信息化背景下的工程力学教学改革措施

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　　 摘  要：近年来，随着信息化技术的不断进步，其也被广泛的应用在了工程力学教学上，为工程力学教学带来了全新的教学内容和形式，这样的教学方式可以更好的提高学生们对工程力学学习的兴趣，取得更好的教学效果。工程力学是一门综合性和实践性比较高的学科，在利用信息化教学的过程中还存在很多问题，文章从信息化背景下的工程力学教学改革的意义出发，分析了信息化背景下工程力学教学中存在的问题，提出了信息化背景下的工程力学教学改革的过程和具体内容。
　　关键词：工程力学课程;信息化;教学改革;学习兴趣
　　中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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
　　 随着教学改革的深化，信息化作为一种现代教学的重要工具，被广泛的应用在高校的各个学科中，都取得了良好的教学效果。工程力学作为一门基础技术类型的学科，需要学生对工程结构和机械零件有良好的认识，能够对其进行分析和设计，实际应用范围广泛，因此采用信息化教学，可以丰富工程力学的教学内容，提高学生们对工程力学的掌握程度，信息化教学也是工程力学教学改革的必然趋势。要想在信息化背景下加快工程力学教学改革，必须要提高教师的信息化教学水平，更新教师的信息化教学观念，改进教师的教学方法，这样才能够显著提高教学效果。要多鼓励学生用信息化的手段去学习，锻炼学生的自主学习的能力，让学生能够利用信息化技术解决疑难问题，提高学生自己解决问题的能力。工程力学是一门综合性和专业性很强的课程，不仅学习的人数多，教学的过程也有一定的难度，因此利用信息化教学改革，可以显著提高工程力学的教学质量，是促进学生学习工程力学的良好方法和手段。
　　一、信息化背景下工程力学教学改革的意义
　　信息化时代，所有的工程问题都需要计算机的辅助来进行，信息化技术已经融入了人们生活和工作的方方面面。信息化背景下，工程力学教学也在进行着改革，但是在数据工具方面还有很多的不足，对学生信息化的综合应用和分析的能力的培养不够重视，在专业课程上只是用信息化进行辅助，没有设置过多的互动环节。教师在上课时，往往只是用信息化来进行问题的分析和演示，这样做虽然可以节约教学时间，让学生对工程力学有初步的认识，但是并没有深入的应用信息化软件，教学质量还有待提高。信息化背景下的工程力学的教学改革，可以提高学生的信息化软件的应用能力，可以运用信息化软件分析工程力学中遇到的问题，利用信息化软件建立模型，对问题进行分析，是辅助学生学习工程力学的非常实用的工具，因此信息化背景下的工程力学教学改革是非常有必要的。
　　二、信息化背景下工程力学教学中存在的问题
　　（一）教材内容单一
　　目前，信息化背景下工程力学的教材内容比较单一，课程设置上没有层次的差异，对不同专业和层次的学生发展有很大程度的限制，影响了学生的学习和发展。教材内容的设置是信息化背景下工程力学教学中的重要环节，教材内容和质量是信息化背景下工程力学教学的前提和关键。很多高校信息化背景下工程力学教学还在使用之前的版本，没有根据信息化教学的条件作出调整，也没有关注到学生学习的层次差异，没有针对学生就业渠道的多样性，教学内容的设置大多是理论方面，没有重视实际应用的方面，这样的教材内容的设置严重阻碍了学生的学习和进步，限制了学生应用能力的发展。
　　（二）教学方法落后
　　信息化背景下工程力学教学中的信息化的应用虽然已经非常广泛，但是教学方法依然落后，教师只是利用信息化进行教学内容的演示，并没有深入的应用信息化软件，教学方法也是传统的应试教育的方法，没有发挥出信息化教学的优势。在课堂教学中，教师往往只是将重点内容划分出来，只重视学生对于理论知识的学习，并没有锻炼学生的实际应用能力，也没有利用信息化手段对教学内容进行改革，依旧按照原來的教学模式进行教学和改革，导致学生的学习效率低下，很多教学问题得不到及时有效的解决，最终造成了教学质量差的结果。 　　（三）学生学习的积极性不高
　　工程力学教学很多内容都比较枯燥，需要较强的数学功底，如果数学成绩不好会直接影响工程力学的学习效果，导致工程力学的学习效果无法得到提升，很多学生在学习的过程中会发现工程力学学起来比较枯燥无味，要想学好需要有扎实的数学功底，因此遇到困难就容易放弃，学习的积极性不高。很多数学成绩不好的学生容易有很强的心理压力，导致对工程力学的学习兴趣不浓厚。信息化背景下的工程力学教学改革，虽然引入了信息化的手段对教学内容进行辅助，但是教师没有选择合适的方式，让学生利用信息化解决学习中的难题，信息化软件的应用程度不深，没有充分利用其创造更多的教学价值。
