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關(guān)于工程流體力學(xué)教學(xué)調(diào)查研究與改革探索論文
論文摘要：在“工程流體力學(xué)”教學(xué)過程中，合理地選擇教學(xué)內(nèi)容和采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段對教學(xué)效果可以起到事半功倍的作用。為適應(yīng)新形勢下教學(xué)的需要，根據(jù)“工程流體力學(xué)”課程的特點(diǎn)，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐與體會，對該課程教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)手段等方面的改革進(jìn)行了探索。
論文關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)研究；改革探索
“工程流體力學(xué)”課程在能源動力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運(yùn)動規(guī)律及其實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個重要的分支學(xué)科。通過本課程流體力學(xué)的基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學(xué)問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，然而當(dāng)前的教學(xué)效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動現(xiàn)象，但是由于缺乏對生活的觀察，學(xué)生很難做到對課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外，自然界中的流動現(xiàn)象往往包含多種流動方式，在理論分析與公式推導(dǎo)中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論與方法，經(jīng)驗(yàn)公式多，且不易理解記憶，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來很大困難，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難學(xué)，實(shí)踐與應(yīng)用起來更是難上加難，教學(xué)效果不理想，教學(xué)目的難以實(shí)現(xiàn)。還對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大影響，進(jìn)而影響本科教學(xué)的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革勢在必行。
一、“工程流體力學(xué)”教學(xué)調(diào)查研究
“工程流體力學(xué)”課程通常是開設(shè)于熱能動力工程專業(yè)二年級階段。對揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，多數(shù)學(xué)生對“工程流體力學(xué)”課程的評價是“難學(xué)”。為何會有這樣的評價，通過分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個方面的原因。
1.研究對象比較抽象
“工程流體力學(xué)”課程本身研究對象是流體，沒有一定的形狀和具有流動性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學(xué)研究理論比較抽象、經(jīng)驗(yàn)公式繁多且推導(dǎo)過程復(fù)雜不易理解、易混淆，進(jìn)而導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué)，教學(xué)效果不夠理想。因此，能否將前面學(xué)習(xí)過的對“固體”平衡和運(yùn)動物理規(guī)律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生能否很快的掌握本門課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)好本課程的一個很重要的方面。
2.教師與學(xué)生
“教學(xué)”包括“教”與“學(xué)”兩個方面的內(nèi)容，忽視任何一個方面都有可能造成教學(xué)效果的不理想。理論課教學(xué)是工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主要方面，是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和應(yīng)用于工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學(xué)內(nèi)容仍然是多年前的老教材，對現(xiàn)階段流體力學(xué)的發(fā)展方向和研究成果，以及本學(xué)科的最新科技前沿理論及工程應(yīng)用進(jìn)展不能做到及時更新，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。
教學(xué)方法單一呆板，無法吸引學(xué)生的興趣。經(jīng)常看到這樣一種現(xiàn)象：教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學(xué)的互動性和學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機(jī)，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識，這樣的教學(xué)效果是很低的。
本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個特點(diǎn)：課程增加，課時壓縮，總學(xué)分保持不變�！肮こ塘黧w力學(xué)”課程理論課學(xué)時從64壓縮到48學(xué)時，在教學(xué)內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學(xué)生需要接受的信息量就大大增加了，嚴(yán)重增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)�！案≡辍笔钱�(dāng)代很多大學(xué)生所普遍具有的心理特征，導(dǎo)致的直接結(jié)果是學(xué)生自制力差、怕吃苦，上課前不預(yù)習(xí)、課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)、作業(yè)普遍抄襲。
二、教學(xué)改革的目標(biāo)
