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時間:2023-12-21 10:28:40
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1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2008級、2009級、2010級和2011級的本科腫瘤學(xué)專業(yè)學(xué)生共120名。作為本次的研究對象,將學(xué)生分為兩組,每組各60名,兩組學(xué)生在年齡、性別、病程等一般資料對比上均無顯著性差異(P>0.05),具有可比性。
1.2 方法
2008級、2009級60名學(xué)生采取傳統(tǒng)的教學(xué)方法,2010級和2011級學(xué)生采取典型病例的教學(xué)方法,教師對腫瘤典型病例的臨床癥狀進(jìn)行分析和講解,利用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)展示腫瘤病例有關(guān)的信息和圖片、影響等,教師在腫瘤病例的診斷過程中,將涉及到的全部知識點(diǎn)做出詳細(xì)地分析和講解,以便學(xué)生可以形成對腫瘤病例的立體感認(rèn)知。在課堂教學(xué)之前,教師可以給學(xué)生有關(guān)的腫瘤病例資料,同時結(jié)合有關(guān)知識點(diǎn)和資料,給學(xué)生設(shè)置有關(guān)的問題,自行查閱資料,解決問題。教師在選擇典型病例時,要注意選擇一些常見病和多發(fā)病,選取的案例必須和課堂的重點(diǎn)知識結(jié)合在一起,選取的病例必須要全面包括腫瘤的診斷、綜合治療方案和手術(shù)方法以及過程,以便學(xué)生可以更好地掌握不同腫瘤的發(fā)病現(xiàn)象和特點(diǎn),觀察兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。
1.3評價(jià)指標(biāo)
對選取的學(xué)生進(jìn)行典型病例腫瘤學(xué)考試,總分為100分,對比兩組學(xué)生的成績總分、平均成績、總及格率。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
取統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,計(jì)數(shù)資料采取率(%)表示,計(jì)量資料采取平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,組間率對比采取用T檢驗(yàn),對比以P
2 結(jié)果
兩組學(xué)生的腫瘤學(xué)考試成績綜合比較
2010級和2011級學(xué)生的典型病例平均成績和總分都比2008級和2009級學(xué)生明顯高,對比兩組學(xué)生的總及格率,具有明顯差異,P
表1 兩組學(xué)生傳統(tǒng)考題和典型病例考題成績綜合比較分析[n(%)]
3 討論
典型病例教學(xué)方法主要包括病例展示和分析,提出解決問題,組織學(xué)生獨(dú)立思考,學(xué)生和教師之間互動,教師做出評價(jià)和總結(jié)幾個部分[1],這種教學(xué)方法和傳統(tǒng)的教師單純傳授知識的方法有很大區(qū)別,可以最大限度激發(fā)學(xué)生自主探索的熱情和積極性,提高學(xué)生的課堂參與度,將傳統(tǒng)的儲備式教育轉(zhuǎn)變成為啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力[2]。將典型病例方法具體應(yīng)用在腫瘤學(xué)教學(xué)的過程時,需要全面結(jié)合高校臨床腫瘤的教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo),根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)際進(jìn)行[3]。具體的教學(xué)方法如下:教師在下一節(jié)課堂之前就需要將典型的腫瘤病例資料發(fā)放給學(xué)生,要盡量選取近期學(xué)生熟知的腫瘤疾病類型,以便使學(xué)生有足夠的時間查找有關(guān)資料[4]。然后在學(xué)生預(yù)讀和熟知病例的基礎(chǔ)上,分小組進(jìn)行討論,這個過程中,教師可以組織扮演醫(yī)生和患者的角色,進(jìn)而更加深刻地掌握對這種腫瘤疾病的診斷依據(jù)和方法。在教學(xué)的全過程中,對腫瘤病例的討論和分析是重點(diǎn),教師再結(jié)合課前提出的問題,組織學(xué)生做出回答,積極將學(xué)生引入問題情境之中,鼓勵每一個學(xué)生都踴躍參與到討論中去。討論結(jié)束以后,教師對學(xué)生的回答和討論情況進(jìn)行點(diǎn)評和補(bǔ)充,做出進(jìn)一步的歸納和總結(jié),不斷完善腫瘤病例的診斷方法和治療過程,還要認(rèn)真分析和總結(jié)典型病例教學(xué)過程中的出現(xiàn)的不足和注意的問題。
中圖分類號:R730.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-4949(2013)03-0-01
目前惡性腫瘤的仍以手術(shù),放療,化療,生物治療四大治療手段。但在臨床上常常遇到患者無法耐受手術(shù)或手術(shù)失去時機(jī),放化療不敏感,治療復(fù)發(fā)等情況,成為臨床治療中的棘手問題,電化學(xué)治療簡單,易掌握,安全性大,療效高,尤以體表腫瘤效果最好。今將我科從2005年3月—2007年5月間共19例體表腫瘤患者行電化學(xué)治療收到了較好的療效闡述如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
本組19例,男12例,女7例,平均年齡56歲(20-68歲),其中皮膚癌5例,晚期頸部轉(zhuǎn)移癌3例,血管瘤3例,肝癌2例,癌2例,環(huán)狀痔1例,舌癌1例,胸壁轉(zhuǎn)移癌1例,骶尾部轉(zhuǎn)移癌1例。
1.2 治療方法
1.3 療效評價(jià)
2 結(jié)果
全組19例體表腫瘤治療后CR11例,PR4例,總有效率78%,MR3例,PD1例。詳見圖表。
3 討論
電化學(xué)治療原理是通過直流電的電離作用改變腫瘤組織生存內(nèi)環(huán)境,使腫瘤細(xì)胞內(nèi)代謝發(fā)生紊亂,陽極內(nèi)PH值極度降低,酸性刺激血管引起腫瘤缺血,脫水。陰性電極PH值極度升高,局部組織水腫壓迫血管,使腫瘤血供減少,氧氫離子等電離作用直接損傷腫瘤細(xì)胞,促使蛋白質(zhì)凝固、壞死,組織內(nèi)微血檢形成,使腫瘤細(xì)胞分解,破壞、死亡。[1]作為電化學(xué)治療在腫瘤治療橫式的補(bǔ)充、物理治療的一種手段,特別對體表腫瘤顯示出相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢性,對于年老體弱,不能耐受手術(shù),病期晚,失去手術(shù)時機(jī),治療復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移,特殊部位手術(shù)創(chuàng)傷大,術(shù)后局部畸形、缺失,功能受損等患者體現(xiàn)了電化學(xué)治療的高效、安全、微創(chuàng)的優(yōu)勢,使部分腫瘤明顯縮小,癥狀減輕、緩解,提高患者的治療信心,提高晚期癌癥患者的生活質(zhì)量,起到了關(guān)鍵作用。[2]甚至使部分腫瘤完全消失,起到了與手術(shù)同樣的效果,而且結(jié)合中藥、化療、生物治療,進(jìn)一步提高惡性體表腫瘤的療效,部分病人得到長期生存??傊?,電化學(xué)治療體表腫瘤操作簡便,副作用小,安全、可靠、費(fèi)用低,適用范圍廣,給予已失去手術(shù)時機(jī),手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大,創(chuàng)傷大的體表腫瘤提供了一種新的、有效的治療方法。[3]
參考文獻(xiàn)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)22-0123-02
計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)是一門集成了流體力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉學(xué)科。計(jì)算流體力學(xué)的基本思想為[1]:通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示,對包含流體流動和傳熱等相關(guān)物理現(xiàn)象做出系統(tǒng)的分析。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算流體力學(xué)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
《計(jì)算流體力學(xué)》課程開設(shè)的主要目的在于使學(xué)生掌握流動及傳熱問題數(shù)值模擬的基本理論與建模思路、掌握常用商用CFD軟件的使用方法,能夠利用計(jì)算流體力學(xué)方法解決實(shí)際研究問題[2]。課程內(nèi)容涉及了流體力學(xué)理論、數(shù)值計(jì)算理論、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)以及計(jì)算軟件的工程應(yīng)用等。課程理論內(nèi)容較多,學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為吃力,常處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài),因此需要改進(jìn)教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)[2]。同時該課程還與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密,如何將理論與工程實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力,也是本課程教學(xué)中需要探討的問題。經(jīng)過多年在教學(xué)過程中的改革和摸索,下面淺談一下我們在《計(jì)算流體力學(xué)》課程改革方面的一些探索。
一、計(jì)算流體力學(xué)課程內(nèi)容
計(jì)算流體力學(xué)包含內(nèi)容甚廣,從總體上講,可按照不同的應(yīng)用領(lǐng)域分為兩個主要方向:
1.將計(jì)算流體力學(xué)自身作為對象的課程體系。該體系的研究對象為計(jì)算流體力學(xué)本身,主要以流體力學(xué)數(shù)學(xué)物理模型模型構(gòu)建、數(shù)值離散方法、高性能數(shù)值計(jì)算算法開發(fā)為主要內(nèi)容,側(cè)重點(diǎn)為計(jì)算流體力學(xué)理論及其實(shí)現(xiàn)方法。
2.以算流體力學(xué)應(yīng)用為主的課程體系。此體系以如何更好地將計(jì)算流體力學(xué)方法應(yīng)用于工程作為研究對象,主要以應(yīng)用技能為課程目標(biāo),側(cè)重點(diǎn)為現(xiàn)實(shí)物理問題的簡化建模、利用計(jì)算機(jī)程序解決物理問題以及對計(jì)算結(jié)果的科學(xué)解釋等。
對于應(yīng)用型本科《計(jì)算流體力學(xué)》課程來講,應(yīng)當(dāng)更多地關(guān)注計(jì)算流體力學(xué)在工程中的應(yīng)用,將計(jì)算流體力學(xué)作為一項(xiàng)解決工程問題的工具,培養(yǎng)學(xué)生在利用該工具解決實(shí)際工程中的流體問題的能力[3]。
二、原有教學(xué)方法的弊端
西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)較早開設(shè)了《計(jì)算流體力學(xué)》課程,培養(yǎng)了多屆學(xué)生,積累了一些寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。然而,該課程教學(xué)方式仍不夠成熟,存在一些弊端,教學(xué)效果受到影響。這些弊端主要表現(xiàn)為:
1.教學(xué)內(nèi)容偏于理論。在教學(xué)過程中,當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容還延續(xù)中傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)的基本內(nèi)容,即:流體流動控制方程的推導(dǎo)、離散方法及線性方程的解法等,在課程講解過程中,仍以有限差分法、有限體積法及這些數(shù)值算法的收斂性、穩(wěn)定性、計(jì)算精度等方面作為主要的講解對象,教授過程中涉及到大量的理論推導(dǎo)及數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用。在教學(xué)過程中,學(xué)生們普遍反映教學(xué)內(nèi)容難懂難學(xué),枯燥乏味。同時大量的理論教學(xué)還影響了上機(jī)教學(xué)時間。
2.工程實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化不足。當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃中雖然搭配了16個課時的上機(jī)教學(xué),但仍顯不足。經(jīng)過多次的上機(jī)練習(xí),部分學(xué)生能夠掌握利用計(jì)算流體動力學(xué)方法解決工程問題的一般流程,但是大部分學(xué)生仍然不具備解決新問題的能力。在上機(jī)練習(xí)過程中,學(xué)生按照教師提供的上機(jī)指導(dǎo)書中的計(jì)算模型操作完成,而對于計(jì)算中非常重要的如計(jì)算區(qū)域創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分、數(shù)值計(jì)算模型選擇、邊界條件、初始條件及計(jì)算控制參數(shù)等缺乏自主的思考。針對上述問題,迫切需要對課程進(jìn)行教學(xué)改革,提出新的教學(xué)理念,利用合理的教學(xué)方式,提高教學(xué)質(zhì)量。
