創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新背景下流體力學(xué)課程的教學(xué)改革

伍儒康 艾超 李曉暉 陳立娟 高偉

摘要：針對創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)背景，分析流體力學(xué)課程在教學(xué)過程中存在的問題，探索流體力學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及教學(xué)手段方面的改革。嘗試將設(shè)計型工程實際案例融入課堂，使學(xué)生了解如何運用課程知識解決工程問題。采用面向市場的項目式教學(xué)方式，在講述課程知識的同時強(qiáng)調(diào)市場的要求。此外，將Matlab和Fluent等科學(xué)計算軟件和計算流體力學(xué)軟件等輔助教學(xué)手段融入課堂，增強(qiáng)課程在工程實際中的實用性。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué);教學(xué)改革;創(chuàng)新;創(chuàng)業(yè);人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）22-0187-02

2015年6月11日，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》指出：“健全創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)與流動機(jī)制。把創(chuàng)業(yè)精神培育和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育納入國民教育體系，實現(xiàn)全社會創(chuàng)業(yè)教育和培訓(xùn)制度化、體系化”。高校教育是人才培養(yǎng)的一個重要方式，創(chuàng)業(yè)教育是推進(jìn)創(chuàng)新型人才實現(xiàn)知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化的重要途徑[1]。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育嵌入專業(yè)教育，可進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及競爭力[2]。

開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，應(yīng)當(dāng)將創(chuàng)業(yè)實踐所需的理論知識融入課堂教學(xué)之中，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)業(yè)教育重在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)業(yè)知識與能力。專業(yè)課教學(xué)是開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)和前提，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課是專業(yè)課教學(xué)的深化和引領(lǐng)。

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下的高校人才培養(yǎng)方案中，課程體系設(shè)計、課程目標(biāo)、教學(xué)大綱等都應(yīng)該與時俱進(jìn)，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主題相結(jié)合。結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，工程流體力學(xué)課程開展了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革。

一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化改革

傳統(tǒng)的大學(xué)教育一般按專業(yè)來培養(yǎng)人才，培養(yǎng)的目標(biāo)是專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人才。課程內(nèi)容一般針對專業(yè)領(lǐng)域的某些問題。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下，學(xué)生具有強(qiáng)大的動機(jī)通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)來實現(xiàn)個人價值。學(xué)生往往在更廣闊的視野上審視各個課程對自身的指導(dǎo)意義和成長價值。當(dāng)課程內(nèi)容與自身追求的價值目標(biāo)不一致時，學(xué)生往往缺乏學(xué)習(xí)動力。因此，將課程內(nèi)容與學(xué)生的個人價值目標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度具有非常重要的作用。

實現(xiàn)課程內(nèi)容與學(xué)生個人價值目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合，可以分為三部分工作內(nèi)容：①學(xué)生個人價值目標(biāo)的調(diào)查;②課程內(nèi)容的確定;③尋找課程內(nèi)容與學(xué)生個人價值目標(biāo)有機(jī)結(jié)合的工程應(yīng)用。這三部分的工作內(nèi)容可以按照以下方法來進(jìn)行。

1.學(xué)生價值目標(biāo)的調(diào)查可以按照工作行業(yè)的分類方法來確定。概括而言，人的價值目標(biāo)都是通過自身的努力，在為社會創(chuàng)造價值的同時實現(xiàn)個人價值。但每個人實現(xiàn)價值的方式是不一樣的，不同的人希望在不同行業(yè)中實現(xiàn)個人的價值。按照實現(xiàn)個人價值的行業(yè)來劃分，學(xué)生的價值目標(biāo)可以分為尖端科技;重大工程;文化娛樂;運動。學(xué)生的價值目標(biāo)并不需要與學(xué)生的首要價值目標(biāo)完全一致。確定學(xué)生價值目標(biāo)的目的是使價值目標(biāo)的圈定范圍能夠盡量覆蓋所有學(xué)生，保證所有學(xué)生都有興趣參與到案例分析中。

2.課程內(nèi)容一般由專業(yè)的人才培養(yǎng)方案基本確定，教師一般圍繞知識點適當(dāng)組織教學(xué)內(nèi)容和材料。關(guān)于流體力學(xué)在工程中的運用，教材一般集中在緒論部分講述。在課程的講述過程中，關(guān)于課程知識在工程實際中的應(yīng)用，教材中的習(xí)題一般比較具有針對性，問題經(jīng)過許多簡化，學(xué)生難以與真實的問題聯(lián)系起來。因此，在教學(xué)材料方面，應(yīng)當(dāng)圍繞各個知識點增加工程應(yīng)用方面的材料。豐富的應(yīng)用案例一方面有利于學(xué)生深入理解各個知識點，另一方面可以拓寬學(xué)生的視野，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供一定的靈感。

3.工程應(yīng)用教學(xué)材料的選擇是整個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型教學(xué)改革的核心內(nèi)容。工程應(yīng)用教學(xué)材料既要符合學(xué)生的價值追求，又要與課堂知識相關(guān)聯(lián)，對教師的整體素質(zhì)提出了較高的要求。一般來說，設(shè)計型的案例比分析型的案例更能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因為設(shè)計型案例強(qiáng)調(diào)了人通過為社會創(chuàng)造價值來實現(xiàn)個人價值的價值觀念，符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