　　（四）考核方式比较单一
　　考试也是工程力学教学中非常重要的环节，可以很好的反映出学生学习的成果，但是很多学校针对工程力学的考核方式依然是单纯的试卷的形式，内容也只是对基本的理论知识和技能的考察，只要学生能够记住公式就可以解决，没有对学生的应用能力进行考核，考核方式过于单一。这样的考核方式是不利于学校培养学生的，无法完成学生教学的目标，无法为社会提供所需要的人才。因此，信息化背景下工程力学教学的考核可以采用信息化软件等信息，设计出更结合实际的考核方式，对学生的综合应用能力等各方面进行考核，这样才能够培养出更符合社会要求的综合性人才。
　　（五）课时比较少
　　工程力学相对来说是一门理论性比较强的学科，但也强调综合能力和应用，然而在实际教学的过程中，往往教学内容比较多，课时却比较少。教师在工程力学的教学上也仅仅只是利用信息化工具对课件进行演示，或者采用传统的讲解的方式，在黑板上进行板书，教学内容比较枯燥，缺乏生动性，对信息化技术的应用方式也比较单一，学生只能被动的接受知识，没有过多的机会可以主动去思考，授课内容缺乏生动性，学生不能主动参与到其中，课堂气氛也比较沉闷，教学效率比较低，教学质量也无法提高。
　　（六）理论教学和实践脱节
　　信息化背景下工程力学教学还存在理论教学和实践脱节的问题，很多教师对学生实践能力的培养并不重视，只重视理论方面的教学，影响了学生学习的重心，导致学生只是一味地死记硬背，不能对知识进行深入的理解，无法将理论知识进行灵活的应用，学习的效率也不高。工程力学课程本身理论性比较强，公式也比较繁多，导致学生主动学习的能力比较差，对工程力学的学习兴趣不高，认为只要记住了就可以通过考核，不需要再进行深入的理解，偏离了学习的中心，导致学习之后无法结合实际进行应用，无法灵活的将理论知识进行实践。
　　三、信息化背景下工程力学教学改革的过程
　　（一）课前布置
　　信息化背景下工程力学教学改革，在课前布置环节，教师可以给学生安排一些课前预习的任务，让学生自行利用信息化手段查询一些教学的相关内容，并且进行整理。例如，在讲到弯曲这一内容的时候，就可以在课前让学生去查询一下梁的构造设计以及梁弯曲变形之后的形态。通过课前预习的手段，可以让学生自己动手主动学习，能够有效的扩大学生的知识面，提高学生学习的兴趣。有些学习基础比较薄弱的学生，也可以在课前预习的过程中对即将学习的课程内容有一个初步的了解，这样也可以降低这部分学生的学习难度。在具体的教学过程中，当学生遇到之前预习过的内容时，会觉得非常熟悉，这样其思维会更加活跃，课堂氛围也会更好。因此，信息化背景下的工程力学教学改革的课前布置，可以很好的提升教学质量，降低教学难度。
　　（二）课中设计
　　信息化背景下工程力学教学改革在课中需要为学生营造出一个轻松愉悦的学习氛围，让学生能够心情愉悦的学习，这样学习效率会显著提高。在具体的教学过程中，教师应该充分的利用信息化教学的优势，多使用先进的教学设备，利用多媒体设备在教学内容中加入图片、视频和音频等，这样学生可以通过更加生动形象的教学内容，更深入的掌握并且运用知识。教师还可以设置一些比较有创意和学生感兴趣的问题，让学生集中注意力，积极主动的参与到教学的过程中，能够自主的学习。在这一过程中，教师可以利用投影仪、计算机、麦克风等教学设备，将教学内容设置成动态的动画等模式，让学生能够通过这样的演示形式更好的理解，让教学内容更加生动和形象，让学生对这些知识能够更好的理解和运用，达到更好的学习效果。教师在讲解的过程中，应该采用通俗易懂的语言，将深奥的理论知识用简单的话语表示出来，通过课堂的演示，给学生带来直观的感受，这样不仅可以减少教师的工作量，还可以提高学生的理解程度。除此之外，在教学的过程中，还可以运用仿真技术，改善学校的实验设施和环境，更好的运用理论知识，提高教学成果，加强学生对理论的运用能力，更好的提高教学效果。在具体的教学过程中加入带有实验特征的仿真模拟系统的操作，可以让学生将抽象的问题通过具体的方式表现出来，降低学生学习的难度，采用这样的教学方式，能够更好的提高学生学习的层次，提高学生解决和分析问题的能力，从而激发学生的创造性，让学生能够更加积极主动的学习，提高学习的效率，达到良好的教学效果。