三、課程改革措施
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
“工程流體力學(xué)”是動力類各專業(yè)及相近專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它為該類專業(yè)主要專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)。工程流體力學(xué)是流體力學(xué)的一個重要組成部分,它側(cè)重于解決工程實(shí)際中出現(xiàn)的問題,而不去過分追求數(shù)學(xué)上的嚴(yán)密性。它在一定程度上借助于實(shí)驗(yàn)研究, 得出經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式。其研究對象為流體,考察流體中大量分子的宏觀平均運(yùn)動規(guī)律。所以,“工程流體力學(xué)”是能源動力類專業(yè)的最主要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。
工程流體力學(xué)作為一門技術(shù)學(xué)科,研究方法也遵循“實(shí)踐- 理論- 實(shí)踐”的基本規(guī)律。但由于它的研究對象的特殊性,使得對它的學(xué)習(xí)也有一定的難度。在實(shí)際教學(xué)過程中, 我發(fā)現(xiàn)學(xué)生最大的問題在于――不會學(xué)這門課,不是學(xué)不會,而是根本不懂如何去學(xué)它,即沒有找到適合這門課的學(xué)習(xí)方法。本文即針對這個問題談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
1工程流體力學(xué)和工程力學(xué)的研究對象的性態(tài)是不同的
工程力學(xué)的研究對象是靜態(tài)的,而工程流體力學(xué)的研究對象是動態(tài)的。就其力學(xué)行為來講, 流體可以承受很大的壓力,但往往幾乎不能承受拉力。學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生不能用工程力學(xué)的“靜態(tài)”思維來研究工程流體力學(xué)的“動態(tài)”對象,要用“動的”和“相對靜止”這些概念去闡述它。
本文在回顧熱能與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了三十多年來的人才培養(yǎng)工作。文章提出,今后要繼續(xù)以“流體機(jī)械”省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為依托,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,特別是以重點(diǎn)學(xué)科開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為突破口,為熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力支撐,達(dá)到不斷提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。
2注意工程流體力學(xué)中的基本模型的含義及運(yùn)用
從微觀角度來看,流體和其它物體一樣,是由大量分子組成的。這些分子總是不停地、雜亂無章地運(yùn)動著,分子之間存在著間隙。因此,流體實(shí)際上并非是連續(xù)充滿空間的物質(zhì)。如果從分子運(yùn)動入手來研究流體流動的規(guī)律,將十分困難,甚至難以進(jìn)行。而流體力學(xué)是研究在外力( 如重力、壓力、摩擦力等) 作用下流體平衡和運(yùn)動的規(guī)律,所研究的是大量分子的平均行為,沒有必要專注于每個分子。另外, 流體力學(xué)所研究的實(shí)際工程尺寸要比分子間距大得無法比擬。因此,必須建立適應(yīng)流體自己的模型?!豆こ塘黧w力學(xué)》中將實(shí)際的由分子組成的結(jié)構(gòu)用一種假想的流體模型―“流體微元”來代替?!傲黧w微元”由足夠數(shù)量的分子組成,連續(xù)充滿它所占據(jù)的空間,彼此間無任何間隙。這就是:連續(xù)介質(zhì)模型。另外, 流體是連續(xù)的。因此“工程流體力學(xué)”中,連續(xù)性方程及其具體表現(xiàn)形式伯努利方程始終貫穿其中。
3抓住“工程流體力學(xué)”課程的主要內(nèi)容去學(xué)習(xí)
熱能動力類《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱中規(guī)定, 學(xué)生學(xué)習(xí)本課程,必須達(dá)到:(1)全面了解流體的主要性質(zhì)和基本模型;(2)熟練掌握平衡流體的壓強(qiáng)分布規(guī)律, 善于計(jì)算流體與壁面間的作用力;(3)深刻理解流體連續(xù)性、能量、動量方程,并能熟練應(yīng)用于求解工程實(shí)際問題;(4)懂得流體運(yùn)動阻力和水頭損失的計(jì)算方法等。針對這些要求,學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重點(diǎn)掌握連續(xù)介質(zhì)假說、流體的物理性質(zhì)及參數(shù)、牛頓內(nèi)摩擦定律、液體的相對靜止、靜止流體的壓強(qiáng)分布、歐拉平衡方程、靜止液體作用在平面壁和曲面壁上的總壓力、連續(xù)性方程、伯努利方程、流線與跡線方程、動量方程、描述流體運(yùn)動的兩種方法、總流的伯努利方程、圓管中的層流、圓管紊流的沿程損失系數(shù)K、局部水頭損失、邊界層的概念、粘性流體中的應(yīng)力、量綱分析法、流動相似原理等知識點(diǎn)。學(xué)校為了適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,適應(yīng)水電開發(fā)宏偉事業(yè)的需要。針對這些知識點(diǎn),多查閱資料、多做習(xí)題以求掌握它們,并將這些知識點(diǎn)延伸至工程實(shí)踐,力求找到解決工程實(shí)際問題的方法或手段,把所學(xué)知識舉一反三,靈活運(yùn)用。
4注重實(shí)驗(yàn)過程,加深知識理解
熱能動力類“工程流體力學(xué)”課程安排了自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,針對課程知識點(diǎn)的要求,框定了幾個常見的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如伯努利方程驗(yàn)證、流量系數(shù)的測量、雷諾實(shí)驗(yàn)、沿程阻力系數(shù)的測定 。其中伯努利方程驗(yàn)證為必做項(xiàng)目,因?yàn)椴匠痰倪\(yùn)用貫穿課程始終,需加深對它的理解??傊?,“工程流體力學(xué)”不同于其它力學(xué),有其自身的規(guī)律性。要想學(xué)好它,必須搞清這門課自身的特點(diǎn)和針對它的研究規(guī)律, 并輔之以扎實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和不怕困難的精神。
參考文獻(xiàn)
一、提煉課程核心思想、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
近幾年來,隨著我國及上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,上海海洋大學(xué)作為一所以海洋、水產(chǎn)和食品為特色的高校,在學(xué)科和專業(yè)建設(shè)方面取得了較大進(jìn)步,《工程流體力學(xué)》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課,其地位愈來愈顯得重要。其中海洋學(xué)院、食品學(xué)院和工程學(xué)院幾十年來在本科和研究生教育中,一直將《工程流體力學(xué)》和《高等流體力學(xué)》作為一門相當(dāng)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。特別是,工程學(xué)院的機(jī)制專業(yè)將《工程流體力學(xué)》作為該專業(yè)學(xué)生的一門必修課,隨著學(xué)校的發(fā)展,這門課程必將滲透到生命學(xué)院的水產(chǎn)、水生物、設(shè)施漁業(yè)、水環(huán)境等專業(yè)和方向中。目前根據(jù)已定的教學(xué)計(jì)劃,每學(xué)年有近650名學(xué)生學(xué)習(xí)這門課,由于各專業(yè)對其內(nèi)容眼球的不同,需要結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn),提煉課程核心思想、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,通過不同的模塊組合,確實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
上海海洋大學(xué)《工程流體力學(xué)》任課教師根據(jù)多年的教學(xué)大綱及要求編寫了“工程流體力學(xué)”教材,同時完成了配套教材的ppt電子教案,要求學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本知識、原理和計(jì)算方法,主要包括:靜平衡微分方程、流體對固壁的總壓力、流體運(yùn)動的描述、伯努利方程、動量(矩)方程、量綱分析、相似原理、繞流阻力等。在弄清概念,掌握理論的基礎(chǔ)上,能夠?qū)W會運(yùn)用基本理論分析解決實(shí)際問題,并掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能,為從事專業(yè)工作、科研和其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。為了便于學(xué)生的自主學(xué)習(xí),又出版了配套教材的“工程流體力學(xué)習(xí)題解析”一書。同時根據(jù)實(shí)際工程需要,將《工程流體力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容分為3個層次,即流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論、流體力學(xué)知識與進(jìn)展、流體力學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐, 克服了以往過分重視理論知識的介紹,輕視其應(yīng)用的弊端。此外,還相繼開出了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、計(jì)算流體力學(xué)等。
同時,根據(jù)不同專業(yè)的具體需求,在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容上都作了許多相應(yīng)的調(diào)整。例如在全校新開了“工程流體力學(xué)的應(yīng)用”課程,受到了學(xué)生們的歡迎,選修這門課的學(xué)生相當(dāng)多,容量達(dá)95%以上。并設(shè)計(jì)了不同的模塊組合,對機(jī)械專業(yè)的學(xué)生,在已完成《工程流體力學(xué)》教材的二版修訂中,在第8章中增加了明渠流動內(nèi)容,增加了水波理論等內(nèi)容;針對食品專業(yè)的需要,增加了氣體及熱力學(xué)類內(nèi)容,并補(bǔ)充五套自測題供學(xué)生選用,確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。
二、改進(jìn)教學(xué)手段,優(yōu)化教學(xué)過程,加強(qiáng)教學(xué)互動
由流體力學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的《工程流體力學(xué)》教材,于2006年由上海交通大學(xué)出版社出版,同時出版了與之配套的“工程流體力學(xué)習(xí)題解析”,為了便于教師教學(xué),同時制作了與本教材配套的制作精美、圖文并貌的CAI課件,生動地描述了流體力學(xué)的一些理論及現(xiàn)象,大大減輕了流體力學(xué)理論的學(xué)習(xí)難度,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效率。這些系列教材的出版,對該課程的建設(shè)和質(zhì)量提升,起到了非常重要的作用。不但受到了本校學(xué)生的好評,同時還受到陜西理工大學(xué)、中國民航大學(xué)、浙江海洋學(xué)院及天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院等許多學(xué)校的歡迎,這些學(xué)校對系列教材給予了充分肯定。圖書發(fā)行突破2萬本,出版方已無庫存。
充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將課堂理論教學(xué)教案、主講教師課堂教學(xué)的部分錄像進(jìn)行網(wǎng)上共享,使用錄像片、流體力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)片、電子教材等多媒體教學(xué)手段,使學(xué)生感到難以接受的流動力學(xué)概念變得十分生動具體,加深對教材內(nèi)容的理解,提高教學(xué)質(zhì)量。使學(xué)生能夠隨時復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)相應(yīng)的課堂教學(xué)內(nèi)容。同時充分利用上海海洋大學(xué)的E-Class網(wǎng)絡(luò)平臺,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時習(xí)題、例題解答,以及課后答疑網(wǎng)絡(luò)資源及軟硬件的建設(shè),形成師生交流的互動平臺,真正提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)用性。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
