邹珊
天津农学院 水利工程学院 300384
摘要:近年来,随着信息技术的不断进步,它也被广泛应用于工程力学教学中,给工程力学教学带来了新的教学内容和形式。这种教学方法能更好地提高学生学习工程力学的兴趣,取得了较好的教学效果。工程力学是一门综合性、实用性很强的学科。 在信息化教学过程中还存在着许多问题。本文从信息化背景下工程力学教学改革的意义入手,分析了信息化背景下的工程力学教学改革存在的问题,提出了信息化背景下工程力学教学改革的过程和具体内容。
关键词:信息化;工程力学;教学改革;措施
1 前言
一直以来,深化教学改革,全面提高高等教育教学质量,培养适应时代发展和社会需要的高素质应用型人才,一直是各高校的奋斗目标。《工程力学》是土建类专业的一门重要的专业基础课,是后续相关课程的基础。根据笔者近年来的教学经验和与其他高校同行的交流,笔者发现大多数高校的“工程力学”教学现状并不令人满意。工程力学是一门重要的基础课程。它具有丰富的理论知识和概念知识,公式的推导更加复杂繁琐,计算量大。为帮助学生更好地理解、掌握工程力学的相关知识和技能,提高课程教学效果,本文分析了信息化背景下的工程力学教学改革措施,以期对工程力学课程教学有所帮助。
2 工程力学教学现状
2.1学生基础比较薄弱
从近几年来对笔者所在院校学生实际学习情况来看,学生普遍反映工程力学课程内容艰深复杂,难以理解,而且由于近年来,由于学生生源的多样化,许多学生在传统讲授式为主的教学模式下,学习起来感觉更加吃力。综合所有开课班级情况来看,工程力学课程期末考试成绩并不理想,及格率普遍偏低。
2.2教学手段单一,相关实验课程较少
现阶段, 工程力学课程大多数任课教师依然采用“板书+讲授”的传统教学方法,在教学过程中注重对基础理论、公式推导和习题的讲解,忽视对学生理论应用能力的培养,相关实验课程安排较少,甚至没有。 学生对教学内容只能被动接受,不愿思考,缺乏实践创新能力。 这种“填鸭式”的教学模式致使课程教学效果不佳。
2.3以教师为主体,未开展层次化教学
学生应是教学活动的主体, 但工程力学课堂依旧以任课教师为中心开展教学活动, 教师依据课前准备好的教学计划、教案按部就班地进行教学,学生则按照教师的思路被动学习。 教师制订的教学方案较少考虑学生的认知水平、接受能力及素质差异,未针对学生的个性、能力、需求进行层次化教学,而是按照统一的教学计划、教学进度实施教学,导致课堂气氛沉闷、课堂教学质量不高。
2.4教材内容理论化,缺乏应用性教学项目
现阶段, 工程力学课程所用教材多是在本科院校土建类专业所用 《理论力学》《材料力学》《结构力学》教材的基础上经过删减、组合而成的。 虽然编写者在编写教材时对相关理论内容进行了简化并删减了学习难度较大的章节,减少了理论推导,但教材内容大框架并没有改变, 理论性、 逻辑性依然较强,且缺乏与具体工程实例的衔接融合,忽视了理论应用引导。 这就导致学生不能将所学理论知识向实际应用领域进行迁移, 只会进行已经简化好的受力图形分析及计算,不能学以致用。这不利于学生应用能力的培养。
3 高等院校工程力学课程教学改革的内容
3.1教师要提高信息化技术水平
在信息化技术快速发展的今天,有很多先进的技术是教师没有接触过的,有时学生接触和应用的信息化技术比教师还要多。因此,教师要注重更新教育思想,提高自身的信息化技术水平,丰富课堂教学内容和形式。要分析和理解先进的信息化技术,结合工程力学传统的教学方法,制定出符合学生特点的教学模式。要掌握先进的电脑知识,通过互联网来了解工程力学方面的最新动态,引入一些具体的热门实例来增加课堂内容的新颖性、实用性和趣味性,营造良好的课堂气氛,提高工程力学课程的教学质量。
3.2灵活应用先进的教学软件
工程力学课程内容比较抽象,部分学生学习起来非常困难。因此,在工程力学课程教学过程中,教师要灵活应用 Ansys、Abaqus 这类被广泛用于工业机械、土木工程等领域的 CAE(Computer Aided Engineering)软件,以帮助学生理解教材内容。CAE 是指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等,CAE 软件可作静态结构分析、动态分析,研究线性、非线性问题,分析结构(固体)、流体、电磁等。教师通过 CAE 软件对工程力学课程的相关知识进行讲解,能使原本复杂的抽象的受力分析,变得形象而具体,省去了很多模拟思考的过程。这不仅可以提高学生的学习热情,也可以提高学生的学习能力。专业软件是一种很好的课堂教学辅助工具,教师需要熟练掌握,灵活应用。
3.3注重互动教学,活跃课堂气氛
在工程力学课程教学过程中,教师要充分尊重学生的主体地位,运用多媒体营造互动的氛围,活跃课堂教学气氛,提高学生的学习主动性。要避免传统的填鸭式教学,避免以考核、惩罚或警告为目的的提问,因为这样不仅不能达到传授知识的目的,还会引起学生的逆反心理,增加学生和教师之间的隔阂。课堂互动应该是轻松愉快的,没有压力的,要通过互动教学丰富学生的知识、发展学生的能力、塑造学生的品德。要将互动的主导权交给学生,由教师找出工程力学中存在争议的问题,由学生引导问题的讨论和解答。
3.4线上线下教学深度融合,构建课程考核新模式
随着高等教育改革的深化,互联网+技术的发展,优质资源的共享变得越来越普遍,人才培养目标以从单一规模化、专业技能型的模式转为个性化、多样性及创新型的模式。为满足培养要求,仅通过简单的平时成绩+期末成绩这样的考核方式已经不能满足现阶段学生多样化学习的诉求。如何有效的跟踪学生的学习过程,在高校学习考核中越来越重要。笔者在对工程力学课程成绩进行评定时,通过五部分来确定:平时成绩10%+小组研讨5%+在线测试5%+实验成绩20%+期末成绩60%。其中平时成绩通过手机APP随时跟踪并记录其课堂参与情况,根据的经验值确定;小组研讨主要通过课后项目小组的讨论及课堂讲解情况确定;在线测试通过网络优课布置,每一章都有相对应得自测题目;实验成绩的确定主要通过实验报告及答辩成绩确定;期末成绩主要集中在课程的基本概念、原理、方法技能及其应用上。多样性的考核其目的在于激发学生真正的参与到课程学习中,做学习的主人。
4 结语
科学技术日益发展进步,工程力学教学模式不可能一成不变。在考虑课程现代化的同时,不应只束缚于原有的框架,应契合科学技术时代的发展培养应用型人才,来重新定位教学框,同时把工程力学基础知识反映到课程内容体系中去。在有限的学时内,工程力学课程应当也能着重介绍工程力学知识和力学思想,既能讲述清楚基础理论,又能突出重点,拿捏得当。另外需要强调让学生做学习的主人,引导学生建立良好的力学思维习惯,运用知识探索和解決实际工程问题,从而培养更多的创新性应用人才。
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