孫穎 黃月芹 秦臻

摘要：《有限元分析》這門課程是高等教育中機械類課程體系里比較重要的一門專業(yè)課。本文首先介紹了該課程在本校的教學(xué)現(xiàn)狀，進而分析了該課程在教學(xué)中存在的一些具體問題，剖析了在該課程中引入微課教學(xué)方法的必要性，并給出了具體的實施方案。該方法有望提高《有限元分析》這門課程的教學(xué)質(zhì)量，并對同類型的課程教學(xué)改革提供了一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：有限元;微課;教學(xué)方法

1.引言

《有限元分析》是我校機械制造及其自動化專業(yè)大三學(xué)生的一門專業(yè)課，這門課程對理論基礎(chǔ)要求比較高。而我校是剛剛轉(zhuǎn)設(shè)完成的二本民辦院校，授課對象仍是三本獨立院校的招生，學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱，對于這門課程學(xué)習(xí)中需要的數(shù)學(xué)、力學(xué)、機械基礎(chǔ)等方面的理論知識比較匱乏，所以在以往的講課過程中會出現(xiàn)學(xué)生不理解的情況、對于有些上機操作死板照做的情況。而本門課只有40個學(xué)時，如何在有限的學(xué)時里讓同學(xué)們對這門比較難的專業(yè)課達到入門效果，是授課時著重考慮的問題。

2.微課的概念及特點

“微課”是以授課對象為主題，使用多媒體技術(shù)，將課程中的部分重點和難點按照一定的教學(xué)設(shè)計制作成的短視頻。它的主要特點有：

1）教學(xué)時間短，與傳統(tǒng)的課堂相比，微課的時長在10分鐘左右，并且觀看地點相對自由，使學(xué)生不會有太大的壓力，從而比較有耐心和信心學(xué)習(xí)微課上的知識;

2）教學(xué)內(nèi)容少，一個微課只包含一個知識點，通常是教學(xué)內(nèi)容中的重點或難點，主題突出，不會像傳統(tǒng)課堂那么寬泛;

3）資源容量小，容易傳播，微課視頻、教案、PPT等資源只有幾十兆，并且視頻支持在線觀看，也可以下載保存在終端觀看，不費流量，不占空間。

3.將微課應(yīng)用于《有限元分析》教學(xué)中的意義

基于授課對象的特點，《有限元分析》這門課程主要從應(yīng)用的角度進行授課，采用理實一體化的方式，以上機為主，前半部分主要基于abaqus這款軟件分模塊進行常用命令的學(xué)習(xí)及主要參數(shù)的講解，其中涉及到的一些理論知識會有了解層面的補充。后半部分主要是各種類型分析實例的綜合應(yīng)用，也會引導(dǎo)大家如何調(diào)試錯誤及分析結(jié)果的正確性。教學(xué)過程中就會出現(xiàn)一下幾種情況：

1）憑記憶死板操作，不懂原因;這門課程前半部分主要是對abaqus這款軟件的學(xué)習(xí)，基本的授課環(huán)節(jié)是老師講解并演示-學(xué)生練習(xí)-老師就共性問題進行講解糾正-下一環(huán)節(jié)，這部分常常出現(xiàn)學(xué)生憑著老師操作時的記憶機械的操作而不理解每一步具體含義的現(xiàn)象。

2）部分同學(xué)反映課堂進度快;每個同學(xué)吸取知識的能力不同，在授課過程中會有小部分同學(xué)反映課程進度有些快，跟不上節(jié)奏。而課程學(xué)時有限，這個時候就沒有很有效的辦法解決這個問題。

3）綜合訓(xùn)練的時候忘記之前的內(nèi)容;課程的后半部分是幾個不同類型的工程實例的應(yīng)用，這里會用到前半部分所學(xué)的知識，但有些同學(xué)已經(jīng)忘記了，導(dǎo)致這部分進度很慢。

基于以上《有限元分析》課程教學(xué)中存在的一些問題，考慮采用微課的形式把課程中的重點、難點、疑點制成微課視頻供同學(xué)們課堂上學(xué)習(xí)，也供他們課前預(yù)習(xí)及課后隨時復(fù)習(xí)。比如把某個難以理解的概念以生動形象的方式制成微課，供同學(xué)們課上理解、課下復(fù)習(xí);把一個系統(tǒng)的上機操作過程制成微課，供同學(xué)們課上一邊看一邊操作，或課下鞏固復(fù)習(xí)。這種相對新穎的授課方式，既能提高學(xué)生的積極性，又能利用有限的時間達到教學(xué)目標(biāo)，起到事半功倍的效果。

