引進《Fluid Mechanics》全英文課程教學(xué)的探索與實踐

陳進, 張亞楠

(重慶大學(xué) 機械傳動國家重點實驗室，重慶400030)

引進《Fluid Mechanics》全英文課程教學(xué)的探索與實踐

陳進, 張亞楠

(重慶大學(xué) 機械傳動國家重點實驗室，重慶400030)

引進國際知名大學(xué)高水平課程是培養(yǎng)高水平國際化人才的重要途徑。介紹了新加坡國立大學(xué)《Fluid Mechanics》課程的引進情況，對該課程在新加坡國立大學(xué)的教學(xué)情況和教學(xué)特點進行了深入的分析。針對中國大學(xué)的特點和學(xué)生情況，對該課程在國內(nèi)大學(xué)的實施進行了探索，連續(xù)三屆教學(xué)實踐證明該課程的引進是成功的，學(xué)生也有很高的滿意度，達到了預(yù)期的效果。

流體力學(xué)；英文教學(xué)；實施；教學(xué)效果

0 引言

在全球經(jīng)濟一體化的大背景下，科學(xué)與技術(shù)的國際合作與交流越來越頻繁和重要。同時，高水平的研究型創(chuàng)新性人才對經(jīng)濟社會的發(fā)展和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式起著至關(guān)重要的作用。在這種形勢下，如何立足國內(nèi)，培養(yǎng)具有國際工程科技知識背景和國際交流與合作能力的高水平研究型人才成為高水平研究型大學(xué)的重要任務(wù)。重慶大學(xué)機械工程學(xué)科是國家一級重點學(xué)科，在機械工程領(lǐng)域具有高水平人才培養(yǎng)的較強實力。近年來，通過與國際知名大學(xué)新加坡國立大學(xué)合作，全面引進其機械工程專業(yè)主干課程，任課教師在新加坡國立大學(xué)課堂跟班培訓(xùn)，全部采用其教學(xué)資料，舉辦了高水平創(chuàng)新人才實驗班，取得了較好的效果。

流體力學(xué)《Fluid Mechanics》是引進課程中的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是高水平實驗班培養(yǎng)方案中的一門新課，也是實驗班同學(xué)接受的第一門用全英文授課的課程。如何能體現(xiàn)國外高水平大學(xué)的教學(xué)特點，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新性思考，如何讓學(xué)生能順利從用中文學(xué)習(xí)過渡到用英文學(xué)習(xí)，這些都是擺在任課教師面前的艱巨課題，也是后續(xù)其他全英文引進課程能否被學(xué)生接受和順利開展的關(guān)鍵。下面具體介紹本課程在新加坡國立大學(xué)的教學(xué)情況及在引進授課中的具體做法。

1 《Fluid Mechanics》課程的教學(xué)情況

1) 課時及授課形式：課堂教學(xué)(lecture)32學(xué)時，采用大教室大班上課，多媒體教學(xué)，面向全體工學(xué)院二年級本科生。

輔導(dǎo)課(tutorial)4次，每次2小時，采用小教室小班講解習(xí)題和輔導(dǎo)，寫板書形式。

2) 教材：自編講稿(lecture notes)，分為《Fluid Mechanics》partⅠ和 part Ⅱ兩部分。由兩名任課教師參考若干美、英教材編寫而成。

3) 輔導(dǎo)課：課程兩部分各有兩次小班輔導(dǎo)，由授課教師或擔(dān)任助教的博士生講解習(xí)題并與學(xué)生互動答疑。

4) 實驗：課程兩部分各有一個實驗。第一部分的實驗為浮體穩(wěn)定性實驗，第二部分為翼型的風(fēng)洞實驗。

5) 考試：2小時閉卷考試，但允許學(xué)生攜帶2張A4雙面寫滿任意內(nèi)容的紙張。

6) 教師：兩部分分別由編寫此部分講稿并在該部分有研究特長的教授授課。

2 《Fluid Mechanics》課程的教學(xué)特點分析

1) 講稿和授課分別由各有所長的老師完成：將課程分為兩部分，分別由對該部分內(nèi)容有學(xué)術(shù)特長和豐富研究經(jīng)驗的老師編寫講稿和講授。講稿和講授內(nèi)容對問題的物理本質(zhì)分析透徹，將課程內(nèi)容與他們的研究前沿相結(jié)合，提出很多研究設(shè)想，既體現(xiàn)了高水平，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和強烈的探究欲望。

