流體力學(xué)課程教學(xué)改革探討

李 欣,郭仁東,馬新宇

(1.沈陽(yáng)大學(xué)建筑工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110044; 2.沈陽(yáng)天馬醫(yī)藥工程安裝有限公司,遼寧沈陽(yáng) 110034)

流體力學(xué)課程教學(xué)改革探討

李 欣1,郭仁東1,馬新宇2

(1.沈陽(yáng)大學(xué)建筑工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110044; 2.沈陽(yáng)天馬醫(yī)藥工程安裝有限公司,遼寧沈陽(yáng) 110034)

分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題,認(rèn)為學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)不平衡,教學(xué)模式單一,過(guò)于依賴多媒體教學(xué)已經(jīng)成為影響該課程教學(xué)發(fā)展的主要障礙。提出了改進(jìn)教學(xué)方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)等解決對(duì)策。

流體力學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)

流體力學(xué)課程是我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,涉及理論力學(xué)、高等數(shù)學(xué)和流體性質(zhì)等諸多內(nèi)容,教學(xué)過(guò)程中的公式推導(dǎo)比較復(fù)雜,大部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該課程有畏難情緒,興趣不高。也有的同學(xué)片面地認(rèn)為學(xué)習(xí)流體力學(xué)概念、方法用途不大。如何掃清學(xué)生的認(rèn)識(shí)障礙,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改進(jìn)教學(xué)方法,加強(qiáng)課程建設(shè)是流體力學(xué)教學(xué)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

一、流體力學(xué)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1.學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)不平衡

隨著我國(guó)高等教育由“精英教育”向“大眾化教育”的轉(zhuǎn)變,招生規(guī)模的擴(kuò)大以及各地區(qū)基礎(chǔ)教育發(fā)展的不平衡,造成學(xué)生個(gè)體差異不斷擴(kuò)大,兩極分化日益加劇。傳統(tǒng)教育所實(shí)施的“齊步走”教學(xué)模式,無(wú)視學(xué)生個(gè)性差異對(duì)教學(xué)的不同需要,使得“吃不飽”“吃不了”“吃不好”的現(xiàn)象隨處可見(jiàn),直接影響大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。

2.教學(xué)模式單一,學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)

目前,大部分學(xué)校流體力學(xué)課程的教學(xué)模式還是以教師講授為主體的“知識(shí)灌輸”式,學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí),學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足,缺乏運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力,缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的現(xiàn)實(shí)要求。

3.過(guò)于依賴多媒體教學(xué)

流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是抽象、難懂,不容易建立清晰的物理概念。近年來(lái),多媒體技術(shù)的快速發(fā)展為課堂教學(xué)提供了一個(gè)新的機(jī)遇。多媒體演示教學(xué)也在流體力學(xué)課程中廣泛使用。但是并非什么學(xué)科,什么內(nèi)容都可以采用多媒體,需要根據(jù)學(xué)科的性質(zhì)和具體內(nèi)容做必要的分析。不能過(guò)分依賴多媒體,忽視板書(shū)的作用。

二、流體力學(xué)教學(xué)改革的具體方法

1.改進(jìn)教學(xué)方法,活躍教學(xué)過(guò)程

(1)因材施教,提倡分層次教學(xué)模式。流體力學(xué)課程具有非常強(qiáng)的科學(xué)性和系統(tǒng)性,在流體力學(xué)課程的知識(shí)體系中,不掌握前面的知識(shí),就難以接受后面的知識(shí)。因此。在以學(xué)生為本的互動(dòng)式教學(xué)活動(dòng)中,要解決學(xué)生數(shù)學(xué)和理論力學(xué)基礎(chǔ)差異大的問(wèn)題,讓所有學(xué)生都有交流的機(jī)會(huì),必須提供不同層次的交流內(nèi)容,以適應(yīng)不同層次和素質(zhì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣的需要,為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和個(gè)性化發(fā)展創(chuàng)造條件[2]。

(2)將哲學(xué)的思想引入課堂[3]。將哲學(xué)的思想引入課堂,增加其哲學(xué)意味,以適時(shí)地向?qū)W生傳達(dá)人生哲理,開(kāi)啟他們的心智。

(3)將工程應(yīng)用引入課堂。將日常生活與實(shí)際運(yùn)用中的相關(guān)問(wèn)題整理成“身邊的流體力學(xué)”話題向?qū)W生提出,供學(xué)生課堂上討論。如大雁飛行為什么會(huì)排成“人”字形,微風(fēng)中的花枝為什么垂直來(lái)流方向擺動(dòng)等問(wèn)題,可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)將大雁飛行原理與艦艇的減搖鰭、船舵工作時(shí)產(chǎn)生自由渦導(dǎo)致升力下降、阻力上升的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái),使抽象、枯燥的流體力學(xué)理論與具體的海軍武器裝備緊密結(jié)合,開(kāi)拓學(xué)生的視野,激發(fā)他們的好奇心和求知欲[4]。另外,還可以用建設(shè)環(huán)境與設(shè)備專業(yè)實(shí)際應(yīng)用流體力學(xué)的工程實(shí)例,解決流體力學(xué)理論典型公式的使用。如利用畢托管測(cè)流速的試驗(yàn)操作,使學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用能量方程式,求出流速后,再教學(xué)生使用文丘里流量計(jì),使學(xué)生掌握使用連續(xù)性方程式的技能,并啟發(fā)學(xué)生思考畢托管和文丘里流量計(jì)之間的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

