结构力学课程多媒体辅助教学软件的研发和应用

材料力学、工程力学、弹塑性力学、结构力学等系列力学课程的教学实践，笔者认为力学课程以传统的板书讲授为主、以多媒体教学为辅的教学手段最适宜。

对多门理工科技术和专业基础课程，全面直接使用多媒体授课达不到教学效果与目的。对逻辑性强的课程，采用以传统板书讲授为主、多媒体教学为辅的教学手段更为合理。将书本内容直接搬上计算机屏幕是非常不可取的。教师不应该是电影放映员和鼠标按键手。教师需要通过合理教学手段，真正将科学知识传授给渴望获得知识的学生，并培养学生的基本素质与能力。同时必须明确的是，幻灯片播放内容与真正意义的讲义是不同的，照读屏幕内容根本就不属于正常授课，PPT不能代替教案，现代教育与计算机教学也不能对等。教师通过认真备课，以板书为主，以计算机为辅助的合理搭配的教学模式才是可取的。在结构力学课程教学中，笔者体会到，若讲授一个定理，通常可首先引入工程实例，采用多媒体展示相关实例及动画或视频；对定理内容的描述也可以采用多媒体，使其内容保留在屏幕上；而针对定理的证明与推导过程，则应该使用板书来完成，这样的讲授才能加深学生对定理内容的认识和理解；当运用定理分析和求解具体例题时，可以将例题题目借助媒体打在屏幕上，减少教师抄题所用时间，而讲授例题的求解过程，则需要板书按步骤讲解。如力法问题求解，通常给出：确定基本未知量与构成静定体系；列力法方程；图乘法计算方程系数，求解基本未知量； 绘制最终内力图。图16为笔者讲授力法内容的板书与结合计算机的教学画面。

图16 力法教学画面

在辅助软件PPT文件设计编制中，需要重视文本、图片和动画的合理配合，采用白底黑字，使得画面清晰，注意文本自定义动画的细节，减缓讲授速度；重视类似黑板教学中的暂留性问题，如讲授例题的受力图应该在相关画面上给予保留；有效采用office工具，重视逼真图形处理等问题等。

建立软件辅助计算思想。例如应用矩阵位移法（有限元法）求解杆系，教师需要将Excel 和 Mathematica等工具软件引入课堂，求解多阶矩阵和高阶代数方程这类不能直接采用手算求解的问题，这样有助于提高学生的综合能力。

在阶段复习中，可以运用辅助软件系统的考核与测试内容，强调概念性内容，强化对客观题目的了解。

结合考试改革，针对重点和难点内容加以测试；增加力法大作业分析求解，完成手算与软件辅助计算结果的对比，以强化重要知识点的学习。

（二）针对学生

对学生应激发其学习兴趣，构建一种愉快学习专业知识的思想。辅助教学软件可作为教学参考资料，通过测试功能和交互功能的应用，提升学生结构力学课程的学习兴趣。学生在思考软件是怎样分析求解的过程中，也将对程序分析求解的方法和原理产生兴趣，由此，引导学生探讨工程问题计算机应用的程序设计的求解原理与程序实现原理，这对目前计算机在机械工程中的应用与解决实际问题具有一定的意义。

引导学生在课前课后的业余时间使用辅助软件学习。学生可以通过选择判断、判断正误和填空回答等模块的功能，以及客观题目的综合测试，检查自己对结构力学知识点的掌握情况。此外，对分析计算与绘图型题目，可以通过软件的交互计算分析模块，对比自己作同类题目的正确率，来判定自己对主要知识点的掌握情况。

对结构变形、屈曲等内容，可以通过软件的动画与图片模块，加深对结构的认识，以及对强度、刚度和稳定性概念的理解。

三、教学效果

对机械类结构力学课程教学体系内容的改革与实践研究，笔者着重就教学内容模块化、考试改革、多媒体辅助教学软件研发与辅助教学运用等方面进行了思考和探索，取得了一定成效。通过采用以板书为主、多媒体辅助教学为辅的教学手段，较好地完成了结构力学课程教学任务。通过多媒体辅助教学软件的课内外应用，强化对基本概念的认识，通过大作业考核促进学生对重点内容的掌握，通过动画模拟促进对实例问题的理解，通过交互测试促进对具体问题分析求解方法的掌握。在机械0901-02、机械1001-02、机械1101-02、工程机械1101、机械1201-02和工程机械1201等班级的教学实践中，收到预期的良好教学效果，提升了学生运用结构力学知识学习后续课程和毕业设计的能力，激发了学生的学习热情和兴趣。近年来，尽管结构力学课程考试题目难度大，而2009级、2010级和2011级机械专业总评成绩均较高，平均成绩为76.9分，优秀率为15.7%，及格率为97.3% ，机械设计方向学生总排名处于机械专业的领先地位。笔者在学校教学质量评价中也多次被评价为A，获得了学校教学名师称号，多次被评为毕业设计优秀指导教师。

四、 结语

如何借助现代教学工具，组织好课堂教学，较好完成教学任务，是新时代教师面临的新课题。作为一名专业教师，应不断充实专业知识，学习最新多媒体技术，掌握现代教学手段，学会辅助教学软件的设计和应用，达到能够熟练运用软件实现辅助教学的水平。教学中要注重板书讲授与多媒体辅助教学的有机结合，充分发挥教师的主体作用和辅助软件在教学中的应用优势，不断提高教学效果和教学质量。参考文献：

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