2) 講稿和授課充分體現(xiàn)了任課教師的研究特點和社會發(fā)展需求：編寫《Fluid Mechanics》partⅠ的教授研究特長是氣泡動力學(xué)(bubble dynamics)，因而在講稿中表面張力的分析和計算在分量和難度上占了較大的比重。此外，由于新加坡是一個島國，船舶的設(shè)計是工程類畢業(yè)生在工作中可能遇到的問題，因此浮力和浮體穩(wěn)定性計算和分析在分量和難度上也占了較大的比重。其中很多內(nèi)容都是中文流體力學(xué)教材中沒有的。編寫《Fluid Mechanics》part Ⅱ的教授研究特長是實驗流體力學(xué)，因而在講稿中量綱分析和相似性占的比重較大，并對風(fēng)洞實驗進行了介紹。在授課中用錄像給學(xué)生介紹了大量他們做過的風(fēng)洞實驗研究案例。

3) 注重對物理概念的理解，不追求公式推導(dǎo)的完備性。大多數(shù)中文教材都是先推導(dǎo)出三維流動的一般性方程，然后再根據(jù)各種條件和特例得到其他情況下的表達式。這樣雖然有很強的邏輯性，也便于講解，學(xué)生被引入對復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的理解中，甚至已被數(shù)學(xué)公式搞得頭昏腦脹，偏離了對流動特性物理本質(zhì)的思考和理解。而新加坡國立大學(xué)卻是先從簡單情況入手，講清楚物理概念后再引入三維情況公式的推導(dǎo)，有時甚至將一維情況直接推廣到三維即可。如動量定理的講解就是通過對一維動量定理的分析和推導(dǎo)然后直接推廣到二維和三維。學(xué)生易于接受并將更多的注意力放在對物理本質(zhì)的理解上。

4) 不要求死記硬背公式，重在對原理的理解。考試雖然稱為閉卷考試，但學(xué)生基本上可以在2張A4雙面紙上寫下所有重要的公式，不需要完全記住它們。只要掌握了基本的原理和分析方法就可以應(yīng)對任何的考試。

3 引進《Fluid Mechanics》全英文課程的實施情況

1) 課時及授課形式：課堂教學(xué)32學(xué)時，面向重慶大學(xué)機械工程學(xué)院高水平創(chuàng)新人才實驗班60名學(xué)生，多媒體教學(xué)。輔導(dǎo)課4次，每次2小時，講解習(xí)題和輔導(dǎo)，寫板書形式。

2) 教材：采用與新加坡國立大學(xué)完全相同的講稿和多媒體課件。學(xué)生可自行參考中文流體力學(xué)教材。

3) 輔導(dǎo)課：課程兩部分各有兩次輔導(dǎo)，由授課教師或擔(dān)任助教的博士生講解習(xí)題并與學(xué)生互動答疑。

4) 實驗：實驗由于缺乏相應(yīng)的實驗條件沒有開設(shè)。

5) 考試：2小時閉卷考試，但允許學(xué)生攜帶2張A4雙面寫滿任意內(nèi)容的紙張。試題80%采用新加坡國立大學(xué)考試原題，20%自編(難度適當(dāng)降低)。

6) 教師：兩部分都由從事風(fēng)力機空氣動力學(xué)研究的教授一人授課。

4 引進《Fluid Mechanics》全英文課程的實施特點

1) 忠實原版，但有所創(chuàng)新?；局覍嵱谛录悠聡⒋髮W(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，但結(jié)合小班授課的特點增加了現(xiàn)場提問的環(huán)節(jié)，要求學(xué)生盡量用英文回答問題，更能提高學(xué)生的積極性和興趣。

2) 課前預(yù)習(xí)：考慮到學(xué)生是第一次接受全英文教學(xué)，且專業(yè)課程有較多的專業(yè)詞匯和生詞，要求學(xué)生一定要課前預(yù)習(xí)。

3) 適當(dāng)簡化：考慮到中國機械類學(xué)生從事與船舶有關(guān)工作的機會較少，對原講稿中占有較大篇幅的浮體穩(wěn)定性計算作了一定簡略，只介紹基本原理。

