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時(shí)間：2024-01-01 15:36:59
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中圖分類號(hào)：G641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2013）12-0220-01
一、重視“緒論”課
在正式緒論課之前，先以“引子”的方式引入流體力學(xué)的概念，并列舉生活中存在的流體力學(xué)現(xiàn)象，例如球類運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸行業(yè)，長距離體育項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的興趣，并強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)存在于自身身邊，并不是高深的學(xué)問，打消學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)困難的顧慮。
再列舉流體力學(xué)在專業(yè)中的應(yīng)用，例如水力學(xué)中的管道、渠道等，空氣動(dòng)力學(xué)中的氣象污染擴(kuò)散、室內(nèi)通風(fēng)等，強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)對(duì)于專業(yè)來說是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在流體力學(xué)課程的基礎(chǔ)上架設(shè)的多門專業(yè)課如《化工原理》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》均需要流體力學(xué)課程相關(guān)理論的支撐，使學(xué)生知曉學(xué)好流體力學(xué)課程的重要性與必要性。
之后再少量列舉專業(yè)外流體力學(xué)的應(yīng)用，如水力發(fā)電、火力發(fā)電、心腦血管疾病、石油的開采和運(yùn)輸、航空航天、給排水等向?qū)W生傳達(dá)學(xué)好流體力學(xué)不僅可以在本專業(yè)有所發(fā)展，還可以向相關(guān)專業(yè)進(jìn)行滲透，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
二、教學(xué)手段的改革
1.利用輔助教學(xué)手段，將抽象教學(xué)轉(zhuǎn)換為形象教學(xué)
1.1針對(duì)流體力學(xué)課程制作助教型和助學(xué)型兩套多媒體輔助教學(xué)軟件。利用目前國際上比較前沿的軟件Fluent（在美國的市場占有率為60%。凡跟流體，熱傳遞及化學(xué)反應(yīng)等有關(guān)的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法以及強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣、渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。其在石油天然氣工業(yè)上的應(yīng)用包括：燃燒、井下分析、噴射控制、環(huán)境分析、油氣消散/聚積、多相流、管道流動(dòng)等等）、Flash、虛擬現(xiàn)實(shí)、錄像等手段針對(duì)流體力學(xué)課程制作助教型和助學(xué)型兩套多媒體輔助教學(xué)軟件。
1.2充分利用助學(xué)型教學(xué)軟件，使授課系統(tǒng)化。授課前先將流體力學(xué)助學(xué)型教學(xué)軟件下發(fā)至每一位學(xué)生，要求部分內(nèi)容自學(xué)，部分內(nèi)容課堂討論、部分內(nèi)容自行設(shè)計(jì)、搭建模型并求解，充分解決傳統(tǒng)講授部分學(xué)時(shí)占用過大，大部分的學(xué)時(shí)均被教師用來課堂推導(dǎo)、計(jì)算、分析、總結(jié)，沒有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性的缺點(diǎn)。并將一些涉及到科技前沿應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)、和日常生活非常接近的知識(shí)點(diǎn)以及涉及到的相似相近內(nèi)容體現(xiàn)在助學(xué)型教學(xué)軟件中，增加學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。
1.3充分利用助學(xué)型教學(xué)軟件，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅涉及到經(jīng)典的流體力學(xué)模型建立、計(jì)算、求解、驗(yàn)證還包括可以將各種模型相互組合，組合后驗(yàn)證經(jīng)典流體力學(xué)經(jīng)典公式、模型在新模型建立及求解過程中的應(yīng)用。在助學(xué)型多媒體課件軟件中，設(shè)計(jì)各種經(jīng)典流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，規(guī)定學(xué)生在課余時(shí)間自己動(dòng)手在虛擬的助學(xué)型教學(xué)軟件中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，達(dá)到使學(xué)生鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦能力的目的。另外，還可利用助學(xué)型課件軟件中的典型模型組合功能，在課余輔導(dǎo)中，讓學(xué)生自己動(dòng)手建立模型。
1.4充分利用助教型教學(xué)軟件，使教學(xué)不再枯燥乏味。在流體力學(xué)教學(xué)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到簡單口述和簡單二維圖片無法闡述清楚的內(nèi)容，在教學(xué)過程中輔助老師的講授進(jìn)行演示，不僅可以減少教師的無謂勞動(dòng)也可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的理解。
2.增加習(xí)題課比例，注重實(shí)踐性習(xí)題
之前的教學(xué)過程中只是對(duì)課后習(xí)題中出錯(cuò)率較高的習(xí)題進(jìn)行課堂專門講解，但經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)這樣的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并沒有起到大的促進(jìn)和改善，因此將課堂教學(xué)時(shí)間的一部分專門開設(shè)為習(xí)題課，選擇有實(shí)踐性甚至是直接從實(shí)踐環(huán)節(jié)總結(jié)出的習(xí)題，習(xí)題給出后，并不由教師直接講授解題思路與方法，而是選擇學(xué)生上講臺(tái)，一邊解題一邊向大家介紹自己的解題思路，在解題的過程中有的學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)自己考慮的不周全的地方，或者下一位學(xué)生就能夠指出上一位學(xué)生的出錯(cuò)點(diǎn)，這樣全班學(xué)生的思想都被調(diào)動(dòng)起來進(jìn)行思考，題目也在大家的討論中得到了正確的解答，學(xué)生對(duì)于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握也就更加清楚明了。這樣的做法雖然會(huì)壓縮理論課教學(xué)時(shí)間，但是學(xué)生對(duì)于相應(yīng)概念、公式、理論的理解卻更加深入。讓學(xué)生真正成為課程學(xué)習(xí)的主體，達(dá)到“教”與“學(xué)”的同步。
三、考核方式的改革
傳統(tǒng)教學(xué)模式中，考試卷子可謂“分量最重”，學(xué)生對(duì)該門課程的掌握程度完全憑借一張?jiān)嚲碇械氖畮椎涝囶}體現(xiàn)，在題目的設(shè)置、試卷的審閱、批改過程中難免會(huì)遇到平時(shí)課堂表現(xiàn)不錯(cuò)但實(shí)際考分卻并不理想的學(xué)生，因此，筆者將《流體力學(xué)》課程考核方式設(shè)定為40%平時(shí)成績+60%考試成績組成，平時(shí)成績由課堂隨機(jī)提問、習(xí)題課習(xí)題完成情況、作業(yè)成績、課堂出勤率共同組成，強(qiáng)調(diào)在隨機(jī)提問與習(xí)題課中，只要積極回答問題就會(huì)得到相應(yīng)的加分，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論。考試試卷也由原先的重視計(jì)算題和應(yīng)用題轉(zhuǎn)為多種題型增強(qiáng)多種形式的考核，從多方面考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。
也可以通過開卷或大作業(yè)形式考核學(xué)生靈活運(yùn)用基本理論分析問題、解決問題的能力，題型可為一些綜合性的計(jì)算題和分析題，如：簡單管網(wǎng)的計(jì)算、簡單管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行工況的分析等，分值可計(jì)算入平時(shí)成績并在平時(shí)成績中占60%～70%的比例。
總之，改革課程考核內(nèi)容是“流體力學(xué)”教學(xué)綜合改革的又一項(xiàng)重要內(nèi)容。必須多能力、全方位地考核學(xué)生，全面反映學(xué)生掌握該課程基本知識(shí)的程度和綜合運(yùn)用能力，動(dòng)手能力。
四、結(jié)語
《流體力學(xué)》是面向應(yīng)用型工程技術(shù)人才的課程，教師在教學(xué)時(shí)要注重教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，不斷進(jìn)行教學(xué)方法的改革，使學(xué)生全面學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)，進(jìn)一步提高“工程流體力學(xué)”課程的教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn)
[1]朱俊鋒，梅群，李一帆. 淺談土木工程專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革[J]. 山西建筑，2010， 36（23）： 224～225
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
“工程流體力學(xué)”是動(dòng)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(gè)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(duì)象為流體，考察流體中大量分子的宏觀平均運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以，“工程流體力學(xué)”是能源動(dòng)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(duì)象的特殊性，使得對(duì)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(huì)學(xué)這門課，不是學(xué)不會(huì)，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(duì)這個(gè)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(duì)象的性態(tài)是不同的
工程力學(xué)的研究對(duì)象是靜態(tài)的，而工程流體力學(xué)的研究對(duì)象是動(dòng)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(dòng)態(tài)”對(duì)象，要用“動(dòng)的”和“相對(duì)靜止”這些概念去闡述它。
本文在回顧熱能與動(dòng)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(jí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)入手來研究流體流動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)阻力和水頭損失的計(jì)算方法等。針對(duì)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(duì)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(dòng)量方程、描述流體運(yùn)動(dòng)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(dòng)相似原理等知識(shí)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(duì)這些知識(shí)點(diǎn)，多查閱資料、多做習(xí)題以求掌握它們，并將這些知識(shí)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(shí)舉一反三，靈活運(yùn)用。
4注重實(shí)驗(yàn)過程，加深知識(shí)理解
熱能動(dòng)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(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的要求，框定了幾個(gè)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(duì)它的理解?？傊肮こ塘黧w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(duì)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)
0引言
