基于獨(dú)立學(xué)院的流體力學(xué)課程的教學(xué)改革初步探索

馬玉英

摘 要： 流體力學(xué)作為一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容晦澀難懂，對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生而言接受起來有些困難。本文主要針對(duì)流體力學(xué)的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深入分析，采用了“模塊化”的優(yōu)化教學(xué)模式，并且在每個(gè)模塊中又采用了多樣化的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：模塊化教學(xué) 層次化教學(xué) 實(shí)踐性教學(xué)

Abstract： The fluid mechanics is a professional basic course which has a strong theoretical， and its content is very difficult to accept for independent institute students. This article mainly aims at the teaching method and teaching content of the fluid mechanics carried on the thorough analysis， adopting the "modular" the optimization of the teaching mode， and in each module the article adopts the diversification of teaching methods.

Keywords： modular teaching； hierarchical teaching； practical teaching

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）02-0197-02

引言

《流體力學(xué)》作為船舶與海洋工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究液體平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的一門技術(shù)科學(xué)。該課程具有較強(qiáng)的理論性和較強(qiáng)的工程實(shí)際意義，概念繁多且易混淆，理論推導(dǎo)復(fù)雜，內(nèi)容晦澀難懂，并且要求有較好的《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》和《理論力學(xué)》的基礎(chǔ)，以及要求有較強(qiáng)的綜合分析問題的能力。學(xué)生普遍反映是一門難學(xué)的課程。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高重點(diǎn)課程的教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)應(yīng)用性人才的培養(yǎng)目標(biāo)和具體要求，對(duì)《流體力學(xué)》課程的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深入分析，下面對(duì)該課程的探索和改革研究作簡單介紹。

在教學(xué)內(nèi)容上，由于《流體力學(xué)》課程內(nèi)容繁多，針對(duì)此特點(diǎn)采用了“模塊化”的優(yōu)化教學(xué)模式，將課程內(nèi)容分為“基礎(chǔ)理論”、“實(shí)際應(yīng)用”和“實(shí)驗(yàn)技能”三大模塊。其中，基礎(chǔ)理論部分突出主線，由淺入深；實(shí)際應(yīng)用部分強(qiáng)調(diào)專業(yè)針對(duì)性；實(shí)驗(yàn)技能部分貫徹主動(dòng)性，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。

一、基礎(chǔ)理論模塊

針對(duì)基礎(chǔ)理論模塊，我們進(jìn)行了大量的探索和研究，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的反饋，修訂并完善了《流體力學(xué)》的教學(xué)大綱，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革包括以下三點(diǎn)：

1.突出主線，精簡內(nèi)容

在基礎(chǔ)理論部分，主要包括基本概念的理解，基本理論的應(yīng)用以及基本方程的物理意義。根據(jù)學(xué)生的反饋，我們進(jìn)行了深入的思考，在教學(xué)過程中突出基本概念和理論的應(yīng)用，盡量避免晦澀難懂的公式推導(dǎo)，在使學(xué)生清晰明確的理解公式的前提條件和應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上，可以引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生的邏輯推理能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將基本方程的物理意義解釋清楚，并配合大量的練習(xí)題，使學(xué)生能在理論的應(yīng)用中將知識(shí)消化吸收，另外還能強(qiáng)化記憶。適當(dāng)刪除基本理論的引申部分，對(duì)于為后續(xù)的專業(yè)課打基礎(chǔ)的引申內(nèi)容可以留到專業(yè)課程上講解，與專業(yè)關(guān)系不大的內(nèi)容可以直接刪除。

2.由淺入深，層次化教學(xué)

在進(jìn)行此次教學(xué)改革的過程中，我們編制了《流體力學(xué)課后習(xí)題冊(cè)》，練習(xí)題的類型共分為基本理論應(yīng)用、知識(shí)面拓展和結(jié)合專業(yè)三個(gè)部分，以供不同學(xué)生的需求。其中，基本理論應(yīng)用類型的習(xí)題主要是課上講授內(nèi)容的再延續(xù)，與課堂上講授的典型例題類似，進(jìn)一步強(qiáng)化基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握；知識(shí)面拓展部分是理論的結(jié)合與擴(kuò)展，考察的是學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，難度與考研習(xí)題相當(dāng)；與專業(yè)結(jié)合部分主要是基本理論在專業(yè)部分的相關(guān)應(yīng)用練習(xí)，一方面為了讓學(xué)生拓展知識(shí)面，另一方面讓學(xué)生了解基本理論的用途，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

