2008-12-4 13:29:19

 

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理论力学网络课程的建设

洪嘉振 包光伟
(上海交通大学,上海 200030)
 

  [摘要]:从理论力学网络课程建设的实践,本文论述了网络课程建设的一些观点与读者共同探讨。

  一、 前言

  从略。

  二、 教学体系与教学内容改革是网络课程的基础

  在进行教学体系改革的同时,在教学内容与教学方法方面进行改革,具体表现为:

  1) 重新组织课程的教学内容。在数学上采用矢量几何与矢量代数并重的描述;运动学的教学体系与内容作了较大的更新,较好地解决了传统理论力学中运动学问题求解过于依赖技巧的不足;动力学则分别从矢量力学与分析力学出发,突出了建模理论与处理动力学问题方法的统一。

  2) 在理论力学教学内容上首次引入了运动学与动力学过程分析原理及其计算机辅助分析方法,结合与教材配套的计算机辅助分析软件《理论力学问题求解器》的使用,形成一个培养学生利用计算机处理理论力学问题的全新模式。该软件与大型工程应用软件接轨,为全面提高学生处理工程问题的素质打下扎实的基础。

  3) 教学方法新颖,实现文字教材、多媒体计算机辅助软件与网络课程的多种媒体的结合,实现课堂教学与上机实践相结合,提高了教学效果与学生学习的兴趣。

  三、 网络课程是新的教学环境建设

  多少年来传统的教学环境的特征是以文字教材为基础,通过教师在课堂上面对学生进行知识的传授,学生通过复习与练习对知识进行理解,教师通过多种检查的方法考核学生掌握知识的情况。这种教师与学生面对面教学模式的优点是教师可以根据学生的学习的情况及时调整教学内容与进度,缺点是由于教学进度事先统一设定,学生必须按规定的节奏完成一个教学过程,学生缺少自主学习条件。网络课程的教学对象是进行自主学习的学生,他们可以根据自己先修课程的知识基础,按照自己设定的节奏完成一个学习过程。这种学习模式的优点能充分培养学生自主学习的能力。但是由于没有教师的讲授与辅导,学习的效果与学生的个体有很大的关系。

  事实上,通过文字教材学生也可以实现自主学习的过程。然而,网络课程不是简单的将文字教材变为一本电子教材,供学生阅读。我们认为,网络课程是充分利用网络技术、多媒体技术与计算机技术,在最大的程度上克服没有教师的讲授与辅导对学生可能产生的负面影响。因此网络课程是一种教学环境的建设。也就是说通过网络环境实现课程学习功能、学习指导功能与学习测试功能,此外还应该具有培养学习兴趣的娱乐功能等。

  网络课程的理论(课程)学习板块,应在传统的章节模块设计上有所创新,应充分利用多媒体技术、视频技术将复杂的知识难点形象地演示出来。利用大量的实景图片,揭示理论的应用背景。引入虚拟实验型的交互方式,将课堂教学那种学生参与学习模式引入网络课程。将书本上的条目索引、公式索引、页码索引、章节索引,用超级联接技术在网络课程中实现。

  网络课程的主课内容,应充分利用电脑的强大的计算能力,例题、习题的计算,应侧重计算软件的应用,减少手工运算的技巧训练。

  目前的网络课程设计按照模块装配的思想将一门传统的课程分解为知识点单元集,虽然从技术角度而言这是一个比较理想的模块集,一门课程按难易程度可以从这个知识点单元集中进行选取组装,但是,通过实践我们认识到,每一门有特色的课程都是有灵魂的,用模块组装的方法制造一个网络课程将会失去灵魂而没有特色。其次,理工类课程知识点与知识点之间是有联系的,这种联系并不是点与点之间的联系,而是知识点内部某一方面与外部的联系,这就意味着知识点还不是用于装配的最小单元。第三,网络课程不能将知识点进行简单的堆积,还是要用传统的章节将它们有机地串联起来。

  网络课程的习题板块,同样应体现网络的特点,习题应更多地提取工程中的实例,而不是提供已经建立好了的理论模型,即新世纪的课程学习应侧重建模、计算软件的应用和结果分析。实例应由图片或视频演示,建模可由虚拟实验实现。习题应侧重建模和软件应用的训练。

  网络课程的开放式学习主要体现在网络的讨论环境和答疑环境,网络课程应提供这样的学习环境。对于理工类课程,应开发具有网络传输功能的画板技术,这样就可以用画草图的方式来讨论一些问题。在目前的技术条件下,使用可贴图的超文本传输方式还是可以满足基本的讨论要求。

  每个网络课程都应具备学习者的自我测试功能,完成在线测试和在线评分。一个好的自我测试板块事实上是一个专家系统,但由于软件技术的限制,试题形式必须作适当的调整,采用选择题的试题方式,对评分系统是有利的,虽然选择题的试题形式对概念的测试是较为合适的,而综合题采用该形式则有一点勉为其难的感觉,但退一步讲,学生通过纸笔运算,再作出答案的正确选择也未尝不可。

  趣味教学应该是网络教学的一大特色,引入趣味教学的目的,是增加学生对该课程的学习兴趣,提高网络课程自身的吸引力。在国内外大量的优秀教材中,不乏这种教学思想的体现。由于网络课程对容量的不受限制,这一特色可以展现得更多一些。趣味教学有高级的,也有通俗的,由于网络课程是本科学习,因此,通俗的应多一些。

  网络课程应体现其课程资源的无限性,因此,应建立对国内外同类课程的联接,使自己的网络课程成为互联网上同类课程的一分子,各有特色,互为补充。

  网络课程应内容丰富,体系完整,界面优美,风格协调一致,助学系统丰富多彩,动态活泼,维护及时,这样才具有吸引力,从而激发学习的兴趣。

  四、 理论力学网络课程的特点

  网络课程的环境建设与网络课程的教学目标有关。一种是建设一个脱离教师,具有学生完全自主学习功能的远程学习环境。另一种提供在校学习的学生一个助学的环境,学生可通过校园网络进入,帮助学生自主进行复习,自主考核学习情况,自主进行习题的校对等等。理论力学网络课程建设预期将达到上述的两种目标。即可提供非在校学生、工程技术人员自主学习与知识更新用,也可为帮助在校学生学习理论力学用。

  图1.理论力学网络课程结构框图从略。


  五、 小结

  从略。

  参考文献:

  从略。

 
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