李小川 黃庠永

揚(yáng)州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院 江蘇揚(yáng)州 225127

工程流體力學(xué)是熱能與動力工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究流體靜止和運(yùn)動的力學(xué)規(guī)律及其在工程技術(shù)中應(yīng)用的學(xué)科。作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課提供必備的基礎(chǔ)理論知識，也為從事熱能利用的有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員從事專業(yè)技術(shù)工作和科學(xué)研究工作提供重要的理論基礎(chǔ)。工程流體力學(xué)課程在理工科教學(xué)體系中具有重要地位，由于多方面的原因?qū)е抡n程的教學(xué)效果不是很理想，教師難“教”、學(xué)生難“學(xué)”已經(jīng)成為師生的共識。因此，當(dāng)前新形勢下積極思考和探索工程流體力學(xué)教學(xué)改革方法對改善課程的教學(xué)效果、提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。根據(jù)本學(xué)院學(xué)生的教學(xué)現(xiàn)狀，從工程流體力學(xué)課程教學(xué)中“教”與“學(xué)”方面的改革進(jìn)行一些思考和探索。

1 教學(xué)中存在的主要問題分析

為了有針對性地提出工程流體力學(xué)課程的改革思路，筆者對本學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科二年級的學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研，主要從課程本身的特點、教師“教”和學(xué)生“學(xué)”方面對教學(xué)質(zhì)量的影響進(jìn)行了調(diào)查、分析和總結(jié)。

1.1 工程流體力學(xué)課程本身特點

工程流體力學(xué)課程包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面的內(nèi)容，課程涉及的知識面比較廣泛，高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程熱力學(xué)等，尤其對學(xué)生掌握經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)的要求較高。此外，工程流體力學(xué)課程本身研究對象是流體，研究對象不具有固定的形狀、研究理論比較抽象、經(jīng)驗公式繁多且推導(dǎo)過程復(fù)雜不易理解。以上特點導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué)，教學(xué)效果不理想[1]。

1.2 教師“教”的方面

從教師“教”的方法和手段來看，不能根據(jù)當(dāng)今大學(xué)生的特點進(jìn)行教學(xué)、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是造成教學(xué)效果不理想的主要原因，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后，教師上課自己沉浸于“講”課的過程，單方面向?qū)W生“傳授”知識，而不顧及學(xué)生“聽”課的感受，忽視了教學(xué)過程中“教”與“學(xué)”之間的互動性。這種教學(xué)方式造成的危害是逐漸使學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)的主動性和與教師交流的動力，在這種情況下，教師無法得到學(xué)生的反饋信息，從而影響教學(xué)水平的提高。(2)教學(xué)內(nèi)容老舊，講課內(nèi)容局限于教材本身，沒有或很少對課本知識進(jìn)行擴(kuò)展、結(jié)合現(xiàn)實生活中的實際現(xiàn)象進(jìn)行舉例說明，理論與實際脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生不知道學(xué)習(xí)本門課程能夠解決什么問題、如何解決問題的疑問。(3)過于依賴多媒體課件授課，板書很少或者摒棄板書。學(xué)生反映這種授課方式速度偏快，不利于對基礎(chǔ)知識、公式等內(nèi)容的理解和消化。此外，某些教師的課件僅僅是對板書的復(fù)制，課件的制作質(zhì)量不高，無法體現(xiàn)多媒體教學(xué)的特點[2]。(4)學(xué)生課業(yè)繁重以及新校區(qū)位置偏遠(yuǎn)帶來的交通不便，導(dǎo)致教師在課后幾乎沒有時間對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。

1.3 學(xué)生“學(xué)”的方面

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在學(xué)生“學(xué)”的方面存在以下問題：(1)學(xué)生普遍存在學(xué)習(xí)上怕吃苦、自制力較差、學(xué)習(xí)態(tài)度浮躁的現(xiàn)象。(2)在上課前不提前預(yù)習(xí)本次課程所講述的內(nèi)容。(3)課堂上不能集中思想認(rèn)真聽課，課下提不起興趣認(rèn)真復(fù)習(xí)、做作業(yè)。

2 教學(xué)改革模式的探索與實踐

2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是關(guān)鍵

愛因斯坦說：“興趣是最好的教師，而教師則是點燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬?！痹谡n程開始之前，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是主講教師首先要面對并仔細(xì)考慮的問題。因此，在工程流體力學(xué)教學(xué)過程中，如何將教學(xué)內(nèi)容與實際緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是提升教學(xué)效果的重要措施之一。如在開始學(xué)習(xí)之前通過一些圖片、視頻和動畫給學(xué)生形象地展示自然界和人類生活密切相關(guān)的流體力學(xué)現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生對流體力學(xué)的感性認(rèn)識：如高爾夫球運(yùn)動，球體表面設(shè)計如此多的凹坑是為了起到什么作用？從汽車的發(fā)展歷史看，車輛形狀發(fā)生了很大的變化，其外形設(shè)計依據(jù)是什么？飛機(jī)的機(jī)翼能夠產(chǎn)生升力托起沉重的機(jī)身，原理是什么？等等[3]，這些問題是學(xué)生在日常生活中可以直接看到或者感受到的，通過這些問題，學(xué)生可以知道本課程可以解決哪些實際問題，帶著疑問和興趣去學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性因此被充分調(diào)動起來。

2.2 選取合適的教材是基礎(chǔ)

