信息化教学模式在土木工程力学课程中的应用研究

发表时间:2020/9/7   来源:《中国教师》2020年第8期   作者:荀林 辛宁
[导读] 土木工程是一门强调理实结合的应用型学科,理论性强、实践要求高,
        摘要:土木工程是一门强调理实结合的应用型学科,理论性强、实践要求高,包涵房屋建筑、路桥建设等相关土木工程的各项工作。力学作为土木工程的基本要素,在土木专业的学习过程中尤为重要,具体来说,结构是通过力学来实现的,是力学的具象表现.一种结构设计的是否合理,能否实现,需要通过力学分析来检验,当然,结构成功了,也证明了力学分析的正确性。
关键词:土木工程、信息化教学、应用、对策研究
        近年来,随着我国社会经济与信息科技的高速发展,国内的土木行业也得到了长足的进步。在土木工程专业的学习过程中,除了理论知识的灌输外,实践能力的培养与锻炼也是十分关键的一环。所谓实践出真知,实践是创新的根本,想要培养高质量的专业人才,理论结合实际的教学方式必不可少,在新的信息时代背景之下,我们要充分利用科技带来的优势与便利,即在教学过程中采取信息化教学模式,改变传统的板书授课方法,充分结合数字教学,增加学习趣味性,从而大幅提高教学质量及学习成果。
        1材料与方法
        土木工程专业力学课程的教学无论在理论性还是实践性上,要求标准都非常高,因为它是服务于工程建设领域的重要知识基础,关系着社会经济发展与人民生命财产安全。当前,国内各大高职院校关于力学专业的授课仍沿用着老师背板,学生记笔记的方式进行,尽管引入了多媒体教学,但应用却仍停留在初级阶段,仅仅将原来的板书教学转换到投影屏幕,教学过程中依然是教师主导,我们知道,对于没有任何基础的学生来说,力学的学习是十分抽象与枯燥的,力学本身与土木结构联系紧密,而土木又与现场实践密不可分,所以学生在学习相关知识的时候,多数都是在被动接受、死记硬背,许多理论与内容都是一知半解,学了新知识、忘了老知识,整个学习过程中没有发现趣味性,没有起到主导作用,造成的结果就是学习效果差,无法将知识所学应用到所从事的专业工作当中去,这违背了我国倡导的素质教育的初衷。
        近年来,随着工程建设领域信息化建设的不断发展,有关土木工程专业的教学也应紧随时代潮流,充分借助信息化的便利,深化改革传统的课程教学模式,增强教学过程中信息化技术的运用。利用多媒体信息技术教学、结合实践锻炼环节,增加实训实操课程训练,以此改善并提升学生的实际应用能力,目的就是促进学生在理论知识学习过程中的消化吸收,从而掌握土木工程力学学习的要点与技巧,进行土木工程力学课程教学的信息化建设,以计算机多媒体方式进行辅助教学,能够有效提升学生自主学习主动性、锻炼实践能力,这是当前信息化教学的宗旨。
        2研究成果
         信息化教学的主旨是为国家培养高端专业技术人才、对当前教学体系进行优化改革为前提的。对于土木专业毕业的学生来说,学习的目的不仅仅是基础设计,而是讲求理论的实际应用,所学知识是要服务于工程实践当中去的,因此,要着重培养学生的综合能力。土木工程力学课程教学过程中,要确定以学生自主学习为中心,激发学习兴趣与积极性,锻炼他们分析问题与解决问题的能力,增强创新意识。对于没有任何经验的初学者来说,力学课程是十分晦涩难懂的,仅照教学大纲一步步的讲解,学生很难把握精髓,教师们应当多以生活实际为例,让学生从日常接触的环境中体会到力学的含义,让他们建立起基本的思维框架,激发学习兴趣。具体说来,可以体现在以下几个方面:
         第一,采用多种教学手段融合教学,比如采用图片、动画、工程实际模型等多媒体仿真技术,将力学中抽象的知识点展示到纸面上,这是为了让学生得到一个直观、清晰的认识。

