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关于工程流体力学教学调查研究与改革探索论文

  论文摘要:在“工程流体力学”教学过程中,合理地选择教学内容和采用适当的教学手段对教学效果可以起到事半功倍的作用。为适应新形势下教学的需要,根据“工程流体力学”课程的特点,结合自己的教学实践与体会,对该课程教学的内容、教学手段等方面的改革进行了探索。

  论文关键词:工程流体力学;教学研究;改革探索

  “工程流体力学”课程在能源动力类工科专业中占有非常重要的地位,主要研究流体(液体和气体)的平衡、运动规律及其实际工程应用的技术科学,是力学的一个重要的分支学科。通过本课程流体力学的基本概念和基本原理的学习,学生掌握分析和解决本专业中涉及流体力学问题的能力,为后续专业课程学习奠定基础,然而当前的教学效果并不理想。自然界和人类生活中,以及工农业生产的各行各业中均广泛存在流体流动现象,但是由于缺乏对生活的观察,学生很难做到对课本讲授内容形成直观映像。此外,自然界中的流动现象往往包含多种流动方式,在理论分析与公式推导中涉及许多复杂的数学理论与方法,经验公式多,且不易理解记忆,给学生的学习带来很大困难,导致教师难教、学生难学,实践与应用起来更是难上加难,教学效果不理想,教学目的难以实现;苟院笮ㄒ悼蔚难霸斐珊艽笥跋,进而影响本科教学的整体质量。因此,“工程流体力学”教学改革势在必行。

  一、“工程流体力学”教学调查研究

  “工程流体力学”课程通常是开设于热能动力工程专业二年级阶段。对扬州大学的学生的问卷调查显示,多数学生对“工程流体力学”课程的评价是“难学”。为何会有这样的评价,通过分析发现,存在几个方面的原因。

  1.研究对象比较抽象

  “工程流体力学”课程本身研究对象是流体,没有一定的形状和具有流动性,这是流体区别于固体的本质特征。这一特征决定了流体力学研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解、易混淆,进而导致了本课程教师难教、学生难学,教学效果不够理想。因此,能否将前面学习过的对“固体”平衡和运动物理规律的分析方法通过比拟的方式移植到“流体”上,并使其形成正向的学习迁移是学生能否很快的掌握本门课程学习方法、学好本课程的一个很重要的方面。

  2.教师与学生

  “教学”包括“教”与“学”两个方面的内容,忽视任何一个方面都有可能造成教学效果的不理想。理论课教学是工程流体力学课程教学的主要方面,是进行实验指导和应用于工程实践的基础。某些任课教师为了自己的方便省事,教材和教学内容仍然是多年前的老教材,对现阶段流体力学的发展方向和研究成果,以及本学科的最新科技前沿理论及工程应用进展不能做到及时更新,教学内容与实际应用严重脱节。

  教学方法单一呆板,无法吸引学生的兴趣。经?吹秸庋恢窒窒螅航淌υ诮蔡ㄉ现还俗抛约禾咸喜痪亟,忽视了课堂教学的互动性和学生的主观能动性,学生了无兴趣的在座位上睡觉、开小差、玩手机,基本上是教师在向学生单方面地传授知识,这样的教学效果是很低的。

  本专业本科生新的培养方案中课程设置有这样一个特点:课程增加,课时压缩,总学分保持不变!肮こ塘魈辶ρА笨纬汤砺劭窝贝64压缩到48学时,在教学内容总量不变的情况下,每堂课教授的内容,即学生需要接受的信息量就大大增加了,严重增加了学生的负担!案≡辍笔堑贝芏啻笱毡榫哂械男睦硖卣,导致的直接结果是学生自制力差、怕吃苦,上课前不预习、课后不认真复习、作业普遍抄袭。

  二、教学改革的目标

  围绕当前“工程流体力学”课程教学中存在的问题,以提高课程教学质量、实现教学目标为目的,进行了如下方面的改革:改变教育理念,以课程改革与教学适应新时代的要求为目的;加强教学方法与教学手段的改革,提高“教”的质量;加强课程的应用性,解决基础理论课程的知识教育、应用能力与创新能力的培养,全面提升学生的综合素质;加强课程教学评价与考核体系改革,引入全程教学评价与考核机制。

