信息化背景下的工程力學教學改革措施

郭勇

摘? 要：近年來，隨著信息化技術的不斷進步，其也被廣泛的應用在了工程力學教學上，為工程力學教學帶來了全新的教學內(nèi)容和形式，這樣的教學方式可以更好的提高學生們對工程力學學習的興趣，取得更好的教學效果。工程力學是一門綜合性和實踐性比較高的學科，在利用信息化教學的過程中還存在很多問題，文章從信息化背景下的工程力學教學改革的意義出發(fā)，分析了信息化背景下工程力學教學中存在的問題，提出了信息化背景下的工程力學教學改革的過程和具體內(nèi)容。

關鍵詞：工程力學課程;信息化;教學改革;學習興趣

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）14-0124-03

Abstract： In recent years， with the continuous progress of information technology， it has also been widely used in engineering mechanics teaching， bringing a new teaching content and form for engineering mechanics teaching. This teaching method can better improve students' interest in engineering mechanics learning and achieve better teaching results. Engineering mechanics is a comprehensive and practical subject. There are still many problems in the process of using information technology in teaching. Based on the significance of Engineering Mechanics Teaching Reform under the background of information technology， this paper analyses the problems existing in Engineering Mechanics Teaching under the background of information technology， and puts forward the process and specific content of Engineering Mechanics teaching reform under the background of information technology.

Keywords： Engineering Mechanics Course; informatization; teaching reform; learning interest

隨著教學改革的深化，信息化作為一種現(xiàn)代教學的重要工具，被廣泛的應用在高校的各個學科中，都取得了良好的教學效果。工程力學作為一門基礎技術類型的學科，需要學生對工程結構和機械零件有良好的認識，能夠?qū)ζ溥M行分析和設計，實際應用范圍廣泛，因此采用信息化教學，可以豐富工程力學的教學內(nèi)容，提高學生們對工程力學的掌握程度，信息化教學也是工程力學教學改革的必然趨勢。要想在信息化背景下加快工程力學教學改革，必須要提高教師的信息化教學水平，更新教師的信息化教學觀念，改進教師的教學方法，這樣才能夠顯著提高教學效果。要多鼓勵學生用信息化的手段去學習，鍛煉學生的自主學習的能力，讓學生能夠利用信息化技術解決疑難問題，提高學生自己解決問題的能力。工程力學是一門綜合性和專業(yè)性很強的課程，不僅學習的人數(shù)多，教學的過程也有一定的難度，因此利用信息化教學改革，可以顯著提高工程力學的教學質(zhì)量，是促進學生學習工程力學的良好方法和手段。

一、信息化背景下工程力學教學改革的意義

信息化時代，所有的工程問題都需要計算機的輔助來進行，信息化技術已經(jīng)融入了人們生活和工作的方方面面。信息化背景下，工程力學教學也在進行著改革，但是在數(shù)據(jù)工具方面還有很多的不足，對學生信息化的綜合應用和分析的能力的培養(yǎng)不夠重視，在專業(yè)課程上只是用信息化進行輔助，沒有設置過多的互動環(huán)節(jié)。教師在上課時，往往只是用信息化來進行問題的分析和演示，這樣做雖然可以節(jié)約教學時間，讓學生對工程力學有初步的認識，但是并沒有深入的應用信息化軟件，教學質(zhì)量還有待提高。信息化背景下的工程力學的教學改革，可以提高學生的信息化軟件的應用能力，可以運用信息化軟件分析工程力學中遇到的問題，利用信息化軟件建立模型，對問題進行分析，是輔助學生學習工程力學的非常實用的工具，因此信息化背景下的工程力學教學改革是非常有必要的。

二、信息化背景下工程力學教學中存在的問題

（一）教材內(nèi)容單一

目前，信息化背景下工程力學的教材內(nèi)容比較單一，課程設置上沒有層次的差異，對不同專業(yè)和層次的學生發(fā)展有很大程度的限制，影響了學生的學習和發(fā)展。教材內(nèi)容的設置是信息化背景下工程力學教學中的重要環(huán)節(jié)，教材內(nèi)容和質(zhì)量是信息化背景下工程力學教學的前提和關鍵。很多高校信息化背景下工程力學教學還在使用之前的版本，沒有根據(jù)信息化教學的條件作出調(diào)整，也沒有關注到學生學習的層次差異，沒有針對學生就業(yè)渠道的多樣性，教學內(nèi)容的設置大多是理論方面，沒有重視實際應用的方面，這樣的教材內(nèi)容的設置嚴重阻礙了學生的學習和進步，限制了學生應用能力的發(fā)展。

