【研究生精品课微展】方刚:工程应用的有限元分析专题训练

风中白狼 · 发表于 2017-9-18 20:15:16

为提高研究生课程质量，推进研究型教学的理念和模式，我校从2007年开始评选"清华大学精品课程"，2016年是第八届评选。目前我校共有80门研究生课程入选，覆盖30个院系。
一批知名教授积极投入研究生精品课建设，以学生为主体，设计和组织教学内容，改革授课模式，建设了一批将学习与自主探究相结合的研究型课程。这些课程既包括深度基础理论课程，也有注重理论联系实际的案例教学、项目训练课程，还有教师引导下的深度研讨课程，有效地激发了研究生的学习积极性，对培养研究生创新思维和解决专业实际问题能力起到了促进作用，对提高我校研究生课程的整体水平起到了示范作用。
为交流和推广精品课程的教学理念和模式，带动研究生课程质量的进一步提高，2016年入选"清华大学精品课程"的部分课程负责人基于学生的学习与发展成效，在课程目标与定位、课程内容、课程教学方式及课程特色与成效等方面，提炼总结了建设经验和心得，供校内外研究生课程建设和教学工作相互交流学习。

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课程名称:《工程应用的有限元分析专题训练》
课程负责人:方刚
院系:清华大学机械工程系
课程目标与定位
本课程是研究生培养的"专业课"，覆盖机械、力学、材料、热能和土木工程等学科，通过针对工程专题的建模、分析和交流，增加实践环节，增强学生提炼科学问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生从被动接受到主动学习，从以学知识为主的学习阶段转变到以解决问题为主的科研阶段。课程主要目的是通过对工程问题的专题分析训练，培养学生:
(1) 熟练应用有限元等数值模拟方法对实际工程问题进行分析的能力;
(2) 掌握典型数值模拟软件平台、建模和结果分析处理的方法;
(3) 使用数值模拟方法分析、研究、解决问题的能力;
(4) 在科研中的交流、协作和表达能力等综合素质。
课程内容主要包括三部分:
(1)教师对工程中的有限元分析典型案例进行分析;
(2)研究生针对专题给出分析方法、内容和技术路线，经交流讨论后确定;
(3)研究生在教师指导下进行建模，对专题分析的进展和结果进行汇报交流。
课程教学方式
课程采用引导性自主研究型教学模式。在教学中，明确定位教师的引导性角色和学生的自主研究角色，充分发挥学生的主体性与主动性作用。从课程的开始，就对学生角色进行主动转变，通过开展专题研究提高学生自主研究能力，实现"学习"与"创新"。第一阶段是专题引导，即教师就几个典型专题进行引导式的讲解;第二阶段是引导学生自主发现问题和思考问题;第三阶段是指导学生分析问题及解决问题。课程中研究生所开展的研究专题领域非常广泛，涉及重大装备结构、重大科学工程、汽车、制导、纳米材料、航天结构、电机工程、快速成形、超导材料和成形工艺等。对学生的考核涉及专题研究中的主要环节，并采用口头交流与书面报告的形式，进一步拓展学生的知识和能力。
同时通过网络教学系统"网络学堂"，建立信息发布、教学案例、主要问题回答、作业提交及评价等栏目加强师生沟通，促进专题研究的进行。对近年来学生开展的案例进行整理汇编，形成有限元分析专题集，供以后选课的同学参考。

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课程特色与成效
作为研究生课程体系中的重要专业实践课程，是连接研究生专业基础知识学习和科研工作之间的桥梁。

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经过10多年建设，本课程保持良好的教学效果，受到同学们欢迎，影响力在逐年增加。选课同学大都将课程学习的成果应用于学位论文工作中，有些同学参加工作后，也纷纷反映该课程的学习经历为他们的职业发展打下很好的基础。本课程在2008年、2010年分别获得清华大学教学成果奖。
个人介绍

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方刚
，博士，副教授，1999年7月毕业于哈尔滨工业大学并获工学博士学位，同年9月进入清华大学材料科学与工程博士后流动站工作，被评为2002年度"清华大学优秀博士后"。2001年8月在清华大学机械工程系工作至今，2005-2006年在荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)从事合作研究。任中国机械工程学会高级会员，塑性工程学会国际合作委员会副主任委员。在国内外期刊、会议上发表论文80余篇。负责国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目、国际和国内企业合作项目等20余项。2002年以来开设本科生课程《材料加工工艺》和《有限元分析》、研究生课程《工程应用的有限元分析专题训练》、《塑性加工模拟技术》和《航空航天材料成形技术》等。
联系方式:李兆基科技大楼A807
电话:62782452
邮箱:[email protected]
编辑:清华大学研究生院王钰、王倩