基于IAE理念的流體力學(xué)課程教學(xué)模式初探

楊國(guó)麗+郝桂珍+馬立山+代學(xué)民

摘要：針對(duì)我校教學(xué)目標(biāo)的要求，結(jié)合流體力學(xué)課程的特點(diǎn)，本文提出了采用現(xiàn)代化教育手段激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)興趣的目的，在講授過(guò)程中與實(shí)際工程緊密相連，通過(guò)課上提問(wèn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與期末考試等方式全面考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果的新理念。

關(guān)鍵詞：教學(xué)目標(biāo)；流體力學(xué)；理念

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）07-0199-02

一、引言

隨著新信息技術(shù)的發(fā)展，高等院校課程的教學(xué)模式已從粉筆加黑板傳統(tǒng)單一的授課方式進(jìn)化為應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備如多媒體課件、微課、幻燈片等多元化的授課模式。現(xiàn)代化的教學(xué)手段使枯燥的理論知識(shí)、復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)、難解的裝置結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在屏幕上，化解了問(wèn)題難點(diǎn)，開(kāi)闊了學(xué)生視野，拓展了學(xué)生思維，節(jié)省了授課時(shí)間，為更新內(nèi)容創(chuàng)造了條件。本人作為教學(xué)一線教師，充分認(rèn)識(shí)到有些課程，特別是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的概念抽象，理論晦澀難懂，學(xué)生產(chǎn)生了抵觸情緒。經(jīng)十余年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以流體力學(xué)課程為例提出采用現(xiàn)代化教育手段激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)興趣的目的，在講授過(guò)程中與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起，使學(xué)生達(dá)到舉一反三、觸類(lèi)旁通，并通過(guò)課上提問(wèn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與期末考試來(lái)考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果的理念。流體力學(xué)課程在教學(xué)過(guò)程中遵循“以人為本”的教育理念，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和尊重學(xué)生的主體地位，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)精心做好教學(xué)設(shè)計(jì)方案；教學(xué)隊(duì)伍成員教學(xué)思想活躍，積極開(kāi)展教學(xué)改革和教學(xué)研究工作，承擔(dān)校級(jí)教學(xué)研究課題，大大推動(dòng)教學(xué)改革工作；課堂教學(xué)采用啟發(fā)式教學(xué)方法，加強(qiáng)習(xí)題課、討論課比重，注重學(xué)生能力培養(yǎng)等等。

流體力學(xué)課程是我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程、給排水科學(xué)與工程、環(huán)境工程、熱能動(dòng)力工程等多個(gè)專(zhuān)業(yè)中核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是其他專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案及整個(gè)教學(xué)體系中處于承上啟下的重要位置。但由于該課程理論性較強(qiáng)，概念抽象，學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體的感性認(rèn)識(shí)，使流體力學(xué)課程歷來(lái)被認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程之一。因此，需要在教學(xué)方法、內(nèi)容及形式上做出改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上本文提出了基于IAE（Interest，Apply，Exam）理念的教學(xué)模式。

二、學(xué)習(xí)的興趣——Interest

流體力學(xué)學(xué)科既是基礎(chǔ)學(xué)科，又是用途廣泛的應(yīng)用學(xué)科，它不但涵蓋了經(jīng)典理論而且與各類(lèi)工程專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合。所以又可以稱(chēng)之為既古老又充滿活力，不斷發(fā)展的學(xué)科。在教學(xué)內(nèi)容上我們科學(xué)地處理了“基礎(chǔ)”與“前沿”、“經(jīng)典”與“現(xiàn)代”、“理論”與“實(shí)際”的關(guān)系，建立了完善的培養(yǎng)方案和課程體系，流體力學(xué)課程體系可分為基本理論、基本應(yīng)用與專(zhuān)門(mén)課題三大模塊。對(duì)于這樣一個(gè)課程如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，首先，從開(kāi)課伊始便讓學(xué)生對(duì)授課老師產(chǎn)生興趣，繼而對(duì)該課程產(chǎn)生興趣。為此需老師通過(guò)豐富的閱歷、發(fā)散性的思維、淵博的知識(shí)、新穎的教學(xué)方法等來(lái)吸引學(xué)生、激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容固定，但教學(xué)方法是靈活的，結(jié)合實(shí)際生活、學(xué)科的前沿知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生去提問(wèn)、思考和探索。比如講到流體的物理學(xué)性質(zhì)——粘性，學(xué)生看到教材上枯燥的長(zhǎng)篇理論，深?yuàn)W的道理很可能興趣全無(wú)，在講授過(guò)程中將日常生活中常用的水與食用油作為切入點(diǎn)，對(duì)比兩者粘性大小，引起學(xué)生好奇，達(dá)到活躍思維，激發(fā)創(chuàng)新的目的。另外，在高科技技術(shù)引領(lǐng)下，每個(gè)人都離不開(kāi)智能手機(jī)，學(xué)生也不例外，甚至課堂上玩手機(jī)，既然離不開(kāi)手機(jī)，索性將一些枯燥的理論制作成生動(dòng)的視頻，與學(xué)生共享，在枯燥的課堂上用現(xiàn)代的技術(shù)手段（微課或慕課）活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這樣學(xué)生通過(guò)發(fā)散性的思維模式去理解抽象的概念往往會(huì)有意想不到的結(jié)果，進(jìn)而將書(shū)本知識(shí)內(nèi)容融會(huì)貫通、學(xué)以致用，即使是再枯燥的理論也會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣。