（二）教學方法落后

信息化背景下工程力學教學中的信息化的應用雖然已經(jīng)非常廣泛，但是教學方法依然落后，教師只是利用信息化進行教學內(nèi)容的演示，并沒有深入的應用信息化軟件，教學方法也是傳統(tǒng)的應試教育的方法，沒有發(fā)揮出信息化教學的優(yōu)勢。在課堂教學中，教師往往只是將重點內(nèi)容劃分出來，只重視學生對于理論知識的學習，并沒有鍛煉學生的實際應用能力，也沒有利用信息化手段對教學內(nèi)容進行改革，依舊按照原來的教學模式進行教學和改革，導致學生的學習效率低下，很多教學問題得不到及時有效的解決，最終造成了教學質(zhì)量差的結果。

（三）學生學習的積極性不高

工程力學教學很多內(nèi)容都比較枯燥，需要較強的數(shù)學功底，如果數(shù)學成績不好會直接影響工程力學的學習效果，導致工程力學的學習效果無法得到提升，很多學生在學習的過程中會發(fā)現(xiàn)工程力學學起來比較枯燥無味，要想學好需要有扎實的數(shù)學功底，因此遇到困難就容易放棄，學習的積極性不高。很多數(shù)學成績不好的學生容易有很強的心理壓力，導致對工程力學的學習興趣不濃厚。信息化背景下的工程力學教學改革，雖然引入了信息化的手段對教學內(nèi)容進行輔助，但是教師沒有選擇合適的方式，讓學生利用信息化解決學習中的難題，信息化軟件的應用程度不深，沒有充分利用其創(chuàng)造更多的教學價值。

（四）考核方式比較單一

考試也是工程力學教學中非常重要的環(huán)節(jié)，可以很好的反映出學生學習的成果，但是很多學校針對工程力學的考核方式依然是單純的試卷的形式，內(nèi)容也只是對基本的理論知識和技能的考察，只要學生能夠記住公式就可以解決，沒有對學生的應用能力進行考核，考核方式過于單一。這樣的考核方式是不利于學校培養(yǎng)學生的，無法完成學生教學的目標，無法為社會提供所需要的人才。因此，信息化背景下工程力學教學的考核可以采用信息化軟件等信息，設計出更結合實際的考核方式，對學生的綜合應用能力等各方面進行考核，這樣才能夠培養(yǎng)出更符合社會要求的綜合性人才。

（五）課時比較少

工程力學相對來說是一門理論性比較強的學科，但也強調(diào)綜合能力和應用，然而在實際教學的過程中，往往教學內(nèi)容比較多，課時卻比較少。教師在工程力學的教學上也僅僅只是利用信息化工具對課件進行演示，或者采用傳統(tǒng)的講解的方式，在黑板上進行板書，教學內(nèi)容比較枯燥，缺乏生動性，對信息化技術的應用方式也比較單一，學生只能被動的接受知識，沒有過多的機會可以主動去思考，授課內(nèi)容缺乏生動性，學生不能主動參與到其中，課堂氣氛也比較沉悶，教學效率比較低，教學質(zhì)量也無法提高。

（六）理論教學和實踐脫節(jié)

信息化背景下工程力學教學還存在理論教學和實踐脫節(jié)的問題，很多教師對學生實踐能力的培養(yǎng)并不重視，只重視理論方面的教學，影響了學生學習的重心，導致學生只是一味地死記硬背，不能對知識進行深入的理解，無法將理論知識進行靈活的應用，學習的效率也不高。工程力學課程本身理論性比較強，公式也比較繁多，導致學生主動學習的能力比較差，對工程力學的學習興趣不高，認為只要記住了就可以通過考核，不需要再進行深入的理解，偏離了學習的中心，導致學習之后無法結合實際進行應用，無法靈活的將理論知識進行實踐。