  三、“工程流体力学”教学改革探索

  从上面的分析可知,“工程流体力学”课程教学效果不理想存在很多方面的原因,因此,教学改革也要同时从多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是笔者在扬州大学热能与动力工程专业本科生课程教学中进行的探索与尝试,取得了较好的效果。 1.教学方法的探索与实践

 。1)俗话说“良好的开端是成功的一半”,第一堂课的重要性也就不言而喻了。兴趣是学生学习的直接原动力,能否在开始就激发学生对“工程流体力学”课程的学习兴趣是学好本课程的关键。运用多媒体技术,通过生动的视频和动画向学生展示生活中随处可见的流体力学现象。如,男孩子喜欢足球、乒乓球的比较多,可以用“香蕉球”和“弧圈球”现象的流体力学解释来吸引他们的注意力,还有其他的现象如高尔夫球表面的凹坑设计依据,飞机机翼能够产生巨大升力,跑车外形设计成流线型又是什么道理等等。此外我国正在实施的“南水北调”工程同样涉及很多流体力学相关知识,以上这些事例都是学生所非常熟悉而又在学习之前无法用理论来解释的现象,很容易引起学生的注意力和想要探索的兴趣。

 。2)合理使用多媒体。在流体力学的教学过程中,采用多媒体有利于学生对流动现象的感性认识,加深对概念的理解,提高学习兴趣。但是,采用过多或华丽的多媒体也会产生一些负面作用,如多媒体教学替代板书节约了时间,增加了授课容量,但相应的讲课速度也就比较快,学生不易吸收和消化,容易造成学生“跟不上”进度,产生厌学情绪。因此,传统板书与多媒体有机结合的教学方式可以充分利用各自的优点,达到最佳教学效果。当然,不同教学方式之间的比例分配的“度”是需要关注的问题。

  2.教学内容的选择

  “工程流体力学”课程是机械、能源、化工、动力、建筑、生物、航天等专业的重要的专业基础课,这些专业具有不同的特点,对流体力学知识需求的侧重点也不同。因此,教材的选取要有针对性,即根据本专业特点和要求、学生层次来选择教材。此外,教师要能够跟踪掌握现阶段流体力学最新的发展方向与研究成果,不断更新和补充教学内容,做到课程内容的与时俱进。

  3.重视实验教学

  实验教学是“工程流体力学”课程教学必不可少的组成部分,属于实践教学环节。通过实验对理论进行验证,从而加深对课程基本概念和理论的理解和掌握。在基础实验外增加设计性实验、建立开放性实验室,锻炼学生的动手能力,培养学生发现问题、分析问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力。

  4.课程评价与考核体系

  对于“工程流体力学”课程来说,学习要达到的目的是学生运用所学知识对实际工程问题的进行分析和解决的能力,而不是对课本理论知识和大量复杂公式的记忆能力。因此建立合理、公正、客观的课程评价与考核体系非常重要。针对学生普遍存在的平时不努力、考前几天突击考试的现象,摒弃“一考定成绩”的考核方式,采用灵活的、全程考核方式取得了很好的教学效果。具体做法是:提高平时成绩所占最终成绩权重,包括出勤率、课堂互动和讨论、小测试、作业质量等平时学习各方面的表现;期末考试成绩权重减少,采用闭卷方式,但考题中所涉及的公式、图表等会在试卷中集中给出,并增加一些干扰公式进去,既避免了学生花大量时间去记忆毫无规律可言、而又易忘的经验公式,同时也达到了考核学生选取基本理论和公式去分析、解决实际问题的能力,实现了教学目的。

  四、结束语

  为了适应新的形势,在课时紧缩的情况下使学生更好地学习和掌握“工程流体力学”课程的内容,教学改革是必要的和紧迫的,这就对当代的大学教师提出了更高的要求。不断地探索和尝试新的教学模式,充分调动学生的主观能动性和学习积极性是完善课程教学质量、提高学生综合素质的必由之路。

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