輔助教學(xué)軟件在《流體力學(xué)》教學(xué)中的實(shí)踐

摘要：筆者根據(jù)《流體力學(xué)》課程的特點(diǎn)和教學(xué)的要求，設(shè)計(jì)和開發(fā)了《流體力學(xué)》輔助教學(xué)軟件。該軟件突出基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，方便學(xué)生檢查學(xué)習(xí)效果，包括系統(tǒng)管理、課程要點(diǎn)、工程實(shí)例、自我測(cè)試四個(gè)模塊。使用該軟件的問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：該軟件靈活輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：輔助教學(xué)軟件;流體力學(xué);教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）40-0273-02

一、引言

多媒體技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代教育教學(xué)中應(yīng)用越來越廣泛，能創(chuàng)建新型的教學(xué)模式，改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效果。應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)教學(xué)軟件，幫助學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，及時(shí)檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，這種教學(xué)方式稱為CAI（Computer Assist Instruction），即計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)[1]?！读黧w力學(xué)》是很多工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，如安全工程、環(huán)境工程、土木工程等。該課程是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，涉及的高等數(shù)學(xué)和物理學(xué)的知識(shí)比較多，基本概念比較多，計(jì)算公式比較多。學(xué)生普遍反映該課程的學(xué)習(xí)難度比較大，理解和掌握該課程的內(nèi)容比較困難，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不高[2]。隨著教學(xué)模式的變化及研究型教學(xué)的要求，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生能力、及時(shí)檢查學(xué)習(xí)效果，最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，是教學(xué)面臨的主要問題之一。作者在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中，根據(jù)《流體力學(xué)》課程的教學(xué)要求及特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了《流體力學(xué)》輔助教學(xué)軟件，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本課程開發(fā)的《流體力學(xué)》輔助教學(xué)軟件包括四個(gè)模塊：系統(tǒng)管理、課程要點(diǎn)、工程實(shí)例、自我測(cè)試。

1.系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、試題管理、學(xué)習(xí)記錄等功能?！读黧w力學(xué)》輔助教學(xué)軟件需要登錄，登錄界面包括學(xué)號(hào)和密碼兩個(gè)部分。學(xué)生以用戶身份進(jìn)入軟件后，可以修改密碼、查看學(xué)習(xí)記錄，但不能使用試題管理功能。教師用戶用管理員賬號(hào)登錄，可以增加、刪除用戶，能增刪和修改試題，并能瀏覽學(xué)生學(xué)習(xí)的詳細(xì)情況和掌握測(cè)試結(jié)果等。

2.課程要點(diǎn)。課程要點(diǎn)模塊主要包括《流體力學(xué)》課程各章節(jié)的內(nèi)容，如：基本概念、流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、流動(dòng)阻力計(jì)算、流體出流及管流等，可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況增加和刪除內(nèi)容?；靖拍畈糠謱⒄n程各章的主要概念集中起來，每章均選取比較重要的、需要學(xué)生掌握的內(nèi)容放在軟件中，尤其是對(duì)重點(diǎn)的計(jì)算公式進(jìn)行解釋，讓學(xué)生能夠有重點(diǎn)地進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的效率。

3.工程實(shí)例。該部分收集了與流體力學(xué)知識(shí)相關(guān)的工程實(shí)例，尤其是重大工程實(shí)例以及近年來的一些熱點(diǎn)問題實(shí)例，這樣能引起學(xué)生的積極性和興趣。工程實(shí)例對(duì)應(yīng)各章內(nèi)容，包括文字描述、圖片、視頻等，并提出相關(guān)流體力學(xué)問題。比如：南水北調(diào)工程、長(zhǎng)江三峽大壩工程、飛機(jī)導(dǎo)彈的研制、潰壩事故、臺(tái)風(fēng)登陸等，使學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際、拓寬知識(shí)面、提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