圍繞當(dāng)前“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題，以提高課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為目的，進(jìn)行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學(xué)適應(yīng)新時代的要求為目的；加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強(qiáng)課程的應(yīng)用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)；加強(qiáng)課程教學(xué)評價與考核體系改革，引入全程教學(xué)評價與考核機(jī)制。
三、“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革探索
從上面的分析可知，“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學(xué)改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚(yáng)州大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)本科生課程教學(xué)中進(jìn)行的探索與嘗試，取得了較好的效果。 1.教學(xué)方法的探索與實(shí)踐
�。�1）俗話說“良好的開端是成功的一半”，第一堂課的重要性也就不言而喻了。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的直接原動力，能否在開始就激發(fā)學(xué)生對“工程流體力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好本課程的關(guān)鍵。運(yùn)用多媒體技術(shù)，通過生動的視頻和動畫向?qū)W生展示生活中隨處可見的流體力學(xué)現(xiàn)象。如，男孩子喜歡足球、乒乓球的比較多，可以用“香蕉球”和“弧圈球”現(xiàn)象的流體力學(xué)解釋來吸引他們的注意力，還有其他的現(xiàn)象如高爾夫球表面的凹坑設(shè)計依據(jù)，飛機(jī)機(jī)翼能夠產(chǎn)生巨大升力，跑車外形設(shè)計成流線型又是什么道理等等。此外我國正在實(shí)施的“南水北調(diào)”工程同樣涉及很多流體力學(xué)相關(guān)知識，以上這些事例都是學(xué)生所非常熟悉而又在學(xué)習(xí)之前無法用理論來解釋的現(xiàn)象，很容易引起學(xué)生的注意力和想要探索的興趣。
�。�2）合理使用多媒體。在流體力學(xué)的教學(xué)過程中，采用多媒體有利于學(xué)生對流動現(xiàn)象的感性認(rèn)識，加深對概念的理解，提高學(xué)習(xí)興趣。但是，采用過多或華麗的多媒體也會產(chǎn)生一些負(fù)面作用，如多媒體教學(xué)替代板書節(jié)約了時間，增加了授課容量，但相應(yīng)的講課速度也就比較快，學(xué)生不易吸收和消化，容易造成學(xué)生“跟不上”進(jìn)度，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，傳統(tǒng)板書與多媒體有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。當(dāng)然，不同教學(xué)方式之間的比例分配的“度”是需要關(guān)注的問題。
2.教學(xué)內(nèi)容的選擇
“工程流體力學(xué)”課程是機(jī)械、能源、化工、動力、建筑、生物、航天等專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，這些專業(yè)具有不同的特點(diǎn)，對流體力學(xué)知識需求的側(cè)重點(diǎn)也不同。因此，教材的選取要有針對性，即根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)和要求、學(xué)生層次來選擇教材。此外，教師要能夠跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學(xué)最新的發(fā)展方向與研究成果，不斷更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，做到課程內(nèi)容的與時俱進(jìn)。
3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)必不可少的組成部分，屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)對理論進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深對課程基本概念和理論的理解和掌握。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外增加設(shè)計性實(shí)驗(yàn)、建立開放性實(shí)驗(yàn)室，鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
4.課程評價與考核體系
對于“工程流體力學(xué)”課程來說，學(xué)習(xí)要達(dá)到的目的是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識對實(shí)際工程問題的進(jìn)行分析和解決的能力，而不是對課本理論知識和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此建立合理、公正、客觀的課程評價與考核體系非常重要。針對學(xué)生普遍存在的平時不努力、考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，摒棄“一考定成績”的考核方式，采用靈活的、全程考核方式取得了很好的教學(xué)效果。具體做法是：提高平時成績所占最終成績權(quán)重，包括出勤率、課堂互動和討論、小測試、作業(yè)質(zhì)量等平時學(xué)習(xí)各方面的表現(xiàn)；期末考試成績權(quán)重減少，采用閉卷方式，但考題中所涉及的公式、圖表等會在試卷中集中給出，并增加一些干擾公式進(jìn)去，既避免了學(xué)生花大量時間去記憶毫無規(guī)律可言、而又易忘的經(jīng)驗(yàn)公式，同時也達(dá)到了考核學(xué)生選取基本理論和公式去分析、解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的。
四、結(jié)束語
為了適應(yīng)新的形勢，在課時緊縮的情況下使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握“工程流體力學(xué)”課程的內(nèi)容，教學(xué)改革是必要的和緊迫的，這就對當(dāng)代的大學(xué)教師提出了更高的要求。不斷地探索和嘗試新的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性是完善課程教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的必由之路。
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