多媒体教学在建筑力学教学中的应用

多媒体教学在建筑力学教学中的应用（精选8篇）

篇1：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

基于数据库的多媒体技术在建筑结构与识图教学中的应用探讨

基于数据库的多媒体技术在建筑结构与识图教学中的应用探讨

文/杨 茜

摘 要：建筑结构与识图作为土建类专业的一门专业基础课程，对学生的计算分析和空间想象能力有较高要求。利用多媒体技术可以将课程中的抽象概念具体化，并调动学生的学习情绪和注意力，有效提高教学效率。分析了建筑结构与识图课程的知识要点及结构层次，并在此基础上给出了构建多媒体数据库的一般步骤和方法，最后进一步分析了如何利用所建数据库进行课件开发，及如何实施多元化教学和互动教学，以提高教学质量。

关键词：建筑结构与识图;数据库;多媒体技术;应用

中图分类号：TP37 文献标识码：A

随着计算机技术的普及和相关教学硬件设备的不断完善，国内大多数高职院校已经从传统的教学模式转变为多媒体教学模式(CAI)。与传统的教学模式相比，多媒体教学利用计算机技术将课程中抽象的文字信息转换成直观的多媒体信息，使学生能快速地掌握教学内容;同时，由于多媒体技术采用图文声像并茂的课件内容，能够调动学生的学习情绪、注意力，提高教学效率。建筑结构与识图课程涉及大量的建筑结构图形、几何投影、结构形变等抽象信息，非常适合利用多媒体技术将其抽象概念形象化、直观化，使学生快速掌握课程知识提高教学质量。

一、建筑结构与识图课程的特点

建筑结构与识图是建筑工程类专业的一门专业基础课程，是后续建筑施工技术、工程造价管理等专业核心课程的重要基础。其主要任务一是让学生掌握建筑结构的基本力学知识和构造要求，具备分析实际建筑结构形式的能力;二是让学生掌握建筑结构图的表达及读图方法，为后续专业课程的学习奠定良好的基础。课程中涉及较多的空间物体的平面表达及结构受力分析等，内容抽象复杂，因此需要借助相应的多媒体技术辅导教学，使抽象内容具体化，提高教学的质量。

二、建筑结构与识图课程知识点及层次结构

1.建筑结构与识图课程的基本知识要点

建筑结构与识图课程主要涉及建筑基本材料、构件和结构以及相应的识图知识。其中，建筑材料主要知识点为钢筋、混凝土的物理特性、力学特性及钢筋混凝土的黏结作用;建筑基本构件主要包含梁、板、柱、楼梯、雨篷的`设计、计算、制作、安装检验及相应的平法施工图识读;建筑结构主要要求掌握框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结、砌体结构的设计要求、构造要求及相应的平法施工图识读。

2.建筑结构与识图课程中的知识层次结构

从知识层次结构看，建筑结构与识图课程主要遵循从分到总，从个体到系统的结构层次。首先讲解建筑基本构件材料如钢筋、混凝土，然后讲由建筑基本材料构成的建筑构件，如，梁、板、柱等，最后讲解由建筑基本构件组成的建筑结构系统，如框架结构、剪力墙结构。在多媒体信息收集时，也可遵循此层次结构保证数据库系统的完整性及统一性。

三、建筑结构与识图课程多媒体数据库构建

1.多媒体信息的收集

建筑结构与识图课程不仅包含建筑材料、建筑构件、建筑结构及相应的图纸标示和识图方法，而且涉及建筑结构设计计算、建筑施工、建筑抗震等相关知识点。因此，为了支持以上的教学内容需要收集相应的多媒体信息。在多媒体信息收集时，应以当前使用的教材为蓝本，在广泛收集和整理相关教材附带的多媒体资料基础上，可以充分利用网络资源，从网上下载相关信息。多媒体收集的形式主要包括：视频、动画、图纸和图片等资料。对于目前没有或不易收集的媒体信息，可以通过对实物现场拍照、录像、Flash软件制作等方式补充。

2.多媒体信息的分类存储

多媒体数据的存储分类主要依据建筑结构与识图课程知识要点的属性及多媒体信息的表现形式进行分类储存。主要包括以下四个方面：(www.fwsir.Com)实体建筑物数据库、二维三维模型数据库、计算设计数据库、图纸图例数据库。其中，实体建筑物数据库包括与实际建筑相关的媒体信息如实体建筑照片、实体建筑施工过程视频等;二维三维模型数据库主要包括建筑材料模型、建筑结构构件模型、构件的受力模型;设计计算数据库中包含建筑结构设计原则、检验方法、强度形变计算校核方法、材料的配料计算等;图纸图例数据库则主要包含各种建筑基本材料、构件及结构的图纸图例和实际施工图纸资料。

3.多媒体数据库构建

收集到的多媒体信息在分类整理后需要借助计算机转化为能随时按需求进行访问的数据库。目前，广泛使用的数据库系统主要有Oracle、DB2、SQL、Sybase、MySQL、Access等。可以根据实际情况选择其中之一作为建筑结构与识图课程多媒体信息数据库的系统。数据库构建好后需要放到校园网或互联网上以方便访问，同时数据库需要定期维护及更新信息。

四、多媒体数据库在课程教学中的应用

1.多元化的教学方式

教学模式多样化是对传统课堂教学模式的延伸，能够充分调动各种有利资源实现教学目的。目前，建筑结构与识图课程的多元化主要从以下三个方面进行安排：理论教学、实训教学、课后复习。理论教学主要以多媒体课件进行讲解，如上所述，实训教学主要通过学生对实际工程项目的模拟和再加工进行教学;课后复习，将多媒体数据放到校园网络中，学生可以在教室、机房、寝室等场所通过网络对数据库中的相关知识要点进行浏览学习。

2.通过多媒体数据库实现互动教学

通过多媒体技术将教学与媒体相融合，充分利用媒体信息的多样性、开放性及人机交互性，为学生提供一个开放的交互式信息平台并设置不同的学习场景，在场景中可以加入交互式问答、动画演练、实物识别、师生交流等交互式教学环节。在学习过程中，交互式信息平台可以根据学生的学习情况将数据源中与当前所选知识点相关信息推送至学生学习场景中，从而充分调动学生学习建筑结构与识图课程的兴趣，发挥学生学习的主观能动性，达到事半功倍的教学效果。

总之，利用建筑结构多媒体数据库不仅可以扩充传统的教学方式，丰富教学内容，使学生在课程学习中能从各个方面对知识点进行学习认识，而且在借助互联网的支撑下，可以实现多元化的教学和移动教学模式，使学生能随时随地查看相应的信息，从而调动学生的学习热情和主动性，提高教学质量。

参考文献：

[1]张小军。高职建筑结构基础与识图课程教学改革探索[J]。教育论坛，，7(1)：48-49.

[2]贾瑞晨，甄精莲，项林。建筑结构[M]。中国建材工业出版社，.

[3]于琳华，殷秋菊，周超梅。多媒体技术在模具专业课教学中的应用[J]。辽宁高职学报，，11(4)：50-51.

[4]王娟。谈利用多媒体教学存在的问题及对策[J]。辽宁高职学报，2009，8(6)：149-150.

