《工程流體力學(xué)》課程引入PBL教學(xué)法探討

謝明祥

【摘 要】針對工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方法不利于調(diào)動學(xué)生主觀能動性的不足，引入PBL教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)改革，詳細(xì)描述了《工程流體力學(xué)》課程PBL教學(xué)模式實施步驟，討論了PBL教學(xué)法實施效果，最后分析了成功實施PBL教學(xué)法需要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】工程流體力學(xué)；問題學(xué)習(xí)法；教學(xué)模式

中圖分類號： G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）32-0023-002

【Abstract】In Engineering Fluid Mechanics course， the traditional teaching method made it difficult to arouse the students initiative to study. To solve this problem， a teaching method based on PBL was presented. A detailed description of actualizing approaches based on PBL teaching method was demonstrated and the test result was discussed. Finally， the key issues of PBL teaching method were emphasized.

【Key words】Engineering Fluid Mechanics； PBL； Teaching Mode

0 引言

工程流體力學(xué)課程作為能源與動力工程專業(yè)三大核心專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響能動專業(yè)本科生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，甚至影響學(xué)生畢業(yè)后從事本專業(yè)工作的勝任能力。該課程具有概念抽象、公式繁多、推導(dǎo)復(fù)雜、應(yīng)用型強等特點[1]，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時出現(xiàn)積極性不高、學(xué)習(xí)效率低、對課程產(chǎn)生恐懼心理等不良情況，必須對工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革。本文分析了工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，引入PBL教學(xué)模式進(jìn)行改革，針對工程流體力學(xué)課程提出實施步驟，并對實施效果進(jìn)行分析，討論了應(yīng)用PBL教學(xué)方法需要注意的問題。

1 工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題

結(jié)合工程流體力學(xué)課程特性，根據(jù)多年工程流體力學(xué)課程教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法存在以下三方面問題。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生被動接受知識，沒有充分發(fā)揮學(xué)生積極性。傳統(tǒng)教學(xué)方法中教師主講，學(xué)生聽課的模式，以學(xué)生熟悉掌握授課大綱內(nèi)容為目標(biāo)，教師傾力向?qū)W生灌輸知識，學(xué)生被動地接受知識，沒有充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)過程中沒有充分的思考和理解，只是簡單地對課程知識點進(jìn)行背誦，學(xué)生無法體會到工程流體力學(xué)課程魅力所在，也無法體會流體力學(xué)知識在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的美妙之處。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)方法不利于學(xué)生追根尋底精神的培養(yǎng)，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生對很多流體力學(xué)概念主要通過對課本的記憶，或者是通過互聯(lián)網(wǎng)搜索而得出，缺少了學(xué)生的思考、歸納和總結(jié)過程，也導(dǎo)致了整個課程的知識點是凌亂記憶的，存在只見樹木不見森林的學(xué)習(xí)現(xiàn)象，無法構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，學(xué)生無法將課程各章節(jié)之間的關(guān)系建立聯(lián)系。

（3）傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果不理想，不利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。流體力學(xué)的研究方法主要有理論分析法、實驗?zāi)M法、數(shù)值仿真法和現(xiàn)場觀測法，這幾種方法相輔相成，相互驗證。在工程流體力學(xué)課程中，很多結(jié)論和公式不是通過嚴(yán)密的理論推導(dǎo)而是基于系統(tǒng)的實驗得出，傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式忽略實驗背景知識的講解、實驗原理的探尋、理論與實踐的結(jié)合，不僅讓學(xué)生無法理解實驗結(jié)論的意義以及對相關(guān)知識點進(jìn)行應(yīng)用推廣，還讓學(xué)生在實驗教學(xué)時只是根據(jù)實驗步驟操作實驗，無法理解其深層次含義。

2 應(yīng)用PBL教學(xué)方法實施步驟

針對傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的弊端，課程教學(xué)采用基于PBL教學(xué)法進(jìn)行改革。PBL教學(xué)法是一種以問題為導(dǎo)向以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，也是近年來教育工作者研究的熱點[3-5]。該方法將學(xué)生置身于以問題為中心的全新情景中，通過小組合作的方法探尋問題的根源，利用課程知識點來分析和解決問題，達(dá)到掌握課程知識點的目的，經(jīng)過這個過程，促進(jìn)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、邏輯推理和團隊協(xié)作能力。

采用基于PBL教學(xué)模式后，需要依據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容對傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)設(shè)計進(jìn)行修改，規(guī)劃基于PBL教學(xué)方法實施過程，從而提高教學(xué)質(zhì)量?；赑BL教學(xué)方法的工程流體力學(xué)課程實施步驟如下：

（1）創(chuàng)建基于PBL模式的課堂討論小組。以專業(yè)為單位進(jìn)行分組，每組成員4-6人，為便于學(xué)生討論和團隊合作，學(xué)習(xí)可以自行組建團隊，并推薦1名學(xué)生作為組長，組長接受教師分配的任務(wù)，負(fù)責(zé)組織本組組員進(jìn)行討論，協(xié)調(diào)組員對基于PBL模式所設(shè)置的問題進(jìn)行討論，記錄討論過程，對討論結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)。

