馬有營

（濱州學(xué)院化工與安全學(xué)院，山東 濱州 256600）

0 引言

《計算機(jī)仿真模擬》課程是在學(xué)生學(xué)習(xí)了前期理論課程的基礎(chǔ)上，引入的一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。采用傳統(tǒng)的授課方式不能滿足該課程的需求[1-2]。同時，針對安全工程專業(yè)畢業(yè)生的具體情況，該課程內(nèi)容的制定必須與安全工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)環(huán)環(huán)相扣[3-7]。本文重點描述了濱州學(xué)院安全工程專業(yè)《計算機(jī)仿真模擬》課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式的制定，并針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題提出了措施，可以為設(shè)置本課程的同類院校教師提供參考。

1 《計算機(jī)仿真模擬》課程內(nèi)容建設(shè)

由于安全工程專業(yè)本科畢業(yè)生的去向主要分為就業(yè)和考研兩方面。因此，本課程針對主要的就業(yè)去向和碩士研究方向，確定了該課程的主要授課內(nèi)容為：3dmax繪圖軟件、Fluent流體仿真模擬軟件、Flac數(shù)值模擬軟件。其中，3dmax繪圖軟件主要用于模擬前期建模使用，是學(xué)習(xí)Fluent流體仿真模擬軟件和Flac數(shù)值模擬軟件的基礎(chǔ)。Fluent流體仿真模擬軟件主要用于模擬流體流動狀態(tài)，對學(xué)生今后工作和學(xué)習(xí)過程中涉及到的粉塵、有毒有害氣體、污水處理等方面意義較大。Flac數(shù)值模擬軟件主要用于模擬巖石、土質(zhì)以及其他固體材料在受理情況下的塑性變形，為學(xué)生今后從事煤礦、巖土以及地鐵等方面的工作或研究提供輔助手段。具體課程設(shè)置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 《計算機(jī)仿真模擬》課程設(shè)置結(jié)構(gòu)圖

2 《計算機(jī)仿真模擬》課程學(xué)時及考核方式設(shè)置

《計算機(jī)仿真模擬》課程學(xué)時總共設(shè)置為40學(xué)時，其中，3dmax軟件學(xué)習(xí)占10學(xué)時，F(xiàn)luent流體仿真模擬軟件學(xué)習(xí)占15學(xué)時，F(xiàn)lac數(shù)值模擬軟件學(xué)習(xí)占15學(xué)時。課程考核方式主要為上機(jī)實操和理論考試兩部分，上機(jī)實操需要學(xué)生自己建立模型，完成題目要求的整個過程的模擬工作。理論考試主要考察這幾種軟件計算過程中所依據(jù)的基本理論，為以后學(xué)生自主編程，建立數(shù)學(xué)模型提供理論基礎(chǔ)。

3 講授該課程面臨的問題

3.1 學(xué)生計算機(jī)水平弱

由于濱州學(xué)院安全工程專業(yè)開設(shè)的課程有關(guān)計算機(jī)理論和實際操作的課程較少，主要有計算機(jī)基礎(chǔ)和Autocad 兩門課程，而這兩門課程學(xué)習(xí)的知識，尚不能夠滿足《計算機(jī)仿真模擬》課程學(xué)習(xí)的需求?！队嬎銠C(jī)仿真模擬》課程牽涉到建模、設(shè)置邊界條件、運行計算等步驟，對于計算機(jī)水平較弱的本科學(xué)生群體來說，學(xué)習(xí)起來有一定的難度。

3.2 學(xué)生水平差別較大

通過本人前期教學(xué)經(jīng)驗來看，一個班級當(dāng)中，學(xué)生們的計算機(jī)天賦差別較大，男女生之間差別尤其嚴(yán)重。同時，學(xué)生們的接受能力、理解能力和動手能力也有較大差別。正是由于學(xué)生自身的接受能力和計算機(jī)天賦不同，所以學(xué)習(xí)過程中需要老師根據(jù)不同的學(xué)生采取不同的授課方式，從而做到讓全班同學(xué)齊頭并進(jìn)。具體做法是：教師應(yīng)該利用課外時間主動與學(xué)生交流接觸，了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況以及遇到的困難，從而在實操課過程中，根據(jù)不同的學(xué)生設(shè)置不同的課程練習(xí)題目，從而幫助每一位學(xué)生及時掌握課程內(nèi)容，從而做到全班同學(xué)共同發(fā)展。