在充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段的同時,不能忽視傳統(tǒng)教學(xué)方法的作用。本課程采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)模式,充分利用多媒體教學(xué)信息量大,圖像清晰生動的特點(diǎn), 結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復(fù)雜理論推導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn),不僅直觀清晰,一目了然,而且對重點(diǎn)部分又能反復(fù)講解,以達(dá)到學(xué)生基本理解并具有一定想象能力。例如在講解研究流體運(yùn)動的兩種方法:質(zhì)點(diǎn)法和空間點(diǎn)法時,多媒體上會出現(xiàn)公交車客流量觀察方法的動畫,使學(xué)生既易于分清這兩種方法的不同,同時又強(qiáng)調(diào)一個相同的目的。又如在講到流體的漩渦運(yùn)動時,有龍卷風(fēng)作強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的畫面;講到伯努利方程時,有踢任意球進(jìn)球門的畫面。理論教學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn),但是動畫及多媒體生動、形象,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時既不感到枯燥,同時又能加強(qiáng)對基本理論的理解。由于學(xué)生數(shù)很多,教學(xué)上采用大班課的形式(基本上每個教學(xué)班有近100名學(xué)生),多媒體教學(xué)發(fā)揮了很大的作用。它使繁冗的公式推導(dǎo)成為一個簡單的講解過程,將復(fù)雜的流體運(yùn)動生動形象地表現(xiàn)出來,同時對重點(diǎn)和難點(diǎn)反復(fù)在黑板上演示講解。這兩個方法相輔相承,取得了很好的教學(xué)效果。這種授課方式既有利于避免研究生因長時間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞,又有利于他們理解并掌握復(fù)雜的流體力學(xué)基本理論。
2008年“工程流體力學(xué)”教材獲上海海洋大學(xué)教學(xué)成果一等獎。作為普通高校重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目之一,2009年被上海市教委評為優(yōu)秀教材三等獎,2011年獲得上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(滬教委高〔2011〕48號),極大地提高了上海海洋大學(xué)來在流體力學(xué)行業(yè)的影響力。
三、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,形成完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系
在注重理論教學(xué)的同時,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),2011年3月由上海海洋大學(xué)主編的《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)-理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)》,由同濟(jì)大學(xué)出版社正式出版發(fā)行,其中的流體力學(xué)部分(第三大部分),從根本上解決了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與實(shí)驗(yàn)儀器不配套的問題,有效提高了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。2009年下半年新添置了多功能流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、動量定理實(shí)驗(yàn)儀、流動圖形顯示儀、畢托管測速實(shí)驗(yàn)儀、虹吸管實(shí)驗(yàn)儀、勢流疊加儀、空化實(shí)驗(yàn)儀等流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,新開設(shè)了大量的設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型流體力學(xué)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生、教師互動,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證理論,來觀察抽象的流體運(yùn)動;用理論知識解釋一些流體現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。這種教學(xué)手段提高了教學(xué)效果。同時在互動中,將有關(guān)科研上對于流體力學(xué)的一些熱點(diǎn)問題以討論的形式引入教學(xué),充分地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證加強(qiáng)感性認(rèn)識:在許多重點(diǎn)和難點(diǎn)的地方,基本上有配套的實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí),既能培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行深入分析的思維習(xí)慣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,同時也是加強(qiáng)印象、加深理解、克服難點(diǎn)的手段之一。
針對個別專業(yè)的特殊需要,開設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課。實(shí)際的流體運(yùn)動非常復(fù)雜,因此通過流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示流體運(yùn)動規(guī)律的一種重要手段,為了幫助學(xué)生加深對所學(xué)理論的理解,更好的用所學(xué)理論解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題,經(jīng)過多方籌建,2009年我校海洋環(huán)境專業(yè)開設(shè)流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課,共16學(xué)時,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括:能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、動量定律實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、畢托管測速實(shí)驗(yàn)、管道測流量實(shí)驗(yàn)、流動顯示實(shí)驗(yàn)、虹吸實(shí)驗(yàn)及勢流疊加實(shí)驗(yàn)等;針對食品專業(yè)的需要,開設(shè)了氣體及熱力學(xué)類實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)現(xiàn)教學(xué)和科研的互動
在任課教師積極參加各類相關(guān)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)的同時,強(qiáng)化任課教師的科研觀念,以科研帶動教學(xué),以教學(xué)促進(jìn)科研,進(jìn)行有效的縱、橫向科研聯(lián)合。任課教師積極參與各類教學(xué)改革和科研項(xiàng)目,如深水網(wǎng)箱水動力研究、漁船螺旋槳軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人工魚礁流場分析、海洋結(jié)構(gòu)物的流固偶合分析、海洋波浪能的研究開發(fā)等。通過這些項(xiàng)目的研究,加深了對流體力學(xué)在海洋科學(xué)中實(shí)際應(yīng)用和最新進(jìn)展的了解。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),每年選作以流體力學(xué)基礎(chǔ)理論及其工程應(yīng)用為畢業(yè)論文課題的本科學(xué)生20余人,研究生10人。取得多項(xiàng)教學(xué)改革和教學(xué)研究成果,并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用,如流體力學(xué)團(tuán)隊(duì)教師編制的“漁船螺旋槳系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件”獲得2007年上海海洋大學(xué)科技成果三等獎,該軟件目前已被濰坊柴油機(jī)廠、玉林柴油機(jī)廠等國內(nèi)主要柴油機(jī)生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用。我校工程學(xué)院羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青同學(xué)的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”項(xiàng)目,參加2011年由、中國科協(xié)、教育部、全國學(xué)聯(lián)和地方政府共同主辦的、在大連理工大學(xué)舉行的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”終審決賽,在全國1935所高校選送的16976件作品中突潁而出,獲得“全國競賽三等獎”。該項(xiàng)目由流體力學(xué)老師指導(dǎo),并突破了波浪及流固耦合理論,極大地激發(fā)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)熱情。今后,本課程將在大學(xué)生科技創(chuàng)新中發(fā)揮更大的作用。
五、教學(xué)效果的考核
《工程流體力學(xué)》課程具有理論性強(qiáng)、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的特點(diǎn),為幫助學(xué)生的學(xué)習(xí),僅僅通過教材講解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要配套必要的習(xí)題。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,更新試題內(nèi)容,完善試題庫建設(shè),考慮到我校研究生教學(xué)的特點(diǎn), 團(tuán)隊(duì)根據(jù)新編著教材的主要內(nèi)容, 以章節(jié)為單位,精心篩選和編寫了典型習(xí)題集,力圖做到其中的習(xí)題一定要具有典型性。習(xí)題的數(shù)量不能多,更不能類似和重復(fù),學(xué)生通過習(xí)題練習(xí),能有效地掌握教材中的基本知識。提高試題質(zhì)量,真正做到教考分離,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。該試題庫具有以下功能:平臺提供自動組卷、手動組卷、互動組卷,條件設(shè)定靈活全面;試卷自動轉(zhuǎn)換成WORD文檔,方便打印輸出;自定義追加試題入庫,采用WORD文檔格式編輯批量入庫。
在考核中,平時成績、實(shí)驗(yàn)課成績和期末成績比例為15%、20%和65%。實(shí)踐證明,該考核方法取得了很好的效果。
六、結(jié)語
總之,對于《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革的初步探索分析,可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改變,按此目標(biāo)授課,對教師提出了更高的要求。同時,還可以促進(jìn)教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新,提高學(xué)生的動手能力及科研能力,從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)有所用”,“教學(xué)相長”。
高等教育教學(xué)改革,特別是專業(yè)基礎(chǔ)課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革,是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實(shí)踐過程,專業(yè)教師任重而道遠(yuǎn)。只要不斷努力和探索實(shí)踐,就可以開拓出一條符合各個專業(yè)需求的、更加富有成效的新途徑,取得更好的教改成果。
本文受“2011年度上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(滬教委高〔2011〕48號)”資助
[參考文獻(xiàn)]
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[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)03-0038-02
流體力學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要講述工程流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法,主要內(nèi)容包括流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、流動能量損失及有壓管流和明渠流等。由于該課程涉及高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)等,基本概念多且抽象,對學(xué)生的綜合分析和處理問題的能力要求高,因此學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)較為困難。流體力學(xué)課程一般在第4學(xué)期開設(shè),開設(shè)在高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)等課程之后。
