基于CAI系统的五年制高职工程力学习题教学研究

蔡珊珊

摘 要 五年制高职教育在过去几年中得到了较好的发展，学校的专业设置也非常丰富，其中工程力学是作为五年制高职中的一门基础课程，由于这方面课程专业性非常强，因此，需要结合CAI辅助系统来进行教学。文中介绍了工程力学习题教学应用CAI辅助系统的重要性，分析了习题教学中存在的课前、课中以及课后的不足，并提出了基于CAI系统的习题教学措施。

关键词 CAI系统 工程力学 习题教学

中图分类号：G712文献标识码：A

0前言

工程力学是五年制高职的一门专业基础课程，其教学目的可以归结为两个方面：一是为学习后继课程打下必要的基础;二是使学生初步建立工程意识，逐步形成运用理论工具分析工程问题的初步能力。而习题教学是作为达到这两方面目的的重中之重。而CAI是工程力学教学中的辅助教学系统，其丰富的图文信息可增强学生的感性认识、提高学习兴趣，从而一定程度上达到改善教学效果的目的。合理地利用好CAI系统可以起到对习题教学的事半功倍作用。所以应当严密组织习题课教学，突出本课程工程性和应用性的特色，使它不仅能够巩固、加深、综合、拓宽课堂所学知识，而且要使学生学会一般方法，能运用所学知识，处理工程中常见的问题，发展学生智力，提高他们分析问题和解决问题的能力，同时又可充分调动学生的学习主动性，提高学习质量。

1工程力学习题教学应用CAI辅助系统的重要性

传统的五年制高职工程力学习题教学方式，影响了教师对工程力学部分习题的讲解，这种压力会间接地传导于学生，增加了学生学习工程力学的难度。随着CAI 模式的日趋成熟，创设多媒体教学情境，应用CAI辅助教学系统，极大地丰富了习题教学手段和教学资源，对激发学生的学习兴趣及拓展教师的教学方法有显著的效果。教师要重视将 CAI 辅助教学系统引入工程力学的习题教学中，根据教材内容有选择性地制作一些课件，将传统教学模式与 CAI 模式合理组合起来，以取得良好的教学效果。例如讲在解铰链约束有关的习题时，过去用教具演示，构件间相互约束关系及受力情况受到教具制作条件及学生空间想象力的限制，教师花费不少口舌，效果不尽如人意。而通过制作CAI课件形式来讲解就不一样了，首先以形象生动、色彩鲜明、表现力强的特点吸引学生;3DMAX 或 FLASH 动画制作技术，又随心所欲地剖析构件的空间关系、外部受力对约束反力的影响。学生在好奇、兴奋的状态下，通过直观形象的视觉和听觉识别，刺激大脑跟随画面思维和记忆，进一步理解铰链约束反力的规定画法，对建立铰链约束的力学模型有很大的帮助。

再如五制高职工程力学中的杆、轴、梁等方面的习题，需要对它们进行变形构件的应力计算前，通过CAI系统来进行实验演示，让学生了解其应力分布规律，得出平面假设原理。这些实验演示可通过教具在课堂上做，同时借助多媒体课件的辅助教学进一步揭示构件内横截面的变化，通过形象的表现形式学生加深对习题的理解能力。以轴向拉压杆应力分布这个习题的实验为例，传统的试验过程学生看到的是试件表面画线的变化，再根据教材要求去设想无数纤维的等量伸长，进一步推论每根纤维内力相等，这个过程学生往往一知半解。现在可以通过借助CAI系统，直观地展现了杆横截面位置随着外力的作用在缓缓地发生平行移动，其上的数条纤维在等量的伸长，学生对平面假设和轴力均匀分布现象的理解比原来容易得多，因此，应用CAI系统对提高五年制高职学生的解题能力是有很大帮助的，也方便了教师的讲解。

2五年制高职工程力学习题教学环节设计存在的问题

由于五年制高职工程力学的传统教学方式中习题环节设计存在一些不足，在实际操作过程也遇到了不少的问题，具体如下：

2.1课前预习不足

课前没有对习题内容进行预习，没有明确的安排与硬性要求，难以对学生产生约束力，学生往往也没有足够的課前学习准备，始终处于被动听课状态，容易出现难以掌握授课内容的问题，这与主动学习、注重能力培养的原则要求显然不符。

2.2课中教学方式单一及课堂调动性不强

采用灌输式教学方式完成教学任务，手段单一，难以激发学生去积极完成习题的兴趣;再加上工程力学这门课程专业性很强，对自觉性差的学生，根本没有兴趣去完成习题。

课堂练习习题与抽查方式缺乏充分的调动作用，部分学生（甚至包括被点名抽查者）以不会做题为由消极应对，被抽查者的答题情况也不一定反映整体实际情况，抽查作答与教师详细点评讲解整个过程会耽误不少课堂时间。笔者曾采用根据抽查者完成情况而给予其平时成绩加减分的奖惩制度，可产生一定约束作用。

2.3课后作业的约束性欠缺

布置课后习题作业时学生缺乏应有的约束力，难以避免学生抄袭他人习题答案的现象，很容易导致两极分化：对教师而言，布置习题作业的多则批改任务繁重，目前高职院校教师一职多能，往往难以完成;而作业少则使得学生缺乏应有的练习训练，影响学生的积极性与对本课程的重视程度。

总之，在现今创建应用型高职院校的大环境中，传统单一的教学方式缺乏有效的调动作用与约束机制，不符合现代教学理念，有必要进行改革。

3基于CAI系统的五年制高职工程力学习题教学措施

3.1课前师生都要做好准备工作            （下转第109页）（上接第107页）

在课前教师应根据大纲与教案要求，明确概述本次课的主要知识点，学生针对性地预习以作好课前准备，2～3 人组成一个学习小组，完成预习报告。预习报告的内容包括：主要知识点概述;选择或自行设计 2～3 道相关习题并提供初步的计算步骤;理论联系实际部分，结合CAI系统来进行教学内容展示。要求小组成员分工并用手写方式完成相关内容。预习报告的重点在于初步准备好习题环节，习题难易程度等不作限制。

3.2注重课中自主学习与精讲环节

课中学生自主学习与教师初查。每节课开始时，学生先按小组提交预习报告，并在教师引导下自学课程内容20分钟左右，教师则查阅提交上来的预习报告并给出初步评分。

教师精讲环节。教师围绕该章节主要知识点，少时精讲，原则上不超过30分钟。教师应抓住核心和难点，适时应用CAI系统进行辅助教学，解决学生预习中存在的疑惑，特别是对学生习题环节设计与初步完成情况进行点评与提示。教学方法与手段需要进行多样化，将CAI系统灵活地运用到习题的教学中去。

3.3加强学生间的互动学习

学生小组修改习题设计并完成作答环节。教师进行引导性、启发性精讲后，学生进一步自学，并补充修改小组报告中的习题设计和基本解题步骤，在此基础上各小组成员独立完成具体作答步骤，将答题结果附在所修改的小组报告中再提交。教师应与各学生小组互动交流，即时给予指导，并对一些难以理解的习题，通过CAI系统来进行模拟，加强学生的理解能力。

3.4对课后进行习题完成情况的考评约束

定量考评与互动环节以及教师对下节课内容的安排提示。由教师负责、部分学生组长参与的考评活动中，通过轮流抽查方式来检查一些小组在课堂中的习题完成情况，未被考核的小组的答题报告可由教师在课余进行审阅，将定量考评结果直接记入学生的平时成绩。最后由教师概述下节课的内容重点、作自学方法的提示，并回答学生的疑问。

参考文献

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