二:

陈伯屏:哈尔滨工业大学,国内理论力学、热工学泰斗。为中国有限元方法的初期发展做出了巨大贡献,提出了结构矩阵分析方法。曾在1958年中国东风113战斗机设计中负责“热障”攻关。是国内首位把有限单元法思想应用于结构分析中的学者,为计算机电算提供了理论基础。

培养学生的创新精神。

案例三:

冯康(1920-1993):数学家,计算机学家。中国现代计算数学研究的开拓者,独立创造了有限元方法,自然归化和自然边界元方法,开辟了辛几何和辛格式研究新领域,为组建和指导我国计算数学队伍做出了重大贡献,是世界数学史上具有重要地位的科学家。

培养学生的社会责任感。

四、课程思政实施成效及学生反馈

对于更具通识性、介绍性的有限元法课程,学生的学习心态较为放松,传统力学课程给学生的映像是枯燥乏味的,改变学生对课程的认识,提高学生的学习兴趣尤为重要。有限元法课程作为工程力学专业学习专业教育的重点课程,是为学生建立正确力学观和力学思维的关键一步,是一门把理论知识应用到实际工程问题中去的课程。它的作用是为学生了解弹性力学的矩阵形式以及有限单元法的基本原理,激发学生学习兴趣提供良好而坚实的基础。本次课的学习,帮助学生了解这门课程,改变了学生对力学传统手算课程的认识,提高了学生的学习兴趣,为后续专业课程学习打下了良好的基础。有助于学生更好地专业发展。

学生反馈次用这种理论与实际相结合的方法,能使学生学以致用,在实际工程问题的解决中更容易理解有限单元法的原理。


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