對《工程流體力學(xué)》專業(yè)課程教學(xué)改進研究

庫爾班江·烏絲曼 陳潔

摘 要：中國大學(xué)教育為更好的符合特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)為宗旨的的前提下教學(xué)改革在不斷向前推進。本文重點研究了對新疆大學(xué)《工程流體力學(xué)》課程近年來采取的教學(xué)改進方法并對最近兩學(xué)年的綜合成績對比分析說明課程教改后取得的成效。

關(guān)鍵詞：專業(yè)課程;教學(xué)改革;工程流體力學(xué)

引言：科技是第一生產(chǎn)力[1]！隨著新時代中國改革開放的不斷深化，中國的的經(jīng)濟和科技實力不斷提升，大學(xué)教育更是緊緊圍繞“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”[2-4]這一根本性問題為指導(dǎo)思想為中國新時代特色社會主義輸送人才服務(wù)。《工程流體力學(xué)》是新疆大學(xué)能源與動力工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，該課程以前修課《高等數(shù)學(xué)》，《大學(xué)物理》等為基礎(chǔ)，是前基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的轉(zhuǎn)折，又是后續(xù)專業(yè)課的重要基礎(chǔ)。以下將以專業(yè)課《工程流體力學(xué)》的近年來的教學(xué)改革為內(nèi)容做介紹并通過最新數(shù)據(jù)對比說明取得相應(yīng)成效，希望為完善大學(xué)專業(yè)課程對本科高年級學(xué)生進行更好的塑造和培養(yǎng)有所幫助。

一、教學(xué)教育改進內(nèi)容

1.強化思政教育融入專業(yè)課

緊跟習(xí)近平總書記圍繞“培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人”[5-6]作出的一系列重要論述為指導(dǎo)，在學(xué)生進入高年級學(xué)習(xí)專業(yè)課時，《工程流體力學(xué)》緊緊圍繞實際工程問題進行展開，同時把思政教育僅僅融入到專業(yè)知識的傳授中。尤其是圍繞當(dāng)代祖國偉大工程塑造本科生的愛國主義教育，培養(yǎng)學(xué)生樹立對科學(xué)知識的崇敬和信仰。為此，學(xué)院專業(yè)課程教師隊伍定期參加了思政課教育的集體培訓(xùn)，學(xué)習(xí)如何把專業(yè)課的實際知識點融入到思政教育中。系內(nèi)專業(yè)課教師也會定期開會討論如何把當(dāng)代時事政治有關(guān)內(nèi)容和相關(guān)專業(yè)章節(jié)的有效融合講授。院系老師還舉行了對專業(yè)課的思政內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容的搭配融合緊密程度進行了專門的互聽課，互評比，互學(xué)習(xí)等一系列教改活動。課后作業(yè)不再僅限對書本知識的機械枯燥的學(xué)習(xí)，而是轉(zhuǎn)向鼓勵學(xué)生課后搜集與理論知識相關(guān)的實際工程在下一節(jié)課上分組發(fā)言討論分享互動學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生搜索對理論背后的偉大科學(xué)家們的研究背景故事進行課堂演講分享，講好科學(xué)先輩們的科研經(jīng)歷故事不僅使課堂內(nèi)容豐富，氣氛活躍，在輕松有趣學(xué)習(xí)知識的同時“培養(yǎng)人文情懷培育也是大學(xué)教育根本任務(wù)之一[7]”，結(jié)合愛國主義教育激勵學(xué)生勇于探索科學(xué)高峰為社會主義現(xiàn)代化服務(wù)。新疆大學(xué)在“把大學(xué)思政融入到每一節(jié)課堂上”的教學(xué)改進方針指導(dǎo)下，學(xué)院對2019，2020年本科生培養(yǎng)方案進行了連續(xù)的修訂，培養(yǎng)方案加強了了思政環(huán)節(jié)和專業(yè)課程進行了有機融合?！豆こ塘黧w力學(xué)》更是嚴(yán)格按照培養(yǎng)方案的新要求，強化課堂思政教育融入專業(yè)知識的講授中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時更是要培養(yǎng)樹立肩負(fù)時代重任的理念，厚植愛國愛疆的情懷。

2.開啟智慧教學(xué)

相對傳統(tǒng)教學(xué)課堂模式需要改進要求下，為了給學(xué)生創(chuàng)造更多自由思考的空間，培養(yǎng)學(xué)生自主提出和解決問題的能力，《工程流體力學(xué)》授課課堂上廣泛采用了“雨課堂”等智慧教學(xué)工具提前發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過“雨課堂”預(yù)設(shè)的課前作業(yè)得到大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，較全面的掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況，有針對性的安排課堂教學(xué)重難點。課堂還充分運用運用“雨課堂”大量智慧功能進行實時點名，推送學(xué)生問題作答、發(fā)送答疑彈幕、大數(shù)據(jù)分析等，讓學(xué)生課堂上也隨時擁有手機的同時將手機高效的變成了學(xué)習(xí)工具。課下安排線上線下答疑環(huán)節(jié)，確保學(xué)生真正掌握相關(guān)知識，達到互教互評。

