安全技術(shù)與工程專業(yè)數(shù)值模擬課程教學(xué)內(nèi)容探討

劉芳芳

(云南國土資源職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650000)

安全技術(shù)與工程專業(yè)注重培養(yǎng)能從事安全技術(shù)及工程，安全科學(xué)與研究，安全監(jiān)察與管理，安全健康環(huán)境檢測與監(jiān)測，安全設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，安全教育與培訓(xùn)等方面復(fù)合型的高級工程技術(shù)人才，是一個(gè)涉及面極廣的綜合交叉學(xué)科。其專業(yè)涉及很多領(lǐng)域，比如管理學(xué)、電力法規(guī)、力學(xué)、機(jī)械和土木學(xué)以及電器等各領(lǐng)域的專業(yè)都需要學(xué)習(xí)，繁多的專業(yè)內(nèi)容往往使學(xué)生在校期間有限的時(shí)間內(nèi)難以消化，學(xué)而不精。這就需要安全工程專業(yè)專門設(shè)立一門學(xué)科，幫助他們綜合的利用這些專業(yè)知識(shí)，由于人們的努力，目前已發(fā)展了許多數(shù)值計(jì)算方法。其中數(shù)值模擬這一門新興的計(jì)算方法，可以幫助安全工程專業(yè)的學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)。

1 掌握專業(yè)軟件知識(shí)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

在學(xué)習(xí)數(shù)值模擬課程時(shí)，需要對一門專業(yè)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這個(gè)課程是第一階段。在學(xué)習(xí)這個(gè)專業(yè)軟件的時(shí)候，首先要了解這門專業(yè)軟件的基礎(chǔ)知識(shí)，其涉及很多領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)深入到計(jì)算機(jī)，力學(xué)和工學(xué)等領(lǐng)域，不僅理工科的學(xué)生在使用該專業(yè)軟件，高職高專畢業(yè)生也在運(yùn)用其去解決一些模擬課程的問題，在了解了這個(gè)專業(yè)軟件的知識(shí)之后，應(yīng)該學(xué)會(huì)操作和應(yīng)用專業(yè)軟件的運(yùn)算規(guī)律，預(yù)算流程運(yùn)算的數(shù)據(jù)分析，以及專業(yè)軟件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)等各種程序，這個(gè)專業(yè)軟件應(yīng)用的范圍極其廣泛，因此在學(xué)習(xí)其基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)一定要在熟練掌握之后，才可以進(jìn)行專業(yè)軟件的操作，否則在進(jìn)行操作時(shí)很難有效果，并且在操作這個(gè)軟件時(shí)，需要對一些理論知識(shí)進(jìn)行謹(jǐn)慎認(rèn)真的數(shù)據(jù)分析，不可馬虎。

2 了解有限元分析并制作簡單程序

2.1 有限元概況分析

數(shù)值模擬課程教學(xué)第二個(gè)階段，主要是讓學(xué)生掌握有限元的分析方法，進(jìn)行簡單的有限元編程。因?yàn)樗暮啙嵭院头奖阈裕詮V泛的應(yīng)用到各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，幾乎每一個(gè)專業(yè)，每一個(gè)部門領(lǐng)域，它都有涉及。安全工程的專業(yè)學(xué)生大多都從事于力學(xué)，建筑學(xué)等專業(yè)，而有限元分析方法在這些領(lǐng)域更加深入，有限元分析方法在這些領(lǐng)域的深入，也要求了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)該到位，為了適應(yīng)有限元分析方法的快速發(fā)展，又要求安全技術(shù)與管理專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具備相應(yīng)的理論知識(shí)，從而更好的應(yīng)用有限元方法進(jìn)行分析。對于安全工程專業(yè)的學(xué)生來說，傳統(tǒng)的教學(xué)模式注重實(shí)踐教學(xué)而非理論，但是隨著有限元分析方法的深入，需要他們加強(qiáng)自己的理論基礎(chǔ)知識(shí)，這就要求教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要加強(qiáng)對有限元理論知識(shí)的講解。

