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多媒體輔助在《工程力學》課程教學中的應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞: 工程力學 多媒體 教學方法 教學手段
論文摘要: 多媒體教學提供了提供了一種新的、有效的教學手段。本文分析了《工程力學》課程使用多媒體教學的必要性, 并針對教學中出現(xiàn)的問題以及如何提高教學質(zhì)量與教學效果闡述了一些觀點。
引言
《工程力學》是工科類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,主要包括理論力學和材料力學兩部分內(nèi)容。該課程能否學好,對后續(xù)課程,如《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《流體力學》有著比較重要的影響。不同于理論力學或是材料力學的單獨學習,學生在學習過程中,普遍感到難學,究其原因,主要有以下幾點:第一,《工程力學》內(nèi)容相對較多,課時相對較短,學生在學習初始就感到很困難;第二,《工程力學》是一門與工程實際聯(lián)系非常緊密的專業(yè)基礎(chǔ)課,許多內(nèi)容有著強烈的工程背景,例如點的合成運動,是解決機構(gòu)運動中各構(gòu)件的運動關(guān)系,涉及很多后繼課程才研究的機構(gòu),學生缺少對這些機構(gòu)的了解和認識,特別在有多個剛體組成的系統(tǒng)運動時,各構(gòu)件的運動及相互聯(lián)系難以想像;第三,這門課程的特點是概念公式繁多,并有著獨特的思考分析方法,尤其是在材料力學部分的四種基本變形中,涉及很多新的概念,需要有較強的空間想象及分析能力才能很好地理解。筆者結(jié)合在該課程課堂教學中引入多媒體教學手段的實踐和體會,提出了在工程力學課程教學中采用多媒體電子教案,以提高教學質(zhì)量和教學效果。
1.多媒體輔助教學的必要性
按照課程教學基本要求,學生要熟練掌握基本概念和基礎(chǔ)知識,具備較熟練的計算能力和初步的實驗分析能力!豆こ塘W》課程的教學內(nèi)容多而時間短。傳統(tǒng)的教學模式,即“粉筆+黑板+教師講述”的方式,其優(yōu)勢在于可以使學生跟隨教師的思路,明白邏輯推理的每一個步驟,比較適合人的思維過程。但由于板書、畫圖、語言說明需要占用大量的課堂時間,教學內(nèi)容有限,教學效率較低,隨著課內(nèi)教學的計劃學時數(shù)量的減少,傳統(tǒng)的教學模式已不適應(yīng)課程的教學情況。學生在《工程力學》的學習過程中普遍感到較難,理論力學部分抽象,材料力學部分公式繁多,整體課程單調(diào)、枯燥,提不起興趣。這就要求課堂教學的形式要在活躍性和激發(fā)學生學習興趣上下功夫,避免學生對《工程力學》課的認識誤區(qū)。因此,改革傳統(tǒng)教學模式,引入新的教學方法是非常必要的。
多媒體輔助教學設(shè)計是近年來出現(xiàn)的先進教學模式。它集影像、圖形、文字、動畫、聲效于一體,給學生營造了一種全新的、動態(tài)的學習情境,使一些抽象的概念、理論變得直觀,使一些無法言傳的知識具體化、形象化,激發(fā)了學生的學習興趣和積極性。同時可節(jié)約大量板書的時間,讓大量的工程實例輕松走進課堂,增加課堂的信息量,從而加快教學節(jié)奏,增強教學效果。
2.多媒體輔助教學的實踐
在現(xiàn)今的工程力學教學實踐中,學生普遍認為能較好地把重點、難點及教師難以表達的知識點通過圖片、動畫等形式生動地表現(xiàn)出來,有助于他們對工程力學基本概念和基本理論的理解,從而達到應(yīng)用多媒體進行教學的目的。
通過多媒體課件的制作對有關(guān)教學重難點分類顯示,引導學生深入淺出、系統(tǒng)地掌握有關(guān)知識,如:約束的種類,力系的分類,點的運動形式,剛體的運動形式,動力學的求解方法,以及材料的基本變形等。同時也可以利用多媒體的特殊優(yōu)勢將一些平時難以表達的教學內(nèi)容清楚地展現(xiàn)在學生面前,如:靜力學部分約束的解除與受力分析,運動學部分中各種構(gòu)件的運動形式,材料力學中的桿件的基本變形形式以及其中的內(nèi)力應(yīng)力分析等等。通過多媒體中的動畫模擬,學生能更真實地獲得直觀經(jīng)驗,解除學生在傳統(tǒng)教學中的憑空想象之苦,激發(fā)學習的主動性。再有,工程力學課程中的一些常規(guī)實驗也可利用多媒體技術(shù)在課堂上展示,如:灰口鑄鐵和低碳鋼的拉伸實驗,可以清晰地演示出試件在整個過程中的破壞形式及最后的斷口形狀,繪出相應(yīng)的σ-ε曲線,標明相應(yīng)的四個變形階段,清晰明了;又如鑄鐵發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形破壞時的最終斷口的螺紋形式,等等。通過多媒體演示實驗也填補了力學實驗學時少的缺點。