4.自我測(cè)試。自我測(cè)試模塊根據(jù)不同的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)有不同的題型，主要包括填空題、判斷題、選擇題、簡(jiǎn)單計(jì)算題和應(yīng)用題。學(xué)生可以自主選擇不同題目進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)了解知識(shí)掌握程度和學(xué)習(xí)效果，查看試題答案可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的薄弱環(huán)節(jié)。教師查看測(cè)試成績(jī)可以了解學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)的情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)。教師事先建立測(cè)試試題庫，并能不斷完善。學(xué)習(xí)完成選擇的測(cè)試題后可以隨時(shí)查看成績(jī)和正確答案，教師對(duì)主觀題可以給出詳細(xì)的評(píng)閱，指出出錯(cuò)的關(guān)鍵點(diǎn)。

三、教學(xué)軟件功能的實(shí)現(xiàn)

1.開發(fā)工具的選擇?！读黧w力學(xué)》輔助教學(xué)軟件的開發(fā)選取B/S的開發(fā)模式，學(xué)生能方便使用該軟件。選用Visual Basic 6.0作為軟件開發(fā)語言，VB6.0提供了可視化的Windows界面設(shè)計(jì)功能，具有強(qiáng)大和快速的數(shù)據(jù)處理能力。本軟件的數(shù)據(jù)庫選取Access數(shù)據(jù)庫，能方便和快速管理各類數(shù)據(jù)。Access的優(yōu)點(diǎn)在于它有豐富的開發(fā)界面及使用環(huán)境，有著強(qiáng)大的報(bào)表創(chuàng)建功能[3]。

2.各模塊功能的實(shí)現(xiàn)?！读黧w力學(xué)》輔助教學(xué)軟件按照各模塊的功能，采用友好的界面實(shí)現(xiàn)各部分功能。在菜單中點(diǎn)擊各按鈕可以進(jìn)行各模塊界面，再點(diǎn)擊進(jìn)入各子功能模塊;也可以在下拉菜單中選擇子菜單直接進(jìn)入各子功能模塊。自我測(cè)試模塊先選擇題型，再進(jìn)行各種題型的答題操作。答題時(shí)可隨時(shí)返回重新選擇試題，查看試題答案時(shí)可以通過鏈接查看相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)，有針對(duì)性地復(fù)習(xí)課程的基礎(chǔ)知識(shí)，以便牢固掌握易混淆、難理解的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，可以不受課堂的限制，隨時(shí)主動(dòng)、靈活地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，及時(shí)查缺補(bǔ)漏，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。圖1為應(yīng)用題測(cè)試界面。

四、輔助教學(xué)的效果評(píng)價(jià)

該輔助教學(xué)軟件在《流體力學(xué)》的教學(xué)中連續(xù)運(yùn)用了幾年，并不斷進(jìn)行了完善。為了評(píng)價(jià)該輔助教學(xué)軟件的效果，設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，以便了解該軟件的應(yīng)用效果。調(diào)查問卷如表1所示。

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)回收的有效問卷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，該《流體力學(xué)》輔助教學(xué)軟件有效彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的不足，教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)，重點(diǎn)突出，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，軟件簡(jiǎn)便、實(shí)用。95%以上的學(xué)生愿意使用該輔助教學(xué)軟件，認(rèn)為能充分利用課余時(shí)間，積極、主動(dòng)地選擇自己感興趣的內(nèi)容，拓寬了自己的知識(shí)面，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，對(duì)自己的學(xué)習(xí)有較大幫助，希望不斷豐富和完善該教學(xué)軟件。

五、結(jié)語

素質(zhì)教育的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是要使學(xué)生能主動(dòng)地學(xué)習(xí)，采取個(gè)體化教學(xué)方式，理論聯(lián)系實(shí)際。采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，學(xué)生可以量身定制自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，不受時(shí)間和空間限制自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性，取得最佳的學(xué)習(xí)效果。輔助教學(xué)軟件的應(yīng)用是傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式的有益補(bǔ)充，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鄉(xiāng)峰，沈慧娟.多媒體CAI課件的制作與評(píng)價(jià)[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（6）：44-47.

[2]謝振華.基于工程實(shí)例改善《流體力學(xué)》的教學(xué)效果[C]//應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究與實(shí)踐：中國勞動(dòng)關(guān)系學(xué)院教育教學(xué)改革文集（三）.中國工人出版社，2015：156-160.

[3]陳會(huì).基于VB及ACCESS開發(fā)的學(xué)生管理系統(tǒng)[J].煤炭技術(shù)，2016，（2）：247.