(作者单位 大连职业技术学院)

篇2：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

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【摘 要】结合材料力学课程的特点和教学过程中的实际情况，通过实例介绍了ANSYS在材料力学教学中的应用，通过计算机仿真手段在课堂中的应用，使教学内容更加直观生动，对提高教学质量、激发学生学习兴趣等方面取得了良好的教学效果。

【关键词】材料力学 ANSYS 教学方法

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）12－0024－02

【Abstract】Some applications of ANSYS on teaching of mechanics of materials were introduced by the characteristic and teaching process in mechanics of materials.When the CAE was applied in mechanics of materials teaching, it can make the course more vivid.This means gains good teaching effect to inspiring study interest, improving quality of teaching.【Key words】Mechanics of materials ANSYS Teaching method

随着计算机应用的普遍深入，将计算机应用软件应用到高等教育教学课堂中去，已被越来越多的教师和学生接受，通过实践证明，该方法可以大大提高学生的学习兴趣。《材料力学》课程是我国各高等院校机械类及相近专业普遍开设的一门重要的专业技术基础课，该课程知识点较多，知识相对零散，学生学习起来易感到枯燥，为提高学生学习兴趣，将大型计算机应用软件ANSYS技术融入到课堂教学中去，既可以让学生学习、了解计算机辅助工程，又可以增加材料力学课程的趣味性。

一、计算机应用软件ANSYS的特点

计算机辅助工程的应用软件较多，而进行力学方面分析的软件ANSYS功能较为强大，该软件是世界范围内增长最快的CAE软件，能够进行包括结构、热、声、流体等方面的研究，具有强大的数值计算和仿真功能，能够对材料力学的弹性变形体进行有效的计算。因此将ANSYS与材料力学教学有机结合，可以增强教学效果，提高教学质量，让学生在复杂的计算后看到一些更直观的图像，有利于对理论计算过程的理解。

二、利用ANSYS图像绘制功能展现弹性体变形情况

ANSYS软件有强大的图像绘制功能，可以将整个变形体的变形过程很好的绘制出来，让学生对变形体的变形过程有更加直观的理解，让理论计算与形象思维有机结合起来。

例1，求某一工字钢梁在弯曲时的某点的挠度。求解工字钢在力P作用下A点的变形，已知：P=4000lb，L=72in，IZZ=833in4，E=29E6psi，H=12.71in，横截面面积A=28.2in2。

用有限元分析软件

ANSYS进行分析时可以

将工字钢梁简化为一条

直线，然后对其建模、输入参数、网格划分、施加约束并进行加载，最后求解得出所要结果。

利用ANSYS图形绘制功能得出梁变形后曲线及A点挠度。从图2可以看出A点挠度为0.020601，与利EI用计算公式计算 的结果，与仿真结果相符合，从图中我们可以

看出变形之后的曲线及挠曲线形状。

例2，利用ANSYS动画仿真功能模拟细长压杆失稳。

框架结构的端部固定端约束，横截面是边长为150mm的正三角形构架，框架总长15m，分成15小结，每小节长1m，求该结构顶部三角顶点受相同集中载荷作用时的屈曲临界载荷。已知所有杆件均为空心圆管，内半径为4mm，外半径为5mm，所有接头均为完全焊接。材料弹性模量为E＝1.0×1011psi，泊松比μ＝0.35。

框架结构模型见图3。通过对框架结构进行建模、加载，通过ANSYS有限元分析得出框架的十阶模态，列表见图4。

通过求解可以看出一二阶相等，三四阶相等依次类推，出现这种情况的原因是因为横截面为正三角形，对X和Y的惯性矩相等。所以只展现奇数阶屈曲模态图。

一阶屈曲模态见图5；三阶屈曲模态见图6；五阶屈曲模态见图7；七阶屈曲模态见图8；九阶屈曲模态见图9。

利用ANSYS里面的动画演示功能演示框架的屈曲变形，给学生以形象直观的视觉效果。也可以使学生更好的理解临界力的

表达式 中n取不同整数时不同临界力的屈曲变形情况，在教学中学生经常会不理解计算的欧拉公式是取的n=1时最小压力，当n取其他值时会出现什么情况想象不出来，经过ANSYS的分析得出多阶屈曲模态，使抽象的理论变为形象的动画，使学生更容易理解细长杆受压时的屈曲现象，有助于更好的理论学习。

这里仅举出了一些简单的例子进行说明ANSYS在材料力学中的应用，一些复杂的情况也可以在软件中进行求解。

三、在课堂中渗入ANSYS应用

随着计算机技术的普及，在专业基础课程教学中渗入计算机应用技术已成为必然，计算机辅助工程（CAE）是计算机技术与现代工程方法的完美结合，ANSYS软件以它强大的分析功能成为CAE软件的应用主流。材料力学课程是机械工程等专业所必修课程之一，将CAE技术融入到课堂中去，使学生提前了解CAE技术，为今后计算机应用技术的学习打下良好的基础，同时也增加了专业基础课的学习兴趣。

四、结束语

材料力学课程的知识点较多，计算较为复杂，学生学习起来容易感到枯燥、失去学习兴趣，ANSYS软件具有强大的计算功能，能够将复杂的问题以图像和动画的形式反映出来，有助于提高学生的学习兴趣，从而提高教学质量。

参考文献 王建江.ANSYS11.0结构与热力学有限元分析实例指导教程［M］.北京：机械工业出版社，2008 张良田.教学手段论［M］.长沙：湖南教育出版社，1999

篇3：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

传统《工程力学》教学方法存在着很多弊端，仅仅通过教师的讲解，学生在掌握工程力学相关知识时有很多不足之处，无法将所学的知识应用于具体实践，内容过于单一，缺乏与实际的联系。具体表现在以下几个方面：

1)教学方法单一：大量的讲述和课堂教学，没有从根本上提高学生学习的积极性，效率低，课堂信息量严重不足。

2)内容老化、缺乏延伸：教学内容只涉及到点，没照顾到面，更不可能以点代面，融会贯通，提高学生能力的培养。例如工程力学关于梁的相关内容包括：梁的受力特点、剪力图和弯矩图、强度计算等，忽略了梁在具体工作中的应用，其实可以将梁的相关知识应用于房屋、桥梁、机械制造甚至于日常家务劳动中，将教学内容与具体实践相结合，形成知识体系的立体结合，通过解决实际问题带动对知识的渴求和能力的培养。

3)课程缺乏有机统一的整合，各章节的相关内容之间缺乏必要的联系。材料力学和理论力学可通过强度计算联系在一起;静力学知识可以通过平衡方程将所有内容形成一个整体;通过强度理论将拉(压)变形、弯曲、扭转变形等组合在一起，这样可以让学生系统掌握工程力学的相关知识，并应用于实践。

由于存在上述不足之处，即使学生对所学知识有所了解，但在解决实际问题时往往会感到力不从心，因此，为适应形势解决实际问题的需要，必须对传统的教学方法进行改革。

2 现代多媒体技术在《工程力学》中的应用

随着计算机的普及与发展，多媒体技术日趋完善，为传统《工程力学》教学提供了更加生动实用、更符合实际的教学方法。通过音频、视频效果，再现具体而生动的工程力学教学环境，让学生对常见的力学现象不再感到陌生，进而带动相关专业课程的学习，培养学生处理解决实际问题的能力。

2.1 Flash动画在《工程力学》教学中的应用

1)绘制构件受力图是理论力学中的难点，学生往往在取分离体画受力图时存在很多问题，如果仅仅通过传统的课堂教学讲述受力图画法时，学生很难理解。利用Flash动画制作的机构，学生可以在对机构如何运动有一个初步的认识了解的基础上，熟练掌握构件的受力，通过仔细观察Flash动画可以了解约束和约束力的方向，为准确的绘制受力图提供保证。

2)利用Flash动画制作各种不同机构的拉伸(压缩)、弯曲和扭转等真实模型。学生可以根据不同的结构类型，受力特点以及载荷的分布情况，了解机构的变形和破坏特点，为合理进行强度计算提供理论保证。

3)利用Flash软件，结合Auto CAD，按照载荷性质，构件的受力特点以及截面的不同要求，绘制常见机构的Flash动画库，通过动画库系统了解机构的工作情况，掌握抗拉(抗压)构件、梁和轴的强度计算依据，为将来顺利走向工作岗位打下坚实的基础。

2.2 利用三维软件绘制仿真机构，真实再现机构的运动情况

利用Solidworks、Pro-E制作机器或机构的组成，真实反映机架、原动件、从动件以及机构各构件之间的相互运动关系，让学生从虚拟的机器(机构)中，了解真实机构的运动情况，进而可以正确分析各构件的受力情况，进行机构的结构设计。由于虚拟的三维机构不会人为地损坏，成本低廉，学生可以根据自己对于机构的理解反复进行练习，从而达到了解机构的目的。也可以通过将虚拟的机构进行爆炸、移动、旋转等相关操作，了解每一个具体零件的组成，各相关零件之间的相对位置关系和整个机构的具体装配情况等等。