以航空為特色的濱州學(xué)院的航空專業(yè)學(xué)生，流體力學(xué)是后期學(xué)習(xí)氣體動(dòng)力學(xué)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造、航空發(fā)動(dòng)機(jī)原理等等課程的基礎(chǔ)課程，航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為活塞式和噴氣式，目前大型飛機(jī)多采用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)的推力，其原理是從外部大氣中吸入大量的氣體經(jīng)壓氣機(jī)壓縮后部分氣體流入燃燒室和燃油充分混合燃燒后形成高溫高壓的熱氣流入渦輪，最后所有吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體由尾噴管噴出，吸入前和排除的氣體發(fā)生了變化變?yōu)楦邏焊邷馗咚贇怏w，根據(jù)力的反作用，由尾噴口噴出的氣體可在發(fā)動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生強(qiáng)勁的推力，先進(jìn)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)階段會(huì)根據(jù)相應(yīng)的流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)不同管徑的流道，設(shè)計(jì)壓氣機(jī)和渦輪的葉片，因此理順流體力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及學(xué)習(xí)思路至關(guān)重要。流體力學(xué)的研究方法可分為理論方法、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)值方法[1-2]。因此在教學(xué)時(shí)，可將3種研究方法貫穿流體力學(xué)的教學(xué)過程中。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)有如下4項(xiàng)：①了解流體力學(xué)與其他力學(xué)的本質(zhì)的區(qū)別；②掌握最基本的流體力學(xué)理論知識(shí)點(diǎn)，如靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等；③具有應(yīng)用流體力學(xué)的知識(shí)，分析、處理基本流體力學(xué)問題的能力；④利用數(shù)值方法和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。
1理論方法
理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，而流體力學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，多注重公式的推導(dǎo)。本文以流體力學(xué)的三大方程之一的連續(xù)性方程為例，講解該公式學(xué)習(xí)的具體的過程，連續(xù)性方程式是質(zhì)量守恒在流體力學(xué)中的表達(dá)式。首先學(xué)習(xí)連續(xù)性微分方程。需要建立流體的模型，在空間坐標(biāo)系下選取一個(gè)微小的直角六面體A，并假設(shè)六面體內(nèi)流體的密度ρ有梯度，六面體內(nèi)流體的流動(dòng)沿著x、y、z軸向，速度為ux、uy、uz，如圖1所示。dt時(shí)刻內(nèi)微小的直角六面體A的質(zhì)量流量該變量駐M可分解為在x、y、z方向上質(zhì)量流量的改變量駐Mx、駐My、駐Mz。以x方向?yàn)槔琩t時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)六面體A的流體質(zhì)量流量Mx為ρuxdxdydt，流出六面體A的流體質(zhì)量流量Mx′為。因此，dt時(shí)刻內(nèi)在x方向上的流出的質(zhì)量流量駐Mx可表示為：根據(jù)上述推導(dǎo)，可知dt時(shí)刻內(nèi)在y、z方向上流出的質(zhì)量流量駐My、駐Mz的大小表示為：因此，dt時(shí)刻內(nèi)流出微小的直角六面體A的質(zhì)量流量駐M：結(jié)合質(zhì)量守恒定律，可推出dt時(shí)刻內(nèi)直角六面體A的質(zhì)量流量的變化量的變化關(guān)系。質(zhì)量流量與密度、體積、速度的變量有關(guān)，又因?yàn)轶w積及速度沒有變化，因此只和密度有關(guān)。控制體內(nèi)密度的減小而減少的質(zhì)量流量：然后學(xué)習(xí)恒定總流的連續(xù)性微分方程對(duì)總流的積分。從恒定總流A任意截取出來的細(xì)微的一段管道稱為控制體[3-4]。其控制面如圖2所示。過流斷面截面積為A1、A2，平均流速為u1、u2。在單位時(shí)間內(nèi)，經(jīng)控制面流進(jìn)流出控制體積內(nèi)的液體質(zhì)量流量應(yīng)相等。因此可得：u1A1=u2A2即可知截面處的速度與面積成反比關(guān)系，截面積越大速度越小，反之亦然。
2實(shí)驗(yàn)操作
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(duì)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(dòng)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(shí)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(shí)，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(dòng)原理復(fù)雜，用中文教學(xué)時(shí)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(shí)通常引進(jìn)原版的英語教材，學(xué)生英語水平參差不齊，對(duì)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(shí)間，忽視專業(yè)知識(shí)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(shí)，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(duì)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(shí)，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(shí)，通常是教師用英文向?qū)W生傳授知識(shí)，學(xué)生始終是被動(dòng)地聽講、被動(dòng)地接受英語和專業(yè)知識(shí)，師生之間幾乎沒有互動(dòng)，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(huì)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(shí)。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(dòng)主要是以知識(shí)為中心的理解類活動(dòng)，個(gè)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(shí)點(diǎn)外，還要求學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)知識(shí)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(shí)的同時(shí)，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(duì)面教學(xué)融為一體，增加師生互動(dòng)，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(shí)的講解與學(xué)習(xí)，同時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)。
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(duì)流體力學(xué)課程及專有詞匯有了一定了解，此時(shí)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(shí)。
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(shí)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(píng)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(shí)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(píng)論。組織學(xué)生學(xué)習(xí)小組，一個(gè)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(duì)重點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)備30個(gè)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(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)講解后，學(xué)生立刻開始做實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)，沒有時(shí)間深入思考實(shí)驗(yàn)相關(guān)流體力學(xué)知識(shí)，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(shí)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(gè)，學(xué)生學(xué)習(xí)小組根據(jù)各自的興趣愛好選擇2個(gè)，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(shí)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(píng)分（10%）及期末考試成績（20%）組成。其中課堂平時(shí)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(lì)學(xué)生在平時(shí)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(shí)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(duì)各成員打分，占最終成績的10%。學(xué)生自評(píng)分是學(xué)生對(duì)自己的評(píng)價(jià)，在學(xué)期結(jié)束時(shí)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(dòng)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(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的深入理解與應(yīng)用，學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)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(shí)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(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)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。
作者簡介：張明輝（1972-），女，河北滄州人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，副教授；陳慶光（1969-），男，山東臨沂人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，教授。（山東 青島 266590）
基金項(xiàng)目：本文系山東科技大學(xué)省級(jí)機(jī)械電子工程品牌專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）01-0064-02
“流體力學(xué)”課程是我國高等院校工科各專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學(xué)”、“理論力學(xué)”等基礎(chǔ)課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學(xué)生能力培養(yǎng)和知識(shí)體系構(gòu)建過程中起著“承上啟下”的作用。[1]當(dāng)前的“流體力學(xué)”主要以經(jīng)典理論或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容為主，教材中包含大量的計(jì)算公式及理論推導(dǎo)，這就要求學(xué)生具備一定的高等數(shù)學(xué)知識(shí)及較高的綜合分析和處理問題能力。但由于大多工科學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱，再加上學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力較差，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生厭學(xué)成為較普遍的現(xiàn)象。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生正確理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，使“流體力學(xué)”課程的教學(xué)水平邁上一個(gè)新臺(tái)階，是教育工作者的責(zé)任和使命。許多文獻(xiàn)[2][3]為了提高流體力學(xué)的教學(xué)效果，在課堂教學(xué)模式、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探討和研究。通過多年來在“流體力學(xué)”教學(xué)中的若干思考和實(shí)踐，筆者提出了構(gòu)建多元化教學(xué)模式的教學(xué)理念，即將啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析法教學(xué)貫穿課堂教學(xué)中，以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問題和解決問題。另外，為了提高教學(xué)效果，課堂教學(xué)中還運(yùn)用多媒體技術(shù)作為輔助教學(xué)手段，工程圖片、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和視頻素材等各種教育信息使得教學(xué)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，開闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。
一、啟發(fā)式教學(xué)模式
