探析開放性教學模式下工科力學的多媒體教學研究
論文關鍵詞： 工科力學 多媒體教學 工程案例 研究素養
論文摘 要： 開放性教學模式下工科力學的多媒體教學，發揮多媒體教學手段的優勢，實現課堂教學手段科學化和多樣化。在教學過程引入具體的工程案例，且在教學過程中與科研緊密結合，對多媒體教學內容、形式和方法上進行改進，使培養出來的學生不僅具備較強的工程實踐能力，而且具有一定的科學研究素養。
工科力學教學在高等工程中占有重要地位。國內力學教學從借鑒國外先進教學經驗到現在，在教學過程中，運用教學媒體，并與傳統教學方法相組合，共同參與教學過程，形成自己的特色，可謂成績斐然。當然也并非盡善盡美，在經歷了面向21世紀課程教學改革的今天，現在工科力學多媒體教學，理論性強，缺乏形象、生動的工程實際實例。因此為了更好地滿足現代工程教育的需要，跟上時代的步伐，在開放性教學模式的研究與實踐的指引下，迫切需要與之相應的多媒體教學。為了充分地發揮多媒體技術在教學中的作用，本文對工科力學多媒體課件的制作、教學進行了探討。
一、工科力學多媒體課件制作
1.適用教學
多媒體課件應用的目的是優化課堂教學，提高教學效率，這既要有利于教師的教，又利于學生的學。多媒體教學要通過與教學相關的媒體信息，創造良好的教學環境，擴大學生的知識面、信息源［１］。
2.具有科學性
科學性無疑是課件評價的重要指標之—，在講解力學的基本原理、演示工程實例時，要符合科學性。所以，演示原理、實例要正確，要反映基本的力學機制，淡化細節，尊重事實。
3.注重“以人為本”
多媒體課件應做到“以人為本”，即以老師的教和學生的學為本。制作多媒體課件既要便于老師操作，又要便于學生的感性和理性的認識和理解，從而實現教、學和人三者的有機統一。
4.注重工程實際的應用
因為工科力學的教學不同其他課程的教學，工科力學具有邏輯性、理論性較強的特點，本身學生接觸的工程實例比較少，課本上的實例都是經過處理和簡化以后抽象出來的力學模型，缺少和現實工程中的實際案例的對照。開放性教學模式下的工科力學多媒體課件應體現從工程案例到力學模型的具體演化原則，即從具體到抽象、從復雜到簡單的原則。
二、工科力學多媒體教學
1.實現教學的基本目的
首先多媒體教學應實現工科力學教學的基本目標，制作多媒體課件需根據教學大綱要求，首先明確教學目的，突出重點、難點，要根據工科力學本身體系、內容進行對應多媒體教學。在內容選取上，要以新編寫的工科力學教材為藍本，從實現教學目標、完成教學任務的需要出發，但又不能為課本所束縛，要充分增加課件的含金量。優秀的多媒體教學不能只是教材的幻燈片演示，而應該增加它的生動直觀的作用。教學既要能解決教學內容中重點、難點問題，同時又要便于理解、加深印象、促進記憶，使學生能正確運用已學過的知識，等等。 2.培養學生的工程實踐基礎
引入較多的具體工程案例介紹，對工程案例進行簡化、分析，從工程案例中抽象出具體的力學模型，并引導學生怎樣解決相應的力學問題，提高學生的實踐認識能力。為了使學生掌握所學理論知識在工程實際中的具體應用，增強學生分析、研究、解決問題的能力，我在教學過程中引入了工程案例介紹，如彩虹橋倒塌原因分析、上海楊浦（大橋橋面結構力學性能分析）、韌性薄膜的力學性能分析，等等典型工程實例分析專題［2-4］。從工程案例入手講解怎樣從中獲得簡化的力學模型，并根據簡化的力學模型進行分析求解。此種方式可以使學生學習工科力學的熱情得到極大的提高。這樣教學培養出來的學生不僅具有了較強的理論基礎，而且具備了從具體的工程實例中分析抽象出合理力學模型，并解決力學問題的實踐基礎。同時在方法上，著重考查學生分析解決問題和從事創造性工作的能力，實行目標教學法和多樣化考核方式，徹底改變過去只通過期末考試成績決定學生課程成績，重理論輕實踐，重考分輕能力的應試考試制度，建立工科力學課程綜合素質能力考核和學習效果評價體系。
3.培養學生的科研素養
課程教學作為本科生教學的主要形式，也是學生獲取科研信息、培養科研能力的重要形式。建設科研過程與教學過程緊密結合的課程，使教學過程科研化，便是實現培養大學生創造能力目標的又一重要途徑。因此在新時代下工科力學的多媒體教學可以適當把教學過程與科研過程結合，在多媒體教學內容、形式和手段上進行改進。在教學內容上，要跟上時代創新的步伐，注重知識更新，與時俱進。在教學方法上，改革以講為唯一形式的做法，實行多種形式教學。在教學過程中有意識地重視學生的研究方法和技能的培養，這樣培養出來的學生就會具備一定的科學研究的基本素養，對學生的繼續深造和走向工作崗位以后的工程研究打下良好的基礎。在教學手段上，著重把新技術特別是一些常用的數學軟件，如Mathematic、Matlab等引入教學。將創新能力培養與傳統的教學方式融為一體，為實現人才培養教育目標提供一種新的途徑。這種在課程體系內對學生實施全過程的科研訓練，對學生科研素養培養會收到更顯著的效益。
總之，我們應當制作符合工科力學教學的多媒體課件和進行相應的多媒體教學。在多媒體的教學中，首先應該從工科力學教學的基本目標出發，要根據教學大綱要求，先明確教學目的，根據教材體系、教學內容進行多媒體教學。其次，需引入較多的具體工程案例介紹，從中指導學生怎樣抽取簡化的力學模型，并引導學生怎樣解決相應的力學問題，提高學生的實踐認識能力。最后，要時刻關注工科力學知識的更新，在教學過程中有意識地重視學生的科學研究方法和技能的培養。這樣培養出來的學生既具有扎實的工科力學基礎，同時又具備一定的工程實踐能力和科學研究素養，成為21世紀合格的工科力學人才。
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