探析結(jié)構(gòu)力學多媒體教學常見問題及對策

【摘 要】筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，從分析結(jié)構(gòu)力學的現(xiàn)狀出發(fā)，列舉了結(jié)構(gòu)力學多媒體教學實踐中存在的問題，提出了加強結(jié)構(gòu)力學多媒體教學的幾點措施，僅供借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)力學；多媒體；策略

1 前言

《結(jié)構(gòu)力學》是土木工程大類下建筑工程、交通土建工程、水利水電工程等各專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是目前研究生入學考試設(shè)置的唯一一門專業(yè)課，它為后續(xù)專業(yè)課程如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、土力學與地基基礎(chǔ)、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計等提供理論依據(jù)和計算方法，本課掌握得好壞直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學習。2000年以來，結(jié)構(gòu)力學的教學大綱做過兩次調(diào)整，學時減少30％，隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展及多媒體教學條件的普及，很多高校在結(jié)構(gòu)力學的教學中也開始采用多媒體教學。多媒體教學雖然可以向?qū)W生快速提供豐富多彩的集圖、文、聲、視頻于一體的教學信息，使課堂教學生動、形式新穎，使專業(yè)知識變得直觀化，在很多基礎(chǔ)課及專業(yè)課的教學中發(fā)揮了重要作用，取得良好的教學效果，然而在力學教學中，普遍反映效果差強人意，甚至達不到傳統(tǒng)的黑板教學效果，涌現(xiàn)出很多新的問題，因而在力學的教學中并不普及。

隨著信息技術(shù)的普及應用，多媒體作為一種教學手段在課程教學中發(fā)揮著越來越重要的作用。多媒體課件是指利用計算機，綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，把多媒體的各個要素按教學要求通過集成工具軟件進行合成，是針對具體學科的學習內(nèi)容而開發(fā)設(shè)計的教學軟件。

2 結(jié)構(gòu)力學教學現(xiàn)狀

學生基礎(chǔ)知識的差異，相對偏少的學時，抽象、枯燥的理論講述，大量習題的講解，理論向?qū)嵺`的引申，與基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程的過渡等方面，都表明結(jié)構(gòu)力學是一門既不好教又不好學的課程。教師豐富的教學經(jīng)驗、合理的進度安排、學生的積極參與及認真學習的態(tài)度是保證課堂教學質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

按照教育部力學教學指導委員會非力學類專業(yè)力學基礎(chǔ)課程教學指導分委員會制定的《結(jié)構(gòu)力學課程教學基本要求》，普通本科院校結(jié)構(gòu)力學基礎(chǔ)部分的課內(nèi)學時在60～80之間，較1998年之前的要求學時壓縮了近1"/3。在學時減少的情況下，若仍采用黑板加粉筆的課堂教學手段，則無法完成規(guī)定的課程內(nèi)容。目前，結(jié)構(gòu)力學教學多采用多媒體或多媒體與傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合的方式。

結(jié)構(gòu)力學的課程特點決定了學生必須經(jīng)過大量習題的演練，才能較好地掌握。從學生普遍反應來看，多媒體似乎不適用于力學例題及習題的講解。傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢在習題講解方面突顯出來，學生能夠隨著教師的講解思路進行深層次的思考。相比多媒體而言，傳統(tǒng)教學手段似乎更能激發(fā)學生的思考樂趣，教師與學生的思路在黑板加粉筆的模式下更容易融合到一起。

3 多媒體教學實踐中存在的問題

多媒體教學手段相比傳統(tǒng)的課堂教學，其科學性、先進性、優(yōu)越性及實用性是不言而喻的，并且易于復制、移植及推廣應用，能普遍提高教師的授課質(zhì)量，鞏固教學效果。

實際教學環(huán)節(jié)中，不是所有的教師都適合采用多媒體授課，也不是所有的學生都能接受這種教學方式。通過分析，發(fā)現(xiàn)有如下因素限制了多媒體的應用:

3.1 部分教師直接采用教材附帶或網(wǎng)絡(luò)下載課件，不加任何修改即進行課程教學。課件的可復制性與可移植性，導致相當一部分教師無視課件制作者的授課思路、進度安排甚至課件內(nèi)容與自己的實際情況是否一致，就原封不動地照抄照搬、照本宣科。

3.2 對于不能熟練駕馭課程教學的新教師或不熟悉多媒體課件的教師而言，課堂節(jié)奏不能自如控制，會導致教師被多媒體演示進度牽著鼻子走的情況出現(xiàn)。學生對此的反映就是授課重點不突出、語調(diào)過于單一、講解速度偏快、沒有充足的時間做記錄等不利于掌握學習內(nèi)容的問題。

3.3 目前常見的課件內(nèi)容多數(shù)都是教材內(nèi)容的簡單復制，在演示上缺乏變化，抓不住學生學習的興趣點。習題講解更是如此，解答與題目同時顯示，體現(xiàn)不出求解的漸進性。對于學生而言，解題思路不明晰，步驟不易掌握。