工程流體力學(xué)課程內(nèi)容并不包括流體力學(xué)課程的全部專業(yè)知識，主要講授流體力學(xué)的基本原理與基本方法，并通過一些實例說明如何運(yùn)用這些原理與方法去分析和解決與流動運(yùn)動相關(guān)的實際工程問題。教材的選取要根據(jù)本專業(yè)特點和要求、學(xué)生的層次，有針對性地選擇教材，不能盲目地跟風(fēng)走。所以，選取的教材在內(nèi)容組織上重點不是放在一些公式的推導(dǎo)上，而是側(cè)重于基本原理、基本方法與基本公式的運(yùn)用，力圖做到“概念準(zhǔn)確、通俗易懂、內(nèi)容均衡、學(xué)以致用”[4]。另一方面，要根據(jù)時代的進(jìn)步、科技的發(fā)展不斷更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)現(xiàn)實的需要。

2.3 教學(xué)方式與手段改革

“教學(xué)”方法包括教師教的方法和學(xué)生學(xué)的方法兩個方面，教學(xué)方法是否得當(dāng)對教學(xué)效果起到至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前本專業(yè)的專業(yè)課數(shù)量增加，專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時被明顯壓縮的新形勢下，教學(xué)方式的改革就變得尤為迫切。結(jié)合筆者對工程流體力學(xué)課程的教學(xué)實踐，進(jìn)行了改革嘗試。

2.3.1 傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合

隨著科技的發(fā)展，多媒體技術(shù)在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用并越來越受到重視。但是單純的多媒體課件教學(xué)效果并不理想，學(xué)生反映雖然課堂信息量大，但講課速度偏快，接受起來比較困難，尤其是公式推導(dǎo)和例題講解方面更加明顯。在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，教師只能憑口述和板書進(jìn)行講解，對于抽象的概念學(xué)生很難理解。因此，根據(jù)不同教學(xué)方式的特點，進(jìn)行合理運(yùn)用，尋找最佳的結(jié)合方式，可以達(dá)到取長補(bǔ)短的效果。例如以傳統(tǒng)的板書形式來進(jìn)行公式推導(dǎo)和講解例題，而對理論部分和工程應(yīng)用部分較多地采用多媒體課件。在對自然界中的流體流動現(xiàn)象分析、流體力學(xué)實驗教學(xué)等方面用多媒體課件講解將更加直觀、生動和易于理解。

2.3.2 主動學(xué)習(xí)與被動傳授相結(jié)合

在課堂講授的基礎(chǔ)上，可以提出一些當(dāng)前的熱點話題、學(xué)科前沿鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)并去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和嘗試解決問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)和提升創(chuàng)造性思維能力。如提出學(xué)科前沿問題“微尺度流動問題”，要求學(xué)生通過去圖書館查閱資料，學(xué)習(xí)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫搜索最新的科技論文，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。長此以往有利于培養(yǎng)學(xué)生敢于獨立思考，敢于提問，敢于猜想，敢于探索的精神，達(dá)到“授之以漁”的目的。

2.4 考核方式改革

合理的考核機(jī)制有利于客觀、公正地對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核。對于多數(shù)工科課程來說，學(xué)生對大量無規(guī)律的經(jīng)驗公式死記硬背是沒有意義的，是否能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析解決問題才是考試的目的和核心。

對于工程流體力學(xué)課程，傳統(tǒng)考核方式是閉卷考試，對于教材中大量由實驗得到的經(jīng)驗公式要求學(xué)生全部死記硬背是不切實際的，也是沒有意義的，而如果避開這些內(nèi)容又會限制考核命題范圍。因此，采用開卷+閉卷相結(jié)合的方式是本院進(jìn)行考核方式改革的嘗試，并受到了學(xué)生的普遍歡迎。具體做法是：對于基本概念、基本原理和基本計算方法的考核采用閉卷方式；對于采用復(fù)雜公式、查圖表等分析和解決問題能力的考核采用開卷方式。此外，注重對學(xué)生平時學(xué)習(xí)情況、作業(yè)情況的記錄，增加平時成績所占最終成績的權(quán)重，有效防止平時不學(xué)、考前突擊的現(xiàn)象。新的考試方式可以綜合考查學(xué)生對基本理論知識的掌握和工程應(yīng)用能力，能夠較真實地反映教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)束語

“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”，不同的教學(xué)方法適用范圍和條件不同，且都有一定的局限性，如何對不同的教學(xué)方法、手段進(jìn)行合理的組合運(yùn)用，尋找一種好的教學(xué)模式是工程流體力學(xué)教學(xué)改革的核心任務(wù)。合理使用多種教學(xué)方法與教學(xué)手段，激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析和解決問題的能力、理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，是工程流體力學(xué)教學(xué)改革所要達(dá)到的最終目的。

[1] 雒婧,吳怡.工程流體力學(xué)教學(xué)調(diào)查研究[J].中國電力教育,2009(12):71-72.

[2] 徐文娟,侯清泉,劉訓(xùn)濤.多媒體技術(shù)在工程流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].理工高教研究,2008,27(2):100-101.

[3] 潘良明,何川,陳紅.工程流體力學(xué)立體教學(xué)法初探[J].中國電力教育,2008(11):88-89.

[4] 王保國,蔣洪德,馬暉揚(yáng).工程流體力學(xué):上冊[M].北京:科學(xué)出版社,2011.