隨著教學(xué)改革的不斷深入,如何針對流體力學(xué)抽象概念多、數(shù)學(xué)分量重、理論性較強(qiáng)的特點(diǎn),有針對性地對環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生尤其是應(yīng)用型本科院校的學(xué)生進(jìn)行授課,本文從以下幾個方面進(jìn)行了探討。
一、針對專業(yè)特色和課時量,優(yōu)選教材
流體力學(xué)分為理論流體力學(xué)和工程流體力學(xué)。前者適用理科專業(yè)方向,偏重理論;后者適用工科專業(yè)方向,著重于工程應(yīng)用。對于應(yīng)用型本科院校來說,應(yīng)選用偏重于工程應(yīng)用的工程流體力學(xué)作為教學(xué)內(nèi)容。目前,環(huán)境工程專業(yè)尤其是側(cè)重于水處理的環(huán)境工程專業(yè),其流體力學(xué)的知識主要用于解決污水處理廠設(shè)計(jì)中的流體力學(xué)問題,課時量被壓縮到50個課時左右。因此,要選用適用于較短學(xué)時,并且側(cè)重于水力學(xué)知識的教材。教材要能夠與時俱進(jìn),精益求精,注重理論聯(lián)系實(shí)際,注重內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性,能夠涵蓋流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、有壓管流、明渠流等基本內(nèi)容。教材要有一定的例題和課后思考、復(fù)習(xí)題,能夠開拓學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,最好能附有實(shí)驗(yàn)演示的光盤。
二、豐富教學(xué)內(nèi)容,增加學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
學(xué)生普遍反映流體力學(xué)很難,其中的主要原因在于W生的學(xué)習(xí)積極性不高,不肯花時間去鉆研。確實(shí),流體力學(xué)對于初學(xué)者來說,是有一定的難度,這就要求教師在講授緒論課時,要讓學(xué)生了解流體力學(xué)的任務(wù)以及在專業(yè)及后續(xù)課程中的作用,從而啟發(fā)學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時,教師要對學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)提出明確要求,如哪些內(nèi)容需要掌握,哪些內(nèi)容需要了解,使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)做到心中有數(shù),樹立學(xué)好這門課程的自信心。[1]
三、改進(jìn)教學(xué)方法和手段,突出重點(diǎn)
流體力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于公式的推導(dǎo)和理論的理解,以及用理論和公式解決實(shí)際問題。例如,在流體靜力學(xué)這一章中,關(guān)于流體平衡微分方程的推導(dǎo),就涉及高等數(shù)學(xué)中的連續(xù)函數(shù)和泰勒展開式等,這是一個難點(diǎn),對學(xué)生的高數(shù)基礎(chǔ)要求比較高。而求解作用在平面上的靜水總壓力有兩種計(jì)算方法,一種是解析法,一種是圖解法。解析法要求學(xué)生有工程力學(xué)的靜力矩和慣性矩的知識以及基本的幾何知識,此法的壓力中心在受壓面的形心的下面,與形心不重合;而在圖解法中,靜水總壓力的壓力中心與壓強(qiáng)分布圖的形心重合。雖然課上教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)兩種方法的區(qū)別,但基礎(chǔ)差和理解能力不強(qiáng)的學(xué)生仍然一頭霧水,不能很好地解決實(shí)際問題。針對這一情況,教師在課堂講解時應(yīng)盡量利用多媒體課件進(jìn)行講解,最好還能結(jié)合模型進(jìn)行講解。例如可以借助一塊平板,將其置于水下,標(biāo)注其形心和壓力中心的位置,再將平板與一棱柱體結(jié)合,分析壓強(qiáng)分布圖的形心位置。這種形象地講解,有助于學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容。
在教學(xué)過程中,多媒體可充分利用圖形、圖像、聲音、錄像將教學(xué)內(nèi)容充分表現(xiàn)出來,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加快教學(xué)信息的傳遞速度,提高課堂教學(xué)效率,擴(kuò)大學(xué)生知識面。[2]但多媒體也帶來了一系列的問題,如學(xué)生在聽課過程中,多媒體課件一晃而過,當(dāng)時學(xué)生感覺很好, 但真正留在腦海里能掌握的內(nèi)容卻很少,這容易造成學(xué)生眼高手低。因此,流體力學(xué)的教學(xué)要多媒體和板書相結(jié)合,在進(jìn)行公式的推導(dǎo)和例題的講解時,最好使用板書,這樣可以使學(xué)生印象深刻,增加記憶的時間;而在講解流線和跡線等比較抽象的內(nèi)容時,可以采用動畫形式,這樣能夠加深學(xué)生的直觀理解, 有助于提高教學(xué)效果。
流體力學(xué)的學(xué)習(xí)講究系統(tǒng)性,各章之間又相對獨(dú)立。在每次上課之前,教師應(yīng)對上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行回顧復(fù)習(xí),并可以采用提問的形式,讓學(xué)生了解自己對上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容的掌握情況。在每一章節(jié)開始時,教師應(yīng)首先向?qū)W生介紹本章的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)以及與前后章節(jié)的聯(lián)系,每學(xué)完一章后教師要進(jìn)行歸納總結(jié),以便讓學(xué)生將所學(xué)知識融會貫通。對于重要的內(nèi)容,教師在課上講解的時候要明確指出,回顧的時候要對這部分內(nèi)容進(jìn)行提問,在一章講完歸納總結(jié)的時候,要再次強(qiáng)調(diào)這部分內(nèi)容,相信這樣可以使學(xué)生印象比較深刻。
四、理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,充分利用有限的課時
流體力學(xué)往往有0.5個學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)的主要目的是通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對理論知識的理解,提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力,更好地運(yùn)用所學(xué)理論解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)讓學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)物理量之間的相互關(guān)系,以便發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,這非常重要。[3]很多教師的做法是理論課全部講完了,再集中上實(shí)驗(yàn)課,這種做法有利有弊。優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生在上完理論課后,在實(shí)驗(yàn)課上教師再講解一遍實(shí)驗(yàn)原理,可以加深其對知識的理解和記憶。弊端是上理論課時,教師不能形象地講解,學(xué)生不能很好地掌握;上實(shí)驗(yàn)課時,教師再講解一遍,費(fèi)時費(fèi)力。對于應(yīng)用型本科院校來說,其培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)最基本的工作。尤其在總課時量被壓縮的情況下,充分利用實(shí)驗(yàn)課的時間,將理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,就成為一種行之有效的手段。流體力學(xué)中的很多內(nèi)容,例如雷諾實(shí)驗(yàn),沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算都可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行講解,一邊講解,一邊實(shí)驗(yàn)演示。還可以在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室中增加多媒體設(shè)備或者其他可視化設(shè)備,課前讓學(xué)生預(yù)習(xí),課上講解完理論,直接就讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn),課后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣既能充分利用有限的課時,又能使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識,還能鍛煉學(xué)生的動手能力和歸納總結(jié)的能力,一舉數(shù)得。
五、加作業(yè)環(huán)節(jié),改革考核方式
學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對所學(xué)知識理解、掌握程度的一種手段,同時也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的一種方法。[4]當(dāng)然,布置作業(yè)不等于搞題海戰(zhàn)術(shù)。例如,關(guān)于典型的三大方程,即連續(xù)性方程、能量方程、動量方程的應(yīng)用,有三種類型的典型題目,即彎管內(nèi)水流對管壁的作用力,水流對建筑物的作用力和射流對平面壁的沖擊力,每種類型的題目可以布置1~2道作業(yè)題。而關(guān)于求解作用在平面上和曲面上靜水總壓力的計(jì)算,題目形式多樣,壓力體的形狀靈活多變,可以適當(dāng)多布置作業(yè)題,讓學(xué)生盡可能多掌握各種類型的題目。同時教師可以在課堂上專門安排習(xí)題課。這樣一方面可對學(xué)生所做作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評,剖析典型例題,啟發(fā)學(xué)生舉一反三;另一方面,這也可給學(xué)生提供了課堂討論的機(jī)會,引導(dǎo)學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路、方法和技巧,能對學(xué)生思維進(jìn)行鍛煉,讓學(xué)生觸類旁通。[5]除了典型的計(jì)算題以外,習(xí)題課上還可以設(shè)置選擇題、填空題和判斷題等,避免學(xué)生重計(jì)算,輕概念。
目前,在考核方式上,一般是平時成績占20%,實(shí)驗(yàn)成績占20%,期末成績占60%。這種考核方式雖然兼顧了期末考試和平時表現(xiàn),但也存在弊端。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生平時作業(yè)做得不錯,但期末卷面成績非常不理想。究其原因,可能是平常作業(yè)存在抄襲現(xiàn)象,上課雖然出勤率高,但課上聽講不認(rèn)真。如何改變這一現(xiàn)狀?一方面,可以適當(dāng)減少平時成績所占的比重,例如平時成績占10%,期末成績占70%,實(shí)驗(yàn)成績占20%;另一方面,實(shí)驗(yàn)成績單獨(dú)計(jì)算,而在理論考試中,平時成績占20%,期末成績占80%。當(dāng)然,更為重要的是教師要練就“火眼金睛”,要具有高度的責(zé)任心:一是對作業(yè)雷同的現(xiàn)象,一律給予當(dāng)次作業(yè)不及格;二是要加強(qiáng)課堂紀(jì)律的管理,對于回答問題的情況、課上表現(xiàn)等都要作為平時成績的重要方面進(jìn)行考核。只有這樣,才能真正體現(xiàn)出考核的公正性和合理性。
總之,針對應(yīng)用型本科院校,流體力學(xué)的教學(xué)應(yīng)與學(xué)校的辦學(xué)特色、辦學(xué)定位相結(jié)合。應(yīng)在總課時量不增加的前提下,優(yōu)選教材;激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注重學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng);加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鼓勵學(xué)生自己動手研發(fā)、設(shè)計(jì)小型實(shí)驗(yàn)裝置,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與創(chuàng)造能力,這樣才能夠提高學(xué)生各方面的能力,最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、善實(shí)踐、能創(chuàng)新、高素質(zhì)”的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 張羽,張仙娥.環(huán)境工程專業(yè)《流體力學(xué)》的教學(xué)探討[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)(社科版),2010(4):156-157.
[2] 宿程遠(yuǎn),張建昆,陳孟林.師范學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)流體力學(xué)課程改革初探[J].中國電力教育,2008(12):117-118.