啟發(fā)式教學(xué)就是讓學(xué)生充分運(yùn)用他們擁有的知識(shí)和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問題，探索結(jié)論。一方面可以使學(xué)生開動(dòng)腦筋，積極思維，另一方面也能夠開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生的能力。筆者在教學(xué)過程中將啟發(fā)式教學(xué)貫穿始終。例如，流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析是流體力學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)問題，很多學(xué)生對(duì)微團(tuán)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生的角變形很困惑。為了讓學(xué)生更好地理解角變形的原因，筆者將矩形流體微團(tuán)四個(gè)角點(diǎn)的速度全部寫出，如圖1所示。然后分別用紅筆標(biāo)出C、D點(diǎn)和A、B兩點(diǎn)X方向速度的第三項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)D點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比B點(diǎn)在X方向的速度大，這勢必產(chǎn)生一個(gè)與垂直方向的夾角。接著，筆者又用藍(lán)色筆標(biāo)出，C、B點(diǎn)和D、A兩點(diǎn)Y方向速度的第二項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比D點(diǎn)在Y方向的速度大，這勢必產(chǎn)生一個(gè)與水平方向的夾角。這樣，學(xué)生很自然就畫出了流體微團(tuán)的角變形圖，如圖2所示。最后，筆者又把問題引申到三維，讓學(xué)生寫出其他兩個(gè)方向上的角變形公式。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，在理解和接受理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)、解決和總結(jié)。除了在分析問題時(shí)采用啟發(fā)式教學(xué)外，也可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)的概念、理論、公式進(jìn)行對(duì)比，在加深理解的同時(shí)找出它們的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。譬如，在推導(dǎo)伯努利積分方程時(shí)先讓學(xué)生回憶流體靜力學(xué)基本方程。這樣學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)兩者之間僅相差動(dòng)能項(xiàng)。從而明白在流體靜力學(xué)中滿足勢能守恒，而在動(dòng)力學(xué)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械能守恒。通過對(duì)比分析，學(xué)生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義，也對(duì)靜力學(xué)基本方程加深了印象。
二、對(duì)比分析法教學(xué)
由于“流體力學(xué)”課程涉及的知識(shí)比較廣，如材料力學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、工程熱力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，再加上“流體力學(xué)”比較抽象，理解起來相當(dāng)困難。在教學(xué)中“流體力學(xué)”這門課教師難教，學(xué)生難學(xué)。為了便于學(xué)生掌握流體力學(xué)的概念和基本原理，在講授流體力學(xué)知識(shí)時(shí)，筆者經(jīng)常采用對(duì)比分析教學(xué)法，讓學(xué)生通過思考與對(duì)比增強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的連貫性，提高學(xué)習(xí)效果。由于流體力學(xué)是力學(xué)的分支，因此力學(xué)的定律也適用流體力學(xué)，但流體的特性決定了流體力學(xué)在與固體力學(xué)有千絲萬縷聯(lián)系的同時(shí)，又有它獨(dú)有的一些特性。所以，筆者在授課時(shí)會(huì)讓學(xué)生先回憶相關(guān)的固體力學(xué)知識(shí)，再將固體力學(xué)定律引申到流體力學(xué)當(dāng)中，讓學(xué)生輕松地理解和掌握流體力學(xué)中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節(jié)時(shí)，筆者就會(huì)問學(xué)生：在理論力學(xué)中，如果物體處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么樣的條件？學(xué)生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會(huì)引導(dǎo)學(xué)生流體力學(xué)的研究對(duì)象為流體質(zhì)點(diǎn)，而流體質(zhì)點(diǎn)在空間上是很小的，需要對(duì)微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。除了將流體力學(xué)和固體力學(xué)進(jìn)行對(duì)比分析外，筆者還會(huì)將流體力學(xué)中的一些概念通過列表的方式進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生了解這些概念的異同點(diǎn)。比如，筆者在講到流體運(yùn)動(dòng)學(xué)這一章節(jié)時(shí)講解兩種描述流體運(yùn)動(dòng)的方法，就給出了表1。學(xué)生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點(diǎn)。通過對(duì)比分析法不但有助于學(xué)生理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，還能讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，提高分析問題、解決問題的能力。
三、多層次多視角分析問題
現(xiàn)代教育觀念認(rèn)為，高等教育應(yīng)當(dāng)融知識(shí)的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導(dǎo)，還會(huì)將問題進(jìn)一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整合，建立學(xué)生的哲學(xué)思維觀。例如，在學(xué)習(xí)靜止流體對(duì)平面的總壓力這一節(jié)時(shí)要求學(xué)生能夠計(jì)算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學(xué)生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會(huì)了學(xué)生如何將一個(gè)復(fù)雜問題分解，然后再借助已有的知識(shí)進(jìn)行求解，達(dá)到觸類旁通的效果。同時(shí)，為了讓學(xué)生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時(shí)又分別采用了解析法和壓力圖法進(jìn)行求解。通過這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生明白了解決許多工程問題可以從多個(gè)側(cè)面、多個(gè)視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結(jié)果，殊途同歸，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。
除了在教學(xué)過程中改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)模式以外，為了提高教學(xué)效果，運(yùn)用多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的立體化輔助教學(xué)手段也非常重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程實(shí)際圖片、動(dòng)畫和視頻素材使各種教育信息的表達(dá)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，能很好地刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開闊學(xué)生的視野，可以收到純板書教學(xué)所無法達(dá)到的效果。因此，“流體力學(xué)”教學(xué)過程中對(duì)于難以理解的概念，如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內(nèi)容均利用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫給學(xué)生進(jìn)行演示，起到了畫龍點(diǎn)睛的作用。
四、結(jié)束語
多元化課堂教學(xué)模式是一個(gè)先進(jìn)的教學(xué)理念。本文提出的啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析和多視角教學(xué)模式將原本抽象的概念、復(fù)雜的理論推導(dǎo)直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生在分析比較與思考中學(xué)會(huì)將固體力學(xué)遵循的原理定律融會(huì)貫通到流體力學(xué)中，尋求概念之間、知識(shí)點(diǎn)之間和章節(jié)之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，舉一反三，把原本雜亂的概念形成清晰的知識(shí)體系。這種多元化的教學(xué)模式在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題的能力，改善了教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]王發(fā)輝，桑俊勇，等.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].中國電力教育，2009，（12）：102-103.
作者簡介：張莉（1973-），女，河南商丘人，上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院，教授；李永光（1957-），男，湖南長沙人，上海電力學(xué)院科研處處長，教授。（上海 200090）
基金項(xiàng)目：本文系上海電力學(xué)院研究生學(xué)位課程建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：YKJ-2012004）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）04-0086-02
2007年，上海電力學(xué)院（以下簡稱“我?！保崮芄こ潭?jí)學(xué)科首次招生，“高等流體力學(xué)”首次開課，授課人數(shù)20余人，隨后幾年間授課人數(shù)逐年增長。2012年我校動(dòng)力工程與工程熱物理一級(jí)學(xué)科又增設(shè)了工程熱物理、動(dòng)力機(jī)械及工程兩個(gè)二級(jí)學(xué)科，“高等流體力學(xué)”授課范圍擴(kuò)大的同時(shí)，授課人數(shù)也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數(shù)量較少、研究生培養(yǎng)歷史較短以及師資力量相對(duì)薄弱等方面的原因，課程教學(xué)的教材只能選用已有的教材。在組織教學(xué)內(nèi)容的過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教材普遍存在一些問題，如過于強(qiáng)調(diào)基本理論、對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求偏高、工程應(yīng)用方面涉獵很少，或者有些工程學(xué)科專業(yè)的相關(guān)研究生教材又往往缺乏理論深度，工程應(yīng)用背景針對(duì)性強(qiáng)，有的強(qiáng)調(diào)高速氣動(dòng)、有的強(qiáng)調(diào)水動(dòng)葉柵流動(dòng)、有的強(qiáng)調(diào)渦動(dòng)力學(xué)等等。鑒于此，作為行業(yè)類非重點(diǎn)高校，在“高等流體力學(xué)”課程的教學(xué)中有必要結(jié)合我校電力特色進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的研究和探討。
一、課程教材的調(diào)研
為了能更好地做好此次教學(xué)研究工作，課程組首先對(duì)高校相關(guān)研究生專業(yè)的“高等流體力學(xué)”教材進(jìn)行了調(diào)研，分別對(duì)清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、華北電力大學(xué)、東北電力大學(xué)等國內(nèi)若干所大學(xué)相關(guān)課程的教材及內(nèi)容做了簡單分析。
從調(diào)研情況看，所有高校都對(duì)流體力學(xué)的基本理論很重視，主要教學(xué)內(nèi)容均包括了流動(dòng)的基本概念和基本方程、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、勢流理論、渦旋流動(dòng)、理想流體流動(dòng)、粘性流體流動(dòng)等，目的是使研究生通過學(xué)習(xí)流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握研究流動(dòng)的方法進(jìn)而分析解決實(shí)際的工程流動(dòng)問題。同時(shí)，各高校的教材和主要教學(xué)參考書還注重與自身學(xué)科研究方向的結(jié)合，課程的某些重點(diǎn)內(nèi)容與培養(yǎng)方向相接軌，突出了自身的特色。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“高等流體力學(xué)”作為研究生學(xué)位課，其教學(xué)內(nèi)容在注重理論基礎(chǔ)的同時(shí)，還必須要與自身的相關(guān)學(xué)科研究方向相結(jié)合，在注重通用理論的基礎(chǔ)上，形成自己的特色。
二、我校授課對(duì)象的情況分析
做好此次的教學(xué)研究工作，還必須對(duì)我校的授課對(duì)象有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。目前，“高等流體力學(xué)”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動(dòng)力機(jī)械及工程三個(gè)二級(jí)學(xué)科的研究生學(xué)位課程。盡管上述三個(gè)二級(jí)學(xué)科涉及能源、動(dòng)力、機(jī)械等寬廣的工程領(lǐng)域，但結(jié)合我校的電力特色，這三個(gè)二級(jí)學(xué)科主要是為電力行業(yè)培養(yǎng)高級(jí)的專業(yè)人才，而在電力行業(yè)中流動(dòng)現(xiàn)象多存在于流體機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、換熱設(shè)備、容器、管道等部件，因此，在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)在透徹講解流體力學(xué)微分方程組的基礎(chǔ)上，注重聯(lián)系工程實(shí)際，偏重于講解流體在上述部件中的流動(dòng)以及與這些部件間的相互作用。