三、信息化背景下工程力學教學改革的過程

（一）課前布置

信息化背景下工程力學教學改革，在課前布置環(huán)節(jié)，教師可以給學生安排一些課前預習的任務，讓學生自行利用信息化手段查詢一些教學的相關內(nèi)容，并且進行整理。例如，在講到彎曲這一內(nèi)容的時候，就可以在課前讓學生去查詢一下梁的構造設計以及梁彎曲變形之后的形態(tài)。通過課前預習的手段，可以讓學生自己動手主動學習，能夠有效的擴大學生的知識面，提高學生學習的興趣。有些學習基礎比較薄弱的學生，也可以在課前預習的過程中對即將學習的課程內(nèi)容有一個初步的了解，這樣也可以降低這部分學生的學習難度。在具體的教學過程中，當學生遇到之前預習過的內(nèi)容時，會覺得非常熟悉，這樣其思維會更加活躍，課堂氛圍也會更好。因此，信息化背景下的工程力學教學改革的課前布置，可以很好的提升教學質(zhì)量，降低教學難度。

（二）課中設計

信息化背景下工程力學教學改革在課中需要為學生營造出一個輕松愉悅的學習氛圍，讓學生能夠心情愉悅的學習，這樣學習效率會顯著提高。在具體的教學過程中，教師應該充分的利用信息化教學的優(yōu)勢，多使用先進的教學設備，利用多媒體設備在教學內(nèi)容中加入圖片、視頻和音頻等，這樣學生可以通過更加生動形象的教學內(nèi)容，更深入的掌握并且運用知識。教師還可以設置一些比較有創(chuàng)意和學生感興趣的問題，讓學生集中注意力，積極主動的參與到教學的過程中，能夠自主的學習。在這一過程中，教師可以利用投影儀、計算機、麥克風等教學設備，將教學內(nèi)容設置成動態(tài)的動畫等模式，讓學生能夠通過這樣的演示形式更好的理解，讓教學內(nèi)容更加生動和形象，讓學生對這些知識能夠更好的理解和運用，達到更好的學習效果。教師在講解的過程中，應該采用通俗易懂的語言，將深奧的理論知識用簡單的話語表示出來，通過課堂的演示，給學生帶來直觀的感受，這樣不僅可以減少教師的工作量，還可以提高學生的理解程度。除此之外，在教學的過程中，還可以運用仿真技術，改善學校的實驗設施和環(huán)境，更好的運用理論知識，提高教學成果，加強學生對理論的運用能力，更好的提高教學效果。在具體的教學過程中加入帶有實驗特征的仿真模擬系統(tǒng)的操作，可以讓學生將抽象的問題通過具體的方式表現(xiàn)出來，降低學生學習的難度，采用這樣的教學方式，能夠更好的提高學生學習的層次，提高學生解決和分析問題的能力，從而激發(fā)學生的創(chuàng)造性，讓學生能夠更加積極主動的學習，提高學習的效率，達到良好的教學效果。

（三）課后鞏固

課后，教師還要讓學生對課堂上所學到的知識進行及時的消化和鞏固，加深理解，對知識點進行進一步的梳理。課后鞏固的這一過程也可以利用信息化技術和手段，采用互聯(lián)網(wǎng)的知識庫，讓學生自行進行教學相關內(nèi)容的查找，從而擴大自己的知識面，掌握更多的知識。學生還可以選擇自己喜歡的網(wǎng)絡形式，利用網(wǎng)絡不受時間和地點的限制和教師以及同學進行溝通和交流，共同促進學習。教師也可以利用互聯(lián)網(wǎng)布置作業(yè)，或者提前告知課程內(nèi)容，還可以將上課用到的課件進行上傳，讓學生能夠隨時隨地的下載學習，對自己還沒有掌握的知識點進行重點復習，反復學習，直到掌握了知識點。這樣的課后鞏固的方法有很多傳統(tǒng)教學方法不具備的知識，可以讓學生結合自己的掌握情況，選擇自己還不熟悉的知識進行學習，從而跟上教學進度。

