基于CAI系統(tǒng)的五年制高職工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)研究

蔡珊珊

摘 要 五年制高職教育在過去幾年中得到了較好的發(fā)展，學(xué)校的專業(yè)設(shè)置也非常豐富，其中工程力學(xué)是作為五年制高職中的一門基礎(chǔ)課程，由于這方面課程專業(yè)性非常強(qiáng)，因此，需要結(jié)合CAI輔助系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)。文中介紹了工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)應(yīng)用CAI輔助系統(tǒng)的重要性，分析了習(xí)題教學(xué)中存在的課前、課中以及課后的不足，并提出了基于CAI系統(tǒng)的習(xí)題教學(xué)措施。

關(guān)鍵詞 CAI系統(tǒng) 工程力學(xué) 習(xí)題教學(xué)

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

工程力學(xué)是五年制高職的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的可以歸結(jié)為兩個方面：一是為學(xué)習(xí)后繼課程打下必要的基礎(chǔ);二是使學(xué)生初步建立工程意識，逐步形成運(yùn)用理論工具分析工程問題的初步能力。而習(xí)題教學(xué)是作為達(dá)到這兩方面目的的重中之重。而CAI是工程力學(xué)教學(xué)中的輔助教學(xué)系統(tǒng)，其豐富的圖文信息可增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識、提高學(xué)習(xí)興趣，從而一定程度上達(dá)到改善教學(xué)效果的目的。合理地利用好CAI系統(tǒng)可以起到對習(xí)題教學(xué)的事半功倍作用。所以應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密組織習(xí)題課教學(xué)，突出本課程工程性和應(yīng)用性的特色，使它不僅能夠鞏固、加深、綜合、拓寬課堂所學(xué)知識，而且要使學(xué)生學(xué)會一般方法，能運(yùn)用所學(xué)知識，處理工程中常見的問題，發(fā)展學(xué)生智力，提高他們分析問題和解決問題的能力，同時又可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)應(yīng)用CAI輔助系統(tǒng)的重要性

傳統(tǒng)的五年制高職工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)方式，影響了教師對工程力學(xué)部分習(xí)題的講解，這種壓力會間接地傳導(dǎo)于學(xué)生，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的難度。隨著CAI 模式的日趨成熟，創(chuàng)設(shè)多媒體教學(xué)情境，應(yīng)用CAI輔助教學(xué)系統(tǒng)，極大地豐富了習(xí)題教學(xué)手段和教學(xué)資源，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及拓展教師的教學(xué)方法有顯著的效果。教師要重視將 CAI 輔助教學(xué)系統(tǒng)引入工程力學(xué)的習(xí)題教學(xué)中，根據(jù)教材內(nèi)容有選擇性地制作一些課件，將傳統(tǒng)教學(xué)模式與 CAI 模式合理組合起來，以取得良好的教學(xué)效果。例如講在解鉸鏈約束有關(guān)的習(xí)題時，過去用教具演示，構(gòu)件間相互約束關(guān)系及受力情況受到教具制作條件及學(xué)生空間想象力的限制，教師花費(fèi)不少口舌，效果不盡如人意。而通過制作CAI課件形式來講解就不一樣了，首先以形象生動、色彩鮮明、表現(xiàn)力強(qiáng)的特點(diǎn)吸引學(xué)生;3DMAX 或 FLASH 動畫制作技術(shù)，又隨心所欲地剖析構(gòu)件的空間關(guān)系、外部受力對約束反力的影響。學(xué)生在好奇、興奮的狀態(tài)下，通過直觀形象的視覺和聽覺識別，刺激大腦跟隨畫面思維和記憶，進(jìn)一步理解鉸鏈約束反力的規(guī)定畫法，對建立鉸鏈約束的力學(xué)模型有很大的幫助。