研究生生源的實(shí)際情況也是教學(xué)過程中需要考慮的因素。到目前為止，我校共招收6屆研究生，通過向歷屆學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)有以下情況存在：部分同學(xué)跨專業(yè)（如：數(shù)學(xué)專業(yè)、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)與信息專業(yè)等）考入學(xué)校，本科階段沒有學(xué)習(xí)過“工程流體力學(xué)”課程；即使是研究生與本科專業(yè)背景相同的同學(xué)，他們也普遍認(rèn)為”工程流體力學(xué)”較難，碩士入學(xué)考試時(shí)，大都不選考“工程流體力學(xué)”，這也使得他們可能在大三、甚至大二學(xué)完以后，再也沒有系統(tǒng)地梳理過流體力學(xué)知識(shí)。由于各高校專業(yè)方向的側(cè)重點(diǎn)不同，大部分同學(xué)對(duì)電力行業(yè)內(nèi)的流體知識(shí)也不是特別了解；考入學(xué)校的學(xué)生多數(shù)為調(diào)劑生，入學(xué)成績整體不高。這些情況都表明，我校碩士研究生入學(xué)時(shí)的流體力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，需要在授課過程中講授深層次新知識(shí)的同時(shí)，及時(shí)地對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行回顧和提醒。
三、教學(xué)內(nèi)容的組織
基于以上的調(diào)研和分析，課程組首先對(duì)教材進(jìn)行了選取，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了組織。
1.教學(xué)目標(biāo)的明確
“高等流體力學(xué)”是為工程熱物理、熱能工程以及動(dòng)力機(jī)械與工程專業(yè)研究生設(shè)置的專業(yè)學(xué)位課程。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合長期本科教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，確定了課程的教學(xué)目標(biāo)：通過對(duì)流體力學(xué)的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動(dòng)、粘性不可壓縮流體的流動(dòng)、層流邊界層與紊流流動(dòng)、理想可壓縮流體等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，深化學(xué)生對(duì)流體力學(xué)基本內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的理論水平，為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎(chǔ)。
2.教材的選用
“高等流體力學(xué)”是動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科的一門傳統(tǒng)課程，有很多課程教材可供選用。通過調(diào)研比較，西安交通大學(xué)有關(guān)電力生產(chǎn)的學(xué)科研究方向與我校的研究方向比較吻合，其在“動(dòng)力工程及工程熱物理”一級(jí)學(xué)科中的學(xué)位課 “高等流體力學(xué)”選擇了西安交通大學(xué)出版社出版、張鳴遠(yuǎn)等編著的《高等流體力學(xué)》一書作為教材，課程組通過對(duì)該書內(nèi)容的分析，也一致認(rèn)為張鳴遠(yuǎn)等編著的《高等流體力學(xué)》比較適合我校側(cè)重于電力人才培養(yǎng)的需求，因此決定選用該書作為本?！案叩攘黧w力學(xué)”課程的教材。與此同時(shí)，將調(diào)研中搜尋到的各有特點(diǎn)的教材作為參考書目推薦給學(xué)生供他們參考使用。
3.教學(xué)內(nèi)容的組織
在進(jìn)行“高等流體力學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的組織時(shí)，結(jié)合我校研究生培養(yǎng)方案和學(xué)科建設(shè)，既照顧到經(jīng)典流體力學(xué)的通用知識(shí)，又重視課程知識(shí)的針對(duì)性、行業(yè)應(yīng)用的特殊性、學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣以及與學(xué)校其他研究生課程的關(guān)聯(lián)性。課程內(nèi)容的組織主要從以下幾個(gè)方面考慮：
（1）奠定扎實(shí)基礎(chǔ)?！案叩攘黧w力學(xué)”是一門系統(tǒng)性、邏輯性較強(qiáng)的課程，作為碩士研究生的學(xué)位課，在加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)所伴隨的物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、概念的建立及規(guī)律分析的同時(shí)，還應(yīng)努力加深學(xué)生學(xué)科知識(shí)分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解決流體力學(xué)問題的水平及能力。
（2）突出電力生產(chǎn)特色。針對(duì)我校研究生的專業(yè)背景和學(xué)科研究方向，強(qiáng)調(diào)本學(xué)科與電力生產(chǎn)流程和設(shè)備的結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用流體力學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)并解決相關(guān)電力工程問題的能力。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，保持基礎(chǔ)理論知識(shí)與工程應(yīng)用知識(shí)的相對(duì)平衡。
（3）注重課程的關(guān)聯(lián)性和完整性。在關(guān)聯(lián)性方面，首先與本科階段的教學(xué)內(nèi)容要有恰當(dāng)?shù)姆止ず豌暯?，其次要避免與其他相關(guān)課程之間缺乏銜接；在自身內(nèi)容體系的完整性方面，既要注意到對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)回顧和補(bǔ)充的必要性，又要對(duì)工程中不常見的復(fù)雜流動(dòng)概念的介紹有所兼顧。
考慮以上幾個(gè)方面，課程組將教學(xué)內(nèi)容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量運(yùn)算分析”、“場論知識(shí)”的回顧以及曲線坐標(biāo)、張量分析知識(shí)的補(bǔ)充；第二部分“流體力學(xué)的基本方程”主要介紹流體力學(xué)的基本概念，流體力學(xué)的控制方程組以及一些相關(guān)的重要定理；第三部分“理想不可壓縮流體的流動(dòng)”介紹平面勢流，空間軸對(duì)稱勢流和理想流體中的旋渦運(yùn)動(dòng)，其中對(duì)平面勢流里的復(fù)位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點(diǎn)講解；第四部分“粘性不可壓縮流體的流動(dòng)”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解，小雷諾數(shù)流動(dòng)，層流邊界層流動(dòng)和紊流，其中對(duì)工程中應(yīng)用較多的層流邊界層流動(dòng)和紊流做重點(diǎn)講解；第五部分“理想可壓縮流體的流動(dòng)”分別介紹一維流動(dòng)和平面流動(dòng)，其中對(duì)一維流動(dòng)做重點(diǎn)講解。
四、教學(xué)模式的探討
學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在不斷地發(fā)生變化，這就需要教師不斷根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行教學(xué)模式的探討，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使他們?cè)谟邢薜膶W(xué)習(xí)時(shí)間中學(xué)習(xí)好內(nèi)容繁多的“流體力學(xué)”。
1.教學(xué)方法
“高等流體力學(xué)”是一門基礎(chǔ)課，基本概念和基礎(chǔ)理論部分內(nèi)容較多，涉及的公式推導(dǎo)也比較多，傳統(tǒng)的“黑板板書”的教學(xué)手段對(duì)教學(xué)信息的處理和呈現(xiàn)都比較單一，造成學(xué)生對(duì)于傳熱學(xué)內(nèi)容的理解和掌握有一定的難度。為此，課程組以教材為藍(lán)本編制了電子課件，教學(xué)中采用板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)模式，突出傳統(tǒng)板書中能夠清晰講解復(fù)雜理論推導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，充分利用多媒體教學(xué)信息量大、圖像清晰生動(dòng)的特點(diǎn)。經(jīng)過一段時(shí)間的嘗試，這種教學(xué)方法既達(dá)到了避免研究生在課堂上因長時(shí)間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞的問題，又有利于他們理解并掌握復(fù)雜的流體力學(xué)基本理論的教學(xué)效果。
2.教學(xué)手段
盡管本課程以課堂講授教學(xué)方式為主，但要避免“填鴨式”的講授，要注重以啟發(fā)式講授為主的多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，提高課堂教學(xué)的趣味性，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課程組結(jié)合本科“工程流體力學(xué)”多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中注意做到幾個(gè)注重：注重物理概念與數(shù)學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)物理含義的數(shù)學(xué)表示以及數(shù)學(xué)內(nèi)容的物理解釋；既注意嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，又注意敘述的深入淺出；注重教學(xué)思路，教學(xué)方法，在引進(jìn)概念介紹方法時(shí)，突出解決問題的思維方法及推理要點(diǎn)；注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內(nèi)容，以豐富學(xué)生思維和聯(lián)想能力；注重引導(dǎo)學(xué)生圍繞課程內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，同時(shí)再結(jié)合課程組教師的科研積累，搜集并提煉出了大量與電力生產(chǎn)緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，提升課堂教學(xué)的互動(dòng)效果，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析并解決工程實(shí)際問題的能力。
3.輔助教學(xué)
僅僅通過課堂上對(duì)教材的學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須配套地做大量的習(xí)題，才能較好地使學(xué)生掌握具有理論性強(qiáng)、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的“高等流體力學(xué)”課程?？紤]到我校研究生教學(xué)的特點(diǎn)，課程組根據(jù)教材的主要內(nèi)容編寫了典型習(xí)題集。習(xí)題集力圖做到習(xí)題具有典型性，能夠?qū)?yīng)教學(xué)內(nèi)容的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過習(xí)題的練習(xí)，能有效地掌握教材中的基本知識(shí)。此外，習(xí)題集中的習(xí)題也盡可能地結(jié)合電力生產(chǎn)中的流動(dòng)問題，幫助學(xué)生對(duì)專業(yè)關(guān)聯(lián)工程問題進(jìn)行認(rèn)識(shí)和思考，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。
4.課程考核
課程考核成績應(yīng)該能夠較為客觀地反映學(xué)生對(duì)課程的整體學(xué)習(xí)情況。為了全面地反映學(xué)生的全程學(xué)習(xí)過程和最終的學(xué)習(xí)效果，課程組經(jīng)討論明確了課程的總評(píng)成績由平時(shí)成績和期末考試成績綜合評(píng)定得出，平時(shí)成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時(shí)成績包含作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等幾部分。期末考試采用筆試形式，考試試卷從建立的試卷庫中隨機(jī)抽取。
期末考試是課程考核的重頭戲，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也為了增強(qiáng)教師的工作責(zé)任心，實(shí)行考、教分離是一個(gè)較好的督促辦法。為此，2012年課程組根據(jù)課程的教學(xué)要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學(xué)大綱的要求，內(nèi)容豐富、形式多樣、題型一致，試題表述清楚，要求明確，無偏題、怪題，難易得當(dāng)，考核的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面寬，能考核學(xué)生掌握知識(shí)以及應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份，至少夠三年使用，隨著試卷庫的使用，課程組還擬將對(duì)試卷庫進(jìn)行不斷擴(kuò)充。
五、結(jié)束語
“高等流體力學(xué)”的日常教學(xué)工作一個(gè)任重而道遠(yuǎn)，為了適應(yīng)高等流體力學(xué)服務(wù)于日新月異的學(xué)科發(fā)展的需求，提高該學(xué)位課程的教學(xué)效果，更好地為本校研究生人才培養(yǎng)服務(wù)，課程組將把教學(xué)研究工作不斷地持續(xù)進(jìn)行下去，搜集最新最前沿的相關(guān)信息以補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，探討教學(xué)模式以提高教學(xué)效果，及時(shí)對(duì)習(xí)題庫和試卷題庫進(jìn)行更新。相信只要教師多花一點(diǎn)時(shí)間，多動(dòng)一點(diǎn)腦筋，多找一些教育學(xué)生的切入點(diǎn)，因材施教，一定能取得好的教育效果。
參考文獻(xiàn)：
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[4]王松嶺.高等流體力學(xué)[M].北京：中國電力出版社，2011.
