按照工作过程导向的课程开发理论,课程内容的决定可由以下五种方法获得: 内省法(introspection approach) Dacum 法(Developing A Curriculum) 功能法(fuction approach) V-TECS 法(Trade& Job Analysis) Delphi问卷调查法 从课程开发的结果看,各方法皆有其特点及优点,本文综合采用了以上几种方法。
3.3.课程内容确定的研究方法
从分析课程目标出发,以满足职业需求和为专科层次机械专业学生的层次、能力背景为基础,同时深入剖析CAE知识架构,订出适合的课程目标及单元,再由咨询行业专家及问卷调查确立CAE 课程标准。详细步骤如下: 资料收集:采用问卷调查法,收集企业岗位对学生能力的需求,CAE知识架构,CAE岗位分析,行业专家建议。 内容分析:分析CAE 知识架构、为专科层次机械专业就业层次、现有学生专业能力、未来CAE 软件的发展方向和将来学生毕业后就业出路。 比较分析:比较现有各本科大学CAE 课程;编订CAE 课程目标及单元内容和建议学时数。 3.4.课程内容确定结果
3.4.1专家建议CAE 课程目标
表1 专家建议CAE 课程目标 编号 单元目标 专家认同度(专家同意人数/专家总数) 1 认识CAE软件功能 5/5 2 操作计算机 5/5 3 能安装CAE 和使用软件 5/5 4 了解岗位工作过程和步骤 5/5 5 工程力学分析 4/5 6 熟悉机械工程材料知识 5/5 7 有限元分析 3/5 8 CAD/CAM/CAE整合应用 3/5 9 CAE 各种模块应用 4/5 10 正确性分析 5/5
3.4.2表2 综合内容分析及专家意见结果
表2 综合内容分析及专家意见结果 课程内容分析结论 专家意见 综合比较结果 1.需有计算机软硬件知识,能操作计算机的操作系统。
2.能安装CAE 软件,能设定参数。
3.能够了解工程问题及解答步骤。
4.了解简单的CAE 的数学知识。
5.了解简单的CAE的物理原理。
6.了解简单的工程力学知识。
7.了解工程材料知识。
8.了解有限元知识。
9.了解CAE 产业应用。
10.能CAD/CAM/CAE整合应用。
11.会CAE 各种模块应用。
12.解答结果与理论判断。 1.需有计算机知识
2.了解工程观念
3.能操作CAE 软件
4.能解决机械力学问题
5.能将CAD/CAE/CAM相融合
6. CAE与机械制图融合
7.计算机相关联设备操作
8.有计算机图学知识
9. CAE结果与机械力学相互验证
10.能安装CAE软件并设定参数
11.有限元知识建立
12.能将CAE与其他课程融合
13.能懂力学及材料学知识
14.能确定边界条件
15.能了解工程问题求解方法
16.绘图文件及资料之间格式转换 1.认识CAE软件功能
2.能操作计算机
3.能安装 CAE 软件
4.了解岗位工作过程
5.工程力学分析
6.工程材料知识
7.有限元分析
8.CAD/CAM/CAE整合应用
9.CAE 各种模块应用
10.正确性分析
3.4.3课程教学内容
单元 课程单元主题 技能教学项目 参考学时 1 CAE 认知 1-1 计算机软件及硬件发展
1-2 CAE定义
1-3 CAE工程分析步骤
1-4 CAE 应用范围
1-5 CAE 基本理论 2 学时 2 工程力学知识 2-1 应力
2-2 应变
2-3 破坏理论 2 学时 3 有限元知识 3-1 有限元简介
3-2 节点
3-3 网格
3-4 网格种类 4 学时 4 CAE 软件应用 4-1 几何模型技术
4-2 CAE 软件操作步骤 8 学时 5 平面结构分析 5-1 实际工程项目引入
5-2 分析步骤
5-3 平面模块操作
5-4 理论比较 8 学时 6 梁结构分析 6-1 实际工程项目引入
6-2 分析步骤
6-3 梁操作
6-4 理论比较 8 学时 7 桁架结构分析 7-1 实际工程项目引入
7-2 分析步骤
7-3 TRUSS 元素操作
7-4 理论比较 8 学时 8 实体结构分析 8-1 实际工程项目引入
8-2 分析步骤
8-3 实体模块操作
8-4 理论比较 8 学时 9 图形交换应用 9-1 转换档介绍
9-2 CAD/CAE 平面转换
9-3 CAD/CAE 实体转换 4 学时 10 评估及正确性分析 10-1 收敛性
10-2 合理性
10-3 实例介绍 4 学时
4、结论与建议
4.1 结论
本研究的宗旨是开发一套CAE 课程,用于为专科层次机械专业教学;为专科层次类学校开设CAE课程,凸显自身特色;增加学生应用计算机解决工程问题的能力;并将CAE 课程教学与CAD 及CAM相互贯通,形成CAE/CAD/CAM 三位合一的课程教学,增强高职高专学生的职业竞争能力。
4.1.1调查问卷法主要是调研课程目标和单元内容,目的是了解课程内容的职业需求的真实性,总结问卷结论确定CAE 课程单元主题。
4.1.2在确定课程内容方面,首先由教师对CAE知识架构进行内容分析,再去进行行业专家咨询,相互比较。目的在于使内容确定不会过于主观而偏失。以确保课程内容的客观性。
4.1.3在课程相关知识方面,应让学生先行学习机械制图、计算机制图、工程力学、工程材料、机械设计基础等相关知识。具备CAE 相关知识和能够使用计算机的能力。进入CAE 学习阶段,只要学生能够踏实地学习,应能顺畅地完成学业。
针对个别学生,因材施教。依照能力本位的教学原理,对学习能力不足的学生进行兴趣单元教学;对提前达到学习阶段目标的学生进行拓展教学。
4.1.4工程理论可以简单的实例用软件验证。需要加以说明的是工程力学、机械设计等课程对高职高专学生来说,理论性强,理解起来难度很大。教学过程如果能佐以实例,必能提高学生的学习兴趣,提高教学效果。
4.1.5 CAE 课程定位为技能训练课程,教学时分组实例训练,增加学习效果,同时培养学生团队合作精神。
4.2 建议
4.2.1 CAE课程可先做为选修课程,在提前达到学习阶段目标的学生进行拓展教学,增加职业竞争力。
4.2.2软件的使用和选择是 CAE 课程能否成功的决定因素,应根据调研结论,选择易上手、应用广泛的软件。
4.2.3.课程单元,依照学生能力做适当增减。课程内容富有弹性和因材施教是能力本位教育理论的核心,应确保实施。
4.2.4职业鉴定:待时机成熟,形成新的职业工种,进行职业鉴定。
参考文献
1. 黄克孝:《职业和技术教育课程概论》,华东师范大学出版社 2001年版
2. 石伟平:《比较职业技术教育》,华东师范大学出版社 2001年版
3. 教育部技职司,工业职业学校机械科课程标准暨设备标准, 台北 1998年版
4. 罗文基:《技职教育专题研究》,复文图书出版社 高雄 1990年版
5. 石伟平:《职业教育课程开发技术》,上海教育出版社 2006年版
6. Tyler,R.W. Basic Principles ofCurriculum and Instruction. The University of Chicago Press. (1950)