（2）根據(jù)課程知識點設(shè)置基于PBL模式問題。根據(jù)工程流體力學(xué)課程教學(xué)大綱要求，對課程按照章和小節(jié)進(jìn)行劃分，以每2個學(xué)時作為時間單元，針對流體力學(xué)課程需要掌握的知識點設(shè)計提問問題，在設(shè)計提問問題時需要考慮到問題的難度和廣度等因素，使得學(xué)生能通過自身的努力達(dá)到目標(biāo)，合理地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（3）通過查閱相關(guān)資料，小組內(nèi)部交流解決問題。教師在每次授完課后布置基于PBL模式問題給學(xué)生，小組組長在課后組織本組組員進(jìn)行分工合作，查閱流體力學(xué)相關(guān)教材、電子數(shù)據(jù)庫等不同形式的參考資料，通過組員之間的深入交流和討論，提出基于流體力學(xué)知識點的問題解決方案或者對問題給出合理解釋，并記錄整個討論過程，總結(jié)討論結(jié)論。

（4）小組對問題的解決進(jìn)行匯報。每次上課前，教師檢查學(xué)生對問題的解決情況，隨機抽取1-2組的學(xué)生進(jìn)行匯報，考查學(xué)生對知識點的理解情況。在學(xué)生匯報時，老師盡量做到每次請不同的學(xué)生來進(jìn)行匯報，保證班上所有的同學(xué)都積極參與到問題的探討，這樣也便于教師對問題學(xué)生進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)，掌握整個班級的學(xué)情情況。endprint

（5）教師點評與分析。通過學(xué)生的匯報，教師可以了解學(xué)生對知識點的掌握情況，對表現(xiàn)良好的學(xué)生給予肯定，同時也能了解到學(xué)生在相關(guān)知識點所涉及的前修課程知識和學(xué)生個性差異等情況，更加深入地了解班級學(xué)情情況，在接下來講解相關(guān)知識點時可以做到有的放矢，更加突出講課的重點和難點，學(xué)生也在有基礎(chǔ)的情況下認(rèn)真聽課，在聽課過程中發(fā)現(xiàn)自己對相關(guān)知識點思考的片面性、不夠深入等問題，同時聽課也是對課前小組討論問題的再一次復(fù)習(xí)，取得了良好的教學(xué)效果。

3 PBL教學(xué)方法實施效果

通過課后無記名問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括是否有必要采取基于PBL教學(xué)模式、對課程印象最深刻的知識點、對課程最感興趣的知識點、對教師講授印象最深的知識點、對小組討論印象最深的知識點等內(nèi)容，學(xué)生將調(diào)查結(jié)果以書面形式提交給教師。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超過80%的學(xué)生認(rèn)為PBL教學(xué)方法對學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，值得提倡和推廣，很多學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)方法提高了自主學(xué)習(xí)積極性，增加了同學(xué)之間的友誼，鍛煉了知識點歸納和分析的能力，增加了學(xué)習(xí)成就感。

同時也對采用PBL教學(xué)方法的班級進(jìn)行了縱向?qū)Ρ?，在試題題型、分值分布一樣且試題難度相當(dāng)?shù)钠谀┛荚囍?，采用了PBL教學(xué)方法的班級比往屆平均分高出5-8分，特別是在選擇題、填空題方面掌握程度明顯偏高，說明PBL方法加深了學(xué)生對知識點的理解，提高了教學(xué)質(zhì)量。

4 基于PBL教學(xué)方法討論

通過采用PBL教學(xué)方法可以提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，極大地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。然而，要成功采用PBL教學(xué)方法，教師還需要處理好以下三個方面問題。

（1）PBL教學(xué)方法要求教師具有更深厚的專業(yè)基礎(chǔ)知識。在采用PBL教學(xué)模式后，教師不再是教學(xué)的主體，而變成學(xué)生是主體，學(xué)生在討論時所提出的問題可能涉及面廣、凌亂且發(fā)散的，這就要教師需要更深厚和寬廣的專業(yè)知識，及時歸納和總結(jié)學(xué)生提出的相關(guān)問題，并將這些問題巧妙地與課程知識點進(jìn)行結(jié)合，靈活地駕馭整個教學(xué)過程。

（2）設(shè)計PBL教學(xué)問題是關(guān)鍵。教師在設(shè)計PBL教學(xué)問題之前，要對學(xué)生先修知識掌握情況進(jìn)行了解，要充分分析整個班級的學(xué)情情況，結(jié)合這些實際情況充分提煉課程知識點，形成難度適中又包括課程知識點的PBL教學(xué)問題。

（3）調(diào)動學(xué)生積極性是核心。學(xué)生作為PBL教學(xué)方法的主體，其參與程度直接影響教學(xué)效果，在課程實施過程中發(fā)現(xiàn)，討論小組的組合和組長的選舉對教學(xué)影響很大，一個優(yōu)秀的組長和配合默契的組員可以順利地完成所分配的問題和任務(wù)，反之，便會出現(xiàn)任務(wù)完成不及時、完成質(zhì)量差、不能充分調(diào)動所有組員積極性等問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝翠麗，倪玲英.《工程流體力學(xué)》本科課程引入CFD教學(xué)的探討[J].力學(xué)與實踐，2013，35（3）：91-93.

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

[3]高志軍，陶玉鳳.基于項目的學(xué)習(xí)（PBL）模式在教學(xué)中的應(yīng)用[J].電化教育研究，2009（12）：92-95.

[4]李立，杜潔敏.大學(xué)英語分科教學(xué)背景下學(xué)術(shù)英語PBL教學(xué)模式研究[J].外語教學(xué)，2014，35（5）：55-58.

[5]汪青.國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校PBL教學(xué)模式的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題剖析[J].復(fù)旦教育論壇，2010，18（5）：88-91.endprint