4.微課在《有限元分析》課程中的具體應(yīng)用

4.1.基于《有限元分析》課程錄制微課

基于傳統(tǒng)的《有限元分析》課程教學(xué)中存在的具體問題，將《有限元分析》課程中的重點、難點、疑點進行提煉，并與課題組成員及相關(guān)課程教學(xué)經(jīng)驗豐富的老師一起，最終確定適合做微課的內(nèi)容，并對這些內(nèi)容的微課呈現(xiàn)方式進行討論，重新設(shè)計以上知識點的教學(xué)方案，錄制微課并剪輯，使之滿足微課“ 短小精悍”的特點。

4.2將微課應(yīng)用于課前預(yù)習(xí)。

這部分主要由每位同學(xué)單獨完成，時間地點比較自由，微課內(nèi)容也比較簡單，主要包括介紹下節(jié)課的主要內(nèi)容，并由知識點引出一些問題供大家思考，同時也讓同學(xué)們帶著目的性進入下節(jié)課的學(xué)習(xí)，使同學(xué)們一直在尋求答案的狀態(tài)下聽課，注意力比較專注。比如在講到劃分網(wǎng)格這部分，在用于預(yù)習(xí)的微課中可以提出：有限元分析為什么要劃分網(wǎng)格，進行六面體剖分的依據(jù)是什么這樣的問題來引導(dǎo)同學(xué)們進行思考。

4.3將微課應(yīng)用于課堂。

這部分通常是全班一起觀看，并由教師做一定的講解及補充。這部分微課包括對某個知識點的講解及操作演示，課堂上先播放微課給同學(xué)們觀看，然后教師就微課中比較難理解的部分做講解和補充，必要的時候做現(xiàn)場演示。仍然以網(wǎng)格劃分這部分內(nèi)容為例，微課的前半部分介紹網(wǎng)格的概念、分類、檢測標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，后半部分以一個簡單的支架模型為例操作演示劃分六面體網(wǎng)格的過程。這樣一個微課看下來同學(xué)們就對網(wǎng)格的相關(guān)概念有了一定的了解，并且可以根據(jù)微課中的實例進行練習(xí)，從而掌握網(wǎng)格劃分的常用的命令及網(wǎng)格劃分的思路。

4.4將微課應(yīng)用于課后復(fù)習(xí)。

本課程只有40學(xué)時，可用于課堂上練習(xí)的時間很有限，會有一小部分學(xué)生跟不上進度的情況;還有一大部分同學(xué)即使在課堂上弄懂了，但是課后又對某個點不清晰了，這樣也不利于最終的考試復(fù)習(xí)。如果有重要知識點的微課視頻，同學(xué)們課后就可以根據(jù)自己的掌握情況選擇性的進行多次觀看、練習(xí)，并最終掌握該知識點，這樣就會大幅度提高知識的掌握程度。該部分的微課內(nèi)容即為用于課堂上的微課。

5.結(jié)論

本文以《有限元分析》這門課程為例，敘述了其教學(xué)現(xiàn)狀及微課教學(xué)方法的應(yīng)用。它打破了傳統(tǒng)的《有限元分析》課程教學(xué)模式，將重要知識點提煉出來并制成微課，供同學(xué)們課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)及課后鞏固復(fù)習(xí)使用，達到了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在有限的課時內(nèi)掌握有限元基礎(chǔ)知識的目的;以新穎的教學(xué)方式改變以往的《有限元分析》課程教學(xué)中同學(xué)們理解困難，掛科率很高等問題，形成符合本校以及本校學(xué)生特點的教學(xué)方式。該教學(xué)方法也為后續(xù)同類型課程的教學(xué)改革提供了參考依據(jù)。該教學(xué)方法的實施過程也存在一些問題，如對教師更高的教學(xué)水平的要求，教師沒有足夠的時間學(xué)習(xí)微課制作軟件，進行微課教學(xué)設(shè)計等，希望學(xué)校在這方面給予更大的支持。

6.參考文獻

[1]張娟，蔣云峰，潘志方，盧路瑤，金 鑫，朱秀委，趙碩峰.基于微課的綜合項目設(shè)計法在C語言實驗課程中的應(yīng)用[J]. 課程教學(xué)，2021（06）

[2]溫曉榮. 機械設(shè)計課程的微課設(shè)計與應(yīng)用探討[J].機電教育創(chuàng)新，2021（02）

[3]許輝. 試析微課教學(xué)在高職數(shù)學(xué)信息化教學(xué)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村科學(xué)實驗，2018（02）

[4]劉洪喜. 微課在高職人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實踐專業(yè)應(yīng)用，2021（07）

[5]莫葵鳳，鄭小軍，楊上影. 游戲型微課設(shè)計：現(xiàn)狀、問題及對策 ： 以 H5 平臺交互設(shè)計為例 [J]. 中國教育信息化 ，2019 （14）.

項目基金：2017年廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院教學(xué)改革項目： 基于《有限元分析》課程的微課教學(xué)方法研究（2017JGZ005）