　　（三）课后巩固
　　课后，教师还要让学生对课堂上所学到的知识进行及时的消化和巩固，加深理解，对知识点进行进一步的梳理。课后巩固的这一过程也可以利用信息化技术和手段，采用互联网的知识库，让学生自行进行教学相关内容的查找，从而扩大自己的知识面，掌握更多的知识。学生还可以选择自己喜欢的网络形式，利用网络不受时间和地点的限制和教师以及同学进行沟通和交流，共同促进学习。教师也可以利用互联网布置作业，或者提前告知课程内容，还可以将上课用到的课件进行上传，让学生能够随时随地的下载学习，对自己还没有掌握的知识点进行重点复习，反复学习，直到掌握了知识点。这样的课后巩固的方法有很多传统教学方法不具备的知识，可以让学生结合自己的掌握情況，选择自己还不熟悉的知识进行学习，从而跟上教学进度。
　　四、信息化背景下工程力学教学改革内容 　　（一）教师要提高信息化技术水平
　　信息化背景下工程力学教学改革，需要教师提高信息化技术水平。面对如今飞速发展的信息化技术，很多教师都没有接触过，为了更好的利用信息化技术进行教学，教师应该先提高自己的信息化技术和水平。教师还应该用新的教学理念和思想，丰富教学内容和形式，采用更加先进的信息化教学技术，结合工程力学的教学内容，制定出更加适合学生学习的教学模式。要想实现这一目的，教师就必须掌握更加先进的电脑知识，通过互联网来了解工程力学相关方面的动态资讯，还可以为课堂引入一些更加具体的热门实例，让课堂内容更加新颖和生动，趣味性更强，课堂气氛更加融洽，教学质量更高。
　　（二）灵活应用先进的教学软件
　　信息化背景下，工程力学教学改革还需要灵活的运用先进的教学软件，工程力学的教学内容比较抽象，学生学起来比较难以理解，因此教师需要灵活运用信息化教学软件，例如，Ansys、Abaqus等，这类软件被广泛的运用在工业机械和土木工程等领域，可以更好的帮助学生理解教学内容。CAE软件还可以帮助学生分析复杂产品的机构和力学特征，对结构形态进行优化，对静态结构进行动态的分析，对线性和非线性的问题进行研究，对结构流体、电磁等进行分析。教师还可以利用相关软件对工程力学的相关知识点进行讲解，让原本复杂和抽象的问题变得形象和具体，让学生能够更好的思考，减少模拟的过程，提高学生学习的热情，提高学生学习的能力。将这样的辅助工具和软件运用到力学工程教学中可以显著提高学生的学习能力，教师只要熟练掌握，灵活应用，就可以成为课堂教学的很好的一种辅助工具。
　　（三）注重互动教学，活跃课堂气氛
　　在工程力学的教学过程中，教师应该将学生放在主体的地位，运用多媒体营造出互动的氛围，活跃教学气氛，提高学生学习的主动性。改变以往传统的教学方式，避免用生硬的考核办法对学生进行处罚和警告，这样会引起学生的逆反心理，导致学生和教师之间的产生了隔阂。创造轻松的教学氛围，让学生心情愉快，没有压力的进行学习，丰富学生的知识，发展学生的能力，塑造学生的品德，多为学生创造和安排互动的机会，让学生自己找到学习的问题，让学生自己去讨论和解答问题。只有重视互动教学，才能让课堂气氛更加活跃，学生才会更加积极主动地参与到课堂活动中，将自己当做课堂的主人，主动地去学习课程内容。
　　（四）通过网络平台建立良好的师生关系
　　由于工程力学是一门基础性的课程，学习的学生人数往往很多，教师往往无法顾及到每一个学生，因此可以通过网络平台建立起良好的师生关系，充分的调动学生的积极性，和学生随时随地的进行交流。教师可以建立起以班级或者专业为单位的QQ群、微信群，拉近和学生之间的距离，鼓励学生通过互联网的方式提出自己在学习过程中遇到的问题，这样教师就可以知道学生学习的情况，对学生进行有针对性的辅导，促进学生的学习效果，让教学活动能够更加顺利的开展，显著提高教学效果。教师和学生之间的关系更加融洽，学生会更加愿意和教师沟通学习中遇到的问题，能够更好的得到教师的帮助，自身能力也能够得到更好的提高。
　　五、结论
　　工程力学的学生人数众多，学习起来也有一定的难度，专业性也很强，因此需要结合信息化，注重教学理念的更新，加强教学改革，运用信息化手段和方法达到更好的教学效果。教师也要积极的提高自身的信息化技术和水平，运用更加先进和灵活的教学软件，重视教学互动，活跃课堂气氛，通过网络平台建立起良好的师生沟通氛围，让师生关系更加和谐，这样才能更好的丰富学生的知识，提高学生的实际应用能力，培养出高素质的专业性人才，更加能够适应社会的需求。
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