針對能源與動(dòng)力工程專業(yè)的《工程流體力學(xué)》教學(xué)探討

熊永蓮+候全會+嚴(yán)軍

摘 要： 《工程流體力學(xué)》作為工科院校的一門專業(yè)基礎(chǔ)課， 是很多專業(yè)的主干課程，文章結(jié)合能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，對該課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方式等進(jìn)行了教學(xué)改革的探索，實(shí)踐證明有利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力，教學(xué)效果明顯。

關(guān)鍵詞： 《工程流體力學(xué)》 能源與動(dòng)力工程專業(yè) 教學(xué)改革

一、引言

《工程流體力學(xué)》是研究流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)[1]，是能源與動(dòng)力工程、車輛工程、機(jī)械工程、石油工程、化學(xué)工程專業(yè)等諸多工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在各個(gè)工程領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。其特點(diǎn)是，工程流體力學(xué)內(nèi)容抽象，概念性強(qiáng)，涉及大學(xué)物理、材料力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等，綜合性極強(qiáng)，且教學(xué)里包括眾多數(shù)學(xué)公式和偏微分方程的相關(guān)推導(dǎo)計(jì)算，需要學(xué)生有較強(qiáng)的綜合能力。而我校是一所二本工科院校，學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)良莠不齊，因此存在老師難教、學(xué)生覺得枯燥難學(xué)的現(xiàn)象[2]，導(dǎo)致《工程流體力學(xué)》被公認(rèn)為是本科中最難學(xué)的課程之一。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量，有必要對該門課程進(jìn)行必要的教學(xué)改革[3]。

二、教學(xué)改革

（一）教學(xué)方法改革

針對學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)存在良莠不齊的情況，為了更好地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果，需要在教學(xué)實(shí)踐過程中對教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的改革。首先，為了避免學(xué)生覺得枯燥無趣，在教學(xué)過程中注意理論聯(lián)系實(shí)際。比如，在《工程流體力學(xué)》的第一堂課上，我通過提出如“汽車在行駛過程中所受到的阻力主要來自前部還是尾部”，以及“高爾夫球表面和飛機(jī)表面為什么一個(gè)是粗糙一個(gè)光滑呢”等眾多涉及流體力學(xué)知識的實(shí)際問題，一下子就把學(xué)生的興趣提起來，整整一堂課學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲，沒有懨懨欲睡的情況存在。在后續(xù)的課程中，由于主要圍繞連續(xù)性方程，伯努利及動(dòng)量方程等展開，因此在講授的課程中，為了避免數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)的學(xué)生在上課中覺得無趣，我主要是通過講例題的研究思路、方法，盡量避免變成單純的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，主要告訴學(xué)生如何分析，重點(diǎn)介紹公式的成立條件及如何使用。然后通過具體的例題講解如何使用該公式來解決問題。比如對雷諾公式的理解應(yīng)用，通過在課堂上播放雷諾試驗(yàn)的視頻，并在課后安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行雷諾實(shí)驗(yàn)，以加深對該公式所涉及相關(guān)因素的理解。在課程的后面章節(jié)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平重點(diǎn)講解工程流體理論在實(shí)際中的具體應(yīng)用實(shí)例，并選擇適當(dāng)?shù)恼n題讓學(xué)生積極參與，并總結(jié)出規(guī)律，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，這樣既使學(xué)生保持了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，又很好地做到理論與實(shí)際的結(jié)合，大大提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

《工程流體力學(xué)》內(nèi)容涉及面廣，如何根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的要求，制定合理的教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)計(jì)劃顯得尤為重要。首先，針對目前《工程流體力學(xué)》教材存在理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)眾多的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中有意識地弱化公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，重點(diǎn)突出公式的適用條件和在實(shí)際問題中如何應(yīng)用，尤其是如何利用這些公式來解決實(shí)際問題。比如實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程，通過弱化過程的復(fù)雜推導(dǎo)，重點(diǎn)講解其應(yīng)用條件，讓學(xué)生很快就明白該方程的意義，并掌握如何在實(shí)際過程中進(jìn)行應(yīng)用。