举个例子,土木工程中常见的厂房建筑,这是一种较为典型的结构,在进行土木力学课程教学前,教师可以利用多媒体技术制作一个虚拟的动态模型,授课过程中,一边演示结构模型,由外到内,由点到面,逐步逐级讲解,分析支座、桁架、节点等关键部位的受力、变形与破坏机理,讲解力学原理,分析各个因素对工程建设的影响。鼓励学生进行课堂交流与讨论,提高课堂气氛。
        第二,利用多媒体教学可以降低学生学习难度。土木结构的内容十分复杂,设计的力学要素更是难以理解,比如材料变形、承载破坏、抗震抗裂等,通过多媒体仿真技术,可以建立实际工程的三维模型,在实际教学过程中,能够从任意角度观察分析建筑结构,针对各部位、个关键点进行拆解分析,另外,可以跟随工程实际进展,对三维模型进行实时修改,增加了教学的动态性,这个过程可以对工程进展与后续施工做出相关预测,能够加深学生对所学知识的理解。通过信息化教学,能够有效的将理论教学联系到实际,利用多媒体的演示讲解,能够降低实验难度,也可看做另一种实践应用。
        第三,力学课程教学中,要注重实践能力的培养与锻炼。从土木工程现实应用来看,其实践价值要远高于理论价值,这是行业性质决定的,因此,学生在学期期间,除了基本理论知识的掌握之外,更要注意实践能力的培养,比如各种方法标准的实际应用,仪器设备的性能使用,这些内容都要通过实际锻炼进行获取和增强的,然而,实操实训是需要去工程现场进行实地训练,当前,由于各种因素限制,国内高校难以建立标准的土木工程实习基地,学生想要进行实地训练,就需要参加固定时段的实习课程,从某种程度上说,学习期间去施工现场或多或少存在安全隐患,而且时间极为有限,高度紧张的情况之下,学习效果并不明显。通过多媒体技术,我们可以实现模拟现场教学,比如一些周期长、费用大、施工难度系数高的工程,这样即达到了学习目的,锻炼了实践能力,又避免了前面提到的不利因素,一举多得。此外,信息化教学的优点还有动态性、及时性。相比于课本教材来说,多媒体信息是可以进行动态更新的,随着土木行业日新月异的发展,传统的书本教学已经显现出弊端,内容更新相对较慢、调整周期较长、教学信息量有限。运用信息化教学方式,能够使学生了解到新材料、新工艺、新技术,及时掌握最新、最前沿的专业技术,有效解决传统书本教材教学内容的滞后性,完善教学结构,提升教学质量。综合来看,将信息化教学方式应用到土木力学课程的教学当中来,优势十分明显,有利于学生建立多维思维、深化土木行业发展进步。
        第四,丰富教学考核方法。当前,我国高职院校评定学生学习能力的标准仍以期中、期末试卷卷面成绩为主,但对于力学课程的学习而言,这种考核评定方式过于片面,从实际来看,土木力学的实践性要强于理论性,因此,要鼓励高校对学生能力考核方式进行创新改革,比如增加课题讨论、论文发表、课堂演讲等方式。
        3综合讨论
        总的来说,土木工程力学课程教学是十分复杂的,由于专业的特殊性,理论性强、实践要求高,致使本专业入门难、精通更难,学生在进行课程学习时,除了要掌握基本的理论知识以外,还要具备一定的实际应用能力,因此,我们要注重教学模式的改革与推进,多从学生角度出发,去研究如何获取更好的教学成果,提高教学质量,归根结底,就是为国家输送更多合格的、优秀的专业技术人才,也期待工程建设行业的再次腾飞。
        参考文献
        [1]钱民刚,孙建国,李晓菊.在建筑力学中加强实践教学的新尝试[A].北京力学会第13届学术年会论文集[C].2007年
        [2]马磊.信息化教学在高职装饰装修施工技术课程中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报(中旬刊).2018,12
        [3]田云德,唐学彬,袁泉.适用于建筑学等专业的建筑力学教学改革与研究[A].中国力学大会-2015论文摘要集[C].2015年
       
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