當(dāng)前,在“綠色發(fā)展理念”深入人心的時代背景下,農(nóng)林類高校迎來了很好的歷史發(fā)展機(jī)遇;同時社會和企業(yè)對農(nóng)林類專業(yè)人才的需求更加重視質(zhì)量,對人才的知識深度、廣度和對專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課核心知識的實(shí)踐運(yùn)用能力,均提出了更高要求。提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生林業(yè)裝備系統(tǒng)總體及其子系統(tǒng)技術(shù)的掌握程度,拓展學(xué)生在林業(yè)裝備系統(tǒng)上運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課中核心知識的科研能力,是農(nóng)林類高教工作者面臨的共同課題[4]。
1課程教學(xué)剖析
1.1課程內(nèi)容
“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課,是后續(xù)液壓與氣體傳動、泵與風(fēng)機(jī)、林業(yè)機(jī)械等專業(yè)及特色專業(yè)課的重要基礎(chǔ)。課程目標(biāo)包括:掌握工質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、第二定律、熱工轉(zhuǎn)換的規(guī)律和理想氣體的熱力學(xué)過程,學(xué)會基本的理論分析與計(jì)算方法;通過對熱量傳遞的三種基本方式、導(dǎo)熱基本理論、對流換熱基本規(guī)律、黑體輻射基本定律等內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備對基本的傳熱學(xué)問題進(jìn)行分析和總結(jié)的能力;掌握流體的主要物理性質(zhì)和流體靜力學(xué)的基本理論知識,學(xué)會流體上的作用力分析,能夠推導(dǎo)流體動力學(xué)方程的連續(xù)性方程和伯努利方程,針對黏性流體,能對管內(nèi)流動狀態(tài)進(jìn)行判斷;能夠?qū)Α皞鳠釋W(xué)”“工程流體力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析工程中的現(xiàn)象及問題,并得到合理有效的結(jié)論??傮w來看,本課程講授內(nèi)容包括工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)以及工程流體力學(xué)三大板塊的內(nèi)容,是在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化學(xué)習(xí),拓展到實(shí)際的工程問題,所以本課程不僅理論性強(qiáng),而且工程應(yīng)用性也很強(qiáng);與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)其他課程相比,該課程涵蓋了本應(yīng)三門獨(dú)立開設(shè)的課程內(nèi)容,知識難點(diǎn)聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學(xué)生融會貫通掌握難。但是,學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度直接影響后續(xù)專業(yè)特色課程的學(xué)習(xí)情況。
1.2教學(xué)思路
目前,本課程總學(xué)時為48學(xué)時,理論授課42學(xué)時,實(shí)驗(yàn)授課6學(xué)時。三大板塊的教學(xué)內(nèi)容多,理論授課課時較少,矛盾突出:(1)學(xué)生由固體學(xué)科切換到流體學(xué)科的學(xué)習(xí)需要較長適應(yīng)期;(2)課程中較多章節(jié)內(nèi)容抽象,且涉及大量公式推導(dǎo)及專業(yè)的概念鋪墊,加之為了跟上教學(xué)進(jìn)度教學(xué)內(nèi)容更新較快,學(xué)生普遍反映課程難度較大;(3)教學(xué)內(nèi)容和后續(xù)專業(yè)及特色專業(yè)課內(nèi)容銜接性不夠緊密;(4)從內(nèi)容的充實(shí)性和課程的結(jié)構(gòu)上來看,“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)滿足要求,但是對接林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域最新技術(shù),強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維方面,當(dāng)前的課程建構(gòu)仍無能為力;(5)由于本課程的學(xué)習(xí)不涉及具體的機(jī)械裝備系統(tǒng),使得同學(xué)們對本課程在專業(yè)中的地位認(rèn)知不足,學(xué)習(xí)積極性欠佳,這些現(xiàn)狀使得提升教學(xué)效果難度較大。針對上述課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合農(nóng)林類高?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)的實(shí)際情況,制定了如下教學(xué)思路:(1)授課時,使學(xué)生從機(jī)電系統(tǒng)、固體力學(xué)等學(xué)科的思維中切換出來,將空間觀測法跟同學(xué)們探討透徹,基于空間觀測法開展“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”的課程教學(xué)。(2)在教學(xué)大綱中刪除過于抽象、應(yīng)用面較窄的教學(xué)內(nèi)容,深入講解與后續(xù)“液壓與氣體傳動”“泵與風(fēng)機(jī)”“林業(yè)機(jī)械”等課程關(guān)聯(lián)度較深的內(nèi)容,為專業(yè)及特色專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好扎實(shí)鋪墊。(3)結(jié)合在林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域與“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”緊密關(guān)聯(lián)的科研經(jīng)歷,探索寓教學(xué)于科研、科研反哺教學(xué)的授課模式,強(qiáng)化同學(xué)們對“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”在“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)里占有重要地位的基礎(chǔ)認(rèn)知,顯著提升同門們自愿學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的熱情。(4)注重思維方式、終身學(xué)習(xí)意識的培養(yǎng)。教學(xué)過程中注重切入問題角度的講解,使得同學(xué)們在明白問題的同時更養(yǎng)成學(xué)習(xí)思考問題方法的習(xí)慣;從固體學(xué)科到流體學(xué)科是一個較大的跨越,在跨越的過程中,使同學(xué)們樹立終身學(xué)習(xí)意識,為以后培養(yǎng)同學(xué)們提出、解決林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域?qū)W科前沿性、熱點(diǎn)性問題的能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2課程構(gòu)建探討
在“碳達(dá)峰、碳中和”的硬性發(fā)展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念加速推進(jìn)的浪潮之下,農(nóng)林高?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)的畢業(yè)生在高等教育系統(tǒng)中的地位不斷提升,所以基礎(chǔ)專業(yè)課程構(gòu)建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面,基礎(chǔ)專業(yè)課課程構(gòu)建要體現(xiàn)基礎(chǔ)知識的深度和廣度;另一方面,內(nèi)容要很好銜接并服務(wù)于核心專業(yè)課、特色專業(yè)課,為學(xué)生后期畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生科研深造做好鋪墊。
2.1課程內(nèi)容深度銜接核心專業(yè)課
“林業(yè)機(jī)械”是南京林業(yè)大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)的核心專業(yè)課,內(nèi)容涵蓋林業(yè)動力、整地、清理、苗圃、造林、撫育、保護(hù)、防火、采伐、采摘、智能化等機(jī)械。其中,和“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課相關(guān)的包括動力、清理、保護(hù)、采摘等板塊。林業(yè)動力機(jī)械(包括泵、風(fēng)機(jī))涉及“工程熱力學(xué)”中熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化問題,同時也涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮混合氣體壓強(qiáng)、溫度變化和裝置的動力匹配問題;林業(yè)清理機(jī)械涉及“工程流體力學(xué)中”不可壓液態(tài)水在管道內(nèi)部的流動,在霧化器內(nèi)的流態(tài)分布、出口后霧化粒徑分布等復(fù)雜多相流問題,如圖1所示;林業(yè)保護(hù)機(jī)械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮流體空氣的外部流動及耦合風(fēng)場、霧滴的多相流動問題,如圖2所示;林業(yè)采摘機(jī)械中,基于負(fù)壓的采摘系統(tǒng)涉及可壓縮流體空氣的管內(nèi)流動問題。從銜接核心專業(yè)課的角度來看,一方面,農(nóng)林類高?!盁峁せA(chǔ)及流體力學(xué)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課程應(yīng)該深耕“工程熱力學(xué)”和“工程流體力學(xué)”,而“工程流體力學(xué)”應(yīng)該是重點(diǎn)中的重點(diǎn);另一方面,也好兼顧課程內(nèi)容的完整性,“傳熱學(xué)”也要適度調(diào)整。
2.2匹配三大板塊關(guān)系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
建議協(xié)調(diào)、平衡三大板塊的課時占比,同時明晰課程內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。在“工程熱力學(xué)”(熱能的間接應(yīng)用)板塊中,我們將實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的媒介稱之為“工質(zhì)”,媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”,熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)及理想氣體的熱力過程等課程內(nèi)容和專業(yè)核心課程林業(yè)機(jī)械吻合度較好?!肮こ塘黧w力學(xué)”中,對流體的終結(jié)性定義是“抓不起來的物體”,一般性的定義是“氣體和液體”的總稱,但課程內(nèi)容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動學(xué)、流體動力學(xué)及黏性流體等課程內(nèi)容都是基于不可壓的液體,同為流體,但氣體和液體的性質(zhì)及研究重點(diǎn)相差甚遠(yuǎn),“氣體”這種流體相關(guān)課程內(nèi)容的缺失為后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)帶來很大知識結(jié)構(gòu)缺陷。“傳熱學(xué)”(熱能的直接應(yīng)用)中,對導(dǎo)熱、對流傳熱(混合傳熱,主要是流體和固體之間)、輻射傳熱的基本原理、工程應(yīng)用等課程內(nèi)容做了比較詳細(xì)的講解,但是后續(xù)專業(yè)核心課程對傳熱學(xué)中的知識需求很少,僅僅在脈動燃燒技術(shù)這一研究領(lǐng)域有所涉及??傮w來看,不管是“工程熱力學(xué)”中的“工質(zhì)”,還是“工程流體力學(xué)”中的“氣體”,再或者“對流換熱”中的“流體”,其中“氣體”是課程的“最大公約數(shù)”,也是和林業(yè)機(jī)械這一專業(yè)核心課程相關(guān)的“最大公約數(shù)”。鑒于此,“工程熱力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容總體上可以維持不變,部分章節(jié)可以簡化,不重要的知識點(diǎn)減少不必要的推導(dǎo),側(cè)重理論、公式概念的理解和應(yīng)用,這樣可省出一部分課時??傉n時不變的情況下可以合理縮減“傳熱學(xué)”的課時,對輻射傳熱只做一般性介紹;考慮到相似原理在流體力學(xué)的試驗(yàn)研究中也有重要應(yīng)用,可以在這里對相似準(zhǔn)則進(jìn)行深入講解,省出較多課時。將“工程流體力學(xué)”放在最突出的位置,省出來的課時分配給這一部分;增加可壓縮流體“漩渦勢流理論”“相似理論中的量綱分析法”、包括氣體動力學(xué)中“擾動在外空間流場中的傳播”及“管內(nèi)氣體的流動”等內(nèi)容,以匹配林業(yè)機(jī)械核心專業(yè)課。
2.3樹立自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)意識
目前,流體力學(xué)板塊中關(guān)于可壓縮流體的課程內(nèi)容匱乏,教學(xué)中會鼓勵同學(xué)們在MOOC上尋找優(yōu)秀資源進(jìn)行線上學(xué)習(xí),使同學(xué)們樹立自主學(xué)習(xí)意識。通過工程流體力學(xué)板塊,我們在體力學(xué)的范疇內(nèi)將研究運(yùn)動的方法由拉格朗日法提升到歐拉法,這是一個顯著的改變,也是重要的進(jìn)步,通過這一步,有助于培養(yǎng)同學(xué)們的終身學(xué)習(xí)意識。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0249-02
一、引言
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展,對復(fù)合型人才的需求越來越大,高等教育的國際化也逐漸成為發(fā)展趨勢。國內(nèi)高校如何實(shí)現(xiàn)人才的國際化提高教育的國際競爭力,引起廣泛的思考。雙語教學(xué)被認(rèn)為是高等教育國際化的重要內(nèi)容。流體力學(xué)課程是能源動力類專業(yè)及機(jī)械類部分專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性,課程基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)生活實(shí)際密切相關(guān),除流體力學(xué)的基本理論和方法講解外,還需注重實(shí)驗(yàn)測試、工程應(yīng)用等實(shí)踐教學(xué)。雙語教學(xué)可以使學(xué)生具備一定的專業(yè)英語技能,采用原版教材接觸國外最新的專業(yè)知識,使在人才培養(yǎng)上與國際接軌成為可能。但是流體力學(xué)雙語教學(xué)存在一些問題,實(shí)踐教學(xué)部分如何體現(xiàn)雙語授課及其意義與價(jià)值,還需進(jìn)一步思考,流體力學(xué)雙語教學(xué)模式仍處于探索階段。