三、實(shí)際的應(yīng)用——Apply

當(dāng)前流體力學(xué)課程的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)期，分析手段更加先進(jìn)，與其他學(xué)科的交叉滲透更加廣泛深入，與實(shí)際工程聯(lián)系更為緊密。為有效提高教學(xué)效果，更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多年的摸索，我校形成了能夠理論聯(lián)系實(shí)際，課內(nèi)外結(jié)合，融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育于一體的顯著教學(xué)效果組織形式，即理論課教學(xué)—實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)—課程設(shè)計(jì)互動(dòng)的綜合教學(xué)模式。遵循了從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去的原則，符合學(xué)生對(duì)知識(shí)從感性認(rèn)識(shí)到理論學(xué)習(xí)再應(yīng)用到實(shí)踐的認(rèn)識(shí)規(guī)律。這種教學(xué)內(nèi)容的組織與安排模式各環(huán)節(jié)緊密銜接，理論與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)能夠融會(huì)貫通，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力具有較好的效果，促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。該課程的基本應(yīng)用是指應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論及相關(guān)方程求解與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的典型工程流動(dòng)問(wèn)題，如孔口、管嘴及有壓管路流動(dòng)，以及氣體射流流場(chǎng)特征與參數(shù)求解等。專(zhuān)門(mén)課題是指對(duì)流體力學(xué)領(lǐng)域中的一些典型或熱點(diǎn)課題，如“流體減阻理論與方法”及“有壓管中的水擊現(xiàn)象”等給予生動(dòng)形象的講解。并將該課程應(yīng)用到專(zhuān)業(yè)前言知識(shí)中去，比如海綿城市建設(shè)，智慧水務(wù)與智慧城市構(gòu)建、水資源開(kāi)發(fā)利用存在問(wèn)題等，能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果。

四、考核的方式——Exam

學(xué)生考核的可靠性和可行性問(wèn)題一直是我們探討的問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中全面考核學(xué)生的能力，主要方式有以下幾種：

1.隨堂測(cè)驗(yàn)與課后作業(yè)：流體力學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，每次課都需留3—4道習(xí)題練習(xí)，以便學(xué)生掌握鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容，考核知識(shí)積累能力。教師通常批改一半作業(yè)，另外通過(guò)輔導(dǎo)答疑了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而在課堂上有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)總結(jié)，提出存在的問(wèn)題，研究解決辦法，提出改進(jìn)措施，教師對(duì)每個(gè)學(xué)生每次的作業(yè)都要有成績(jī)記錄。

2.實(shí)驗(yàn)考核：該考核可檢測(cè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告全批全改。學(xué)生完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量較高，教師對(duì)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改量≥70%，且有成績(jī)記錄。通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念、理論的理解掌握，使學(xué)生掌握靜壓強(qiáng)、動(dòng)壓強(qiáng)、流量、水頭損失等基本參數(shù)的測(cè)量方法及基本技能；通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工程中涉及的流體力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)的安排與設(shè)計(jì)、儀表的選用、現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的分析及報(bào)告的撰寫(xiě)等方面均得到較好的訓(xùn)練，從而為學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

3.期末考試：該環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力。通?？荚囀菣z驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要途徑，但是我們要避免一考定最終成績(jī)的現(xiàn)象，因這樣有些同學(xué)會(huì)在考前死記硬背課本上的內(nèi)容，或“臨陣磨刀”，甚至“越磨越糟”，往往適得其反。多年來(lái)，流體力學(xué)一直使用試題庫(kù)出題，考題難易適度，試卷內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論、分析計(jì)算能力、靈活應(yīng)用知識(shí)，符合教學(xué)大綱要求，體現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論及基本能力的教學(xué)思想。

4.總評(píng)成績(jī)：綜合以上幾方面確定學(xué)生的最終成績(jī)，即平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)與期末考試成績(jī)的加權(quán)組合。實(shí)踐證明此計(jì)分方法，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又全面考核了學(xué)生全學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)。

除此以外，我們利用校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)體系，在網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、電子教案、教學(xué)日歷、自我測(cè)試題、電子版流體力學(xué)題庫(kù)、題解、學(xué)習(xí)指南、模擬試卷、多媒體課件、教學(xué)錄像及網(wǎng)上答疑系統(tǒng)等，建設(shè)豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，給學(xué)生課后復(fù)習(xí)、自學(xué)、輔導(dǎo)和練習(xí)創(chuàng)造條件。

五、結(jié)語(yǔ)

本文提出的基于IAE理念的教學(xué)模式已在我校部分院系逐步發(fā)展，但仍處于探索階段，為了提高教學(xué)質(zhì)量，有效地實(shí)施高等院校的素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，我們應(yīng)該隨著時(shí)代的步伐，技術(shù)的革新不斷地去調(diào)整教學(xué)模式與方法，更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。通過(guò)采用有效的教學(xué)方法、先進(jìn)的教學(xué)手段和靈活的教學(xué)方式，使教學(xué)更加科學(xué)化、規(guī)范化、生動(dòng)化和形象化，將所要講授的內(nèi)容與一系列問(wèn)題相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生思考和研究，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，開(kāi)展課堂討論，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表不同見(jiàn)解。有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生容易掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)，所學(xué)知識(shí)能夠連成線，穿成串，結(jié)成網(wǎng)，形成體，教學(xué)效果顯著，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維能力。

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Abstract：According to the requirements of our school teaching objectives，combined with the characteristics of the fluid mechanics course，this paper puts forward a new concept which is to stimulate students' divergent thinking so as to improve the learning interest in the use of modern means of education， the teaching process closely connected with the actual project，a comprehensive assessment of students' learning effect through the class questions，quizzes，test and final examination etc.

Key words：teaching objectives；fluid mechanics；idea