3.綜合考核，注重學(xué)在平時

改變學(xué)生最后沖刺以期末考試分?jǐn)?shù)為唯一衡量目標(biāo)學(xué)習(xí)方法，《工程流體力學(xué)》作為大學(xué)專業(yè)課程，率先提出偏向?qū)I(yè)學(xué)習(xí)“貴在平時”為目標(biāo)的的培養(yǎng)方案。方案提出專業(yè)學(xué)習(xí)課程最終成績的考核的新標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)生綜合成績=期末考試成績×70% +“雨課堂”成績×10% +小組討論小組得分×5% +小組討論個人得分×5% +實驗成績×10% ，并通過學(xué)生線上線下問卷調(diào)查結(jié)果得到學(xué)生對新的考核辦法表示非常歡迎。平時成績提升了平時學(xué)生課前課后的的主動學(xué)習(xí)動力，再借助智慧教學(xué)工具，方便靈活掌握學(xué)生平時學(xué)習(xí)的質(zhì)量。比如課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠主動課前學(xué)習(xí)，對課堂內(nèi)容有大致了解，認(rèn)識到自己的薄弱點，并借助線上雨老師互動答疑，也可以與同學(xué)討論等多種形式讓自己掌握，大大提高了教師課堂授課質(zhì)量。再比如通過課堂小組討論，使學(xué)生對工程實踐問題有了更加深入的理解，提高學(xué)生解決問題的能力，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力，為以后的工作或繼續(xù)深造都打下了堅實的專業(yè)理論基礎(chǔ)。

4.精心編寫教案，提升專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量

《工程流體力學(xué)》課程內(nèi)容涉及到大量利用高數(shù)知識對公式的理論推導(dǎo)，相當(dāng)部分學(xué)生數(shù)學(xué)對此產(chǎn)生畏懼排斥心里。“認(rèn)識能力是人從事認(rèn)識活動所具備的本領(lǐng)”[8]，如果學(xué)生不能夠甚至排斥高等數(shù)學(xué)知識對專業(yè)公式理論進行推導(dǎo)做深刻理解，這只會讓學(xué)生為應(yīng)對期末考試硬背公式，不會應(yīng)用靈活運用公式理論。導(dǎo)致學(xué)生一直對學(xué)完的專業(yè)知識認(rèn)識處于蒙昧渾沌狀態(tài)，進而后期失去對本專業(yè)學(xué)習(xí)認(rèn)識的興趣。針對此類教學(xué)難點，從大學(xué)生對學(xué)習(xí)理論知識的認(rèn)識心里出發(fā)，教研組教師累計多年授課的經(jīng)驗，編寫了針對《工程流體力學(xué)》教學(xué)相關(guān)的一套數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教案，用流體力學(xué)的概念知識解釋高數(shù)公式，讓學(xué)生對《流體力學(xué)》理論公式的推導(dǎo)理解透徹，從而能夠靈活運用《流體力學(xué)》理論解答實際工程問題。

5.加強工程實踐教學(xué)

學(xué)生缺少工程實踐方面的經(jīng)驗，有時不能很好理解流體力學(xué)描述的工程現(xiàn)象及提到的的工程實踐問題，針對工程專業(yè)認(rèn)識缺乏的實踐認(rèn)識的問題，《工程流體力學(xué)》教學(xué)改進方案中提升了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例。例如在課堂中增加了工程設(shè)計實際問題中的流體力學(xué)案例，增加了小組討論環(huán)節(jié)，課后安排了討論章節(jié)的自主動手實驗設(shè)計等。通過實驗課后在進行課堂分組討論實踐內(nèi)容，對實驗遇到的問題，讓學(xué)生主動分析實際問題，對小組回答表現(xiàn)的學(xué)生進行平時綜合考核。通過引導(dǎo)學(xué)生自主思考使得學(xué)生更好地將工程流體力學(xué)理論與實踐相結(jié)合，深入理解工程流體力學(xué)問題。