2.3 虚拟机器（机构）受力情况分布图

利用多媒体技术制作的工程力学教学软件，使用者可以根据自己对构件受力分析的认识，任意地添加力、改变力的作用点、力的大小等来虚拟机构的受力情况，系统根据其受力与载荷分布情况画出机构的弯矩图、剪力图和扭矩图，并给出危险截面的位置以及相应的结构和尺寸，以此作为对使用者正误判断的依据。利用多媒体虚拟技术，让学生有一种身临其境、人机互动的感觉，将抽象的概念、复杂的原理，通过虚拟技术真实再现，通过视听产生强烈的震撼帮助学生了解真实机构的受力情况，能有效激发学生学习的积极性，从而养成良好的分析问题、解决问题的习惯，为解决具体实际问题打下坚实的基础。

2.4 利用多媒体技术模拟“工程力学”实验

工程力学中的拉伸、弯曲和扭转实验，对于实验条件和实验设备要求很高，。一台实验设备动辄十几万元，而且需要专职实验人员。利用多媒体技术可以很好的解决这一问题，多媒体技术虚拟的实验设备简洁生动，可以形象地反映构件的受力情况，构件的拉伸、弯曲、扭转等力学特征可以随条件的改变而发生变化。可以随意改变拉伸、弯曲、扭转实验中的一个或几个实验条件，虚拟的“工程力学”实验系统可以给出具体的实验结果，虚拟的“工程力学”实验还可以进行强度理论的验证与校核，通过构件的受力情况，将第三、第四强论真实再现，并指出最大应力作用点和危险截面的具体位置，为强度计算提供保证。

2.5 多媒体在线课堂的应用

多媒体在线课堂利用互联网的优势，实现网络资源共享。学生可以通过网络学习工程力学的相关知识，并通过网络自测题目检查对所学知识的掌握程度，通过成绩的高低，在线课堂可提供有针对性的建议。学生还可以将自己对学习某些具体章节的理解和体会和其他网友进行探讨，相互交流经验。

2.6 利用多媒体技术实现教与学的互动

开发多媒体工程力学软件，教师可以利用软件有针对性的进行教学，避免了盲目性。学生在学习的过程中，可以结合教师的讲解和自己对相关知识的理解，尝试着解决实际问题。例如，可以将工程力学中关于梁的强度计算与校核应用于汽车中曲轴的计算，这样可以检验学生对所学知识是否真正理解掌握了，一旦出现问题，软件系统会给出相关提示，帮助学生正确理解相关知识，避免走弯路。

3 结论

《工程力学》课程的内容、课程的设置、课程的评价以及课程之间的衔接，都必须把培养学生能力放在首位，以满足企业和社会需要作为设置课程的依据，对工程力学的相关内容进行系统的整理和筛选，教师由讲授者变成组织者和引导者，将生产一线的生产难题，进行分析整理，引导学生解决具体问题，将被动学习变为主动解决实际难题，强化能力和技能的提高。为适应高等职业教育对应用型人才培养的要求，提高学生分析问题、解决问题的能力，缩短学生的理论知识与实践之间距离，对工程力学传统教学进行必要的改革，应用现代化的多媒体技术，在保证工程力学原有系统的前提下，将相关知识有机的联系在一起，突出高职教育特色，实现教与学、理论与实践，素质教育与能力培养的统一，培养出更多的符合社会需要的人才是职业技术教育的发展方向。

参考文献

[1]何萍.如何在机械制图中运用现代化教学手段[J].中国职业教育技术,2007(5).

[2]蒋培红.德国之前教师教育系统改革的特点及启示[J].教师教育研究,2007(5).

篇4：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

【关键词】建筑力学 项目教学法 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）11C-0157-02

建筑力学是一门应用非常广泛的专业学科，是进一步探究其他学科、从事技术性工作的重要基础。建筑力学具有非常强的理论性，学科要求与实际联系极其紧密。掌握这门课程既需要数学和物理等学科的相关知识，也需要具有一定的逻辑思维。如果学生基础不扎实，建筑力学对于学生来说会显得十分抽象、死板，再加上建筑力学理论性强，如果采用传统的教师讲授方式，学生学起来会更加难以理解。鉴于这种现象，我们对建筑力学教学方式进行改革，引入项目教学法，尝试有效提高学生的专业知识素养以及实际运用能力。

一、项目教学法的内容以及主要特点

在建筑力学教学中实施项目教学法，就是以具有代表性的工程项目作为教学依托，通过将建筑力学专业知识的学习与实际工程项目紧密联系起来，使学生在解决实际工程项目问题的过程中，将知识要点融会贯通，同时增强学科与实践的联系，使学生感受到力学对于工程项目的重要价值。

项目教学法最主要的特点就是以项目作为主轴线，教师作为主要引导，学习的主体是学生，彻底扭转过去教师讲授、学生被动接受的局面。项目教学法不再以将教师具备的相关知识技能传授给学生为目的，也不是简单直接地让学生去完成老师部署的任务。它的主要目的是通过教师的有效指导，让学生亲自去认识项目、分析项目，并且领会项目的主要目的，达到可以利用相关专业知识解决实际问题的目标。在信息整合、计划设计、选择方案以及实施等过程中，都需要学生亲自去完成，得到成果是目的但不是根本目的，最重要的部分是学生完成项目的整体过程。学生在项目进展的过程中，既可以深刻地理解专业知识，还能够掌握专业知识运用能力，并且体会到项目实践中创新的艰辛和收获的喜悦，整个过程还能提高项目分析能力以及培养团队合作精神。教师在教学中的作用也发生了显著变化，教师不再单纯地向学生传授专业知识，而是向学生提供相关咨询或者指导，教师起到引导的作用。

由此可知，将项目教学法引入建筑力学的教学中是非常有必要的。

二、建筑力学教学中项目教学法的实施方案和项目设计

建筑力学是基础学科，是学习其他工科类学科的基础，因其学科特点，学生普遍觉得这门学科枯燥、抽象、不易理解。在当前教育改革的形势下，如何科学革新教学方式，在建筑力学教学中引入项目教学法，使力学教学更易于学生接受，值得教育工作者认真思考。

（一）建筑力学教学中项目教学法的具体实施方案。项目教学法通过将建筑力学教学内容用工作项目联系起来，教师同学生一起完成相关项目，在实施过程中完成教学任务，加强学生对专业知识的理解。在整个项目实施过程中，应以实际行动为指导方向、实际生产作为主线，学生在教师的引导下进行知识构建和技能提高，最核心的部分就是学生在项目学习过程中对实际工作的体会以及个人能力的提高。建筑力学教学引入项目教学法，可以直接将理论和实践有机结合起来，以学生为中心，有效地改变传统理论脱离实践的局面。在项目实施过程中，将专业知识有效整合起来，进一步培养学生的知识水平、工作能力、创新意识等。

（二）建筑力学教学中的项目设计。在建筑力学教学中应用项目教学法，一方面，项目的合理设计是前提，设计的水平关系到项目教学应用有效与否。项目是专业知识教学的有机载体，项目的整个实施过程中应覆盖教学任务规定的所有专业知识内容，并且需要满足工作岗位的要求。另一方面，项目设计应做到激发学生的学习积极性，因此项目设计的最优选择就是来源于实际工程中。对于建筑力学这门学科，因其作为专业基础学科，项目的设计要考虑到两个主要方面：首先，项目设计应考虑工作岗位的要求；其次，项目设计要考虑为后续学科打下基础，满足后续学科的需求。例如，某专业对于建筑力学教学设计了三个项目：两个课内项目和一个课外项目。课内项目为某学校办公楼结构施工图校核和某工厂厂房框架结构施工图校核，课外项目为某学校宿舍楼结构施工图校核。其中，教师和学生一起完成课内项目，教师主要起引导和咨询的作用，课外项目由学生自主独立开展。三个教学项目的设计涉及知识点广泛，涵盖了教学大纲要求的所有专业知识点，并且项目教学法可以有效提高教学质量。

三、建筑力学教学中实施项目教学法的具体流程

引入项目教学法来开展教学工作，是将有代表性的工作项目转化为教学内容。设计项目教学流程时，工作项目的逻辑顺序和教学内容的逻辑顺序一定要经过合理协调，设计可以按照工作项目的逻辑顺序制定教学工作的逻辑顺序。建筑力学的主要教学内容包括对具体结构的分析与校核以及如何解决建筑设计方面的问题，工作岗位一般是不同的，因此所需知识面也不尽相同。在实施项目教学法时，一定要按照工作岗位的不同，设计各项分任务，按照逻辑顺序依次完成。