二、流體力學(xué)課程雙語教學(xué)現(xiàn)狀
1.教學(xué)目標(biāo)不夠清晰。流體力學(xué)課程本身概念多、專有名詞多、流動原理復(fù)雜,用中文教學(xué)時部分學(xué)生尚且不能很好地完成該課程的學(xué)習(xí),雙語教學(xué)時通常引進(jìn)原版的英語教材,學(xué)生英語水平參差不齊,對于英語水平不佳的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)難度將進(jìn)一步提高,流體力學(xué)雙語教學(xué)往往變成了專業(yè)外語課,專業(yè)詞匯及專業(yè)術(shù)語的解釋占據(jù)了課堂大部分的時間,忽視專業(yè)知識的講授,與雙語教學(xué)實(shí)施的初衷大相徑庭。
2.缺乏專職的雙語教學(xué)師資。雙語教師既要精通專業(yè)知識,又要有較高的外語水平,能流利地應(yīng)用外語講授課程。目前,擔(dān)任雙語教學(xué)的教師主要是外語水平相對好的專業(yè)課教師,沒有受過系統(tǒng)的語言教學(xué)方面的訓(xùn)練,遇到突發(fā)事件時,很難用英語準(zhǔn)確、充分地表達(dá)自己的想法。另外,承擔(dān)雙語課程的教師一般比較年輕,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足,教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)能力還需進(jìn)一步完善。
3.學(xué)生接受度不佳。雙語授課時,通常是教師用英文向?qū)W生傳授知識,學(xué)生始終是被動地聽講、被動地接受英語和專業(yè)知識,師生之間幾乎沒有互動,學(xué)生的英語聽說能力、英語應(yīng)用能力依然得不到鍛煉。雙語教學(xué)過程中必然會涉及大量生僻的專業(yè)詞匯,學(xué)生很容易由于一些句子沒聽懂,產(chǎn)生畏難情緒,影響課程雙語教學(xué)效果。
三、MOOC模式與SPOC模式
MOOC(Massive Open Online Course,大規(guī)模開放式在線課程)模式將多種形式的數(shù)字化資源放在網(wǎng)上,學(xué)習(xí)者反復(fù)觀看教學(xué)視頻,理解課程講授的知識。將MOOC模式應(yīng)用到流體力學(xué)雙語教學(xué)中,可以有效解決學(xué)習(xí)者由于英語水平不高而引起的學(xué)習(xí)困難的問題。然而,MOOC模式下的教學(xué)活動主要是以知識為中心的理解類活動,個性化學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)體驗(yàn)缺失,虛擬實(shí)驗(yàn)無法替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)。流體力學(xué)課程除了要求學(xué)習(xí)者掌握基本知識點(diǎn)外,還要求學(xué)習(xí)者學(xué)會知識點(diǎn)的應(yīng)用。MOOC模式下單一的線上教學(xué)不足以激發(fā)學(xué)生的熱情,課程完成率不高的缺點(diǎn)亦廣為詬病。流體力學(xué)課程雙語教學(xué)的目的在于在講授流體力學(xué)知識的同時,培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的英語應(yīng)用能力,學(xué)生若不能有效地完成課程學(xué)習(xí),則新教學(xué)模式的探索就顯得毫無意義。SPOC(Small Private Online Course)是小規(guī)模限制式在線課程,其受眾可以限制為在校大學(xué)生,設(shè)計(jì)和利用優(yōu)秀的MOOC資源,克服MOOC單一的線上學(xué)習(xí)的缺點(diǎn),實(shí)施混合式教學(xué),將MOOC之所長與面對面教學(xué)融為一體,增加師生互動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高課程完成率和學(xué)習(xí)成績。因此,SPOC模式將更加適合流體力學(xué)雙語教學(xué),幫助教師與學(xué)生突破英語水平不高的限制,高效地完成流體力學(xué)知識的講解與學(xué)習(xí),同時提高教師與學(xué)生的英語聽說能力及英語應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長的良性循環(huán)。
四、流體力學(xué)SPOC雙語教學(xué)資源
1.流體力學(xué)SPOC雙語課程教學(xué)視頻。眾所周知,看電影學(xué)英語是提高英語水平的一個好方法,通過視頻看情節(jié),重復(fù)聽取單詞,更加容易了解單詞的發(fā)音及其用法,當(dāng)然還能學(xué)到更加地道的生活化語言。受這一方法的啟發(fā),引進(jìn)國外優(yōu)秀的流體力學(xué)MOOC資源,根據(jù)國內(nèi)大學(xué)生思維方式、知識結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,編寫雙語教材,精心制作流體力學(xué)SPOC雙語課程教學(xué)視頻,讓學(xué)生聽英語學(xué)流體力學(xué)知識。
2.流體力學(xué)SPOC雙語實(shí)踐教學(xué)視頻。流體力學(xué)SPOC雙語教學(xué)開展3~4周后,學(xué)生對流體力學(xué)課程及專有詞匯有了一定了解,此時可以開展流體力學(xué)SPOC雙語實(shí)踐教學(xué)。雙語實(shí)踐教學(xué)視頻僅提供流體力學(xué)專有詞匯的中文意思,要求學(xué)生逐漸適應(yīng)全英語教學(xué)。在視頻頁面顯示實(shí)驗(yàn)名稱,提供英文版實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法說明、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求及思考題回答要求,這部分文本依然提供鼠標(biāo)取詞功能,幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)要求。流體力學(xué)SPOC雙語實(shí)踐教學(xué)視頻可以不局限在本校流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室能開設(shè)的實(shí)驗(yàn),可以是國外的實(shí)驗(yàn)裝置、先進(jìn)測量方法等的解說,讓學(xué)生了解學(xué)科的前沿知識。
五、教學(xué)過程
1.課堂教學(xué)。流體力學(xué)雙語課開課前,教師將每次課的授課內(nèi)容、相應(yīng)的教材章節(jié)、相關(guān)的雙語課程教學(xué)視頻列表發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生明確SPOC雙語教學(xué)模式下教與學(xué)雙方所需要的改變與努力,以期獲得良好的教學(xué)效果,同時師生共同提高英語應(yīng)用能力。課堂教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂的講學(xué)模式,要求學(xué)生課前觀看SPOC雙語課程教學(xué)視頻,理解視頻中的主要內(nèi)容,思考教師前一次課布置的討論主題。在課堂上,教師講評教學(xué)視頻中的重難點(diǎn),不再講解課程的全部內(nèi)容,課前備課的精力不再集中在背熟講稿,而是更專注于主題的設(shè)置、問題的解答及流體力學(xué)知識的應(yīng)用方法,預(yù)估學(xué)生可能的回答內(nèi)容并準(zhǔn)備合理有度的評論。組織學(xué)生學(xué)習(xí)小組,一個自然班通常為30名學(xué)生,分成6組,每組5人,設(shè)小組長1人。每次課教師針對重點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)備30個問題,基本從易到難設(shè)置,分成五輪問答。每輪小組抽簽得到問題,各小組派一名學(xué)生回答,若用英語回答正確得25分,用中文回答正確得20分,回答不完全正確,由教師酌情給分。每組各成員得分之和即是該學(xué)習(xí)小組的得分,多次平均后作為平時成績。
2.實(shí)踐教學(xué)?;诹黧w力學(xué)SPOC雙語實(shí)踐教學(xué)視頻,實(shí)踐教學(xué)改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。按照原有的教學(xué)方式,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,教師針對實(shí)驗(yàn)臺講解后,學(xué)生立刻開始做實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù),沒有時間深入思考實(shí)驗(yàn)相關(guān)流體力學(xué)知識,很難將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來。在SPOC雙語教學(xué)模式下,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前先觀看相關(guān)視頻,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師拿出測試卡要求學(xué)生答題,全部正確后,學(xué)生才進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室采集數(shù)據(jù)。學(xué)生仍以課堂學(xué)習(xí)時的學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,采集并整理數(shù)據(jù),形成全英文的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。流體力學(xué)SPOC雙語實(shí)踐教學(xué)視頻要求每位學(xué)生均觀看,測試卡答題可由學(xué)習(xí)小組派代表完成測試,實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等任務(wù)由學(xué)習(xí)小組自行安排分工,小組成員協(xié)同合作,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。在SPOC雙語教學(xué)模式下,要求學(xué)生觀看雙語實(shí)踐教學(xué)視頻8個,學(xué)生學(xué)習(xí)小組根據(jù)各自的興趣愛好選擇2個,完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,整理分析形成英文實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及思考題準(zhǔn)確程度給分,兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)平均分為各學(xué)習(xí)小組的實(shí)驗(yàn)成績。
六、課程考核
流體力學(xué)SPOC雙語教學(xué)采用多樣化的考核形式,最終成績由課堂平時成績(40%)、實(shí)驗(yàn)成績(20%)、學(xué)習(xí)小組組長打分(10%),學(xué)生自評分(10%)及期末考試成績(20%)組成。其中課堂平時成績及實(shí)驗(yàn)成績占60%,大幅降低了期末考試成績的所占百分比,鼓勵學(xué)生在平時認(rèn)真準(zhǔn)備雙語課程的學(xué)習(xí),真正做到學(xué)以致用。其次,課堂平時成績、實(shí)驗(yàn)成績均是以學(xué)習(xí)小組為單位給出的團(tuán)體得分,要想獲得好分?jǐn)?shù),各成員必須共同努力。學(xué)習(xí)小組組長對各成員打分,占最終成績的10%。學(xué)生自評分是學(xué)生對自己的評價(jià),在學(xué)期結(jié)束時總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成效,占最終成績的10%。期末考試試卷設(shè)置50%的英語題量,占最終成績的20%。
七、結(jié)語
流體力學(xué)SPOC雙語教學(xué)新模式的關(guān)鍵在于優(yōu)質(zhì)的SPOC視頻教學(xué)資源和師生之間的互動配合,學(xué)習(xí)世界一流大學(xué)的教學(xué)視頻優(yōu)化SPOC教學(xué)資源,可以快速縮小與世界一流大學(xué)教育水平的差距,教師備課的重點(diǎn)由知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的深入理解與應(yīng)用,學(xué)生從被動地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)知識并嘗試應(yīng)用。并且,教師與學(xué)生的英語聽說能力、英語應(yīng)用能力都能得到鍛煉。在流體力學(xué)SPOC雙語教學(xué)模式下,教師有更多的時間準(zhǔn)備創(chuàng)新性的教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式組隊(duì)學(xué)習(xí),在課堂上與教師互動,培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力與創(chuàng)新能力?;诹黧w力學(xué)SPOC雙語教學(xué)模式,可以形成優(yōu)質(zhì)的雙語教學(xué)師資隊(duì)伍,培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新精神、雙語溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,滿足教育國際化的需要。
0引言
《流體力學(xué)》是工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,在各工程領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用[1-3]。通過對流體力學(xué)的學(xué)習(xí)掌握就可以為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而在實(shí)地教學(xué)中卻存在諸多問題。因?yàn)榇蟛糠直究粕郧敖佑|的力學(xué)都是簡單的固體力學(xué),研究的是看得見摸得著的事物。而流體力學(xué)著重研究流體的靜止及運(yùn)動狀態(tài)的規(guī)律,研究流體的質(zhì)量守恒、能量守恒及動量守恒三大定律及其應(yīng)用,對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要求較高,課程中的概念較抽象、公式較復(fù)雜[4],使很多學(xué)生難以理解其知識點(diǎn),難以把握學(xué)習(xí)的要領(lǐng),進(jìn)而容易遺忘或者產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此,根據(jù)安全工程專業(yè)特點(diǎn),對流體力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等進(jìn)行改革是非常必要的。
1課程教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀
《流體力學(xué)》是安全工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課程,是一門多學(xué)科交叉融合的課程,涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)等,理論性和工程實(shí)用性都較強(qiáng)。課程的研究對象為流體,區(qū)別于固體的主要特點(diǎn)是易流動,課程中的許多概念較為抽象,且方程的推導(dǎo)需要運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法,對學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析問題的能力要求較高,總體來說,學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。目前,《流體力學(xué)》的課堂教學(xué)以理論知識講解為主,習(xí)題練習(xí)為輔,要求學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、理解能力、邏輯思維能力較好,課上認(rèn)真聽講,課后及時復(fù)習(xí)鞏固。但是學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性不高,課程作業(yè)的完成質(zhì)量不高,只是單一的應(yīng)付考試。
2課程改革探討
為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,適應(yīng)新形勢下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生分析及解決流體力學(xué)問題的能力,及運(yùn)用流體力學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)研究的基本能力,并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。本文擬從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核形式三個方面對《流體力學(xué)》課程進(jìn)行改革。
2.1教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)《流體力學(xué)》在安全工程專業(yè)中的課程定位,將流體力學(xué)的內(nèi)容分為流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)基礎(chǔ)、流動阻力及能力損失、管路流動、相似原理及因次分析等五大模塊。課程內(nèi)容圍繞流體靜止、運(yùn)動兩個狀態(tài)及力學(xué)的三大方程展開,由淺入深。培養(yǎng)學(xué)生的工科思想及意識,能夠?qū)Π踩こ虒I(yè)的流體力學(xué)問題進(jìn)行分析。
2.2教學(xué)方法
整合傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學(xué)手段,采用不同的教學(xué)方式,如課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)相結(jié)合,將相關(guān)的習(xí)題解答方法及課堂練習(xí)同步至超星在線課堂,給學(xué)生課后復(fù)習(xí)鞏固提供資料,并通過網(wǎng)絡(luò)資源及時進(jìn)行解答;多媒體教學(xué)與板書結(jié)合,將復(fù)雜的流體流動過程以多媒體動畫的形式展現(xiàn)出來,讓學(xué)生更直觀的了解某種現(xiàn)象,增加對理論知識的理解和掌握;增加課堂習(xí)題練習(xí)及講解,注重師生互動,注重理論練習(xí)實(shí)際,在課堂組織教學(xué)中通過師生互動調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,并通過該環(huán)節(jié)了解學(xué)生課堂知識的掌握情況,及時調(diào)整講授方法。
2.3考核方式
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)24-0218-02
工程流體力學(xué)課程在我校這一工科院校中,長期以來,本科生在未學(xué)習(xí)之前,已經(jīng)從他人那里了解到,這門課很難,不好學(xué),不好過關(guān)。學(xué)生認(rèn)為流體力學(xué)難學(xué)的后果,直接反映在多年來很少有人、甚至無人報(bào)考我校工科流體力學(xué)方向的碩士和博士,致使我校工程流體力學(xué)方向后續(xù)人才短缺,學(xué)科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中,是輕松、主動而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒,對工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣,輕松學(xué)好這門課,作者在十幾年的教學(xué)過程當(dāng)中,積累了一些經(jīng)驗(yàn)。開好頭,為課程打好良好的第一印象非常關(guān)鍵,所以作者非常重視第一次課的講授內(nèi)容,以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為主要目的,為順利完成該課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
一、第一次課的教學(xué)內(nèi)容
在第一次課,首先自我介紹,然后點(diǎn)名相互認(rèn)識,留下聯(lián)系方式,介紹教材和參考書,授課的章節(jié)和學(xué)時安排等常規(guī)內(nèi)容外,講授內(nèi)容主要分為兩大塊:(1)上課要求;(2)緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學(xué)習(xí)目的和意義、出席和上課紀(jì)律要求、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、考核方法等內(nèi)容。①學(xué)習(xí)目的和意義。學(xué)習(xí)目的和意義按照大綱要求,掌握流體力學(xué)的基本知識,及其解決問題的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。強(qiáng)調(diào)“基本”的含義,因?yàn)槭鞘状谓佑|本課程,系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識,對大家的要求是“基本”的,同時也強(qiáng)調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題,并簡單舉例。②出席和上課紀(jì)律要求。出席和上課紀(jì)律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定,但是考慮到學(xué)生個體的不同。所以有必要讓學(xué)生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的,不要出現(xiàn)行為困難的問題。③作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象,回避是沒有用的,所以上課時直接指出來,希望將抄襲現(xiàn)象弱化。指出要借鑒,而不是抄襲。這樣大大降低了學(xué)生不經(jīng)過理解地抄襲作業(yè)現(xiàn)象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學(xué)生,是平時成績和課程結(jié)束后的閉卷考試成績各占一定比例,綜合評出成績。并計(jì)算出考核通過的最低考試成績。同時強(qiáng)調(diào)不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現(xiàn)象發(fā)生,一是學(xué)生會盲目認(rèn)為很難學(xué),不能過關(guān)而放棄學(xué)習(xí),二是成績差的學(xué)生會因?yàn)榕琶傇诤竺?,而放棄學(xué)習(xí)。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學(xué)研究內(nèi)容、課程特點(diǎn)、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認(rèn)知階段,等等方面。重點(diǎn)講前三點(diǎn)涉及的內(nèi)容。①流體力學(xué)研究內(nèi)容。講述工程流體力學(xué)研究內(nèi)容首先展開講解的是研究對象為流體,此時雖然沒有講流體的定義,但是還是提出請學(xué)生舉例哪些物質(zhì)是流體?讓學(xué)生從最簡單的問題開始流體力學(xué)知識的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對了予以肯定。學(xué)生會將多相流和塑性物質(zhì)列進(jìn)來,也要說清楚與本課程所學(xué)流體的區(qū)別和聯(lián)系,并將學(xué)生想不到的流體補(bǔ)充出來,還告訴學(xué)生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體,以簡化流固交界面的處理;還有已有研究表明固體顆粒的高速運(yùn)動遵循流體力學(xué)規(guī)律,以及當(dāng)車流量和人流量很大時,被稱為交通流,猶如流體流動一樣,那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運(yùn)動規(guī)律,幫助學(xué)生理解抽象的流體運(yùn)動規(guī)律,使問題直觀。還需要指出,最常見的流體是空氣和水,人類無時無刻不處于空氣和水當(dāng)中,提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,可以將所學(xué)知識放到自己熟悉的環(huán)境中去理解,比如池塘或小河中的水、教室里的空氣,等等。將理論知識與生活結(jié)合起來,既能幫助理解所學(xué)知識,又能將知識應(yīng)用起來,提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點(diǎn)。流體力學(xué)課程的特點(diǎn)主要講三點(diǎn),一是一門技術(shù)(專業(yè))基礎(chǔ)性課程;二是用場的觀點(diǎn)研究問題;三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,從實(shí)踐中抽象出來,再應(yīng)用到實(shí)踐中去;所以課程知識可用于解決工程實(shí)際問題。用場的觀點(diǎn)研究問題。首先提問,說到“場”大家會想到什么?有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場,那我繼續(xù)問還有呢?有的學(xué)生開玩笑說操場,好像在說操場不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場”,因?yàn)槭窍嗤摹皥觥弊致?,而且還有工場、商場、廣場等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考,既然用相同的“場”字,其中必有共同點(diǎn),它是什么?學(xué)生想出來了,是某某占據(jù)的空間。以此類推,流體占據(jù)的空間就是“流場”,概念很容易就被理解了。同時還讓學(xué)生意識到科學(xué)不是高不可攀的,做科學(xué)時不要端起架子,它是很貼近生活的。流場的概念出來了,但是其空間的大小呢?這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學(xué)生思考:海洋是海水占據(jù)的空間,是一個流場嗎?大氣層是空氣占據(jù)的空間,是一個流場嗎?其實(shí)流場的大小與我們要研究的空間范圍有關(guān)。比如,我們現(xiàn)在想知道教室內(nèi)空氣的溫度分布,那么要分析的流場就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間;如果要預(yù)報(bào)中國天氣,那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場;如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動等,南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實(shí)際結(jié)合,在易于理解的同時,引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步與物理量場聯(lián)系起來,流場中的物理量,比如速度,是時間和空間函數(shù),被稱為速度場,還有壓力場,等等。場是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng),那么流場的速度場、壓力場,等等具有連續(xù)性,與第一章中連續(xù)介質(zhì)假設(shè)內(nèi)容一致,在這里提到,為后面學(xué)習(xí)埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因?yàn)樵谝郧暗膶W(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識,導(dǎo)致大量的專業(yè)術(shù)語集中出現(xiàn)。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質(zhì)點(diǎn)的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)概念是很一致的;多的公式其實(shí)是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理,等等在流體力學(xué)中的表達(dá)形式,比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達(dá)形式,伯努利方程與能量守恒定律相吻合,歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運(yùn)動定律的表現(xiàn)形式,動量方程是動量定理的表達(dá),把要學(xué)到的主要方程名稱在此敘述一遍,目的是讓學(xué)生有個初步接觸,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下鋪墊。③流體力學(xué)研究方法。流體力學(xué)研究方法主要有三種:解析方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算方法。本課程主要介紹解析方法,有一章是專門介紹實(shí)驗(yàn)研究方法的,而數(shù)值計(jì)算方法本課程幾乎不涉及,由計(jì)算流體力學(xué)講解。并強(qiáng)調(diào),求解的基本方程是連續(xù)性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程,那么為什么基本方程一樣,可以求解出各種不同的流動?于是提出邊界條件和初始條件的概念,使邊界條件和初始條件的重要性一目了然;也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),并引起學(xué)生的興趣和重視。
二、結(jié)論與展望
通過第一次課,使學(xué)生對整個課程的要求、特點(diǎn)、內(nèi)容有一個整體了解,做到心中有數(shù),克服不良情緒,從不同方面讓學(xué)生做好學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備。第一次課,如果是一個良好開端,并為后續(xù)學(xué)習(xí)做了大量鋪墊,使學(xué)生獲得了自信,并激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)生后面的學(xué)習(xí)將會順利很多。工程流體力學(xué)是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,作者希望學(xué)生靈活掌握流體力學(xué)知識,并能夠在工作中活學(xué)活用。
參考文獻(xiàn):
[1]許維德.流體力學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1979.