3.多媒體輔助教學的體會和建議
多媒體輔助教學使用了大量的可視性、可比性、可聽性教學素材,使學生可以很形象地觀察理解物體運動的規(guī)律。例如在《工程力學》講解固定鉸鏈約束中,就可以利用多媒體教學的特點,用動畫的形式將銷釘、構(gòu)件及底座分離開,然后再組合成固定鉸鏈,并演示其運動規(guī)律及約束條件。似如這種圖文并茂、聲形輝映、生動逼真、色彩鮮明、表現(xiàn)力強的表現(xiàn)形式,能最大限度地調(diào)動學生學習的積極性和主動性,激發(fā)學生自主學習的欲望,變被動學習為主動學習,極大的提高教學效率,是傳統(tǒng)教學模式不能達到的。
對于習慣于滿灌式的傳統(tǒng)教學的學生來說,邏輯抽象思維能力、分析問題的能力和解決問題的能力都比較欠缺,而工程力學課程教學著重點是培養(yǎng)學生的空間想象力和分析問題的能力,實現(xiàn)從實物到受力簡圖、從平面力系到空間力系的延伸,從理想模型的受力分析到變形實物的平衡和運動變形規(guī)律的總結(jié),提高學生解決實際問題的能力,例如,《工程力學》課一個很大的教學難點是培養(yǎng)學生的受力分析能力,而物體的受力分析又受制于空間想象力,因此,在教學中應(yīng)以培養(yǎng)學生的空間想象力為突破口。多媒體輔助教學能突出其空間形象的表達,能夠充分展示各種約束的受力特點,清晰表達物體的空間受力,讓學生能夠輕松自如地畫出受力圖,為更好地學習后續(xù)知識打好基礎(chǔ)。
多媒體輔助教學的人機界面不等于傳統(tǒng)的師生面對面的交流界面,多媒體技術(shù)不等于信息量,信息不等于理解,如何把多媒體技術(shù)用好,強化多媒體時代的教師作用,將是現(xiàn)代教師面臨的較大的難題。在多媒體課堂教學中,教學人員要知道多媒體輔助教學只是一種手段,它既不能代替教師的教,也不能代替學生的學,教、學雙方的主觀能動性的發(fā)揮仍是至關(guān)重要的。應(yīng)該在吃透教材的基礎(chǔ)上,利用合理的結(jié)構(gòu)使其形象、生動地突出重點、難點,以達到良好的教學效果。
多媒體輔助教學會給學生帶來對教學方式不習慣、視覺易疲勞等問題。在常規(guī)教學中,黑板上的文字保留時間相對較長,這為學生自我調(diào)節(jié)精力集中提供了方便;而多媒體教學則不然,照片、文字一旦放過便不復存在,這就給聽課者以壓迫感,打亂了學生們頭腦的思維慣性。因此,許多學生對多媒體授課存在一些反感情緒。同時由于多媒體教室都配有厚厚的窗簾,課件中的色彩刺激強烈,學生在教室中容易視覺疲勞。所以在課件的制作上應(yīng)多采用暗色底紋以盡量減少學生視覺疲勞,并適當?shù)赜谜Z言語調(diào)、手勢等形體語言與學生進行直接交流和溝通。特別是配合黑板這個不可代替的媒體,它營造的教育模式以及由此產(chǎn)生的氛圍,是多媒體做不到的。例如在點的復合運動教學中,通過黑板教學讓學生了解絕對速度、相對速度、牽連速度的概念,推導出速度合成定理,再通過多媒體課件演示這些速度的合成分解與物體運動之間的關(guān)系,這樣將傳統(tǒng)教學與多媒體輔助教學適度地聯(lián)合起來,能創(chuàng)設(shè)最佳的教學情境,從而實現(xiàn)教學結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。
多媒體輔助教學須防止課堂教學本末倒置。并非所有內(nèi)容都適合多媒體教學,對于內(nèi)容多,主要以文字敘述為主的部分,不適用采用多媒體教學,因為這樣教學會使教學更加枯燥無味,使得學生對知識點的理解不深刻。也不要一味追求表面上的新穎、動感,過多地運用強烈色彩、圖片和動畫,看起來熱熱鬧鬧,使學生被這種綜合刺激所吸引,事實上卻對學生造成誤導,使他們的注意力過多地集中在多媒體技術(shù)的各種展示技巧上,而忽視教學內(nèi)容、教學目標,造成本末倒置,會不知不覺地使學生把精神愉悅當作學習的最終目的,影響了教學效果。
4.結(jié)語
綜上所述,現(xiàn)代媒體有它不可抗拒的魅力。面對21世紀高質(zhì)量工程人才的培養(yǎng),《工程力學》現(xiàn)代化教學需要合理利用多媒體課件,激發(fā)學生創(chuàng)造性思維,調(diào)動學生的學習積極性,提高學生的洞察力。可以預(yù)見,在課堂上采用多媒體輔助教學前景光明,它的成功運用促使我們在今后的教學改革實踐中不斷求索,勇于創(chuàng)新,促進教學思想、教學理論及教學手段的改革與發(fā)展,為培養(yǎng)國家發(fā)展急需的高素質(zhì)人才做出更多的貢獻。
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