同時(shí)通過案例講學(xué)，與學(xué)生所在能源與動(dòng)力專業(yè)系緊密結(jié)合。比如在講到流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程及伯努利方程時(shí)，可以講講其在內(nèi)燃機(jī)等設(shè)計(jì)中所起的作用，通過掌握空氣和燃油的流動(dòng)規(guī)律，才能設(shè)計(jì)好空氣和燃料的流量比例、流動(dòng)速度、溫度控制等眾多流體力學(xué)方面的知識。同時(shí)選取適當(dāng)?shù)母茉磁c動(dòng)力系緊密相關(guān)的習(xí)題，以幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂所學(xué)。因?yàn)楝F(xiàn)有教材習(xí)題偏水利和建筑的居多，所以需要老師在平時(shí)多收集和編撰相關(guān)的習(xí)題，以更好地促進(jìn)學(xué)生掌握相關(guān)知識。

（三）考核方式的改革

由于《工程流體力學(xué)》所涉及學(xué)科多，綜合性強(qiáng)，內(nèi)容難，以前通常采用期末閉卷的方式加平常課后作業(yè)進(jìn)行考核，存在學(xué)生平常作業(yè)抄襲、習(xí)慣老師劃重點(diǎn)、考前死記硬背的問題，且考試內(nèi)容基本都是學(xué)生平常見過、練習(xí)過的題型，不能很好地體現(xiàn)出該門課程的知識體系和價(jià)值，也無法讓學(xué)生發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。因此，針對以前的考核形式存在的問題，有必要對其進(jìn)行改革，以更好更全面地反映學(xué)生掌握知識和相應(yīng)能力的情況。

首先，增加課堂與平時(shí)考勤環(huán)節(jié)。現(xiàn)在的學(xué)生基本人手一部手機(jī)，盡管上課紀(jì)律三令五申，仍然存在部分學(xué)生上課偷偷玩手機(jī)的情況，再加上有些學(xué)生平常對自己要求不嚴(yán)，存在上課遲到、曠課、打瞌睡的情況。因此增加課堂考核環(huán)節(jié)，對上課不遵守課堂紀(jì)律、缺勤等，累積到一定次數(shù)后會有相應(yīng)的懲罰措施。在課堂上表現(xiàn)積極，能主動(dòng)回答老師問題等會有一定鼓勵(lì)措施，適當(dāng)?shù)丶臃忠约ぐl(fā)學(xué)生更濃的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生在課堂上和老師的互動(dòng)，營造出更好的學(xué)習(xí)氛圍。

其次，增加考試內(nèi)容，豐富考試題型。從以往考試題型看，主要有填空題、選擇題、判斷題和計(jì)算題四大類型。因?yàn)榭荚噧?nèi)容比較依賴教材，所以不能很好地反映學(xué)生對相關(guān)知識的理解掌握。鑒于此，增加一些比較貼近相關(guān)專業(yè)和實(shí)際生活的問答題，比如“汽油在油箱里的存貯涉及流體力學(xué)里面的什么知識”、“汽車上的中央空調(diào)上平行的風(fēng)扇葉片起什么作用”等，體現(xiàn)了考試內(nèi)容的靈活性，又考察了相應(yīng)的考點(diǎn)，能體現(xiàn)出學(xué)生對相關(guān)知識的具體分析和應(yīng)用。

最后，完善最終成績的評定方法。以前的成績評定主要是期末考試成績占60%，平時(shí)作業(yè)占40%，且存在許多同學(xué)課后作業(yè)照抄的情況。由于平時(shí)作業(yè)成績占比過高，增強(qiáng)了不努力同學(xué)的僥幸心理，間接也會挫傷努力學(xué)習(xí)的學(xué)生的積極性。為了更好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和對該門課程相關(guān)知識的掌握應(yīng)用情況，綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，最終成績的評定將計(jì)入課堂環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，將成績比例改為：期末考試成績70%，課堂環(huán)節(jié)包括考勤10%，平時(shí)作業(yè)10%，實(shí)驗(yàn)成績10%，促使學(xué)生重視課堂紀(jì)律，增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，減少平時(shí)作業(yè)的比例，增加動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的成績，更能全方位、多元化地評定學(xué)生。

三、結(jié)語

本文對能源與動(dòng)力工程專業(yè)所學(xué)《工程流體力學(xué)》的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方式等進(jìn)行了教學(xué)探討與改革。通過在實(shí)踐中的應(yīng)用，取得了很好的教學(xué)效果，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高和教學(xué)效果的增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹華謙.工程流體力學(xué)[M].高等教育出版社，2011.

[2]龐赟佶，陳俊俊，陳義勝，吳晅.關(guān)于工程流體力學(xué)教學(xué)過程中的幾點(diǎn)思考[J].教育教學(xué)論壇，2015，45：143-144.

[3]陳小珊，洪文鵬，張玲.工程流體力學(xué)課程改革的思考[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（3）：54.