项目教学法流程主要包括以下方面：明确项目目的、设计计划、实施计划、评估与任务归档。下面就建筑力学教学中实施项目教学法进行探讨。

（一）明确项目目的。项目设计开始前，一定要明确项目实施的目的是什么。教学选取的项目一定要具有代表性和合理性，完整的教学项目应该由一系列具有典型性的小任务组成。选取项目前一定要以教学为核心进行调研工作，通过收集建筑相关行业状况的资料，如工作任务的岗位、环境、技能、形式等重要内容，在数量众多的工作任务中筛选出合理、典型的工作任务，并且明确不同岗位对技能的特殊要求，由此确定教学项目。选取项目的最重要目的就是保证项目开展过程中能够完成教学大纲规定的教学任务，保证学生能够学习到足够的内容。此外，项目工程量不宜过大，项目时间应适宜，以防止学生产生抵触心理，对开展教学不利。建筑力学的项目设计可以从分析建筑材料、主要结构体系、结构设计、分析校核等几个重要方面取材，合理部署任务。

（二）项目教学计划的设计。建筑力学课程在设计项目时应保证含有一系列典型性的分任务，完整项目所需课时以及分任务课时占比一定要根据教学大纲合理安排，并制定出课时表。组织项目开展也需要安排课时，对学生分组、成员搭配、组长选定、分工合作等任务进行明确，另外也需要安排时间进行项目问题集中解决。教师应安排时间进行项目定期或不定期评估，及时对项目计划进行合理调整，保证项目顺利进行，确保项目教学法的成功。

（三）项目具体实施过程。计划的实施是整个项目教学的关键，是项目教学法的主要部分。要保证学生能够独立完成任务，教师要起到一定的引导和咨询作用，要讲解新知识以及知识在项目实施时的应用，专业知识的讲解最好结合简单易懂的实际例子，有利于学生理解和应用，最终完成项目。在学生开展项目工作时，应调动学生的学习积极性。以学生亲自操作为主要方式，信息收集、筛选以及项目的具体实施都应由学生独立完成。要组织各小组定期进行项目交流，教师应根据整体学生的情况，对项目进行科学调整。教师将书面指导交给各个小组，小组独立确定项目具体步骤、安排工作分工。教师一定要认真分析项目情况，对学生进行细心考察，互动交流既要保证知识的传授，也要注重学生能力的培养。

（四）项目完成后进行评估。在项目完成之后，一定要及时进行评估和归档。对项目的完成情况以及存在的问题进行总结归纳，是项目教学法的重要环节。首先，对以下内容进行评估：学生收集项目资料的内容质量、计划设计的可行性、项目完成的质量、学生对该项目的重视程度等。并且还要考察学生对建筑力学理论知识的掌握程度以及应用能力，另外各小组进行项目成果汇报，对小组成员工作完成情况进行总结，同时促进各小组进行交流学习，分析各小组团队协作能力。指导教师根据评估结果，纠正学生在完成项目的过程中存在的错误，并且加深学生对该项目的认识理解，提高学生对建筑力学专业知识的实际应用能力。项目的评估应遵循以下流程：首先各小组进行项目评估，完成自我评估后，小组之间互相评估，最后总结完成后统一由指导教师进行评分、归档。各小组以及教师应鼓励表现优异的学生，提高学生的学习积极性，激发全体学生的进取心。

四、项目教学法实施应注意的问题

第一，为了保障教学工作顺利开展，指导教师应具备较高水平的专业能力，同时善于分析整合，筛选出合适的教学项目，具备一定的组织能力以及处理突发事件的能力，这就需要提高教师的专业知识能力以及实践能力。

第二，教学课时是有限的，项目的时间跨度要合适，既要保证课时的有效利用，又要保证学生能够掌握建筑力学专业理论知识。

第三，切记不要形式化教学，应该突出理论结合实践，以项目的进展带动教学任务的完成。另外，应积极引导学生在项目实施过程中不断巩固基础理论知识，在实践中不断创新思维，培养学生的自主学习能力、观察分析能力、实际运用能力。

总之，通过以项目带动教学，最大限度地调动学生的学习积极性，提倡学生参与实践，在实践中学习，在实践中应用，在实践中巩固、在实践中创新。学生在项目教学法中得到了运用理论知识解决实际问题的契机，有利于提高分析、解决问题以及总结归纳的能力。既能够保障学生学习建筑力学专业知识的质量，有效促进教学工作的开展，又有利于学生培养与人沟通、团队合作、交流表达、创新等方面的能力，为学生未来职业生涯规划奠定了坚实的基础。

【参考文献】

[1]张东岭，蔡小超.《建筑力学与结构》课程项目教学法的应用[J].职业技术，2012（5）

[2]范凌燕.项目教学法在《建筑力学与结构》教学中的应用[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2013（4）

[3]寇立亚.高职建筑类力学课程改革与实践研究[J].襄阳职业技术学院学报，2013（1）

[4]飞虹.项目教学法在建筑力学与结构课程中的应用探析[J].新教育时代电子杂志（教师版），2014（19）

[5]栾凤艳.项目教学法在《建筑力学》课程中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（32）

【作者简介】习尧青（1983— ），男，湖北咸宁人，广西城市职业学院讲师，研究方向：力学，建筑力学。

篇5：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

高中物理生活中的力学问题在教学中的应用

摘要：本文从物理模型、实例应用两方面对日常生活中的质点力学、刚体力学、流体力学的例子进行分析和讨论。旨在让学生明白物理学的基础性，也使力学教学贴近生活，走进生活；亦可增强物理教学的趣味性，激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性和主动性。

关键词：日常生活 物理模型 实例应用 STS

物理学是一门基础学科，是现代科学技术的基础，物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有广泛的应用。力学是与日常生活关系最密切的物理学科之一，可以说在我们日常生活中，力学几乎无处不在。人们的衣食住行处处都与力学有着紧密的联系。本文从质点力学、刚体力学、流体力学的物理机理分析日常生活中的力学问题，以及物理学与社会的联系，说明物理教学与实践的关系，使力学教学贴近生活，走进生活。以求激发学生的学习兴趣，达到更好的教学效果；提高学生分析问题和解决问题的能力；提高学生科学文化素质；为[1]将来的创新打下一定的基础。

质点力学教学

1．1 物理模型

在很多实际问题中，物体的形状和大小与所研究的问题无关或者所起的作用很小，我们就可以在尺度上把它看作一个几何点，而不必考虑它的形状和大小，它的质量可以认为就集中在这个点上，这种抽象化的模型，叫做“质点”。例如，研究行星绕太阳运动时，虽然行星本身很大，但是它的半径比起它绕太阳运动的轨道半径却小得多，因此我们在这些问题中就可以把行星看作质点。但在研究它们（例如地球）自转时，就不能把它们看作质点了。

在一般情况下，一切物体都可以看作是质点的集合，所以，研究力学一般都从质点力学开始。质点力学是力学研究的基础，在中学阶段物理课程中的力学部分也是建立在质点力学的基础上的。如：牛顿定律、动量定

[2]理、动量守恒定理、动能定律、动能守恒定律、力矩、势能等等。

1．2 实例应用

1．2．1 走或跑的受力情况

走或跑时，人体受的外力包括空气阻力、作用于身体总质心的重力以及地面支撑脚的力（简称为支撑反力）。支撑反力是地面对人脚的总的作用，它是竖直向上的压力与水平方向的静摩擦力的合力。许多人认为水平方向的静摩擦力就是使人前进的外力。其实，人的走动并不等同于一个物体的平移，人体的总质心还在不断地上、下运动，正压力也会起加速作用。因此，静摩擦力并不是全部的起加速作用的外力。全面地说，起加速作用的外力是地面作用于支撑脚的支撑反力。

为研究问题的方便，可以把支撑反力看成是体重反力与蹬地反力的合力。体重反力是指由于人体具有静态重量而产生的那一部分地面对脚的作用力，其大小总是等于体重，方向总是竖直向上，蹬地反力的大小取决于人以多大的力蹬地，方向则与人蹬地的方向相反。在脚刚落地至蹬地前的缓冲动作中，脚向前下方蹬地，蹬地反力斜向后〔图1（a）〕，因此支撑反力也斜向后，对人的前进起制动作用，使人体减速。而在蹬地动作中，脚向后下方蹬地，蹬地反力斜向前〔图1（b）〕，因此支撑反力也斜向前，对人体起加速作用。