作者簡介：宿程遠(yuǎn)（1981-），男，河北晉州人，廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，講師；黃智（1972-），男，壯族，廣西桂林人，廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，教授。（廣西 桂林 541004）
基金項(xiàng)目：本文系新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011JGB018）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.1?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）34-0088-02
“流體力學(xué)”是環(huán)境工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要任務(wù)是通過各教學(xué)環(huán)節(jié)運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本概念、基本原理、基本計(jì)算方法；培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程、從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究以及開拓新技術(shù)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該課程具有較強(qiáng)的理論性和工程實(shí)際意義，具有理論不易掌握、概念和方程較多、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)和物理知識(shí)要求較高等特點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)過程中，如果只借助于書本、教師的語言和板書這些方法難以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，學(xué)生也會(huì)因枯燥的理論及公式推導(dǎo)而產(chǎn)生厭學(xué)的現(xiàn)象。因此，本文提出了基于“情·知·感”理論的“流體力學(xué)”多媒體課件的制作與開發(fā)。
一、設(shè)計(jì)理念
本課題以“情·知·感”為支撐，以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、人本主義學(xué)習(xí)理論等學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，將身邊問題、工程實(shí)例、教學(xué)科研成果等有機(jī)的融入到“流體力學(xué)”多媒體課件的制作和開發(fā)過程中，同時(shí)注意“流體力學(xué)”多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，重視“流體力學(xué)”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學(xué)”教學(xué)提供了先進(jìn)的手段，為加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了現(xiàn)實(shí)可能，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生“樂學(xué)”、“會(huì)學(xué)”的能力；[1，2]同時(shí)向?qū)W生展示教學(xué)情境，使學(xué)生“聞其生、見其形、入其境”，更快、更準(zhǔn)、更深地把握“流體力學(xué)”教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
二、實(shí)施措施
1.“情”——以多種學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)
在設(shè)計(jì)制作“流體力學(xué)”多媒體課件時(shí)，充分運(yùn)用多種學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，制作出既適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也適合“流體力學(xué)”課堂教學(xué)使用的多媒體課件。[3]
（1）基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，組織“流體力學(xué)”多媒體課件內(nèi)容與目錄導(dǎo)航設(shè)計(jì)。制作“流體力學(xué)”多媒體課件時(shí)，將流體力學(xué)基本教學(xué)內(nèi)容劃分為四個(gè)模塊：流體的物理性質(zhì)及分析方法、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)。這種結(jié)構(gòu)以圖示的方式在課件中顯示，使學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容形成清晰的概念，養(yǎng)成“流體力學(xué)”課程的思維圖式。學(xué)習(xí)流體力學(xué)的關(guān)鍵是理解和掌握核心的基本的概念、原理、態(tài)度和方法，抓住它們之間的聯(lián)系，形成一個(gè)有聯(lián)系的整體。如在講解等壓面時(shí)，可以將等壓面的基本概念、特征及應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起，形成一個(gè)有機(jī)的整體，以加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。
（2）基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，在設(shè)計(jì)課件時(shí)，提供豐富的多媒體情境資源以支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。在制作與開發(fā)“流體力學(xué)”多媒體課件時(shí)，將北京奧運(yùn)會(huì)“水立方”水面擾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力情況、中央電視臺(tái)記錄片《水問》以及“神舟七號(hào)”飛船的資料等，以優(yōu)美的文字、活靈活現(xiàn)的畫面、動(dòng)聽的聲音進(jìn)行展示，能使教師輕松地授課、學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)。而且能夠?qū)⒔虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)化難為易，向?qū)W生展示教學(xué)情境、提供豐富感知、激發(fā)形象思維，使學(xué)生聞其聲、見其形、入其境，讓學(xué)生更快、更準(zhǔn)、更深地把握教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，能夠起到很好的教學(xué)效果。
（3）基于人本主義學(xué)習(xí)理論，設(shè)計(jì)與表達(dá)流體力學(xué)知識(shí)的價(jià)值與文化。人本主義學(xué)習(xí)理論重視學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的情感需求，主張教育的目的不只限于教授學(xué)生知識(shí)或謀生技能，更重要的是針對(duì)學(xué)生的情感需求，從而培養(yǎng)其健全的人格。[3]在“流體力學(xué)”多媒體課件制作中，增加其人文色彩、文化意味，以適時(shí)地向?qū)W生傳達(dá)人生哲理，開啟他們的心智。在緒論部分，可用古代的詩詞引出學(xué)生對(duì)流水的思索，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”，“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”，“抽刀斷水水更流，舉杯消愁愁更愁”；在講授虹吸原理時(shí)，可向?qū)W生講述宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面的故事等，這樣我們的課堂教學(xué)就被賦予了靈氣。
（4）基于行為主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，在課件中設(shè)計(jì)練習(xí)模塊。在“流體力學(xué)”多媒體課件中設(shè)計(jì)練習(xí)模塊，以提供覆蓋重要知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題及反饋。讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有了一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，給學(xué)生留有思考余地。同時(shí)也突出了“流體力學(xué)”課件的交互性，將更能促進(jìn)學(xué)生的橫向思維，延長課件的生命周期；同時(shí)設(shè)計(jì)了部分流體力學(xué)的英語題目，實(shí)現(xiàn)了雙語教學(xué)理念的滲透。
2.“知”——以“三引入”與“一結(jié)合”為指導(dǎo)
為了結(jié)合課程內(nèi)容有效地實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的思維與創(chuàng)造力，在“流體力學(xué)”多媒體課件制作中強(qiáng)調(diào)“三引入”與“一結(jié)合”，以突出“流體力學(xué)”教學(xué)的寬泛性、時(shí)代性和應(yīng)用性。[4]
（1）將身邊問題引入多媒體課件。在“流體力學(xué)”多媒體課件制作時(shí)，結(jié)合具體課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)具有新穎、獨(dú)特、能夠牢牢抓住學(xué)生注意力的問題，力爭做到在每一章的“流體力學(xué)”課件開講前都提出一個(gè)問題，啟發(fā)學(xué)生的思維，避免平鋪直敘地講授。同時(shí)在教學(xué)中注意收集身邊有趣的流體力學(xué)問題，比如一滴牛奶的流體力學(xué)問題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到其實(shí)流體力學(xué)離我們并不遙遠(yuǎn)。
（2）將工程實(shí)例引入多媒體課件。為了將所學(xué)的理論與實(shí)際相結(jié)合，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用流體力學(xué)知識(shí)解決問題的能力，可將工程實(shí)例引入多媒體課件。如在講授液體作用在平面上的總靜壓力和恒定總流動(dòng)量方程時(shí)，補(bǔ)充三峽水壩的視頻，讓學(xué)生對(duì)恒定總流動(dòng)量方程有更為深刻和直觀的認(rèn)識(shí)。
（3）將教學(xué)科研成果引入多媒體課件。在多媒體課件制作時(shí)，適時(shí)地介紹一些教師的研究成果以及正在開展研究的工作，一方面可以調(diào)節(jié)課堂教學(xué)氣氛，另一方面也會(huì)極大地提高學(xué)生學(xué)好課程的積極性，讓學(xué)生對(duì)當(dāng)前相關(guān)學(xué)科的熱點(diǎn)問題有一定的了解，從而引發(fā)學(xué)生的思考，激起他們對(duì)科研的濃厚興趣。正如張愛玲所說“出名要趁早”，對(duì)于學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)，也要趁早。
（4）注意多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)習(xí)流體力學(xué)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，貫穿于課程始終。采用多媒體方式如錄像、Flas等增加演示性實(shí)驗(yàn)，既豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、擴(kuò)展了學(xué)生視野，又可達(dá)到意想不到的教學(xué)效果。特別是在講解流體力學(xué)最重要的“伯努利方程”時(shí)，除了傳統(tǒng)的公式推導(dǎo)之外，可輔以實(shí)驗(yàn)、Flash等多種教學(xué)手段，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)的突破。
3.“感”——以美學(xué)理論為指導(dǎo)
教學(xué)是一種藝術(shù)，課件也應(yīng)是教學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合。要實(shí)現(xiàn)“流體力學(xué)”多媒體課件中科學(xué)性和藝術(shù)性的和諧統(tǒng)一，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)中美學(xué)的運(yùn)用。[5]
（1）“流體力學(xué)”課件制作的簡約美?！傲黧w力學(xué)”多媒體課件開發(fā)時(shí)，背景畫面的設(shè)計(jì)要做到：簡單大方，清新淡雅，不能分散學(xué)生的注意力；同時(shí)“流體力學(xué)”多媒體課件的文字內(nèi)容應(yīng)言簡意賅，簡明扼要。
（2）“流體力學(xué)”課件制作的和諧美。首先背景圖片應(yīng)服務(wù)于課件內(nèi)容，不能喧賓奪主，在色調(diào)處理上應(yīng)保持統(tǒng)一性，不出現(xiàn)突躍；其次應(yīng)根據(jù)各種字體的表現(xiàn)力，選擇一種與課件內(nèi)容相和諧的字體；再次應(yīng)選擇與背景色協(xié)調(diào)的文字顏色；最后應(yīng)注意文字經(jīng)投影儀投影后的效果。
（3）“流體力學(xué)”課件制作的立體美。圖像所表現(xiàn)的內(nèi)容應(yīng)圍繞課件內(nèi)容展開，通俗易懂，可將水利工程、航天工程等工程圖面以及身邊的流體力學(xué)圖面有機(jī)的穿插到多媒體課件中，簡潔明快地使學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解和掌握主題。首先動(dòng)畫設(shè)計(jì)在構(gòu)圖上要做到布局合理，造型優(yōu)美，以求達(dá)到最佳的視覺效果。其次動(dòng)畫構(gòu)圖要形象且具有鮮明的直觀效果，并符合學(xué)生的視覺規(guī)律，如在雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程的講述中，應(yīng)合理運(yùn)用動(dòng)畫技巧，以擴(kuò)大課件的表現(xiàn)力。
三、結(jié)語
以“情·知·感”為支撐，以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、人本主義學(xué)習(xí)理論等學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，將身邊問題、工程實(shí)例、教學(xué)科研成果等有機(jī)的融入到“流體力學(xué)”多媒體課件的制作和開發(fā)過程中，同時(shí)應(yīng)注意“流體力學(xué)”多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，重視“流體力學(xué)”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學(xué)”教學(xué)提供了較為先進(jìn)的手段，為加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了現(xiàn)實(shí)可能，將充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生“樂學(xué)”、“會(huì)學(xué)”的能力；同時(shí)向?qū)W生展示教學(xué)情境，提供豐富感知、激發(fā)形象思維，以促進(jìn)“流體力學(xué)”教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0225-02
一、前言
我校的學(xué)生培養(yǎng)定位是：“立足內(nèi)蒙古，面向全國，服務(wù)國家基礎(chǔ)工業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，培養(yǎng)崗位適應(yīng)性強(qiáng)、工作作風(fēng)踏實(shí)的應(yīng)用型人才”[1]。
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：“適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)施能力的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才”。畢業(yè)生能夠從事工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境與暖通空調(diào)、通風(fēng)除塵、采暖供熱、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共設(shè)施系統(tǒng)、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、管理以及建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的方案制訂，并具有初步的應(yīng)用研究與開發(fā)能力，能夠在設(shè)計(jì)研究院、建筑工程單位、物業(yè)管理公司及相關(guān)的科研、生產(chǎn)和教學(xué)等單位從事技術(shù)與管理工作。