(4)將科研成果引入課堂。在講授基本內(nèi)容的同時(shí),有意識(shí)地介紹本學(xué)科有待解決的問(wèn)題,可以培養(yǎng)學(xué)生廣泛的科研興趣和求知欲,并使學(xué)生在研究與解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得無(wú)窮的樂(lè)趣。

2.改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成三個(gè)層?次:虛擬實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)目前模擬技術(shù)的不斷發(fā)展,可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室里,安裝先進(jìn)的流體力學(xué)虛擬軟件,學(xué)生可以自行預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,自行進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn),然后再自行到真實(shí)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而且可以適當(dāng)增加學(xué)時(shí)。

3.開(kāi)發(fā)適合本專業(yè)的多媒體課件,提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

充分利用現(xiàn)有的圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)資源及現(xiàn)代多媒體資源,在課件制作時(shí),要針對(duì)該課程教學(xué)大綱,合理安排課件內(nèi)容,充分考慮內(nèi)容的統(tǒng)一性,前后次序的安排,語(yǔ)言的精煉程度,色調(diào)的協(xié)調(diào),圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音和文字的合理設(shè)計(jì)等。發(fā)揮傳統(tǒng)板書(shū)逐條在黑板上書(shū)寫(xiě),教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路的特點(diǎn),在課件制作中也可以根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容,同時(shí)將難以理解的流動(dòng)現(xiàn)象以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來(lái)。圍繞課程開(kāi)發(fā)制作適合本專業(yè)的全套多媒體電子課件,在校園網(wǎng)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué),便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)[5]。

4.建立本專業(yè)習(xí)題與答案庫(kù)

為了方便學(xué)生學(xué)習(xí),學(xué)?？梢越M織專業(yè)教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)和建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)崗位能力相對(duì)應(yīng)的,具有完整答案的習(xí)題與答案庫(kù),題型多樣,如設(shè)置“選擇”“填空”“判斷”和“工程應(yīng)用”等多種題型,便于學(xué)生自學(xué)。同時(shí),建立網(wǎng)上答疑系統(tǒng)。

總之,流體力學(xué)課程教學(xué)改革中,要根據(jù)學(xué)校的具體情況,優(yōu)化整合教學(xué)資源;改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,突出學(xué)生的主體性,提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性;理論與實(shí)驗(yàn)并重,互相促進(jìn);強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,突出創(chuàng)新能力培養(yǎng);在教學(xué)改革進(jìn)程中把握逐步改善,動(dòng)態(tài)發(fā)展的原則,努力建立健全教學(xué)體系。

[1]張培紅,王曉華.流體力學(xué)課程分層次教學(xué)模式研究[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2007(2):238-240.

[2]唐蘭.提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量探討[J].高等建筑教育,2007,16(增刊Ⅰ):42-44.

[3]高慧.淺談流體力學(xué)教學(xué)的哲學(xué)意味[J].科教文匯,2007 (4下旬刊):106,110.

[4]龍?zhí)煊?蔡增基.流體力學(xué)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004:234-238.

[5]李欣,郭仁東,馬新宇.在《流體力學(xué)》教學(xué)中如何合理使用多媒體[J].沈陽(yáng)教育學(xué)院學(xué)報(bào),2010(4):87-88.

【責(zé)任編輯 王立坤】

Problems and Countermeasures on the Teaching of Fluid Mechanics

L I Xin1,GUO Ren2dong1,MA Xin2yu2
(1.Architectual and Civil Engineering College,Shenyang University,Shenyang 110044,China;2.Shenyang Tianma Medical Engineering Installation Co.Ltd.,Shenyang 110034,China)

The curriculum characteristicsof Fluid Mechanics are analyzed and themain obstacles to prevent this curriculum teaching development are pointed out:students’unbalanced know ledge structure,single teaching mode and over2reliance on multimedia.Some specific solutions are put forward:imp roving teaching methods,enhancing students’learning interests,emphasizing experiment teaching and increasing students’sense of innovation.

Fluid Mechanics;teaching reform;teaching

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

100823863(2011)0220054202

2010-11-13

沈陽(yáng)大學(xué)教改項(xiàng)目(20102079)。

李 欣(1978-),女,遼寧沈陽(yáng)人,沈陽(yáng)大學(xué)講師;郭仁東(1953-),男,山東德州人,沈陽(yáng)大學(xué)教授。