走和跑是我们每个人每天都在做的活动，但在以前的教学中对其的力学分析不够透彻。通过该实例在教学中的应用，并对其进行比较全面的分析。既可使学生能理解相关的物理知识，也使学生学会如何用所学的物理分析问题，这样做的好处是可以提高学生分析问题的能力。也使力学教学贴近生活，走进生活。

1．2．2神奇的劈和楔

人们把刀、斧等切割工具的刃部叫作劈，而一头厚一头薄的斜面木料叫做楔。劈能轻而易举地劈开坚硬的物体，楔可使物体间接触得更紧密。古代有这样一个传说，明朝年间，苏州的虎丘寺塔因年久失修，塔身倾斜，有倒塌的危险。当时，有人建议用大木柱将其撑住，可这样又大煞风景。不久，有一位和尚把木楔一个一个地从塔身倾斜的一侧的砖缝里敲进去，结果扶正了塔身，试分析原因。

图２ 楔的受力图 解析：因为楔的纵截面是一个三角形，使用它们的时候，在其背上加一个力，在力，这个力产生的效果，就是楔（劈）的两个侧面形成两个推压物体的力腰三角形，楔宽的作用下，楔把物体楔紧。设它们的纵截面是一等，它们的侧面长度是，如图2所示。

由相似三角形可得，所以

若三角形的顶角为，则有，即，综上所得：

由此可知，当

一定时，越小，就越大，因此，越薄的楔就越容易钉进物体里。显然，和尚正是利用了质点力学中力的分解原理解决了生活中遇到的这一大难题。

这个小小的实例虽然所涉及到的物理知识难度不大，但力的合成和分解教学是安排在高一课程中，学生的物理知识积累并不多，而且对力的分解与合成也是初步涉及。如果在课堂之中应用该实例进行教学，可以使学生对力的合成和分解的作用之大有着很深刻的印象，并对该知识点有较深刻的理解，有助于教师教学和学生学习。刚体力学教学 1

．物理模型

2刚体是一种特殊的质点组，这种特殊的质点组具有这样的性质：就是其中任何两个质点间的距离不因力的作用而发生改变，这种特殊的质点组叫做刚体。刚体和质点一样，也是从实际物体中抽象出来的，是一种理想化的模型，在所研究的问题中，只有当物体的大小和形状的变化可以忽略不计时，才可以把它当作刚体看待

[3]。

质量为

．实例应用：汽车急刹车时的受力分析，与地面的摩擦系数为，的汽车在水平路面上急刹车，前、后轮均停止转动，前后轮相距汽车质心离地面高度为，与前抡轴水平距离为，试分析前后轮对地面的压力。

图３ 汽车急刹车时的受力图

3解析：把汽车模型化为刚体，以此为隔离体。汽车受力如图，持力；因前后轮均停止转动，故

和

和、分别代表重力和地面支

均为滑动摩擦力。根据质心运动定理：

在地面上建立直角坐标系，将上试向

轴投影：

因为滑动摩擦力为：

建立平动的质心系。应用对质心轴的转动定理，得：

由上面方程可解出：

根据牛顿第三定律，前后轮对地面的压力大小分别为、但方向朝下。

讨论：若汽车静止于水平地面上，则地面对前后抡支撑力为：

综上计算结果比较可知，刹车时前轮受到的压力比静止时大，并造成汽车的前倾。汽车加速时则后倾

[4]。

汽车是日常生活中必不可少的交通工具，学生对车可以说都是非常熟悉，但是其中的力学机理知道甚少，该实例应用是以题型的形式给出，这样既可以让学生对所学知识（刚体的概念，质心轴的转动定理，质心运动定理等）有比较深刻的理解，还能通过该实例的分析提高学生分析和处理问题的能力。生活中的流体力学问题

3．物理模型

物质的自然存在形式有三种：固体、液体和气体。后两种形式的物质又称流体。流体是没有固定形状、容易迁移和变形的物质，在静止状态只能承受压力而不能承受拉应力和剪应力。运动的流体存在微小拉应力和剪应力是由于流体的分子相对运动引起的，而不是可以人为施加的。宏观平衡状态下的流体不能承受拉应力和剪应力，是流体区别于固体的根本标志。流体可以发生形状和大小的变化，这一点和弹性体类似，但流体主要具备体积压缩弹性，例如用力推活塞一压缩密闭气缸中的气体，在撤消外力后，气体将恢复原状，将活塞推出

[3][10]。

．

实例应用

3．2．1 足球转弯之迷

足球场上发任意球时，有的球员可以发出拐弯的香蕉球真让人叹为观止。为什么足球会在空中沿弧线飞行

呢？

我们应当了解到踢出的足球在行进过程中除向前运动外本身还有自身的自旋。假设空气不流动，足球向右运动，同时从上向下看还有绕竖直轴逆时针的方向自旋（图4），如果以球为参照物，则空气相对球向左运动，同时，由于球的自旋，球表面粗糙，靠近球表面有一层空气被球带动而作同一方向的旋转，结果在球的左、右两侧的、两部分空气相对于球的运动速度不等（图5），其中

度。

部分的速度大于

部分的速

图５ 自旋行进足球受力分析图

根据流体力学的伯努利方程

左右两侧处于同一高度：

由于，故得出

图６ 足球弧线进球图

、两部分的压强不等使左、右两侧之间产生了压力差，形成了一个指向

产生了加速度

面的合力，才导致球的运动轨迹发生了偏转。假使合力，在时间内偏离原直线距离为，又运动学知识

所以，位移的大部分发生在后一段时间里（图6），这就导致了我们视觉上总以为球是在球门前突然转弯

[6]

飞如球门的。

现在的学生有很大一部分对足球很感兴趣，把该实例应用于教学中首先就可以抓住很多学生的心，让他们注意力集中，提高学生学习的兴趣；其次也可使学生对教学中所要求的知识点做比较全面的理解；提高教学的综合水平。

3．2．2 沙尘飞扬的力学分析

（1）物体在流体中运动时的阻力

当物体在粘滞性流体中运动时，物体将受到流体的阻力作用，在相对运动速率不大时，这种阻力主要来自于流体的粘滞力，并称为粘滞阻力。由于在流体中物体表面附着有一层流体，这层流体随物体一起运动，在物体表面周围的流体中必然形成一定的速度梯度，从而在各流层之间产生内摩擦力，阻碍物体的相对运动。英国力学家、数学家斯托克斯（George Gabriel Stokes 18191903）于1851年提出球形物体在粘性流体中作较慢运动时受到的粘滞阻力的大小由下式决定，式中

为流体的粘滞系数，它与流体性质和温度有关，为球体的半径，为球体相对于流体的速度。（说明：表达式只对球体相对于流体的速度较小

时近似成立）

如果让质量为，半径为的小球在静止粘滞流体中受重力作用竖直下落，它将受到如图7所示三个力的作用：重力；流体浮力；粘滞阻力，这三个力作用在同一直线上。起初，小球速度小，重力大于其余两个力的合力，小球向下作加速运动；随着速率的增加，粘滞阻力也相应增大。当小球速率增大到一定数值时（极限速率），小球作匀速运动，此时作用于小球上的重力与浮力和粘滞力相平衡。，小球密度为，小球速率为，则有下面的关系：

如果流体密度为

由此可求得小球下落的极限速率为：

5若流体为空气，它在标准状况下，粘性系数=1．80×10 Pa·s，假设小球（沙尘）的密度是33322．0×10kg/m（远大于空气密度1．293kg/m）重力加速度为9．8m/s。代入上式可得：

2=2．4×108rm/s

-7-6-

4m时，小球下落的极限速率为2．4×10m/s；小球的半径为1×10m，小

-32球下落的极限速率为2．4m/s；而当小球的半径为l×10m时，小球下落的极限速率为2．4×10m/s。可见，小球下落的极限速率与其半径的平方成正比，半径越大，下落的极限速率就越大。从上面讨论还可看出极限速率与小球密度有关，密度大相应的极限速率也越大。