《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一，是該專業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的知識(shí)。同時(shí)，該課程也是我校環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程、礦物加工工程、采礦工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化等工程專業(yè)必須開設(shè)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及水力計(jì)算的基本方法。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是發(fā)展流體力學(xué)理論，驗(yàn)證流體力學(xué)假說，理解流體力學(xué)現(xiàn)象，解決流體力學(xué)工程問題的一個(gè)重要手段，該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞影響到學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解和掌握，以及動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，甚至影響到他們就業(yè)后對(duì)專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。
二、當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)基本目的要求是：使學(xué)生觀測流動(dòng)現(xiàn)象，驗(yàn)證所學(xué)理論，掌握實(shí)驗(yàn)的方法和操作技能，訓(xùn)練學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)資料、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)。目前我?！读黧w力學(xué)》課程開設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、圓形管道沿程阻力實(shí)驗(yàn)、圓形管道局部阻力實(shí)驗(yàn)、一元流動(dòng)量方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、氣體紊流射流實(shí)驗(yàn)等[2]，全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)室房間、實(shí)驗(yàn)器材、指導(dǎo)教師人數(shù)等方面的條件有限，綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)不能開出。不同專業(yè)、不同學(xué)時(shí)的《流體力學(xué)》課程的學(xué)生進(jìn)行完全相同的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課堂上，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求等方面進(jìn)行講解，之后學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)問題在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行處理，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫完成情況和質(zhì)量來評(píng)定成績。雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容，也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但沒有激發(fā)學(xué)生的積極性，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和熱情沒有體現(xiàn)出來，只是被動(dòng)的完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。近年來伴隨著我國教育體制的改革發(fā)展和招生規(guī)模的擴(kuò)大，給學(xué)校的發(fā)展帶來了機(jī)遇，使學(xué)校的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步，但不可回避的是學(xué)生質(zhì)量在不同程度上有所下降，基礎(chǔ)知識(shí)不很扎實(shí)，給后續(xù)教學(xué)工作帶來了困難，也是擺在全校師生面前的難題。另外還有相當(dāng)一部分學(xué)生是通過調(diào)劑專業(yè)而來的，不是他們所鐘情和喜愛的專業(yè)，因此，學(xué)習(xí)積極性也不高，疲于應(yīng)付，學(xué)習(xí)目的不明確，態(tài)度不很認(rèn)真，缺乏學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力，只求考試及格過關(guān)了事，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也是如此。
近年來，學(xué)校也做了很大努力，在改善實(shí)驗(yàn)條件方面投入不少，但由于學(xué)生人數(shù)眾多，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少，實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)偏多，親自動(dòng)手操作的次數(shù)不是很多，感性認(rèn)識(shí)不夠，盡管實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師想盡一切辦法，盡可能多的創(chuàng)造機(jī)會(huì)，但收效甚微，實(shí)驗(yàn)效果不理想，有的甚至連最基本的測試儀器，如畢托管的工作原理、使用及注意事項(xiàng)等都不清楚。另一方面，由于小組人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)相同，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、結(jié)果的討論，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的感悟不深，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解、體會(huì)起不到作用，同時(shí)給實(shí)驗(yàn)成績的考核帶來了不便。
三、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容
1.實(shí)驗(yàn)課的地位。實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程非常重要的組成部分，但是在教學(xué)實(shí)踐中，往往更多強(qiáng)調(diào)的是理論的重要性，而忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)理論學(xué)習(xí)的幫助。因此要充分重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位，實(shí)驗(yàn)在流體力學(xué)教學(xué)中和理論課具有同樣的重要作用，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的唯一途徑，是學(xué)生獲得流體力學(xué)感性知識(shí)的主要方法，有利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的深入理解，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考，培養(yǎng)他們的擴(kuò)散思維，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。另外，要樹立重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、熱情服務(wù)學(xué)生的觀念。首先要重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，無論從政策傾斜還是人力、物力以及資金投入等方面都予以高度重視；其次要尊重實(shí)驗(yàn)教師的地位和實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng)，吸引具有一定操作技能和設(shè)計(jì)構(gòu)思能力的教師充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍中。
2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容?！读黧w力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容貫穿了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的所有領(lǐng)域，如采暖供熱中的熱媒介質(zhì)（水）的流動(dòng)，空調(diào)工程中空氣、冷凍水、冷凝水的流動(dòng)，通風(fēng)除塵中空氣以及粉塵粒子的流動(dòng)，鍋爐中的煙氣、水、蒸汽、粉塵粒子的流動(dòng)等，所有這些流動(dòng)的參數(shù)測試分析類似于流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。而目前《流體力學(xué)》課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也是非常經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容，也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但是，和專業(yè)工程實(shí)踐脫節(jié)，聯(lián)系不密切，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性不高[3，4]。
在完成傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的之后，指導(dǎo)組織學(xué)生自行完成一次設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，把原有單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組合到新的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，如具有一定規(guī)模的管網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，分別測定不同工況下的運(yùn)行參數(shù)，如流量、流速、壓力等，這樣既把流體力學(xué)知識(shí)和專業(yè)課的知識(shí)結(jié)合在了一起，由于是按照自己的意愿設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，因而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)生的操作運(yùn)行技能，同時(shí)，在解決出現(xiàn)問題的過程中，使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)得到了綜合應(yīng)用。因此筆者以為，傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)固然重要，可以使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得到加深鞏固和理解，綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)學(xué)生綜合能力得到鍛煉和提高的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源，在完成傳統(tǒng)經(jīng)典驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開出。
3.教學(xué)手段與方法。為了達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師講解學(xué)生聽的模式，指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)學(xué)生采取互動(dòng)的形式，共同探討實(shí)驗(yàn)的目的、意義、背景、對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)以及和相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系、完成實(shí)驗(yàn)測定的技術(shù)路線等，使學(xué)生處于主體地位，積極參與，主動(dòng)進(jìn)行。方法可以靈活多樣，教學(xué)手段可輔助以教學(xué)錄像、多媒體等，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題應(yīng)讓學(xué)生互相討論，從中獲得答案，指導(dǎo)教師予以補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)成績的考核不拘泥于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x的感悟、對(duì)知識(shí)聯(lián)系的理解、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作、問題分析討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等綜合評(píng)價(jià)[3，4]。
四、結(jié)語
《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一，同時(shí)也是環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)必須開設(shè)的課程。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是該課程非常重要的組成部分，實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的能力、分析解決問題的能力和相互協(xié)調(diào)合作的能力。因此要轉(zhuǎn)變觀念，重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)一步補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，不斷研究流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢，不僅要使學(xué)生完成經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更重要的是要放手讓學(xué)生開發(fā)設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)，突出學(xué)生的主體性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，使每一個(gè)完成流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生從中得到鍛煉和提高，為培養(yǎng)綜合型建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]內(nèi)蒙古科技大學(xué)教務(wù)處組.內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)方案（2014版）[Z].