四、信息化背景下工程力學教學改革內(nèi)容

（一）教師要提高信息化技術水平

信息化背景下工程力學教學改革，需要教師提高信息化技術水平。面對如今飛速發(fā)展的信息化技術，很多教師都沒有接觸過，為了更好的利用信息化技術進行教學，教師應該先提高自己的信息化技術和水平。教師還應該用新的教學理念和思想，豐富教學內(nèi)容和形式，采用更加先進的信息化教學技術，結合工程力學的教學內(nèi)容，制定出更加適合學生學習的教學模式。要想實現(xiàn)這一目的，教師就必須掌握更加先進的電腦知識，通過互聯(lián)網(wǎng)來了解工程力學相關方面的動態(tài)資訊，還可以為課堂引入一些更加具體的熱門實例，讓課堂內(nèi)容更加新穎和生動，趣味性更強，課堂氣氛更加融洽，教學質(zhì)量更高。

（二）靈活應用先進的教學軟件

信息化背景下，工程力學教學改革還需要靈活的運用先進的教學軟件，工程力學的教學內(nèi)容比較抽象，學生學起來比較難以理解，因此教師需要靈活運用信息化教學軟件，例如，Ansys、Abaqus等，這類軟件被廣泛的運用在工業(yè)機械和土木工程等領域，可以更好的幫助學生理解教學內(nèi)容。CAE軟件還可以幫助學生分析復雜產(chǎn)品的機構和力學特征，對結構形態(tài)進行優(yōu)化，對靜態(tài)結構進行動態(tài)的分析，對線性和非線性的問題進行研究，對結構流體、電磁等進行分析。教師還可以利用相關軟件對工程力學的相關知識點進行講解，讓原本復雜和抽象的問題變得形象和具體，讓學生能夠更好的思考，減少模擬的過程，提高學生學習的熱情，提高學生學習的能力。將這樣的輔助工具和軟件運用到力學工程教學中可以顯著提高學生的學習能力，教師只要熟練掌握，靈活應用，就可以成為課堂教學的很好的一種輔助工具。

（三）注重互動教學，活躍課堂氣氛

在工程力學的教學過程中，教師應該將學生放在主體的地位，運用多媒體營造出互動的氛圍，活躍教學氣氛，提高學生學習的主動性。改變以往傳統(tǒng)的教學方式，避免用生硬的考核辦法對學生進行處罰和警告，這樣會引起學生的逆反心理，導致學生和教師之間的產(chǎn)生了隔閡。創(chuàng)造輕松的教學氛圍，讓學生心情愉快，沒有壓力的進行學習，豐富學生的知識，發(fā)展學生的能力，塑造學生的品德，多為學生創(chuàng)造和安排互動的機會，讓學生自己找到學習的問題，讓學生自己去討論和解答問題。只有重視互動教學，才能讓課堂氣氛更加活躍，學生才會更加積極主動地參與到課堂活動中，將自己當做課堂的主人，主動地去學習課程內(nèi)容。

（四）通過網(wǎng)絡平臺建立良好的師生關系

由于工程力學是一門基礎性的課程，學習的學生人數(shù)往往很多，教師往往無法顧及到每一個學生，因此可以通過網(wǎng)絡平臺建立起良好的師生關系，充分的調(diào)動學生的積極性，和學生隨時隨地的進行交流。教師可以建立起以班級或者專業(yè)為單位的QQ群、微信群，拉近和學生之間的距離，鼓勵學生通過互聯(lián)網(wǎng)的方式提出自己在學習過程中遇到的問題，這樣教師就可以知道學生學習的情況，對學生進行有針對性的輔導，促進學生的學習效果，讓教學活動能夠更加順利的開展，顯著提高教學效果。教師和學生之間的關系更加融洽，學生會更加愿意和教師溝通學習中遇到的問題，能夠更好的得到教師的幫助，自身能力也能夠得到更好的提高。

五、結論

工程力學的學生人數(shù)眾多，學習起來也有一定的難度，專業(yè)性也很強，因此需要結合信息化，注重教學理念的更新，加強教學改革，運用信息化手段和方法達到更好的教學效果。教師也要積極的提高自身的信息化技術和水平，運用更加先進和靈活的教學軟件，重視教學互動，活躍課堂氣氛，通過網(wǎng)絡平臺建立起良好的師生溝通氛圍，讓師生關系更加和諧，這樣才能更好的豐富學生的知識，提高學生的實際應用能力，培養(yǎng)出高素質(zhì)的專業(yè)性人才，更加能夠適應社會的需求。

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