当小球的半径为1×10

（2）沙尘飞扬的原因

根据上述分析，我们来讨论地面上沙尘是怎样被扬起成为风沙的。由于沙尘在风力作用下运动时，颗粒的浓度较稀，且颗粒所受约束较少，所以，可忽略颗粒与颗粒之间的相互作用，可以用单颗粒的运动模型来描述沙尘颗粒的有关运动特性，即将沙尘颗粒视为“小球”。上面讨论过半径为r物体在静止流体中运动时的阻力，而风沙的形成则必须考虑当流体（空气）处于流动状态时的情形，因此上面计算得到的极限速率应理解为沙尘相对于流动空气的极限速率，沙尘相对空气的速率只能小于或等于极限速率。

前面分析已知，对于粒径不同的沙尘，极限速率差异很大。对粒半径很小的尘埃，也很小，易被加速，空气的任何轻微流动，上升气流的速度分量都可以超过它的极限速率，导致其随风起动，甚至人在屋里走动所带动的空气扰动，也会使它飞扬起来。这就是“为什么风一刮，总是有一批细小的尘埃随风起舞，飞扬起来”的原因。而且，这样的尘埃一旦处于空中，靠其自然降落到地面需要相当长的时间。对粒半径较大的沙粒，则不容易被风加速，颗粒很难随风起动。这表明沙尘是否起动，风速的大小是一个主要因素，而且风速越

大，沙粒随风起动的可能性就越大。沙尘物理学中，把干燥沙尘临界起动风速定义为起沙风速。在我国，根据主要沙区的观测和统计分析，起沙风速被确定为10m/s。气象中把浮尘、扬沙与沙尘暴统称沙尘天气。浮尘天气是由于高空中的风力较大，从其他地方携带来颗粒较细小的细沙、粉尘等物质所形成，相当于大气中尘埃的影响，其能见度通常大于1Okm；扬沙与沙尘暴都是由于本地或附近尘沙被风吹起而造成的，特点是天空混浊，能见度明显下降，沙尘暴天气能见度甚至小于1km。由于极限速率与颗粒大小密切相关，风小，飞起来的尘埃颗粒就小；而风大时，除了小颗粒尘埃飞起外，还有颗粒大的尘埃飞起。一次“沙尘暴”会有成千吨的沙尘被吹到天空，真可谓“狂风肆虐、飞沙走石”。

当然，沙尘天气的形成是一个多因素问题，它不仅仅依赖于风速，还与风向、离地高度、地质地貌、沙尘含水量等许多因素相关。木文只是对沙尘飞扬的机理作了粗浅探讨。改善生态环境、防风固沙、遏制沙尘颗粒被风蚀起动才是减少沙尘天气、防治沙尘暴的关键。

沙尘暴是现今相当严峻的环境问题，深受各界人士的关注。国家在这方面的治理投入也是相当的大，学生对其应该也是很熟悉。在课堂中引入这个学生熟悉和社会关注的问题，同样可以起到吸引学生注意力的作用；其次，通过该实例在教学中讲授，能使学生明白沙尘暴产生的真正原因，也让学生学到了相关的物理知识；再次，学生了解了沙尘暴（这样一个广受社会关注的问题）的产生原因，亦可使学生感受到物理的用处之大和无处不在。物理学与社会

STS（Scienci-Technologh-Society即：科学-技术-社会）是近年来世界各国科学教育改革中形成的科学教育构想，以强调科学、技术与社会的相互关系。以科学技术在社会生产、生活中的应用（如：宇宙开发、航天技术、核能应用、磁悬浮列车、太空生物等等）作为指导思想来组织实施科学教育。

上个世纪末STS进入我国学术界，受到教育界的广泛关注，普及STS 知识，增强人们的STS意识。已经成为全民教育的一种趋势。科学是推动历史前进的杠杆，科学提出新观念，创造新技术，推动社会发展，物理学本身是和科学技术-社会生产紧密联系的。向学生讲解工业、交通、农业、医疗等密切相关的知识和技术，如在热学中向学生讲解低温的获得以及在医学中的应用；在电学中向学生讲解工厂供电设备情况，电磁场对农作物生长的影响，物理环境对人体的影响，用超声波来碎石等等。英国教材有关物理教学中STS渗透很有特色。如在讲电的产生和输送时，主要介绍有关电力网的知识，如要得到电压稳定、价格低廉的电力供应，为什么要把许多电站联成电力网，以及核电站，火力电站、水电站的各自特点，还具体给出了英国西北电网中各个电站的功率和每兆瓦小时的成本；以及冬季夏季各一天24小时预期的用电曲线，让学生设想自己是电力网调度员，以及小时为一个时间段，根据各时间段预期的用电量，做出把哪些电站接入电网的计划。教材中的[5]这些内容，并不在于给学生许多课本知识，而在于使学生联系实际，形成“成本-效益”的观念。

现代社会生活愈来愈同科学知识发生着紧密联系，未来世纪的普通公民也应具备相当多的科学知识，才能应付日常社会生活的需要，如理解新闻媒介传播的一般信息，从事社会经济和生产活动。对重要社会问题表达自己的看法等。物理知识正在成为社会生活常识的重要组成部分，物理教学应当与社会生活中的重大问题联系起来。如能源问题、资源问题、环境问题、交通问题，通信问题、自动化问题、空间开发问题等，都可以不同程度地同物理教学加以联系。通过这种联系，可以使学生注意并加深对这些问题的认识，增强社会责任感，并了解物理学的社会意义。

总结

物理学是抽象的。物理现象、物理模型的特点和规律，如果通过联系实际的办法对比进行生活化诠释，在所学知识和熟悉的生活现象、经验之间建立起联系，则能使学生深化对所学知识的理解。新课改的一个基本理念就是教育要面向生活，即面向学生周围生活的环境，使学生能依照生活经验来实现知识的有效建构；能深刻感悟所学知识的生活意义和价值，产生追求科学的内在动力；拉近科学与生活之间的距离，并提高分析和解决时间问题的能力。物理教学应注重联系实际。学生最熟悉的物理情景是生活中遇到的物理问题，感受最深的物理现象也是从生活中而来，从生活感受开始探究物理问题最易激发学生学习兴趣，源于生活的物理问题最易激发学生的思维。本文通过部分力学问题与现实生活的联系拓展，引导学生学会从身边事物中去发现物理现象、理解物理原理、总结物理规律。

中学阶段的物理教学必须适应二十一世纪发展的需要，主要是打好与现代化要求相适应的基础。在物理教学大纲中提到：“物理要密切联系实际，使学生在理论和实际的结合中理解和运用知识。”物理教学不是搞理论物理的研究，不能脱离实际，物理概念、规律是物理现象的本质的抽象，离开现象来谈概念、规律是没有意义的。联系实际能激发学生学习的兴趣，让学生感觉到物理就在我们身边，与生活紧密相关；能开拓思路，让学

生学会从实际生活找到解决理论问题的办法；理论联系实际是培养学生能力的重要途径，把学到的知识应用到实际中，反过来加深了对知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力；联系实际还能提高学生科学文化素

篇6：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

摘要：量子力学一直以来都是高等物理教学的重点和难点。为了避免烦琐的数学推导，提高学生对量子力学的学习兴趣，应将数值计算作为一个虚拟实验平台引入到量子力学的教学中。

关键词：量子力学;数值计算;谐振子

一、引言

量子力学是研究微观粒子运动规律的物理学分支学科，与相对论一起构成了现代物理学的理论基础[1]。对于高等院校物理专业的学生，量子力学在基础课程中占有核心地位。通过学习量子力学，可进一步将学生对客观物质世界的感性认识提升到理性认识。因此，对于高校量子力学教师而言，形象、生动的课堂教学不仅能激发学生的学习兴趣，而且还能完善和拓展学生的物理专业知识，从而提高学生的思维水平和培养他们的科研能力。

