《理論力學(xué)》課程的多媒體教學(xué)改革的研究

廖艷果　胡和平　熊小民

摘 要： 通過對(duì)現(xiàn)有的《理論力學(xué)》多媒體教學(xué)的內(nèi)容和多媒體課件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，通過精煉教學(xué)內(nèi)容，引入工程案例，發(fā)揮多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)手段、方法的科學(xué)化和多樣化，從而進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。既方便老師教學(xué)又有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

關(guān)鍵詞： 工程案例 多媒體教學(xué) 教學(xué)改革

理論力學(xué)課程是工科的一門基礎(chǔ)課程，它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起承前啟后的作用。主要以伽利略和牛頓總結(jié)的基本定律為基礎(chǔ)系統(tǒng)介紹靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本原理及分析問題、解決問題的基本方法，屬于古典力學(xué)的范疇。其研究方法是從實(shí)踐出發(fā)經(jīng)過抽象化綜合、歸納，建立公理再應(yīng)用數(shù)學(xué)演繹和邏輯推理而得到定理和結(jié)論，形成理論體系，然后通過實(shí)踐證實(shí)理論的正確性。針對(duì)土木工程專業(yè)，理論力學(xué)是為材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等后續(xù)課程提供必要的力學(xué)理論知識(shí)。同時(shí)課程的性質(zhì)與任務(wù)決定了它具有理論性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，并為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決工程實(shí)際問題能力打下了良好的基礎(chǔ)。對(duì)于該課程，我們一般會(huì)以多媒體教學(xué)為主。多媒體教學(xué)這一種教學(xué)形態(tài)，以計(jì)算機(jī)代替或部分代替教師面向?qū)W生，促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)的教學(xué)形態(tài)。

一、理論力學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題

《理論力學(xué)》課程理論性強(qiáng)、難度大，現(xiàn)有的力學(xué)教學(xué)對(duì)多媒體課件提出了更高的要求。需要我們制作形象、生動(dòng)的《理論力學(xué)》多媒體課件，這樣可以在教學(xué)中：（1）改進(jìn)課堂教學(xué)；（2）優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)；（3）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。沒有優(yōu)秀的多媒體課件，就提不出好的教學(xué)設(shè)計(jì)，無法取得好的教學(xué)效果?，F(xiàn)有《理論力學(xué)》多媒體課件，是一種“填鴨式”的課件，理論性強(qiáng)，過于注重力學(xué)原理的推導(dǎo)，而缺乏形象、生動(dòng)的工程實(shí)例。學(xué)生學(xué)習(xí)起來枯燥、難懂，缺乏動(dòng)力，因而影響了教學(xué)效果。本文旨在對(duì)現(xiàn)有的《理論力學(xué)》多媒體課件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，引入一些工程和生活當(dāng)中的形象、生動(dòng)的動(dòng)畫和案例，通過案例的形式進(jìn)行教學(xué)[1，2]。發(fā)揮多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

二、理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革

近年來隨著教學(xué)改革的進(jìn)行和教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，許多課程的學(xué)時(shí)數(shù)都進(jìn)行了大幅壓縮。我校土木工程專業(yè)的《理論力學(xué)》目前是64學(xué)時(shí).學(xué)時(shí)減少教學(xué)內(nèi)容不能簡(jiǎn)單縮減，為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將盡可能多的教學(xué)內(nèi)容清晰地傳授給學(xué)生，并使其理解和消化，必須從理論力學(xué)課程自身的特點(diǎn)出發(fā)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。首先理論力學(xué)是多個(gè)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。根據(jù)專業(yè)的不同課程內(nèi)容可以有不同的側(cè)重，講授時(shí)注意突出重點(diǎn)。對(duì)土木工程專業(yè)理論力學(xué)是為材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等后續(xù)課程提供必要的力學(xué)理論知識(shí)。因此，宜精講靜力學(xué)全部及運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的理論體系，做到基礎(chǔ)理論精練、深化工程，應(yīng)用結(jié)合土木工程的專業(yè)特點(diǎn)并適當(dāng)拓寬。其次，由于理論力學(xué)教材大都比較注重自身的系統(tǒng)性，因此，教材中有不少內(nèi)容與普通物理重復(fù)。另外，教師講解的應(yīng)是各章節(jié)的主干內(nèi)容，是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容和關(guān)鍵所在，而對(duì)一般內(nèi)容或者比較簡(jiǎn)單的章節(jié)則可稍加指點(diǎn)或提出問題請(qǐng)學(xué)生自學(xué)并將與主干內(nèi)容聯(lián)系起來。