當(dāng)前，在“綠色發(fā)展理念”深入人心的時(shí)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(shí)社會(huì)和企業(yè)對(duì)農(nóng)林類專業(yè)人才的需求更加重視質(zhì)量，對(duì)人才的知識(shí)深度、廣度和對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課核心知識(shí)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(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)、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(huì)基本的理論分析與計(jì)算方法;通過對(duì)熱量傳遞的三種基本方式、導(dǎo)熱基本理論、對(duì)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(duì)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(shí)，學(xué)會(huì)流體上的作用力分析，能夠推導(dǎo)流體動(dòng)力學(xué)方程的連續(xù)性方程和伯努利方程，針對(duì)黏性流體，能對(duì)管內(nèi)流動(dòng)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。總體來看，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(dòng)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(shí)難點(diǎn)聚集、微積分公式眾多、三大知識(shí)板塊思維跨度大、學(xué)生融會(huì)貫通掌握難。但是，學(xué)生對(duì)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(shí)為48學(xué)時(shí)，理論授課42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)授課6學(xué)時(shí)。三大板塊的教學(xué)內(nèi)容多，理論授課課時(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)化”專業(yè)的實(shí)際情況，制定了如下教學(xué)思路:(1)授課時(shí)，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(dòng)”“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(duì)“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(dòng)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(shí)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?cè)诿靼讍栴}的同時(shí)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(gè)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(shí)，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(dòng)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(shí)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(dòng)化”專業(yè)的核心專業(yè)課，內(nèi)容涵蓋林業(yè)動(dòng)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(dòng)力、清理、保護(hù)、采摘等板塊。林業(yè)動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)及耦合風(fēng)場、霧滴的多相流動(dòng)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(dòng)問題。從銜接核心專業(yè)課的角度來看，一方面，農(nóng)林類高校“熱工基礎(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(shí)占比，同時(shí)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。“工程流體力學(xué)”中，對(duì)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(dòng)學(xué)、流體動(dòng)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(shí)結(jié)構(gòu)缺陷?！皞鳠釋W(xué)”(熱能的直接應(yīng)用)中，對(duì)導(dǎo)熱、對(duì)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(duì)傳熱學(xué)中的知識(shí)需求很少，僅僅在脈動(dòng)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(duì)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(shí)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(shí)?？傉n時(shí)不變的情況下可以合理縮減“傳熱學(xué)”的課時(shí)，對(duì)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(duì)相似準(zhǔn)則進(jìn)行深入講解，省出較多課時(shí)。將“工程流體力學(xué)”放在最突出的位置，省出來的課時(shí)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(dòng)力學(xué)中“擾動(dòng)在外空間流場中的傳播”及“管內(nèi)氣體的流動(dòng)”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(shí)
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(huì)鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)贛OOC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(shí)。通過工程流體力學(xué)板塊，我們?cè)隗w力學(xué)的范疇內(nèi)將研究運(yùn)動(dòng)的方法由拉格朗日法提升到歐拉法，這是一個(gè)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(shí)。
一、流體力學(xué)課程特點(diǎn)
流體力學(xué)是水利工程、環(huán)境工程、給水排水等專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必選課，與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)系緊密。如對(duì)于給排水專業(yè)來說，后續(xù)的水泵與水泵站、建筑給排水等課程的學(xué)習(xí)都需要用到流體力學(xué)方面的知識(shí)。流體力學(xué)具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，該課程理論抽象，理論公式推導(dǎo)和基本概念比較多，學(xué)生需要在掌握基本概念及理論公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，清楚了解公式的應(yīng)用限制條件，才能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題。另外，實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，與所學(xué)理論知識(shí)緊密相關(guān)，是驗(yàn)證理論、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的重要途徑，是學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的主要手段，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，加強(qiáng)對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握方面起著重要作用。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，目前，在流體力學(xué)課程的教學(xué)過程中存在著一些問題：課堂例題和課后習(xí)題與工程實(shí)際脫節(jié)，理論與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工程的應(yīng)用不甚了解，只會(huì)機(jī)械照搬公式解題；教師主要采用課堂灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，與學(xué)生的互動(dòng)比較少；所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證型和演示型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以驗(yàn)證的機(jī)會(huì)甚少，不利于學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，更不利于學(xué)生解決實(shí)際工程問題能力的培養(yǎng)。因此，流體力學(xué)課程教學(xué)需要采用多元化教學(xué)模式、加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，以取得較好的教學(xué)效果。
二、教學(xué)方法探討
（一）理論教學(xué)方法探討
1.重視緒論的作用。
緒論對(duì)于講好一門課是非常重要的。通過對(duì)緒論的學(xué)習(xí)，學(xué)生可了解本課程涉及的主要內(nèi)容，在學(xué)科領(lǐng)域中的地位，發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向，與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用等。通過對(duì)緒論的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)本學(xué)科的意義、目的及重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣，安排好學(xué)習(xí)計(jì)劃，為學(xué)好該門課做好充足的準(zhǔn)備。
2.采用啟發(fā)式教學(xué)手段。
現(xiàn)代教學(xué)論中的啟發(fā)式教學(xué)思想的特點(diǎn)是：強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用與學(xué)生積極性相結(jié)合；強(qiáng)調(diào)學(xué)生智力的充分發(fā)展，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)與智力的充分發(fā)展相結(jié)合；強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)在動(dòng)力與學(xué)習(xí)的責(zé)任感相結(jié)合；強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)書本知識(shí)與直接經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合[1]。因此，將啟發(fā)式教學(xué)思想應(yīng)用于流體力學(xué)課程教學(xué)，把學(xué)生放于主體地位，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對(duì)本門課的興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果；教學(xué)中通過理論與實(shí)踐的緊密聯(lián)系，便于將理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中，要使學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握更加靈活牢固，并為以后課程的學(xué)習(xí)及工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（1）采用對(duì)比法。授課時(shí)，將相近或相反的定義、概念進(jìn)行對(duì)比，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握。如講解流線和跡線、恒定流和均勻流、層流和紊流等概念時(shí)，采用比較法授課，避免學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的混淆。另外，還可將新舊知識(shí)進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)，加深對(duì)新知識(shí)的掌握。如在講動(dòng)量方程時(shí)，可將動(dòng)量方程與能量方程的應(yīng)用前提條件、所能解決的問題進(jìn)行比較，從而加深學(xué)生對(duì)這兩大基本方程的理解和掌握。
（2）采用聯(lián)系法。在講概念之前，先引入實(shí)例。如在講卡門渦街概念之前，先介紹電線在風(fēng)中發(fā)出聲響的原因；通過介紹汽車外形設(shè)計(jì)，講解繞流阻力的問題；在講表面張力的時(shí)候，聯(lián)系露珠是球形的現(xiàn)象；在講毛細(xì)現(xiàn)象的時(shí)候，聯(lián)系當(dāng)毛巾部分浸在水中時(shí)，未浸在水中的部分也會(huì)變濕的生活現(xiàn)象。通過對(duì)這些與生活緊密相關(guān)的流體力學(xué)問題的思考，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大為增加，并且要加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。另外，還可聯(lián)系新舊知識(shí)，如有壓管流的水力計(jì)算其實(shí)就是能量方程在實(shí)際工程中的應(yīng)用，同時(shí)聯(lián)系后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和日后所從事的工作，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)溫故知新，達(dá)到融會(huì)貫通的效能。
（3）采用“問題式”教學(xué)法。在授課過程中，針對(duì)某些易混淆、易理解錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)，適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍┱T導(dǎo)性問題，以提出問題、分析問題、解決問題為線索，達(dá)到學(xué)生掌握知識(shí)的目的。有些問題先提出來，留出適當(dāng)時(shí)間，再讓學(xué)生回答；有些問題提出來為引起同學(xué)注意，教師可自問自答。如在推導(dǎo)作用在平面壁上靜水總壓力公式時(shí)，公式得出后，可向?qū)W生提問“公式推導(dǎo)過程中所涉及的水深h和y值是否相同，若不同，它們之間有何關(guān)系”，讓學(xué)生回答，以加深學(xué)生對(duì)公式中各項(xiàng)符號(hào)的理解，避免應(yīng)用公式時(shí)混淆出錯(cuò)；在講液體作用在曲面上的靜水總壓力時(shí)，先提出問題“能否用液體作用在平面上的靜水總壓力的求解方法來求解”，然后分析曲面和平面所受壓力的不同點(diǎn)，最后得出液體作用在曲面上的靜水總壓力的求解方法。
3.充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段。
在教學(xué)過程中，采用板書和現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式，充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段，將聲音、圖形和動(dòng)畫等與授課知識(shí)靈活結(jié)合，提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣。教師可以在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時(shí)采用傳統(tǒng)授課方式，而講授需要直觀形象的內(nèi)容時(shí)采用多媒體教學(xué)方法。如在講局部損失時(shí)，通過流體力學(xué)模型局部障礙處漩渦的形成演示，加深學(xué)生對(duì)造成局部水頭損失影響因素的理解；在講壓力體和靜水壓強(qiáng)分布圖繪制時(shí)，利用多媒體演示圖形的疊加、抵消過程，使學(xué)生一目了然，起到事半功倍的效果。
4.加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系。
由于學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)際工程的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)抽象的理論在理解上有一些困難，因此在講課時(shí)要加強(qiáng)所講授的理論知識(shí)與工程實(shí)際的聯(lián)系。例如，在講流線時(shí)，可讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室觀看流體力學(xué)模型的水流現(xiàn)象，或做成動(dòng)畫演示，使學(xué)生對(duì)實(shí)際的水流現(xiàn)象有直觀的認(rèn)識(shí)，從而加深對(duì)流線概念的理解；對(duì)工程中常用到的流體力學(xué)知識(shí)，如能量方程，應(yīng)在推導(dǎo)及應(yīng)用條件等方面深入講解，并舉例講解該方程在實(shí)際工程中能解決的問題，如在城市給水管網(wǎng)中管道埋深確定方面的應(yīng)用等，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該方程的理解，做到靈活運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。在授課時(shí)，還應(yīng)盡量將流體力學(xué)的有關(guān)知識(shí)與后續(xù)專業(yè)課相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)，并可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。如將有壓管道的水力計(jì)算與后續(xù)課程給水管道的設(shè)計(jì)相結(jié)合；將無壓管道的水力計(jì)算與排水管道的設(shè)計(jì)相結(jié)合；將水頭損失計(jì)算與建筑給水系統(tǒng)中水箱的設(shè)置高度、水泵揚(yáng)程選擇等相結(jié)合。
5.重視課堂習(xí)題和課后作業(yè)。