对于大部分初学者，除了难以理解量子力学中一些与常理相悖的知识外，烦琐的数学推导使很多同学对量子力学望而生畏。如果高校教师继续沿用传统的解析推演、口述笔写的教学方式，将加大学生学习量子力学的难度。此外，量子力学的授课内容大部分属于理论知识，受条件的限制，许多高校无法为学生开设实验课程，这使得学生对抽象的量子力学现象缺乏客观认识。随着计算机的不断发展，很多教师将一些数值计算引入到了量子力学教学中，不仅有效地规避了烦琐的数学解析推演，而且也能作为量子力学授课的理想实验平台，为学生形象地展示量子力学中的一些抽象且难以理解的量子现象和概念[2，3]。因此，为了降低学生学习量子力学的难度，提高学生对量子力学的学习兴趣，应鼓励高校教师将计算机及数值计算搬进量子力学的教学课堂。本文将通过具体的一些量子力学实例来说明数值计算应用于量子力学教学过程中的优势。

二、数值计算在量子力学教学中的应用实例

我们将以一维势场中单个粒子的定态及含时演化为例来说明数值计算在量子力学教学中的应用。为了简单，我们以Matlab软件作为数值计算的平台。

例1：一维定态薛定谔方程的数值计算

在量子力学中，描述单个粒子在一维势场V(x)中运动的定态薛定谔方程如下：

- +Vxψx=Eψx (1)

这里我们假设m=?攸=1。原则上，通过从定态薛定谔方程中求解出波函数ψ(x)，我们可以知道该粒子在势场V(x)中运动的所有信息。然而，方程(1)是否存在解析解，在很大程度上依赖于势场V(x)的具体形式。对于较为简单的势场，例如大家熟知的无限深势阱及谐振子势阱，很容易解析求解方程(1)。相反，如果势场V(x)的形式比较复杂，如周期势或双势阱，则必须借助于数值计算。因此，当学生学会利用数值计算求解无限深势阱或谐振子势阱中的定态薛定谔方程时，则很容易举一反三的将其推广至较为复杂的势场，从而避免了烦琐的数学问题。

以下是基于Maltab软件并利用虚时演化方法所编写的计算定态薛定谔方程的程序：

clearall

N=100;x=linspace(-6，6，N+1);dx=x(2)-x(1);dt=0.001;dxdt=dt/dx^2;

V=0.5*x.^2;%谐振子势函数

temp=1+dxdt+dt*V;

psi=rand(1，N+1);%初始波函数

psi=psi/sqrt(sum(abs(psi).^2)*dx);%归一化波函数

psi1=psi;

for k=1：10000000

psi2=zeros(1，N+1);

for m=1：100000000

for j=2：N

psi2(j)=(psi(j)+0.5*dxdt*(psi1(j+1)+psi1(j-1)))/temp(j);

end

emax=max(abs(psi2-psi1));psi1=psi2;

ifemax<1e-8

break

end

end

psi1=psi1/sqrt(sum(abs(psi1).^2*dx));emax=max(abs(psi-psi1));psi=psi1;

ifemax<1e-6 %波函数收敛条件

break

end

end

作为例子，我们利用上述程序分别计算出谐振子和双势阱中的基态解。程图1(a)中展示了谐振子的基态解，从中可以看出，数值计算的结果和精确解一致。对于V (x)= x +ae 的双势阱(这里a为势垒高度，b为势垒宽度)，由于波函数满足相同的边界条件ψ(x→±∞)=0，则只需要将上述程序中的谐振子换成V (x)即可，其基态波函数展示在图1(b)中。从图1(b)中可以看出，随着势垒高度的增加，粒子穿过势垒的.几率越来越低。由此可见，利用数值计算能形象地描述粒子在双势阱中的势垒贯穿效应，这降低了学生对该现象的理解难度，同时提高了教师的授课效率。

例2：一维含时薛定谔方程的数值计算

在量子力学中，描述单个粒子在一维势场V(x)中运动的含时薛定谔方程如下：

i =- +V(x)ψ(x，t) (2)

该方程为二阶偏微分方程，对于一般形式的外势V(x)很难严格求解该方程。因此，我们借助时间劈裂傅立叶谱方法进行数值求解，其Matlab程序代码如下：

clearall

N=200;L=20;dx=L/N;x=(-N/2：N/2-1)*dx; K=2*pi/L;k=fftshift(-N/2：N/2-1)*K;

V=0.5*3*x.^2;

psi=exp(-(x-2).^2);psi=psi/sqrt(sum(abs(psi).^2)*dx);%归一化初始波函数

t=linspace(0，10，1001);dt=t(2)-t(1);F=exp(-i*0.5*dt*k.^2/2);

for j=1：length(t);

psi=ifft(F.*fft(psi));

psi=exp(-i*V*dt).*psi;

psi=ifft(F.*fft(psi));

U(j，：)=psi;

end

篇7：多媒体教学在体育教学中的应用

摘 要：多媒体课件有其传统教学方式无法取代的互动性、直观性等特点，因此它对激发、提高、巩固学生的学习兴趣可以发挥很大作用。优秀的体育教学课件可以创建逼真情境，激发学生的学习兴趣，它对提高课堂教学效率起到了事半功倍的效果，通过丰富多彩的多媒体手段进行教学，既能有效地吸引学生，同时也可以使学生在安全和易受控制的环境中实践所学的内容。关键词：多媒体 体育课件 体育教学

对于体育来说，一般人认为，上体育课就是去操场，上室外活动，制作课件是用制作和使用，两者根本联系不上，大家想一想，这些话说的不无道理，但是体育光动身体不动脑行吗？如果只取其一，就不是素质教育，我们可以根据现在所具有的条件，发挥优势。在小学高年级体育教学中，我们教师可以先上一些体育理论课，让学生了解体育，了解体育知识，例如，体育的历史、发展，再具体一些，操场是什么样的，篮球场是什么样的，许许多多都可以利用制作课件（可利用软件PowerPoint 制作幻灯片）的方法教给学生。大家都知道，在体育教材中有很多腾空、高速、翻转的技术动作。学生很难把这些瞬间完成的动作看清楚，也就很难快速建立一个完整的动作表象。这时教师只能反复示范，重复讲解，最终的结果是影响了教学进程，而且，过多的讲解和示范还容易让学生产生错误认识。这也是传统体育教学模式中的一个难题。多媒体技术，以其鲜明的图像，生动的画面，灵活多变的动画及音乐效果来优化教学过程的一种新型教学辅助手段。多媒体信息技术是与教学内容紧密相连的成品课件。运用多媒体课件来解决教学中的重、难点易如反掌。在教学过程中，教师自己很难示范清楚的技术环节，用课件中的动画或影像表现出来或把空中动作停下来示范给学生看，这样就帮助学生看清了每个技术细节，更快、更全的建立起表象。加深了对动作的理解，对学生快速掌握学习内容，提高教学效果是非常明显的。同时在实际应用中确实收到了很好的效果，提高了教学质量，缩短了教学过程。更重要的是多媒体课件能够把老师做不好或做不清的动作环节表达清楚。让学生在体育课上少一些点枯燥无味，影响学生学习积极性教学步骤，换一个方法同样可以学到知识，又可以达到快乐体育教育目的。简单地讲，我们教师制作一些幻灯课件，在体育课是完全可以用的上的，还可以提高学生的积极性，学生看的有意思，俗话说，好玩儿，就想看、想学，这样我们就已经达到了上体育的目的。

一、体育课件的发展与现状

随着科技的发展和进步，电化教学对当前体育教学和训练提供了跳跃式发展的机遇。电化教学的运用，对体育技战术的传播、运用和开发，对学生整体水平和个人水平的提高越来越重要。我们必须充分认识到这一点并善加应用，以迎接二十一世纪国际体育运动的挑战。传统的体育教学，总是以教师为主，而以学生为辅，这种教学是一种压迫式教学法，有一定的局限性。如今的体育教学已向科技方面迈进了一大步，运用高科技进行教学，是今后体育教学的主导方向。在体育教学与训练中，运用电化教学，结合体育课的传统教学可以在短时间内取得好的成绩。电化教学既可以使学生及时了解当前体育的发展史和新方向，也可以运用录像的慢放和倒放功能使队员和学生对各项运动的技术动作有一个完整的概念，再在实践教学中进行反复练习，让学生能在较短时间内掌握技术动作、基本知识和技能，从而提高我们的体育教学水平和效果。随着科学技术的提高和发展，电化教学在各门学科的运用越来越广泛。电教与体育教学相结合，是当代体育课堂发展的必然趋势。

