多媒體輔助在《工程力學》課程教學中的應用

　　論文關鍵詞： 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)一門重要的技術基礎課程，主要包括理論力學和材料力學兩部分內容。該課程能否學好，對后續(xù)課程，如《機械設計基礎》、《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)基礎課，許多內容有著強烈的工程背景，例如點的合成運動，是解決機構運動中各構件的運動關系，涉及很多后繼課程才研究的機構，學生缺少對這些機構的了解和認識，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�學》課程的教學內容多而時間短。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，教學內容有限，教學效率較低，隨著課內教學的計劃學時數(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、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，從而達到應用多媒體進行教學的目的。

　　通過多媒體課件的制作對有關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力應力分析等等。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，繪出相應的σ-ε曲線，標明相應的四個變形階段，清晰明了；又如鑄鐵發(fā)生扭轉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，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。

　　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，多媒體技術不等于信息量，信息不等于理解，如何把多媒體技術用好，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)揮仍是至關重要的。應該在吃透教材的基礎上，利用合理的結構使其形象、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、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)設最佳的教學情境，從而實現(xiàn)教學結構的最優(yōu)化。

　　多媒體輔助教學須防止課堂教學本末倒置。并非所有內容都適合多媒體教學，對于內容多，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的各種展示技巧上，而忽視教學內容、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，調動學生的學習積極性，提高學生的洞察力�？梢灶A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)展急需的高素質人才做出更多的貢獻。

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