3.網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

鑒于學(xué)生現(xiàn)在對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化的接受度和興趣度日益提高，我們?yōu)閷W(xué)生搭建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，以供學(xué)生下載相關(guān)課程的學(xué)習(xí)文件，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)該平臺(tái)還可以在網(wǎng)上進(jìn)行討論，學(xué)生之間能交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，老師也會(huì)定期的為學(xué)生答疑解惑。該平臺(tái)包括四個(gè)模塊，其中有相關(guān)課程的課件下載、視頻在線看、課后習(xí)題答案及考研資料。學(xué)生僅需憑借學(xué)號(hào)登陸，就能看到該平臺(tái)中所有的內(nèi)容。對(duì)于考上研究生的畢業(yè)生和想要考研的應(yīng)屆生可以在平臺(tái)上交流考研經(jīng)驗(yàn)并共享考研資料，對(duì)于已經(jīng)工作的畢業(yè)生和準(zhǔn)備找工作的應(yīng)屆生可以在平臺(tái)上交流找工作的經(jīng)驗(yàn)并提供一些單位招聘信息。

二、實(shí)際應(yīng)用模塊

對(duì)于實(shí)際應(yīng)用模塊，主要是強(qiáng)調(diào)專業(yè)的針對(duì)性，注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，擴(kuò)充知識(shí)面，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。針對(duì)實(shí)際應(yīng)用模塊的特點(diǎn)，根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了深入的探索和改革，改革主要包括如下兩方面。

1.針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，夯實(shí)專業(yè)知識(shí)

對(duì)于工學(xué)類學(xué)科，很多專業(yè)都有水力學(xué)或流體力學(xué)等相關(guān)課程，這些課程的基礎(chǔ)理論部分基本相同，但實(shí)際應(yīng)用部分就存在很大的差別，主要是為后續(xù)的專業(yè)課服務(wù)。船舶與海洋工程專業(yè)在實(shí)際應(yīng)用模塊包括的主要內(nèi)容有：平面勢(shì)流，水波理論，黏性流體動(dòng)力學(xué)，模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，有壓管流，邊界層理論等。為了避免生澀的理論推導(dǎo)，我們?cè)谡n上盡量多引用工程案例，在闡明基本概念，明確理論方法的前提下，通過案例讓學(xué)生理解理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系，真正能做到理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)

鑒于實(shí)際應(yīng)用模塊的理論性太強(qiáng)，對(duì)于有些實(shí)際應(yīng)用性不太強(qiáng)的章節(jié)，為了開闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，我們采用課堂演講的形式，讓學(xué)生課下通過網(wǎng)絡(luò)或者其他參考書，了解相關(guān)知識(shí)，并在課上將所學(xué)知識(shí)展現(xiàn)給大家。在教學(xué)方法上，克服“灌輸式”教學(xué)實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)技能模塊

實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)中非常重要和非常關(guān)鍵的部分，對(duì)于幫助學(xué)生理解基本理論知識(shí)有重要作用。對(duì)于船舶與海洋工程專業(yè)，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容包括：靜壓實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、流量及流速量測、三大方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)等綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技能模塊主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，獨(dú)立思考能力，并能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)技能部分主要是通過開放性實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)其進(jìn)行改革，包括以下三個(gè)方面。

1.演示實(shí)驗(yàn)

以往，演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體，學(xué)生很少直接參與，不利于其動(dòng)手能力的培養(yǎng)。經(jīng)過摸索，我們決定將課上老師的講解改為教師首先介紹器材的使用規(guī)范，然后學(xué)生自己動(dòng)手操作，思考各種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并且在同學(xué)之間進(jìn)行討論和交流，最后教師再總結(jié)實(shí)驗(yàn)的意義，解答學(xué)生疑問。我們改革的方向主要是把演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。

2.分組實(shí)驗(yàn)

以往，分組實(shí)驗(yàn)基本就是教師先講解實(shí)驗(yàn)原理，然后進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生主要是模仿，不利于其自主性思維。我們改革的方向主要是把分組實(shí)驗(yàn)改為并進(jìn)式實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生自由分組，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過程中，有全局觀點(diǎn)和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析、抽象、概括、綜合、表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。

3.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

以往，我們并沒有創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的部分，而且，現(xiàn)在此類實(shí)驗(yàn)也處在摸索階段，還沒有正式實(shí)施，但我們對(duì)其有了初步的規(guī)劃和思考，希望在以后的教學(xué)過程中能得到推廣。創(chuàng)新教學(xué)是把研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機(jī)的結(jié)合起來，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)之外，在學(xué)生的模型制作、調(diào)查、小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，也可以發(fā)展創(chuàng)造活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造。

我們?cè)趯?duì)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革的過程當(dāng)中，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和要求，也不斷進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。在教學(xué)過程中，盡量采用多媒體課件、利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種現(xiàn)代教學(xué)手段，力求教學(xué)方法靈活多變，能夠達(dá)到優(yōu)良的教學(xué)效果。