增加电化教学的时间和内容，可以大大提高体育教学效果。在传统的体育教学尤其是体育课中，通常是由教师先进行讲解示范，学生分组练习，教师再进行纠正错误动作，学生再进行反复练习，直到学会。在这种传统的体育教学中，教师的示范不可避免地受到种种条件的限制。而电教化则在这种情况下就有无可比拟的优点：教师可以通过录像慢放、倒放、停放和快放等手段对整套技术动作进行分解说明。这种讲解示范看得清，记得牢，效果好，而且重点突出，便于学生模仿和学习正确的技术动作和要领。运用电化教学，学生能在较短的时间内学会技术动作，教学效果要比单纯的传统教学好得多。

二、多媒体课件在体育教学中的优点

1、多媒体课件的出现可以弥补教师示范的不足。在体育教学中，讲解示范是体育教学的一个重要环节，是学生学习新的基本技能的第一步，是让学生对将要学习的技能在大脑里形成一个表象的过程。在这个过程中,教师可以通过学生的视觉、听觉等使学生得到相关的信息。但有一些运动项目在体育教学示范中常因动作速度过快而会让学生目不暇接；而速度减慢，又容易影响体育教学示范动作的节奏性和准确性。例如，教师在讲解示范跳高、跳远动作要领时，可先让学生通过观看一些资料和图片，使他们了解到高水平运动员的正确技术，了解肌肉构造和动作的生理原理；让学生了解在腾空过程中各关节的最佳运动角度是多少，为什么这样的运动角度才是最佳角度？它在整个运动的技术动作中起到了什么样的作用？体育运动是最讲究体位感觉的运动项目，当学生明白了整个动作的来龙去脉后再进行技能课教学，他们就能够自觉的去理解和体会老师的动作讲解而不是单纯的模仿，体位感觉能力也会得到提高，整个技能课的授课质量也会得到质的突破。

2、多媒体课件的运用使学生对其所要学的技术有了更深刻的了解。

通过多媒体课件的制作，教师可以很方便地根据教学需要把零散分布在不同影视、录象、VCD以及网上相关的视频、音频、图片等素材采集起来，合理地加入到课件中去，并应用于体育教学中。教师教学或学生自学时可暂停、慢放或多次播放所需影音材料，或加以文字说明，同视频画面同步运行，形成动静结合的多位一体的多容量的教学内容，达到视听结合、生动有趣、直观形象、便于观察和模仿的目的。例如，我在给学生讲授篮球技术理论时，通过播发大量的CBA或NBA比赛片段让学生了解战术配合的形式和变化；通过慢放或反复播放让学生看清楚战术配合中场上队员跑动的路线、起动的时机、采用的技术动作等。

3、多媒体课件在体育课中运用，可使学生产生浓厚的学习兴趣。

“兴趣是最好的老师”，在学习的过程中，学生只有对其所要学的内容产生兴趣，才能有学习的动力，才会主动积极地去学习。在传统的体育教学模式中，有很大一部分学生只是为了成绩或“达标”而学，并没有主动学习的欲望。在体育课中适当运用一些多媒体课件，可以使更多的学生产生学习的兴趣，从而使他们能够主动的参与到练习中去，提高课堂教学的效果。

三、运用多媒体课件进行体育教学时应注意的事项

运用多媒体课件进行教学是受许多因素的影响。正确合理地处理好体育课中多媒体教学的不利因素，对提高教学效果有很大帮助。所以，我们在运用多媒体进行教学时，必须注意以下几点：（1）多媒体教学最好在体育馆里进行，因为户外的光线强，大大限制了如Microsoft PowerPoint（幻灯片）等的使用。

（2）一般情况下，教师在进行多媒体教学应放在理论课上进行，也可在进行实践课之前，但要注意在时间上的控制，因为体育课主要还是在户外进行实践。多媒体课件只是教学的一种手段和方法，要在学生最需要获得大量技术、技能信息的时候来进行。

（3）让学生知道多媒体课件制作的意义。它只是体育教师进行体育教学的一种重要的教学手段，学生不能只顾欣赏多媒体课件上的精彩内容，而忽略了对技术、技能的学习和对教师提出问题的思考。

篇8：多媒体教学在建筑力学教学中的应用

1、在运动生物力学教学中多媒体课件的设计原则

在进行运动生物力学的多媒体教学课件的设计时, 应该以《运动生物力学》教学大纲为根本依据, 结合全国通过运动生物力学教材, 并参考其他相关教材来制定。

(一) 通用性

在对多媒体课件进行设计时, 应该以最低硬件支持要求为基础, 保证课件在单机或局域网中都能够流畅运行操作, 保证多媒体课件的兼容性和通用性。

(二) 合理性

在设计中, 要充分考虑到以学生作为课件的主要接纳对象, 考虑到学生在学习过程中对课件的相关感受, 针对不同学习单元和学生间的差异进行多媒体课件的设计, 保证课件的合理性。

(三) 科学性

多媒体课件的内容应该严格参照全国通用的教学大纲, 在文字表达和资料选择上应该充分进行筛选, 确保课件内容准确规范, 对课件中引用到的动画视频等内容要做一定的技术处理, 让学生在观看时能够达到最佳的学习效果, 努力保证课件设计的科学严谨。

2、多媒体技术在运动生物力学教学中的运用方法和作用

(一) 激发学生的学习兴趣

在运动生物力学教学中引入多媒体技术, 把枯燥抽象的理论概念转变为直观形象的内容, 从而让学生通过更加直观简化的图像或声音等内容学习到知识, 提高了学生的学习兴趣, 加之多媒体课件的互动性很强, 学生可以通过各种方式进行人机对话, 从不同的角度来辅助学习。

(二) 提高课堂教学的质量

运动生物力学课程中设计到大量的抽象空间知识概念, 需要学生利用大脑进行立体思考, 而很多学生很难在脑海中建立三维立体空间的概念, 导致了教师在教学中会遇到很多难题, 而通过多媒体技术的演示可以轻松的解决这些问题。

(三) 提高学生的自学能力

在运动生物力学教学中, 多媒体课件的设计要根据教学大纲对每一章节的知识点进行精心编排, 让学生能够在观看课件的同时着重理解重要的知识点, 同时还要求学生将课堂学习中的理论学习和自主学习结合起来, 在课堂教学结束后, 可以将多媒体课件共享给学生, 让学生在课余闲暇时间根据自己的情况进行重点知识点的复习和巩固。

(四) 引导学生科学的学习

教师在运用多媒体技术教学时, 可以根据运动生物力学的课程要求, 并结合学生的实际情况, 让学生对多媒体视频课件进行观摩分析, 在各种技术动作的指导中, 学生通过对课件中规范动作进行模拟演练, 从而在训练中结合自身存在的问题进行改进, 教会学生通过理论学习联系实践。

3、结语

作为一种现代流行的教学媒介, 多媒体技术在运动生物力学的课堂教学中, 可以为学生直观全面的展示大量的文字和动态图片, 还可以作为老师的助手演示一些抽象性的概念原理, 如运动学、静力学、流体学等, 这种方式对学生理解概念较传统的教学方法相比具有很强的优势。同时, 多媒体技术可以代替实体运动员展现体育运动当中的一些比赛动作, 达到真实的、有效的学习效果, 从而提高学生对运动生物力学的学习积极性, 使学生尽快地掌握相关专业知识, 在以后的实际运用中发挥作用。计算机技术的发展给现代体育教学带来了新的方法。通过多媒体技术教学成为了教学改革的必然趋势, 也是促进课堂教学质量提升的必然途径, 多媒体的引入, 让学生能够生动形象的对老师所教授内容进行理解, 有效培养了学生的学习兴趣。但与此同时, 老师要认识到, 虽然多媒体技术在教学中具有明显的优越性, 但仍然只是协助教师教学的工具, 在进行运动生物力学教学时, 教学要积极探索创新教学手段, 找到教师教学与多媒体教学的平衡点, 发挥出最佳的教学效果。

总之, 在今后的运动生物力学教学中, 学生会逐渐成为课堂的主动者, 教师、学生、多媒体应该有机的融合在一起, 改变传统的教学格局, 促进运动生物力学教学的发展。

参考文献

[1]于岱峰, 张建平, 绉满.运动生物力学CAI教学课件的研制与应用[N].山东省青年管理干部学院学报.2003 (11) :P99.