2007-4-5 12:33:06

 

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流体力学网络课程的教学设计思想与实现

上海交通大学建工学院 丁祖荣
 
The design and practice of the network course “Fluid Mechanics”

  [摘要] 世纪之交流体力学教学面临从内容体系到教学手段实行改革的挑战。文章从新的内容体系、开放的课程结构、用多媒体手段讲解知识点、有利于自主学习等方面介绍了流体力学网络课程的设计思想和技术实现,并总结了作者在开发研制网络课程过程中的几点体会。

  一. 流体力学教学面临的挑战

  在世纪之交,流体力学教学更面临来自两方面的挑战:一是流体力学学科进入了一个新的发展时期。主要表现在流体力学的分析手段更为先进,处理流动问题的能力更为强大,对流体运动的认识更加深刻;流体力学与工程技术的结合不再局限于两个专业之间的简单合作,而是进入了相互融合的阶段;流体力学与其他学科领域的交叉渗透进一步深入和扩大等。为了适应这些变化,要求教学体系和内容必须作相应调整和更新。二是教学课时压缩。在保证基本内容和适当增加扩展内容的前提下,要求教学内容的编排更加科学合理,叙述精练准确,有利于学生自主学习,并加强多种媒体形式的辅助教学等,网络课程便在这种形势下应运而生。

  二. 流体力学网络课程的设计思想

  1. 新的内容体系流体力学教材可从不同角度、按不同内容体系编写,如传统的"一维->二维->三维"和"静力学->运动学->动力学"的模式(图1a),强调了运动尺度和形态的由简到繁。本课程试图改变传统模式,按"一般->特殊->一般"的认识规律建立新的体系(图1b)。

  教学实践证明,新的内容体系在加强学生的基础知识,适应网络课程的模块结构和可扩展性方面是成功的。

  2.开放的课程结构从略。

  3.用多媒体手段讲解重点和难点

  从略。

  4.有利于自主学习

  从略。

  三. 流体力学网络课程的技术实现

  1.功能模块。流体力学网络课程的主页上有若干信息窗口外,主要由7个功能模块(功能模块见下图)组成。

  2.导航系统。本课程根据不同模块的特点采用6种不同的导航技术:在主页面上采用导航按钮和导航图标;在课程内容中采用跟随导航条,几乎不占课程页面;在例题讲解中采用导航树,列出每章例题的标题内容;在思考练习中采用导航按钮->下拉式菜单;在课程页面上设置翻页按钮;在任何页面上均有返回主页面的按钮等。

  3.页面和动画设计。主页面和各功能模块的副页面遵循美观不花哨,简洁不繁琐,醒目不刺眼的原则设计;为了减少操作者眼力疲劳,课程页面全部采用柔和的兰灰底色。演示性动画采用Flash制作,计算型、交互式动画采用Java语言编写,大的3Dmax动画和视频画面转换为流媒体形式,以保证网上正常传输。

  4.作业和试卷管理。专门编制了作业管理器软件用于管理作业参考题解和试卷答案的公布,由教师决定公布的时间和题目标号。

  四.几点体会

  1.领导规划得力

  "网络课程建设工程"是一项新事物,以前谁也没做过,"摸着石头过河"。教高司[2000]51号文"关于新世纪网络课程建设工程第二次项目申请的通知"提出了对网络课程的总体要求和相应政策,在执行过程中尽管不十全十美,但规划和领导是到位的,该放的则放,该统的则统。对每门课的建设采取不过多干预的政策,让各门课根据自己的特点自行发挥。先后组织了几次交流检查会,达到相互借鉴和促进的作用。由教育部统一组织开发的"新叶网络教学平台"供免费使用,让教师集中精力放在教学内容建设上去。一定的经费支持保证了建设工程按时按质完成,阶段性检查和最后的验收是严格认真的。

  2.总体构思得当

  不同于编写纸质教材,制作网络课程是一项系统工程,有点象制作影视作品。根据原作(教材)要写出总剧本和"分镜头剧本",除文字编辑外还有"舞美"(网页)、特写镜头(弹出窗口)、切入切出(超级链接)、蒙太奇(动画)等。课程负责人扮演着总导演角色,总体构思是相当重要的。本课程一开始确立的新内容体系、含7个功能模块的开放式结构、及以兰色为底的网页色调等总体构思被证明是正确的。尽管在局部范围内多次修改甚至返工,但总的框架和结构基本不变,为最后完成任务节省了人力、时间和开支。

  3. 充分发挥学生的作用

  有的教师一提到制作网页、动画就摇头,认为应交给学计算机的专业人士去做,总导演也拱手相让,这是不恰当的。网络课程不同于广告和文艺作品,教学功能始终占第一位,而真正懂得教学效果的是教师本人。就拿动画来说,教学动画首先应遵循认知规律,画面则必需符合科学规律,专业动画制作者对此却是门外汉。因此动画的构思者必需是教师,制作者必需实现教师的意图,而不能自行其是。在这方面,本专业的研究生(包括优秀的本科生)是最合适的制作者,他们头脑灵活能很快掌握电脑技术,且能正确领会教师的意图。

  4. 协同配合坚持不懈

  一门六、七十学时的网络课程涉及几十万字的脚本,数百幅图片,上百个动画,数百上千道题目,数万个电脑文件,工程浩大。需要一班人马共同完成,而且教师带领学生必需在课余时间完成,难度是很大的。必需制定多参量工程进度表,相互协同配合,贵在坚持不懈。

 

 
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