再如五制高職工程力學(xué)中的桿、軸、梁等方面的習(xí)題，需要對它們進(jìn)行變形構(gòu)件的應(yīng)力計算前，通過CAI系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生了解其應(yīng)力分布規(guī)律，得出平面假設(shè)原理。這些實(shí)驗(yàn)演示可通過教具在課堂上做，同時借助多媒體課件的輔助教學(xué)進(jìn)一步揭示構(gòu)件內(nèi)橫截面的變化，通過形象的表現(xiàn)形式學(xué)生加深對習(xí)題的理解能力。以軸向拉壓桿應(yīng)力分布這個習(xí)題的實(shí)驗(yàn)為例，傳統(tǒng)的試驗(yàn)過程學(xué)生看到的是試件表面畫線的變化，再根據(jù)教材要求去設(shè)想無數(shù)纖維的等量伸長，進(jìn)一步推論每根纖維內(nèi)力相等，這個過程學(xué)生往往一知半解。現(xiàn)在可以通過借助CAI系統(tǒng)，直觀地展現(xiàn)了桿橫截面位置隨著外力的作用在緩緩地發(fā)生平行移動，其上的數(shù)條纖維在等量的伸長，學(xué)生對平面假設(shè)和軸力均勻分布現(xiàn)象的理解比原來容易得多，因此，應(yīng)用CAI系統(tǒng)對提高五年制高職學(xué)生的解題能力是有很大幫助的，也方便了教師的講解。

2五年制高職工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計存在的問題

由于五年制高職工程力學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方式中習(xí)題環(huán)節(jié)設(shè)計存在一些不足，在實(shí)際操作過程也遇到了不少的問題，具體如下：

2.1課前預(yù)習(xí)不足

課前沒有對習(xí)題內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，沒有明確的安排與硬性要求，難以對學(xué)生產(chǎn)生約束力，學(xué)生往往也沒有足夠的課前學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，始終處于被動聽課狀態(tài)，容易出現(xiàn)難以掌握授課內(nèi)容的問題，這與主動學(xué)習(xí)、注重能力培養(yǎng)的原則要求顯然不符。

2.2課中教學(xué)方式單一及課堂調(diào)動性不強(qiáng)

采用灌輸式教學(xué)方式完成教學(xué)任務(wù)，手段單一，難以激發(fā)學(xué)生去積極完成習(xí)題的興趣;再加上工程力學(xué)這門課程專業(yè)性很強(qiáng)，對自覺性差的學(xué)生，根本沒有興趣去完成習(xí)題。

課堂練習(xí)習(xí)題與抽查方式缺乏充分的調(diào)動作用，部分學(xué)生（甚至包括被點(diǎn)名抽查者）以不會做題為由消極應(yīng)對，被抽查者的答題情況也不一定反映整體實(shí)際情況，抽查作答與教師詳細(xì)點(diǎn)評講解整個過程會耽誤不少課堂時間。筆者曾采用根據(jù)抽查者完成情況而給予其平時成績加減分的獎懲制度，可產(chǎn)生一定約束作用。

2.3課后作業(yè)的約束性欠缺

布置課后習(xí)題作業(yè)時學(xué)生缺乏應(yīng)有的約束力，難以避免學(xué)生抄襲他人習(xí)題答案的現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致兩極分化：對教師而言，布置習(xí)題作業(yè)的多則批改任務(wù)繁重，目前高職院校教師一職多能，往往難以完成;而作業(yè)少則使得學(xué)生缺乏應(yīng)有的練習(xí)訓(xùn)練，影響學(xué)生的積極性與對本課程的重視程度。

總之，在現(xiàn)今創(chuàng)建應(yīng)用型高職院校的大環(huán)境中，傳統(tǒng)單一的教學(xué)方式缺乏有效的調(diào)動作用與約束機(jī)制，不符合現(xiàn)代教學(xué)理念，有必要進(jìn)行改革。