3.3 學(xué)生自覺性差

該課程學(xué)習(xí)過程中，上機(jī)實操練習(xí)尤為重要，但上課過程中學(xué)生會出現(xiàn)開小差，利用上課時間瀏覽其他內(nèi)容甚至是玩游戲，下載電影等與課堂無關(guān)的事情，導(dǎo)致上機(jī)實操課達(dá)不到預(yù)期的效果。因此，如何防止學(xué)生出現(xiàn)上述問題，顯得尤為重要。本人的具體想法是，上機(jī)實操課對學(xué)生分批授課，每5 人一組，輪番上課，這樣的好處在于：（1）分組時可以根據(jù)學(xué)生的實際水平，將水平相當(dāng)?shù)膶W(xué)生分到一組，授課時講授的內(nèi)容應(yīng)該與他們的水平相吻合，有利用對學(xué)生實行針對性培養(yǎng)。（2）分組授課可以將大班化為小班，有利于教師把控上課局面，穩(wěn)定課堂紀(jì)律，防止學(xué)生干其他與課堂內(nèi)容無關(guān)的事情，提高學(xué)習(xí)效率。

4 教學(xué)方法改革

由于該課程教學(xué)過程中存在的上述問題，需要教師對教學(xué)方法進(jìn)行改善，根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)方式，取其精華，去其糟粕，形成一套適用于《計算機(jī)仿真模擬》課程的教學(xué)方法。具體如下：

4.1 引入該課程在安全工程專業(yè)的具體應(yīng)用

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教師可以根據(jù)自己的經(jīng)驗。例如：筆者本人的研究方向是粉塵治理，F(xiàn)luent 流體模擬軟件在本人研究方向中用的比較多，在授課時可以將本人的科研項目引入課堂，讓學(xué)生了解這門課程的實用性，從而提高他們的積極性。另外，可以讓學(xué)生自選題目，模擬教室通風(fēng)、模擬實驗室有毒有害氣體擴(kuò)散等，讓他們從操作中喜歡上該課程。

4.2 注重前期理論學(xué)習(xí)

在學(xué)習(xí)《計算機(jī)仿真模擬》課程之前，本專業(yè)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《流體力學(xué)》、《巖石力學(xué)》等課程，在講述上述兩門課程過程中可以適當(dāng)引入《計算機(jī)仿真模擬》課程的一部分內(nèi)容，可以讓學(xué)生認(rèn)識到《流體力學(xué)》和《巖石力學(xué)》兩門課的重要性的同時，也為《計算機(jī)仿真模擬》課程的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。

4.3 將課程內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計緊密相連

教師在制定學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目的時候，可以制定一部分與《計算機(jī)仿真模擬》課程有關(guān)的畢業(yè)設(shè)計，給出一個研究內(nèi)容，讓學(xué)生在充分了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的同時，利用《計算機(jī)仿真模擬》課程中的軟件模擬解決一些實際問題，教師在畢業(yè)設(shè)計過程中給予指導(dǎo)，這對學(xué)生鞏固課堂知識具有良好的效果。

4.4 充分利用實驗課堂

濱州學(xué)院安全工程專業(yè)實驗課程有安全工程專業(yè)綜合實驗一、安全工程專業(yè)綜合實驗二和流體與熱工實驗等，學(xué)生在前期實驗課程比如綜合實驗除塵器除塵實驗、煙氣運移實驗、流體與熱工實驗中的流體射流實驗等學(xué)習(xí)過程中，教師可以在描述實驗現(xiàn)象的同時，引入出了實驗手段之外，還可以采用數(shù)值模擬的方式得出流體流動狀態(tài)，讓學(xué)生利用課外時間搜集有關(guān)計算機(jī)模擬仿真的相關(guān)資料，這也可以為后期該課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

根據(jù)安全工程專業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)，對《計算機(jī)仿真模擬》課程建設(shè)進(jìn)行了討論，確定了該課程的基本內(nèi)容、授課方式以及考核方法，并分析了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的實際問題，提出了引入該課程在安全工程專業(yè)的具體應(yīng)用、注重前期理論學(xué)習(xí)、將課程內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計緊密相連以及充分利用實驗課堂等相應(yīng)的對策措施，為該課程的學(xué)習(xí)和講授提供了參考。