2.2 有限元教學(xué)內(nèi)容

在進(jìn)行有限元課程教學(xué)的時(shí)候，教學(xué)的主要內(nèi)容是對力學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，鋼鐵理論知識(shí)有限元的分析以及平面圖形有限元問題的分析，還包括有限元軟件的編程，有限元軟件的編程是極其復(fù)雜的，但是，安全工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該了解一些有限元軟件編程的方法，學(xué)會(huì)制作一些簡單的有限元編程，從而更好地運(yùn)用到工作之中。

3 了解軟件的應(yīng)用并進(jìn)行實(shí)踐分析

3.1 數(shù)值模擬的概況

現(xiàn)在科技十分發(fā)達(dá)，同一種類型，同一種專業(yè)的軟件，有不同的種類，而數(shù)值模擬應(yīng)用軟件有很多種類，在這些種類繁多的軟件中，他們各有所長。安全工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該系統(tǒng)了解模擬軟件的理論知識(shí)并能夠進(jìn)行運(yùn)用，這是數(shù)值模擬課程教學(xué)的第三個(gè)階段。雖然種類很多，但是安全工程專業(yè)的學(xué)生可以宏觀的對模擬軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，在宏觀分析模擬數(shù)值軟件的基礎(chǔ)上，對一些安全工程專業(yè)知識(shí)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵部分進(jìn)行定量分析，從而增強(qiáng)分析的科學(xué)性，準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性，并且通過在分析過程中出現(xiàn)的一些問題，提出相應(yīng)的解決方法，這也要求安全工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該在系統(tǒng)了解到數(shù)值模擬軟件的理論知識(shí)之后才能去操作數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用。

3.2 數(shù)值模擬軟件的教學(xué)內(nèi)容

數(shù)值模擬軟件是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的軟件，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用上十分的便利，并且它的理論知識(shí)涉及各個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)方面，涉及面非常廣泛，數(shù)值模擬教學(xué)內(nèi)容主要包括對3D建模的應(yīng)用，對有源網(wǎng)絡(luò)模擬的建立，對建筑學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和硬度結(jié)構(gòu)安全的分析，以及對數(shù)值模擬技術(shù)理論知識(shí)的掌握。數(shù)值模擬軟件應(yīng)用的范圍十分廣泛，它的教學(xué)內(nèi)容也十分豐富，在進(jìn)行這一階段的教學(xué)與學(xué)習(xí)中，要求學(xué)生一定要充足涉及各個(gè)領(lǐng)域。

4 結(jié) 語

以上這三個(gè)階段的教學(xué)內(nèi)容都是環(huán)環(huán)相扣的，第一階段的專業(yè)軟件理論知識(shí)學(xué)習(xí)要求，必須學(xué)習(xí)專業(yè)軟件理論知識(shí)，對它進(jìn)行熟練的掌握，才能夠進(jìn)行相關(guān)軟件的應(yīng)用，并且專業(yè)軟件涉及各個(gè)領(lǐng)域。在進(jìn)行操作時(shí)，操作的領(lǐng)域也有很多，對它們的理論知識(shí)一定要熟練掌握。在第二階段時(shí)，對有限元網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)有限元網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)時(shí)，一定不能拘泥于某個(gè)領(lǐng)域，要在各個(gè)領(lǐng)域都有涉及，第二領(lǐng)域與第三領(lǐng)域也有結(jié)合，比如說第三領(lǐng)域的有限元網(wǎng)絡(luò)就與第二領(lǐng)域的有限元分析方法有所聯(lián)系。因此，第二領(lǐng)域理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也是在為第三領(lǐng)域有限元網(wǎng)絡(luò)的操作應(yīng)用打好基礎(chǔ)，在有限元分析理論知識(shí)的掌握之后，再進(jìn)行操作，這時(shí)就必須要學(xué)會(huì)制作一些簡單的有限元程序操作的方法，從而進(jìn)行這個(gè)操作，有利于強(qiáng)化安全技術(shù)與管理專業(yè)的學(xué)生有限元基本知識(shí)的掌握。在進(jìn)行第三階段時(shí)需要對數(shù)值模擬軟件進(jìn)行理論知識(shí)的掌握，數(shù)字模擬軟件的種類有很多，這就需要安全技術(shù)與管理專業(yè)的學(xué)生們對他們所從事行業(yè)的軟件進(jìn)行系統(tǒng)的掌握。