為了能同時符合上述三個條件，教師可于工程流體力學(xué)教授過程中加入四軸無人飛機(jī)設(shè)計、水庫大壩的設(shè)計、水切割機(jī)設(shè)計、超音速飛機(jī)外形設(shè)計、低阻力汽車外形設(shè)計、滑翔機(jī)翼設(shè)計等案例。一方面，這些案例能夠覆蓋較多學(xué)生的價值目標(biāo);另一方面，這些案例與課程內(nèi)容比較合適。

二、教學(xué)方式的改革

在工程應(yīng)用案例的教學(xué)方式方面，采用面向市場的項目式教學(xué)方式。與理論知識課程內(nèi)容不同，工程設(shè)計案例的一大特點是設(shè)計方案的多樣性和靈活性。在設(shè)計過程中，學(xué)生可以充分發(fā)揮自主創(chuàng)新能力來選擇設(shè)計方案。傳統(tǒng)的項目式教學(xué)比較強(qiáng)調(diào)設(shè)計產(chǎn)品的實用性，與專業(yè)知識結(jié)合密切。但在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下，設(shè)計的產(chǎn)品不僅要考慮實用性，還要考慮產(chǎn)品外觀是否符合美學(xué)設(shè)計、是否符合人體工程學(xué)設(shè)計、是否容易操作等。教師應(yīng)該對學(xué)生的設(shè)計思路從市場、技術(shù)、生產(chǎn)等方面給出綜合的分析、指導(dǎo)、評價。對于與本課程相關(guān)的設(shè)計計算部分內(nèi)容，教師應(yīng)當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)對待，明確課程知識理論在設(shè)計應(yīng)用中有指導(dǎo)意義的部分和不足之處。

在實際操作中，教師應(yīng)當(dāng)將工程應(yīng)用貫穿于整個課程學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)。在課程開始的第一節(jié)課，就把所有可選的題目提供給學(xué)生選擇，并讓學(xué)生自由組成小組選擇其中一個課題。在提出不同案例的同時，還要明確告訴學(xué)生解決不同案例需要使用的知識點是哪些及其在課本的哪個章節(jié)。這樣有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的興趣。

三、教學(xué)手段的改革

在教學(xué)手段方面，應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)板書和多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)在課堂教學(xué)中加入Matlab、Fluent等科學(xué)計算軟件和計算流體力學(xué)軟件的輔助教學(xué)手段。流體力學(xué)這門課程的特點是公式多、推導(dǎo)復(fù)雜、理論性強(qiáng)。由于流體力學(xué)理論復(fù)雜，實際工程應(yīng)用一般很少直接使用流體力學(xué)的理論，更多的是使用其中比較具有概括性的結(jié)論。這一特點也導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為這一課程實用性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣不高。Matlab和Fluent等科學(xué)計算軟件和計算流體力學(xué)軟件是流體力學(xué)理論解決工程實踐問題的一個重要手段。在課堂上展示這些流體力學(xué)的較新研究成果，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但必須注意的是，Matlab和Fluent等科學(xué)計算軟件和計算流體力學(xué)軟件只應(yīng)該作為輔助手段使用，不能過多依賴，否則容易導(dǎo)致學(xué)生過于注重軟件而忽略對理論的學(xué)習(xí)。

四、結(jié)論

以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)為前提，對流體力學(xué)進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)手段改革。在教學(xué)內(nèi)容方面，在講授理論知識的基礎(chǔ)上，引入工程實際設(shè)計型案例，使學(xué)生了解如何將課程知識運用于工程實際當(dāng)中，拓寬學(xué)生的視野，為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供一定的靈感。在教學(xué)方式方面，將面向市場的項目式教學(xué)融入課堂，在講述專業(yè)知識的同時強(qiáng)調(diào)市場的多方面要求。在教學(xué)手段方面，增加Matlab和Fluent等科學(xué)計算軟件和計算流體力學(xué)軟件等輔助教學(xué)手段，增強(qiáng)課程在實際操作中的實用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]刁衍斌，于璽.新工科體驗式創(chuàng)業(yè)教育系統(tǒng)模式的構(gòu)建[J].系統(tǒng)科學(xué)學(xué)報，2019，（04）：77-80.

[2]金洪國.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育嵌入專業(yè)教育的模式與路徑分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2019，40（23）：72-73.

Teaching Reform of the Course in Fluid Mechanics under the Background

of Entrepreneurship and Innovation

WU Ru-kang1， AI Chao1， 2， LI Xiao-hui1， CHEN Li-juan1， Gao Wei1

（1. School of Mechanical Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167， China;

2. School of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： In view of the background of training innovative entrepreneurs， this paper analyses the problems existing in the course of Fluid Mechanics， and explores the reform of the teaching content， teaching methods and teaching means. It tries integrating the practical design-oriented engineering case into the class to enable students to understand how to use knowledge to solve engineering problems. The market-oriented project-based teaching method is adopted to emphasize market requirements during the knowledge teaching. In addition， scientific computing software and computational fluid dynamics software， such as Matlab and Fluent are integrated into the class to enhance the practicability of the course in engineering practice.

Key words： Fluid Mechanics; teaching reform; innovation; entrepreneurship; talent cultivation

收稿日期：2019-09-18

基金項目：南京工程學(xué)院高層次引進(jìn)人才科研啟動基金（2016，南京工程學(xué)院，YKJ201603;2019，南京工程學(xué)院，YKJ201944）

作者簡介：伍儒康（1989-），男（漢族），廣東清遠(yuǎn)人，博士，講師，研究方向：流體機(jī)械和波浪能的利用;艾超（1982-），男（漢族），河北唐山人，博士，副教授，研究方向：流體傳動及控制。