4) 拓展教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生興趣。結(jié)合教師在風(fēng)力機空氣動力學(xué)方面的研究特長，在講動量定理的應(yīng)用時，除講螺旋槳原理外還增加了風(fēng)力機風(fēng)輪的工作原理，給學(xué)生介紹流體力學(xué)和空氣動力學(xué)在風(fēng)力機設(shè)計方面的應(yīng)用和教師的前沿研究內(nèi)容和成果，激發(fā)學(xué)生的興趣和探究精神。

5) 實驗條件有限，盡力而為。由于本校沒有風(fēng)洞，無法讓學(xué)生做翼型的風(fēng)洞實驗。除演示新加坡國立大學(xué)原風(fēng)洞實驗研究案例錄像外，還增加了任課教師在西北工業(yè)大學(xué)NF-3低速風(fēng)洞所做的風(fēng)力機翼型的風(fēng)洞實驗實例，使學(xué)生對實驗流體力學(xué)有更具體的感受。

6) 英文講授，中文釋義。課堂上采用全英文講授，對學(xué)生可能感到較難的專業(yè)用語和詞匯在黑板上用中文同步寫出，始終保持英文的連貫性。

5 教學(xué)效果評價

該課程已在重慶大學(xué)機械工程學(xué)院高水平創(chuàng)新人才實驗班連續(xù)實施了三屆，通過該引進課程的實施，使學(xué)生在國內(nèi)就能接受與國際知名大學(xué)高水平課堂教學(xué)水平基本相當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)，形成了在課程學(xué)習(xí)中善于抓住物理本質(zhì)的良好習(xí)慣，通過課程學(xué)習(xí)不僅掌握了課程內(nèi)容，且接觸到該課程在工程和科學(xué)研究中的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生的探究精神，同時英文聽力和閱讀水平大為提高，為高水平研究型和國際化人才培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)，受到實驗班學(xué)生的普遍歡迎，取得了較好的效果。第一屆實驗班57人中有38人保送研究生，全在重慶大學(xué)、中科院成都光機所、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)等知名高校和研究機構(gòu)，還有4人被美國和英國的知名高校錄取為研究生。

圖1和圖2為2010級實驗班同學(xué)對本課程的評價，圖3為2010級實驗班考試結(jié)果分析?？梢娫撜n程的引進是成功的，學(xué)生也有很高的滿意度，達到了預(yù)期的效果。

圖1 2010級實驗班同學(xué)對本課程的評價

圖2 2010級實驗班同學(xué)對本課程的評價

圖3 2010級實驗班考試結(jié)果分析

[1] Frank M. White. Fluid Mechanics [M]. McGraw-Hill, 2008.

[2] Robert L. Street, Gary Z. Watters, John K. Vennard .Elementary Fluid Mechanics [M]. John Wiley & Sons, 1995.

[3] Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch B.R.Munson, D. F.Young & T. H. Okiishi. Fundamental of Fluid Mechanics [M]. John Wiley & Sons, 2010.

[4] 劉鶴年. 流體力學(xué)[M]，2版. 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2004.

[5] 景思睿.流體力學(xué)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2008.

[6] 張兆順，崔桂香，等. 流體力學(xué)[M]，2版.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

Exploration and Practice of Introduction of “Fluid Mechanics” in English Teaching

CHEN Jin, ZHANG Ya-nan

(State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University.Chongqing 400030，China)

Introduction of the international well-known high level course is an important approach to cultivate high level international talents. This paper introduces the situation of introducing《Fluid Mechanics》from the National University of Singapore in detail,analyzes the teaching characteristic to the course deeply，and according to the characteristics of Chinese universities and students, explores the implementation for the course to the domestic university beneficially. It is proved that introducing the course is successful through three years teaching practices. The students are satisfied and the expected effect is achieved.

fluid mechanics;english teaching;implement;effects of teaching

陳進(1956-)，男，四川自貢人，教授，博士生導(dǎo)師，博士，主要從事機械系計算機輔助工程研究及可再生能源裝備設(shè)計理論與方法研究。

TH12

A

1671-5276(2014)02-0072-03

2013-01-21