基于信息技术的专业课程教学的模式多元化实践.doc

第 PAGE 页 基于信息技术专业课程教学模式多元化实践 　　Practice on Diversification for Teaching Modes in Specialized Courses based on Information Technology//Li Shu 　　Abstract The focus of attention on information technology melted in teaching Optimized Design of Structure is expounded in this paper. For contents of courses, three teaching modes are designed based on information technology. Combining teaching practices of Optimized Design of Structure, the new ideas and methods of teaching modes diversification are given. 　　Author’s address School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University, Beijing, China 100191 　　“工欲善其事，必先利其器”，以计算机技术、网络通信技术为主导现代信息技术广泛应用于教学，极大地提升了教学装备技术水平，信息技术不断发展悄然改变着教学信息传递方式。北京航空航天大学飞行器设计学科具有很强航空航天工程背景，其中结构设计是本学科重要研究方向之一，因此本学科课程体系中结构类课程较多。 　　众所周知，飞行器结构系统十分复杂，零部件数以万计，此类课程在传统课堂教学中主要依靠语言、手势、挂图等方式进行讲授。这种情况下要把飞行器结构设计问题讲解得非常清楚与透彻，对教师而言是一个很大挑战。信息时代教师与技术相互作用关系是一个值得深入研究问题[1]，需要在教学实践中不断摸索，进而深化认识。 　　结构优化设计课程作为飞行器设计专业研究生平台课，具有面向工程实际性质，教学中利用计算机多媒体等技术，极大地丰富了课堂信息量，轻松地将飞行器结构全方位具体生动地展现在学生眼前，可从不同角度观察结构细节部位，有助于学生感受到飞行器结构直观形象，增进对飞行器结构了解，提高教学效率。结构优化设计课程中既有深奥数学理论，也有抽象优化问题，还有复杂计算方法。一直努力剖析利用现代信息技术改进教学方式，促进学生对知识理解。 　　1 信息技术融入结构优化设计课程教学出发点 　　1.1 为结构优化理论发展创造条件 　　结构优化设计课程知识体系不断发展，相继产生一系列新理论与方法，如遗传算法、拓扑优化理论及方法、多学科设计优化理论及方法等。其中对多学科设计优化理论及方法有不同理解。美国国家航空航天局（NASA）兰利（Langley）研究中心认为这是一种用于设计复杂系统工程与子系统方法论。这是目前最具代表性观点。由于理论复杂，而且计算量大，需要搭建分布式计算平台，利用分布式计算机网络技术将位于不同计算机上各个学科资源（剖析模型）进行集成，这是多学科设计优化问题关键技术之一。不难看出，现代信息技术为解决多学科设计优化问题奠定技术基础。 　　1.2 适应飞行器设计技术进步 　　图纸是飞机设计与制造重要文件。传统飞机生产方式是先设计图纸，然后按图纸制造飞机。一架飞机纸质图纸数量极大，给设计人员带来很大工作量。信息技术发展催生出无图设计与无图制造技术，实现设计/制造一体化。波音公司最早使用该项技术应用于波音777双发宽体客机研制，在提高质量、降低成本、缩短周期等方面都表现出很大优势。北京航空航天大学飞行器设计专业肩负着为国家培养飞行器设计工程师重任，实践“德才兼备、知行合一”校训，是北航师生行为与准则。“知行合一”内涵就是善于学习，勇于实践，敢于创新，理论与实践相结合，运用所学知识解决现实问题。因此，教学过程中在利用信息技术增强教学效果同时，还引导学生紧跟飞行器设计技术发展步伐，运用信息技术解决航空航天工程实际问题，做到学以致用。 　　1.3 改善课堂教学效果 　　结构优化设计课程中线性规划与非线性规划等数学理论比重大，拓扑优化方法、多学科设计优化方法等内容抽象、复杂且难度大。信息技术教学具有图文并茂、表现力强特点，灵活运用信息技术能够完成很多在传统方法教学中难以做到事情，如丰富多彩画面、动态过程展示与再现，有助于提高教学内容对学生吸引力，在某种程度上也有助于起到化抽象为具体、化复杂为简单、化困难为容易作用，达到良好教学效果，对提高学生学习兴