三、理論力學(xué)多媒體教學(xué)方法的改革

1.多媒體教學(xué)從“案例”中引入問題

用多媒體軟件Powerpoint難以制作出形象、生動(dòng)的動(dòng)畫實(shí)例，因此需要尋找新的如Authorware、Flash等多媒體軟件進(jìn)行制作。利用多媒體軟件將力學(xué)案例融入《理論力學(xué)》多媒體課件中。形象、生動(dòng)和貼近生活的動(dòng)畫能引起學(xué)生的興趣，每一章節(jié)的學(xué)習(xí)，我們可以通過一些生活當(dāng)中涵括力學(xué)原理的例子帶入問題，留下懸疑。例如，在動(dòng)量定理的教學(xué)開始，可以引入一些案例，如：兩個(gè)質(zhì)量不同的宇航員在太空中進(jìn)行拔河比賽，哪個(gè)更厲害？同時(shí)通過這樣一些案例引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)量定理的興趣。在學(xué)習(xí)動(dòng)量矩定理時(shí)，通過分析均質(zhì)圓輪繞自身的質(zhì)心軸作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)這一類的動(dòng)力學(xué)問題，發(fā)現(xiàn)其均質(zhì)圓輪的動(dòng)量和質(zhì)心的加速度均為零，我們無法用質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理和質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理來求解這一類動(dòng)力學(xué)問題。然后我們通過引入兩只猴子抓住掛在定滑輪兩端進(jìn)行爬繩比賽，誰先爬到頂點(diǎn)？等一些有趣的動(dòng)畫激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)量矩定理的興趣?！鞍咐奔ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而用學(xué)過的力學(xué)原理對(duì)生活中的一些現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。

2.運(yùn)用力學(xué)原理解釋“案例”

學(xué)完這些基本的力學(xué)原理，我們又可以回到上課伊始的這些案例中，讓學(xué)生利用學(xué)過的力學(xué)原理解釋生活、工程中的一些有趣的現(xiàn)象。例如，引導(dǎo)學(xué)生利用動(dòng)量守恒定理解釋一只天鵝可以撞毀一架客機(jī)是因?yàn)楸M管天鵝的動(dòng)量很小但是撞擊的時(shí)間很短，利用動(dòng)量定理可以得出沖擊力會(huì)非常大，足以把飛機(jī)撞毀。當(dāng)學(xué)生可以用力學(xué)原理解釋生活中的一些現(xiàn)象時(shí)，會(huì)感到學(xué)有所用，而且加深對(duì)這些力學(xué)原理的理解。在課件制作中，既把每節(jié)課需要掌握的力學(xué)原理、力學(xué)公式展示出來，又使課件形象、生動(dòng)、充滿活力。

四、結(jié)語

鑒于目前理論力學(xué)課程的教學(xué)狀況，只有改革才能適應(yīng)時(shí)代的要求。改革的目標(biāo)要有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和利用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程的能力。理論力學(xué)課程的建設(shè)與改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，是一個(gè)不斷實(shí)踐完善的過程，廣大力學(xué)教師不僅需要共同努力授課，教師必須跟上時(shí)代的發(fā)展步伐，不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，充實(shí)自己，還需要學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持購置必要的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)器材才能保證課程的建設(shè)改革得以順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖艷果，胡和平，郭長(zhǎng)青.開放性教學(xué)模式下工科力學(xué)的多媒體教學(xué)研究[J].考試周刊，2011，（62）：149-150.

[2]馬紅艷，洪明，季順迎.完善基礎(chǔ)力學(xué)競(jìng)賽機(jī)制 培養(yǎng)高素質(zhì)精英型人才[J].教育教學(xué)論壇，2011，（30）：122-124.

本教學(xué)改革研究獲得了南華大學(xué)教改項(xiàng)目（編號(hào)：2013XJG02）：“《理論力學(xué)》多媒體課件的優(yōu)化與實(shí)踐”對(duì)此表示衷心的感謝。