3基于CAI系統(tǒng)的五年制高職工程力學(xué)習(xí)題教學(xué)措施

3.1課前師生都要做好準(zhǔn)備工作? ? ? ? ? ? （下轉(zhuǎn)第109頁）（上接第107頁）

在課前教師應(yīng)根據(jù)大綱與教案要求，明確概述本次課的主要知識點(diǎn)，學(xué)生針對性地預(yù)習(xí)以作好課前準(zhǔn)備，2～3 人組成一個學(xué)習(xí)小組，完成預(yù)習(xí)報告。預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容包括：主要知識點(diǎn)概述;選擇或自行設(shè)計 2～3 道相關(guān)習(xí)題并提供初步的計算步驟;理論聯(lián)系實(shí)際部分，結(jié)合CAI系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容展示。要求小組成員分工并用手寫方式完成相關(guān)內(nèi)容。預(yù)習(xí)報告的重點(diǎn)在于初步準(zhǔn)備好習(xí)題環(huán)節(jié)，習(xí)題難易程度等不作限制。

3.2注重課中自主學(xué)習(xí)與精講環(huán)節(jié)

課中學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師初查。每節(jié)課開始時，學(xué)生先按小組提交預(yù)習(xí)報告，并在教師引導(dǎo)下自學(xué)課程內(nèi)容20分鐘左右，教師則查閱提交上來的預(yù)習(xí)報告并給出初步評分。

教師精講環(huán)節(jié)。教師圍繞該章節(jié)主要知識點(diǎn)，少時精講，原則上不超過30分鐘。教師應(yīng)抓住核心和難點(diǎn)，適時應(yīng)用CAI系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)，解決學(xué)生預(yù)習(xí)中存在的疑惑，特別是對學(xué)生習(xí)題環(huán)節(jié)設(shè)計與初步完成情況進(jìn)行點(diǎn)評與提示。教學(xué)方法與手段需要進(jìn)行多樣化，將CAI系統(tǒng)靈活地運(yùn)用到習(xí)題的教學(xué)中去。

3.3加強(qiáng)學(xué)生間的互動學(xué)習(xí)

學(xué)生小組修改習(xí)題設(shè)計并完成作答環(huán)節(jié)。教師進(jìn)行引導(dǎo)性、啟發(fā)性精講后，學(xué)生進(jìn)一步自學(xué)，并補(bǔ)充修改小組報告中的習(xí)題設(shè)計和基本解題步驟，在此基礎(chǔ)上各小組成員獨(dú)立完成具體作答步驟，將答題結(jié)果附在所修改的小組報告中再提交。教師應(yīng)與各學(xué)生小組互動交流，即時給予指導(dǎo)，并對一些難以理解的習(xí)題，通過CAI系統(tǒng)來進(jìn)行模擬，加強(qiáng)學(xué)生的理解能力。

3.4對課后進(jìn)行習(xí)題完成情況的考評約束

定量考評與互動環(huán)節(jié)以及教師對下節(jié)課內(nèi)容的安排提示。由教師負(fù)責(zé)、部分學(xué)生組長參與的考評活動中，通過輪流抽查方式來檢查一些小組在課堂中的習(xí)題完成情況，未被考核的小組的答題報告可由教師在課余進(jìn)行審閱，將定量考評結(jié)果直接記入學(xué)生的平時成績。最后由教師概述下節(jié)課的內(nèi)容重點(diǎn)、作自學(xué)方法的提示，并回答學(xué)生的疑問。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建祥，葛倚汀.多媒體與板書相結(jié)合的工程力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（01）：57-60.

[2] 李愛軍，陳海真，王紅梅，徐紅芹.CAI教學(xué)的利與弊分析[J].學(xué)周刊，2017（13）：15-16.

[3] 李茂輝，劉廣君，秦春，楊少林.民族院校中工程力學(xué)教學(xué)改革研究[J].山東化工，2017，46（06）：143-144.

[4] 郭俊宏.工程力學(xué)課程教學(xué)改革的探索[A].中國力學(xué)學(xué)會.力學(xué)與工程應(yīng)用（第十六卷）[C].中國力學(xué)學(xué)會，2016：4.

[5] 馬清艷.高職院校計算機(jī)輔助教學(xué)研究[J].中國成人教育，2015（12）：123-125.

[6] 陳冶風(fēng)，丁衛(wèi)澤.試論采用計算機(jī)輔助教學(xué)的可行性及實(shí)施途徑[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，17（15）：258+260.