4 提高多媒體教學的幾點策略

4.1 課件設(shè)計要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學課程的特點

《結(jié)構(gòu)力學》是土木工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程，其理論性和應用性都很強，包含很多力學基本概念、原理和方法，而且涉及的概念、原理都很抽象，計算方法的邏輯性都很強，每個原理及方法的講解都要配以大量的計算簡圖和內(nèi)力圖繪制、公式推導以及計算過程的演算，最重要的是力學思維和分析過程的描述，這也是課件制作的難點，也是必須著重展示的。這是目前結(jié)構(gòu)力學課件和已有的網(wǎng)絡(luò)課程都沒有很好解決的問題，也是多媒體難以在力學教學中推廣的原因。課件設(shè)計一定要從加強課堂教學這個環(huán)節(jié)人手，基于力學的教學規(guī)律，針對結(jié)構(gòu)力學課程的特點，以學生為中心、以教師為主導，以圖形、動畫等多媒體手段為輔助，把抽象的力學理論以形象、合理的方式展示出來，促進學生對重難點內(nèi)容的把握，加深對結(jié)構(gòu)力學基本概念的理解和對基本原理的運用，使抽象問題直觀化，培養(yǎng)學生的結(jié)構(gòu)分析與計算、力學思維以及邏輯推理能力，打破力學教學一直存在的“瓶頸”，發(fā)揮出多媒體教學的優(yōu)勢和效果。

4.2 課件文本要實現(xiàn)對教材內(nèi)容的高度濃縮

教學課件是能體現(xiàn)一個教師的課堂教學設(shè)計和教學思維，具有單體性，沒有哪個課件是完全符合每個教師的教學設(shè)計的，需要根據(jù)自身的教學思維重新組織每節(jié)課的內(nèi)容，設(shè)置講解的內(nèi)容及順序，編排課件內(nèi)容及播放次序，可以利用已有課件的素材，參考已有課件表現(xiàn)形式，還要融人教師自身的教改成果和教學經(jīng)驗，體現(xiàn)教師自身的教學特色。應該說多媒體教學對教師提出了更高的要求，不但要熟練把握課程內(nèi)容的重點和難點，對教材的信息要做出高度提煉和升華，而且要認識到結(jié)構(gòu)力學課程的教學特點和學生的認知規(guī)律，具備一定藝術(shù)修養(yǎng)和正確的審美觀并掌握現(xiàn)代媒體的應用技術(shù)，這樣才能制作出符合結(jié)構(gòu)力學教學思維的課件，才能有好的教學效果。課件中還應設(shè)置一定量例題和習題，通過分析講解，加深學生對力學基本原理和計算方法的掌握和應用。

4.3 充分利用圖形分解技術(shù)和動畫設(shè)置

圖形作為一種形象直觀的媒體形式，它傳遞的信息量要比文本多得多，在課件中廣為采用，結(jié)構(gòu)力學中的圖形除了結(jié)構(gòu)模型圖及計算簡圖外，更多是結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，它貫穿于結(jié)構(gòu)力學教學的每一個環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)模型圖可采用拍攝的照片，結(jié)構(gòu)計算簡圖可采用繪圖軟件繪制，可以是位圖也可以是矢量圖，每個結(jié)構(gòu)模型圖或計算簡圖可以作為一個圖形對象。通過動畫的設(shè)置實現(xiàn)動態(tài)板書，增加視覺刺激，增強對講授內(nèi)容的理解記憶，最主要的是可控制課堂教學的節(jié)奏和進度，可演示公式的推導、結(jié)果的演算以及圖形的繪制過程，在教師的課堂講解過程中，留給學生充足的思考時間，啟發(fā)學生給出下一步的內(nèi)容，引導學生跟著教師的思路走，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，確保學生理解和掌握相關(guān)的知識內(nèi)容，實現(xiàn)師生互動，在分析過程中逐漸培養(yǎng)學生的力學思維和邏輯推理能力。

4.4 課件的開放性及教學環(huán)境的改善

目前很多教室的多媒體教學設(shè)備陳舊，投影內(nèi)容模糊不清，教室光線昏暗，夏季非常炎熱，讓人汗流浹背，昏昏欲睡，嚴重影響教學效果。提高投影設(shè)備的分辨率，增加教室的亮度，改善空調(diào)的工作效能，營造一個良好的多媒體教學環(huán)境是非常必要的。此外課件的效果與主講教師的課堂講解和多媒體操控直接相關(guān)，教師的主導作用非常重要。教師不但對課件的流動板書要給予詳盡的講解，關(guān)鍵知識點處，可在課件中預設(shè)一些問題，教師可引導學生討論并回答問題，啟發(fā)并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

5 結(jié)語

綜上所述，結(jié)構(gòu)力學討論的多是簡化、抽象的力學模型，學生看不見摸不著，往往無法聯(lián)想，與工程實踐較難結(jié)合。教學中，存在著從具體到抽象，從實例到模型的講授，多媒體在該方面有明顯的優(yōu)勢。