流體力學(xué)課程中的理論公式和概念比較多，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念的掌握，熟練運(yùn)用理論公式解決問題，要重視課堂習(xí)題和課后作業(yè)對(duì)知識(shí)鞏固的作用。教師在講完理論知識(shí)后，應(yīng)選擇有代表性的例題，通過對(duì)典型例題的剖析，啟發(fā)學(xué)生舉一反三，達(dá)到靈活掌握所學(xué)知識(shí)的目的。另外，通過適量的課堂習(xí)題檢查，鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，給學(xué)生提供課堂討論的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維的鍛煉。給學(xué)生布置適量的課后作業(yè)也非常重要。通過課后作業(yè)，可促使學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過的知識(shí)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。另外，教師通過對(duì)作業(yè)的批改，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的弱點(diǎn)和不足，再加以重點(diǎn)講解，從而在教學(xué)過程中可做到有的放矢，增強(qiáng)教學(xué)效果。
（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討
流體力學(xué)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果對(duì)整個(gè)課程體系產(chǎn)生著直接的影響。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解和掌握，如雷諾實(shí)驗(yàn)的演示，可加深學(xué)生對(duì)層流和紊流概念的理解。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。目前流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證型和演示型實(shí)驗(yàn)，綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)很少，基本上是學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)步驟，一步一步做，而不是自己動(dòng)腦設(shè)計(jì)并加以驗(yàn)證，這樣就無法培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。為更好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，應(yīng)多開設(shè)一些綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)操作、整理實(shí)驗(yàn)成果、得出結(jié)論。學(xué)生在自主完成實(shí)驗(yàn)的全部環(huán)節(jié)時(shí)，能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)的理論知識(shí)和學(xué)過的實(shí)驗(yàn)技能有機(jī)地結(jié)合起來，動(dòng)手能力、分析解決問題的能力均得到綜合訓(xùn)練。另外，在條件允許的情況下，實(shí)驗(yàn)室可全天開放，學(xué)生可根據(jù)自己的時(shí)間安排完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師負(fù)責(zé)答疑。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績應(yīng)由實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合得出，以一定比例計(jì)入本門課的總成績。這樣可激勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視，調(diào)動(dòng)其積極性。
三、結(jié)語
在流體力學(xué)課程的教學(xué)過程中，應(yīng)充分利用啟發(fā)式教學(xué)和現(xiàn)代化教學(xué)手段，加強(qiáng)與工程實(shí)際的聯(lián)系，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和思維能力，提高本門課程的學(xué)習(xí)效果。
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中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）04-0223-02
《工程流體力學(xué)》是能源動(dòng)力、土木工程、環(huán)境工程等諸多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于該課程的學(xué)習(xí)中有不少涉及到高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等課程的知識(shí)點(diǎn)，因而學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)難度高，興趣不大[1]。筆者從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出問題探究式教學(xué)方法，并取得了一定的教學(xué)效果，同時(shí)也對(duì)教學(xué)活動(dòng)中存在的一些問題進(jìn)行了思考并提出了具體改進(jìn)措施。
一、以傳授知識(shí)點(diǎn)為主的教學(xué)模式存在的問題
目前大部分高校的《工程流體力學(xué)》課程仍采用傳統(tǒng)的課堂面授的教學(xué)方法，教師是教學(xué)活動(dòng)的主要組織者，授課教師以演講者的身份，按照教材編排來講授教學(xué)內(nèi)容，因此課程知識(shí)點(diǎn)為單向傳授式，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容往往缺乏主觀的思考，只是被動(dòng)地接納。以傳授知識(shí)點(diǎn)為主體的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)概念講解和公式推導(dǎo)，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解不深，大多數(shù)學(xué)生也只能做到課后照搬公式做題，而對(duì)后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)中碰到的新問題無法做到歸納分析，最終也不能有效提升運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。由于人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)知都是從現(xiàn)象開始的，現(xiàn)象表現(xiàn)出的規(guī)律性引導(dǎo)人們不斷探究現(xiàn)象背后的本質(zhì)，因此《工程流體力學(xué)》課堂的教學(xué)組織也應(yīng)遵循從現(xiàn)象到規(guī)律的認(rèn)知路徑。課堂應(yīng)先從日常生活及工程實(shí)例中提出問題，由教師引導(dǎo)學(xué)生剖析問題，逐漸深入到現(xiàn)象背后的規(guī)律性內(nèi)容，再經(jīng)概念闡述和理論推導(dǎo)，完成前述問題的理論解釋。以問題探究為主體的教學(xué)模式顯然更有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高分析問題和解決問題的能力。
二、《工程流體力學(xué)》問題探究式教學(xué)的課堂組織
在實(shí)施問題探究式教學(xué)模式時(shí)，教師盡可能選取來自于日常生活現(xiàn)象以及有專業(yè)背景的問題，并以圖片、動(dòng)畫或視頻等較形象化的方式給出，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的感性認(rèn)識(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生課堂的反應(yīng)情況對(duì)學(xué)生不斷引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生啟用發(fā)散性思維方式解決問題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，通過對(duì)問題抽絲剝繭式的分析來提高解決實(shí)際問題的能力。課堂上的問題和探究性的思考過程要讓學(xué)生的思維活躍起來，讓學(xué)生意識(shí)到所學(xué)的知識(shí)是鮮活、有用而又有趣的，能逐漸領(lǐng)略到流體力學(xué)的美妙之處。在問題分析后的理論闡述中要適當(dāng)舍棄一些繁冗枯燥的公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)公式中各項(xiàng)的物理意義和公式的適用條件。本文以課程中的緒論、一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)以及孔口管嘴管路流動(dòng)[2]為例，具體闡述探究性問題教學(xué)模式的實(shí)施過程。緒論課的問題可以提得多而廣，通過大量的實(shí)際應(yīng)用和工程問題，讓學(xué)生充分理解學(xué)習(xí)課程的目的及意義，做到課程一開始就抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的研究熱情。在課程剛開始時(shí)，可以讓學(xué)生列舉常見的流體種類，并總結(jié)流體與固體的本質(zhì)區(qū)別；給出儒可夫斯基對(duì)佯繆（永動(dòng)機(jī)問題）的描述，讓學(xué)生解釋原因；課堂上用湯匙現(xiàn)場演示水流的附壁效應(yīng)；由目前大氣環(huán)境常見的霧霾問題引出顆粒物的繞流阻力問題，并讓學(xué)生估算雨滴和塵埃在空氣中的下降速度差異[3]；用圖片方式介紹1940年美國華盛頓州塔科馬海峽橋事故，讓學(xué)生分析事故原因；介紹市政供水的基本方法，再讓學(xué)生估算學(xué)生宿舍樓供水的壓力；分析采暖系統(tǒng)中設(shè)計(jì)膨脹水箱的原因；夏季和冬季空調(diào)送風(fēng)口的風(fēng)向有何不同，哪些措施能夠盡可能實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)溫度的均勻分布。由于緒論課涉及的問題可覆蓋整個(gè)課程，可把某些問題留給學(xué)生在課后自己分析。在講授一元流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，教師可首先給學(xué)生演示平行紙片的吹氣試驗(yàn)，讓學(xué)生觀察并解釋紙片的飄向；提出常說的“水往低處流”論斷一定正確嗎？再根據(jù)市政管網(wǎng)的供水現(xiàn)象，引出驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的能量形式及其相互轉(zhuǎn)換問題，并讓學(xué)生解釋航海中的“船吸現(xiàn)象”、洗澡時(shí)浴簾的飄向問題；由煙囪里氣流流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)能引出氣體與液體的能量方程形式的不同；由消防水槍在噴水滅火產(chǎn)生的后推力問題引出一元流體動(dòng)量方程。
孔口管嘴管路流動(dòng)的內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合較緊密，可多給學(xué)生實(shí)際案例進(jìn)行分析。如：（1）城市管網(wǎng)夜間的供水水壓為何會(huì)普遍高于白天的水壓？（2）屋頂水箱供水到同一建筑的高層和低層住戶，其壓力有何不同？（3）建筑內(nèi)外存在溫差時(shí)，如何在建筑物壁面上開窗，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)？（4）如何利用虹吸的原理，給魚缸換水，其關(guān)鍵步驟是什么？（5）冷卻水系統(tǒng)中，如何考慮水泵的揚(yáng)程以保證冷卻水的循環(huán)？為節(jié)約時(shí)間，教師應(yīng)在課前將問題留給學(xué)生，為提高課堂效率，可對(duì)每個(gè)問題指定若干名學(xué)生完成，并記錄回答情況。
三、探究性課程教學(xué)中其他問題的思考
在學(xué)期結(jié)束時(shí)，教師與學(xué)生（共兩個(gè)班級(jí)，約130人）通過問卷調(diào)查、面談、QQ、電話等方式進(jìn)行了溝通，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中有如下問題值得關(guān)注。
1.采用問題探究式教學(xué)方式需要教師根據(jù)學(xué)生的反饋進(jìn)行分析和引導(dǎo)，會(huì)占用課堂學(xué)時(shí)中相當(dāng)比例的時(shí)間，由于課程學(xué)時(shí)數(shù)的限制，某些問題的探討無法深入，且教學(xué)內(nèi)容主要由PPT方式完成，因此教學(xué)進(jìn)度普遍較快。當(dāng)學(xué)生在課堂上未能理解和掌握某些知識(shí)點(diǎn)后，很容易放棄對(duì)后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。因此筆者建議，授課教師應(yīng)組織整理課程的微課資料，讓學(xué)生利用微課資料自主完成預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，大大減少課堂上對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容的講解，將課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，使學(xué)生能夠在課堂上主動(dòng)基于問題進(jìn)行深入探討，從而顯著提高課堂的學(xué)習(xí)效果。
2.有近50%的學(xué)生認(rèn)為教師給出的探究性問題有一定的難度，并有助于對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂上對(duì)問題的探究過程提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。部分學(xué)生希望教師點(diǎn)名提問并記住自己的名字，也較喜歡這種教學(xué)模式；當(dāng)然也有部分學(xué)生不太適應(yīng)該方式，尤其是在無法回答問題時(shí)學(xué)生會(huì)感到尷尬。教師應(yīng)提前把問題留給學(xué)生，給學(xué)生充分的思考時(shí)間，從而更有效地利用課堂教學(xué)時(shí)間。
3.目前大學(xué)生存在課堂出勤率不理想、上課玩手機(jī)、睡覺等現(xiàn)象，教師可將學(xué)生座位固定，不點(diǎn)名即可快速統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤率，并考察學(xué)生的聽課情況且及時(shí)記錄，在課程的第一次課上和學(xué)生講明出勤率、聽課表現(xiàn)、作業(yè)和平時(shí)小測驗(yàn)的成績?cè)诳傇u(píng)成績中的比重和計(jì)分方法，細(xì)化考核要求，并嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，這樣能有效地督促學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，重視平時(shí)學(xué)習(xí)。
4.課程考核方式和難度要求是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要方面。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有近40%的學(xué)生認(rèn)為教師應(yīng)采用閉卷方式并嚴(yán)格進(jìn)行考核，不希望考試降低難度。這項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明，不少學(xué)生有主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望，學(xué)習(xí)態(tài)度端正，并愿意采用嚴(yán)格的考核方式來檢查自己的學(xué)習(xí)效果，因此授課教師在考核時(shí)應(yīng)堅(jiān)持原則，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，出題難度適中，學(xué)生卷面分?jǐn)?shù)盡可能符合正態(tài)分布。
四、結(jié)論
本文采用問題探究式的教學(xué)方式對(duì)《工程流體力學(xué)》課程進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，并給出了問題探究式教學(xué)方法的具體實(shí)踐過程。通過與學(xué)生的溝通和問卷調(diào)查，了解到近半數(shù)的學(xué)生認(rèn)可問題探究式的教學(xué)方法，認(rèn)為該方法有助于加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。在問題探究式教學(xué)過程中，教師也發(fā)現(xiàn)需要在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：應(yīng)嘗試?yán)眯滦偷幕ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)手段，如微課等方式，進(jìn)一步提高課堂學(xué)習(xí)效率，將課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生；強(qiáng)化平時(shí)考核，細(xì)化成績?cè)u(píng)分方法，期末考試題目要有合理的難度，成績分布應(yīng)合理。
參考文獻(xiàn)：
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The Exploration and Reflection of Problem-Based Teaching Method for "Engineering Fluid Mechanics" Course
XIE Hai-ying，HUANG Yuan-dong，DENG Bao-qing，LV Juan
