基于CAI系統的五年制高職工程力學習題教學研究

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展，學校的專業設置也非常豐富，其中工程力學是作為五年制高職中的一門基礎課程，由于這方面課程專業性非常強，因此，需要結合CAI輔助系統來進行教學。文中介紹了工程力學習題教學應用CAI輔助系統的重要性，分析了習題教學中存在的課前、課中以及課后的不足，并提出了基于CAI系統的習題教學措施。

關鍵詞 CAI系統 工程力學 習題教學

中圖分類號：G712文獻標識碼：A

0前言

工程力學是五年制高職的一門專業基礎課程，其教學目的可以歸結為兩個方面：一是為學習后繼課程打下必要的基礎;二是使學生初步建立工程意識，逐步形成運用理論工具分析工程問題的初步能力。而習題教學是作為達到這兩方面目的的重中之重。而CAI是工程力學教學中的輔助教學系統，其豐富的圖文信息可增強學生的感性認識、提高學習興趣，從而一定程度上達到改善教學效果的目的。合理地利用好CAI系統可以起到對習題教學的事半功倍作用。所以應當嚴密組織習題課教學，突出本課程工程性和應用性的特色，使它不僅能夠鞏固、加深、綜合、拓寬課堂所學知識，而且要使學生學會一般方法，能運用所學知識，處理工程中常見的問題，發展學生智力，提高他們分析問題和解決問題的能力，同時又可充分調動學生的學習主動性，提高學習質量。

1工程力學習題教學應用CAI輔助系統的重要性

傳統的五年制高職工程力學習題教學方式，影響了教師對工程力學部分習題的講解，這種壓力會間接地傳導于學生，增加了學生學習工程力學的難度。隨著CAI 模式的日趨成熟，創設多媒體教學情境，應用CAI輔助教學系統，極大地豐富了習題教學手段和教學資源，對激發學生的學習興趣及拓展教師的教學方法有顯著的效果。教師要重視將 CAI 輔助教學系統引入工程力學的習題教學中，根據教材內容有選擇性地制作一些課件，將傳統教學模式與 CAI 模式合理組合起來，以取得良好的教學效果。例如講在解鉸鏈約束有關的習題時，過去用教具演示，構件間相互約束關系及受力情況受到教具制作條件及學生空間想象力的限制，教師花費不少口舌，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、表現力強的特點吸引學生;3DMAX 或 FLASH 動畫制作技術，又隨心所欲地剖析構件的空間關系、外部受力對約束反力的影響。學生在好奇、興奮的狀態下，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，進一步理解鉸鏈約束反力的規定畫法，對建立鉸鏈約束的力學模型有很大的幫助。

再如五制高職工程力學中的桿、軸、梁等方面的習題，需要對它們進行變形構件的應力計算前，通過CAI系統來進行實驗演示，讓學生了解其應力分布規律，得出平面假設原理。這些實驗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進一步揭示構件內橫截面的變化，通過形象的表現形式學生加深對習題的理解能力。以軸向拉壓桿應力分布這個習題的實驗為例，傳統的試驗過程學生看到的是試件表面畫線的變化，再根據教材要求去設想無數纖維的等量伸長，進一步推論每根纖維內力相等，這個過程學生往往一知半解。現在可以通過借助CAI系統，直觀地展現了桿橫截面位置隨著外力的作用在緩緩地發生平行移動，其上的數條纖維在等量的伸長，學生對平面假設和軸力均勻分布現象的理解比原來容易得多，因此，應用CAI系統對提高五年制高職學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習題教學環節設計存在的問題

由于五年制高職工程力學的傳統教學方式中習題環節設計存在一些不足，在實際操作過程也遇到了不少的問題，具體如下：

2.1課前預習不足

課前沒有對習題內容進行預習，沒有明確的安排與硬性要求，難以對學生產生約束力，學生往往也沒有足夠的課前學習準備，始終處于被動聽課狀態，容易出現難以掌握授課內容的問題，這與主動學習、注重能力培養的原則要求顯然不符。

2.2課中教學方式單一及課堂調動性不強

采用灌輸式教學方式完成教學任務，手段單一，難以激發學生去積極完成習題的興趣;再加上工程力學這門課程專業性很強，對自覺性差的學生，根本沒有興趣去完成習題。

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

2.3課后作業的約束性欠缺

布置課后習題作業時學生缺乏應有的約束力，難以避免學生抄襲他人習題答案的現象，很容易導致兩極分化：對教師而言，布置習題作業的多則批改任務繁重，目前高職院校教師一職多能，往往難以完成;而作業少則使得學生缺乏應有的練習訓練，影響學生的積極性與對本課程的重視程度。

總之，在現今創建應用型高職院校的大環境中，傳統單一的教學方式缺乏有效的調動作用與約束機制，不符合現代教學理念，有必要進行改革。

3基于CAI系統的五年制高職工程力學習題教學措施

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

在課前教師應根據大綱與教案要求，明確概述本次課的主要知識點，學生針對性地預習以作好課前準備，2～3 人組成一個學習小組，完成預習報告。預習報告的內容包括：主要知識點概述;選擇或自行設計 2～3 道相關習題并提供初步的計算步驟;理論聯系實際部分，結合CAI系統來進行教學內容展示。要求小組成員分工并用手寫方式完成相關內容。預習報告的重點在于初步準備好習題環節，習題難易程度等不作限制。

3.2注重課中自主學習與精講環節

課中學生自主學習與教師初查。每節課開始時，學生先按小組提交預習報告，并在教師引導下自學課程內容20分鐘左右，教師則查閱提交上來的預習報告并給出初步評分。

教師精講環節。教師圍繞該章節主要知識點，少時精講，原則上不超過30分鐘。教師應抓住核心和難點，適時應用CAI系統進行輔助教學，解決學生預習中存在的疑惑，特別是對學生習題環節設計與初步完成情況進行點評與提示。教學方法與手段需要進行多樣化，將CAI系統靈活地運用到習題的教學中去。

3.3加強學生間的互動學習

學生小組修改習題設計并完成作答環節。教師進行引導性、啟發性精講后，學生進一步自學，并補充修改小組報告中的習題設計和基本解題步驟，在此基礎上各小組成員獨立完成具體作答步驟，將答題結果附在所修改的小組報告中再提交。教師應與各學生小組互動交流，即時給予指導，并對一些難以理解的習題，通過CAI系統來進行模擬，加強學生的理解能力。

3.4對課后進行習題完成情況的考評約束

定量考評與互動環節以及教師對下節課內容的安排提示。由教師負責、部分學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行審閱，將定量考評結果直接記入學生的平時成績。最后由教師概述下節課的內容重點、作自學方法的提示，并回答學生的疑問。

參考文獻

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