6.加強校外教學(xué)交流

近年新疆大學(xué)在“雙一流”建設(shè)“平衡好制度建設(shè)和人的建設(shè)[9]”基礎(chǔ)上，發(fā)揮新疆區(qū)域特色，充分利用新疆大學(xué)對口支援政策優(yōu)勢，與清華大學(xué)開展課程教學(xué)交流。如近幾年新疆大學(xué)能源與動力工程系與清華大學(xué)能源與動力工程系聯(lián)手連續(xù)舉辦了 “新大-清華能源動力暑期班”，多次邀請清華大學(xué)教學(xué)名師到新疆大學(xué)課堂講授工程流體力學(xué)專業(yè)課或者對專業(yè)前言進行專題報告，為新疆能源相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及工程技術(shù)人員提供了一個難得的再次學(xué)習(xí)的機會?！笆钇诎唷辈粌H讓學(xué)生體驗到了名師課堂的講授方法，開闊了專業(yè)知識視野，提升了學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，而且更是加強了教師之間的教學(xué)交流，使得新疆大學(xué)專業(yè)教師也能借此機會向國內(nèi)名校名師學(xué)習(xí)教書育人的方法。通過不斷交流學(xué)習(xí)，大大促進了新疆大學(xué)專業(yè)師資隊伍對專業(yè)課的教授能力，也更好的認(rèn)識到專業(yè)課程進一步改革方向。

二、通過成績比對分析教學(xué)改進成效

針對近年來新疆大學(xué)對專業(yè)課的教學(xué)改進的實施措施，對《工程流體力學(xué)》最近兩學(xué)年的學(xué)生綜合成績數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分別見表1，圖1和圖2：

1.從表1數(shù)據(jù)可以得到2019年度課程學(xué)生總?cè)藬?shù)為48人，2020年度學(xué)生人數(shù)為71人，比2019年增加了近50%。從考試卷調(diào)出的資料顯示最進兩學(xué)期的考試試卷都分為和計算題和非計算題兩大部分，而工程計算更是重難點。如2019年度計算題的占比70%，而2020年簡答加計算題比例達到84%，因此2020年度考試規(guī)模和難度都比2019年相對加大。

2.試卷題型緊緊圍繞教學(xué)大綱的主要知識點進行考核。從質(zhì)量分析表數(shù)據(jù)中可以看出2020年度的綜合成績總體平均分比2019年度還要高，（2019年度總體平均分為72.92分，2020年度總體平均分為74.82）。在試卷難度加大，課程學(xué)生規(guī)模擴大近一半的情況下，2020年整體平均分比2019年提高了1.9分，以此說明學(xué)生總體掌握本課程知識理論的水平在有明顯提高。

3.從最近兩學(xué)期學(xué)生成績分布條形圖圖1和學(xué)生成績對比曲線圖2中可以反映最近兩學(xué)期學(xué)生總體分?jǐn)?shù)在70-79分分?jǐn)?shù)段人數(shù)比列都是最高的。2020年度在學(xué)生規(guī)模和考試難度都加大情況下，最突出分?jǐn)?shù)段保持相同，可以間接反應(yīng)出授課質(zhì)量在在教學(xué)改革推進下得到明顯提高;而且從圖1和圖2對比中可以看出2020年度綜合成績在80-90分和90—100兩個優(yōu)良分?jǐn)?shù)段間人數(shù)和比列都明顯高于2019年同等分?jǐn)?shù)段的數(shù)據(jù)，這更能直接說明教學(xué)質(zhì)量確實有明顯提高，因此《工程流體力學(xué)》的改革成效顯著。

三、結(jié)語

加強思政教育有效融入專業(yè)課程是大學(xué)生進入高年級階段學(xué)習(xí)專業(yè)科學(xué)的同時對學(xué)生“立德樹人”的再教育。在強化思政教育有幾融入專業(yè)課的基礎(chǔ)上，《工程流體力學(xué)》借助運用現(xiàn)代智慧教學(xué)工具的使用，課程考核偏向“貴在平時”學(xué)習(xí)的科學(xué)評價，課堂上分組討論等的“以學(xué)生為主”的啟發(fā)教育教學(xué)模式及加強實踐認(rèn)識教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)改進措施，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研素養(yǎng)。借助優(yōu)勢資源，以國內(nèi)名校為標(biāo)桿的教學(xué)對比交流進一步推動了未來的專業(yè)課的教學(xué)改進方向。最后通過《工程流體力學(xué)》專業(yè)課綜合成績數(shù)據(jù)做對比分析進一步說明在教學(xué)改進措施實施后學(xué)生總體掌握和運用專業(yè)知識理論、分析解決問題的能力的水平確實得到了提高。

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作者簡介：

庫爾班江·烏絲曼（1985-），男，維吾爾族，新疆喀什人，新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院，講師，工學(xué)碩士，主要從事能源與動力工程專業(yè)節(jié)能減排技術(shù)等方面的研究。

陳潔（1975-），女，浙江紹興人，新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院，教授，工學(xué)博士，主要從事電力系統(tǒng)和新能源方向的研究。