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)12-0035-03
工程流體力學(xué)是熱能與動力工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是礦業(yè)工程、安全工程、礦物加工、環(huán)境工程等許多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。具有基礎(chǔ)知識涉及面廣、基本概念多、內(nèi)容抽象等特點(diǎn),是一門理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程,不但理論抽象,而且直接面向工程實(shí)踐。在工程流體力學(xué)的教學(xué)過程中,學(xué)生普遍認(rèn)為“這門課難學(xué)”。其客觀原因主要體現(xiàn)在三方面:一方面是工程流體力學(xué)涉及的知識比較多,如材料力學(xué)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等;另一方面是工程流體力學(xué)課內(nèi)容比較抽象,學(xué)生理解起來相當(dāng)困難;最后還由于工程流體力學(xué)工程背景強(qiáng),學(xué)生普遍缺乏實(shí)踐知識。為提高工程流體力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,我們從構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量保障體系入手。根據(jù)全面質(zhì)量管理的理論和課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的功能及影響因素的分析,高校課程教學(xué)質(zhì)量保障體系應(yīng)由五個系統(tǒng)構(gòu)成[1]。教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng),就是把對教學(xué)產(chǎn)生重要影響的教學(xué)管理活動有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來,形成一個能夠保障和提高教學(xué)質(zhì)量的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、持續(xù)化的整體,其實(shí)質(zhì)是不斷探索如何以更合理的方式管理學(xué)校的人才培養(yǎng)活動,以有效地滿足社會對高等教育不斷增長的各種要求[2]。
根據(jù)課程建設(shè)情況,制定了圖1的課程教學(xué)質(zhì)量保障體系。
一、課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)
工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的核心是其教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng),主要包括教師隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)大綱修訂、理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試方式改進(jìn)等。
青年教師的培養(yǎng)是師資隊(duì)伍建設(shè)的重點(diǎn)。青年教師學(xué)歷層次高、基礎(chǔ)扎實(shí);其不足是講課內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際及后續(xù)課程結(jié)合較少,講課時還不能收放自如。為此,安排青年教師邊上課、邊助課。實(shí)踐證明,助課是一種培養(yǎng)年輕教師上好課的必要環(huán)節(jié)。教材是教學(xué)內(nèi)容的主要載體,我們根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)編寫了一套符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、具有特色的高質(zhì)量教材和輔助教材。針對能源與動力類專業(yè)本科教學(xué)要求,并兼顧其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)需要,2002年出版了《工程流體力學(xué)》第一版。該教材在江蘇省教育廳的資助下,進(jìn)行整體優(yōu)化、精簡、補(bǔ)充,突出工程背景和工程應(yīng)用,作為江蘇省高校立項(xiàng)精品教材,于2010年出版了第二版。為使學(xué)生更好掌握工程流體力學(xué)的內(nèi)容,2007年,出版了配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材《流體力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》。該教材作為工程流體力學(xué)課程的配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材,受到學(xué)生的歡迎,取得了良好效果。同時,為滿足《工程流體力學(xué)》雙語課程教學(xué)需要,在參考國外原版教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校的實(shí)際情況,于2010年出版了英文版《工程流體力學(xué)》教材,完善了我?!豆こ塘黧w力學(xué)》教材體系。為提高教材質(zhì)量,特邀美國肯塔基大學(xué)Jimmy Smart教授參與了教材的編寫工作,并對整本教材進(jìn)行審閱、修改。在理論教學(xué)過程中,充分利用教師因素和學(xué)生因素[3]。教師是教學(xué)過程的組織者,在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。通過實(shí)例讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際;通過實(shí)例來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深印象。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論聯(lián)系實(shí)際的主要環(huán)節(jié),開放的實(shí)驗(yàn)?zāi)J皆趯W(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能掌握,知識的綜合應(yīng)用,創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和開拓能力的培養(yǎng)方面起著重要的作用[4]。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以能力培養(yǎng)為重點(diǎn),包括動手能力、觀察能力和分析問題能力。從1999年起,我校將實(shí)測實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)融為一體,極大地改善了實(shí)驗(yàn)手段。工程流體力學(xué)課程配套了16學(xué)時的綜合實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生可根據(jù)個人情況,選擇合適的時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為學(xué)生創(chuàng)造了一流的、開放的實(shí)驗(yàn)室課外學(xué)習(xí)基地,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。熱能與動力工程專業(yè)本科生多次在全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實(shí)踐與科技競賽中獲獎,與工程流體力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的鍛煉是分不開的??荚嚦煽兪呛饬拷膛c學(xué)效果的一個主要指標(biāo),確??荚嚨膰?yán)肅性和公平性,并使考試成績能夠如實(shí)反映教與學(xué)的效果。從學(xué)校的情況來看,還是以筆試為主,主要是考核學(xué)生對基礎(chǔ)理論的掌握情況,是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的主要手段,也是驗(yàn)證教學(xué)效果的主要途徑[5]??荚嚨哪康氖菫榱肆私鈱W(xué)生對本課程知識體系的掌握情況,不能單靠死記硬背來檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度,考試內(nèi)容要注重學(xué)生對基本理論的理解和運(yùn)用上。使學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在對基本理論和基本概念的應(yīng)用和理解上,避免死記硬背式的學(xué)習(xí)方法。而計(jì)算題則突出對解題步驟的要求,按步驟給分,沒有步驟就不給分。目前,我們正在積極開展工程流體力學(xué)習(xí)題庫和試題庫建設(shè)。在同時開課班級較多的情況下,采取統(tǒng)考的形式,使考、教分離,使考試能夠更好地檢查教與學(xué)的質(zhì)量和效果。
二、課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)
課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)包括領(lǐng)導(dǎo)聽課、教學(xué)檢查、督導(dǎo)檢查、學(xué)生信息員、學(xué)生評測等,目的是從不同側(cè)面收集課程教學(xué)的相關(guān)情況,對課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。
領(lǐng)導(dǎo)聽課主要是學(xué)院和系領(lǐng)導(dǎo),通過聽課了解工程流體力學(xué)課程的教學(xué)情況,解決教學(xué)問題。教學(xué)檢查包括開學(xué)初、期中、期末教學(xué)檢查,掌握教學(xué)信息,穩(wěn)定教學(xué)秩序。教學(xué)督導(dǎo)員的工作以聽課為主,督導(dǎo)員可隨時對課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等進(jìn)行聽課檢查、指導(dǎo)。為提高教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)教學(xué)管理、促進(jìn)教學(xué)相長,我校2009組建了校、院兩級學(xué)生教學(xué)信息員小組。學(xué)生教學(xué)信息員覆蓋了全校所有的專業(yè)和班級,能全面地反映同學(xué)們在學(xué)習(xí)工程流體力學(xué)課程過程中發(fā)現(xiàn)的問題及建議,及時反映教學(xué)管理、教師教學(xué)中存在的問題。為更好地搞好工程流體力學(xué)課程建設(shè),我們通過大范圍調(diào)查問卷和小范圍收集學(xué)生個人對工程流體力學(xué)課程的意見等方式,及時掌握學(xué)生對工程流體力學(xué)課程的意見和建議。調(diào)查問卷內(nèi)容包括課程課時設(shè)置是否合適,教師教學(xué)方式安排,學(xué)生是否主動發(fā)言,學(xué)生對授課老師的要求,課程所使用的教材,課程作業(yè)量是否合適等。我們建立的這個教學(xué)質(zhì)量信息收集系統(tǒng),目的是多渠道、科學(xué)地收集有關(guān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的信息。本系統(tǒng)還有一個功能就是對這些信息進(jìn)行科學(xué)的、合理的、公正的處理。信息收集和處理是為了診斷和評價(jià),為了推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的逐步提高,為了幫助教師改進(jìn)教學(xué),促進(jìn)學(xué)生、教師、管理人員三者之間圍繞學(xué)校的辦學(xué)目的、課程教學(xué)目標(biāo)建立更為密切的關(guān)系,協(xié)調(diào)工作。
三、課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)
課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)包括教務(wù)處反饋、督導(dǎo)組反饋、教學(xué)秘書反饋、任課教師反饋和學(xué)生信息員反饋。我校常年承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主講教師6人,經(jīng)常承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的教師6人。根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)要求,每次課程結(jié)束后,每個學(xué)生均必須對本課程教學(xué)過程以及任課教師作出評價(jià),并由教務(wù)處反饋給學(xué)院和教師。我校本科教學(xué)督導(dǎo)組分為學(xué)校和學(xué)院兩級。督導(dǎo)組分別為學(xué)校、學(xué)院的教學(xué)改革工作提供咨詢。通過聽課、座談、訪問、征詢、專題評估等各種方式對教學(xué)過程進(jìn)行監(jiān)督,并及時提供信息和反饋意見。在制定本科人才培養(yǎng)方案,教材建設(shè),課程體系、教學(xué)內(nèi)容改革,教學(xué)實(shí)踐改革,教學(xué)管理以及教師教書育人,學(xué)風(fēng)建設(shè)等方面提出意見和建議。教學(xué)秘書的工作涉及本院的全部教學(xué)工作,是連接各方面教學(xué)活動的橋梁和紐帶,具有承上啟下、協(xié)調(diào)左右、溝通信息和改善關(guān)系的作用。由于教學(xué)秘書非常熟悉教學(xué)管理、教學(xué)環(huán)節(jié),又同時接觸教師和學(xué)生。因此,通過教學(xué)秘書反饋的對于課程的意見和建議,對提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量具有非常重要的作用。工程流體力學(xué)任課教師根據(jù)其教學(xué)過程的切身體會,對教與學(xué)兩方面情況均比較熟悉。任課教師的反饋對于課程教學(xué)質(zhì)量的提高具有直接的促進(jìn)作用。教師還可通過教學(xué)例會及時反饋教學(xué)中的信息,解決教學(xué)中存在的問題。學(xué)生教學(xué)信息員小組是完善通暢的教學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)和健全教學(xué)檢查、反饋、監(jiān)督機(jī)制的重要手段,是學(xué)生和學(xué)校教學(xué)管理部門之間有效的信息溝通渠道。學(xué)院通過信息員反饋、學(xué)生測評、畢業(yè)生信息反饋等及時了解并解決教學(xué)問題。課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)通過以上多種渠道收集反饋意見,經(jīng)過診斷和評價(jià)后,將結(jié)果反饋給教師,目的是幫助他們改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。在我們的工程流體力學(xué)精品課程網(wǎng)站上,還有師生互動平臺,學(xué)生可以將他們的意見和建議直接反饋給教師,教師也可以將其建議直接返回給學(xué)生。
工程流體力學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程,為切實(shí)提高其教學(xué)質(zhì)量,構(gòu)建了教學(xué)質(zhì)量保障體系。該教學(xué)質(zhì)量保障體系以課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)為核心,通過教學(xué)過程信息收集、處理,并將意見和建議進(jìn)行反饋,達(dá)到改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
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