基于產(chǎn)出導(dǎo)向理念的工程流體力學(xué)課程改革實(shí)踐

重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院 黃 茜 龍學(xué)淵 田 園 孟 江 趙學(xué)芬 萬立夫

工程流體力學(xué)是石油、機(jī)械、建筑類工科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在各個(gè)工程領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，能為后續(xù)專業(yè)課程中涉及的水力計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)、工況分析奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也是相關(guān)工程類專業(yè)研究生入學(xué)考試選考科目。但是，目前學(xué)生學(xué)習(xí)工程流體力學(xué)課程的效果普遍不理想，學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力偏弱，知識(shí)遷移能力不足，絕大部分學(xué)生不能自覺熟練地運(yùn)用所學(xué)的流體力學(xué)理論解決專業(yè)課程中所涉及的流體力學(xué)問題，導(dǎo)致后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)掌握不深、理解不透?？傮w來看，目前工程流體力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度不高，教學(xué)效果還不夠理想。因此，需進(jìn)一步分析工程流體力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行教學(xué)模式、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面的改革實(shí)踐。

一、工程流體力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

（一）授課方法單一

工程流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)公式較多，大部分的內(nèi)容則是圍繞數(shù)學(xué)方程的推導(dǎo)而展開的。在教學(xué)方式上，以灌輸為主，授課方法單一。師生缺乏互動(dòng)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、自主思考和解決流體流動(dòng)問題的能力不足。

（二）可用于有效學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源不豐富

目前網(wǎng)絡(luò)上的有關(guān)工程流體力學(xué)的課程資源大多僅針對(duì)知識(shí)講解而講解，未實(shí)現(xiàn)與專業(yè)案例的結(jié)合，缺乏偏重于實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)資源。授課內(nèi)容與專業(yè)案例間的聯(lián)系不緊密，致使學(xué)生不了解該門課程在專業(yè)中的地位，也無法將所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行延伸應(yīng)用。同時(shí)，目前尚沒有針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)開展有針對(duì)性的案例資源建設(shè)，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源不豐富，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力不足。

（三）課后訓(xùn)練不足

教師布置的課后練習(xí)形式單一，未能根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整，使得學(xué)生所受訓(xùn)練少，不能牢固掌握知識(shí)要點(diǎn)。

（四）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置老套

現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)以演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)沒有在學(xué)生培養(yǎng)過程中得到體現(xiàn)，設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H實(shí)現(xiàn)了對(duì)極個(gè)別知識(shí)點(diǎn)的鞏固，理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的次數(shù)少，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的全面掌握。

二、工程流體力學(xué)課程改革措施

（一）探索實(shí)施混合式教學(xué)模式

以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”，探索線上線下相結(jié)合、課內(nèi)課外相補(bǔ)充的混合式教學(xué)模式。（1）課前學(xué)生進(jìn)行在線自主學(xué)習(xí)。教師利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用平臺(tái)上的視頻、課件、文獻(xiàn)等相關(guān)資料開展自主學(xué)習(xí)，并將遇到的相關(guān)問題發(fā)至討論區(qū)，便于形成自主學(xué)習(xí)反饋，同時(shí)教師可以進(jìn)行在線指導(dǎo)。（2）課堂上學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。課堂教學(xué)圍繞工程案例展開，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，將知識(shí)學(xué)習(xí)過程、應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的方法融入課堂，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。同時(shí)，充分利用學(xué)習(xí)通、雨課堂、UMU 等學(xué)習(xí)平臺(tái)的功能，通過自主探究或合作學(xué)習(xí)，增加學(xué)生的參與性以及師生的互動(dòng)性。（3）課后學(xué)生主動(dòng)完成任務(wù)。教師發(fā)布課后學(xué)習(xí)任務(wù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，并對(duì)自己的教學(xué)工作進(jìn)行及時(shí)的反思和總結(jié)；學(xué)生通過在線討論、作業(yè)、小組研討等活動(dòng)，完成課后任務(wù)。

（二）建立立體化的優(yōu)質(zhì)工程教學(xué)資源

首先，建立案例資源庫。在工程流體力學(xué)課程教學(xué)過程中，不僅要注重傳統(tǒng)知識(shí)的講授，還要結(jié)合工程實(shí)際，依據(jù)重要知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)案例，形成案例資源庫，從而增強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。其次，制作關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的微課視頻。將關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)錄制為微課視頻，并放置于學(xué)校課程與資源中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂教學(xué)的延伸。學(xué)生利用微課視頻對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后，優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)。增加與生活、專業(yè)密切相關(guān)的課后作業(yè)，提高學(xué)生完成作業(yè)的積極性；在課后習(xí)題之外，分配一些思考或研討類的作業(yè)，使學(xué)生在課后能夠主動(dòng)回顧重要知識(shí)點(diǎn)。

（三）開發(fā)與專業(yè)緊密聯(lián)系的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在傳統(tǒng)的水靜力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、伯努利能量方程實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)阻力水頭損失測(cè)量實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，基于專業(yè)特色，開發(fā)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以重慶科技學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)為例，利用已有的實(shí)驗(yàn)條件（包括液體流動(dòng)露天實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、基于工程實(shí)際的流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、高速氣體實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、流體流動(dòng)環(huán)道測(cè)試裝置等），開發(fā)多個(gè)與專業(yè)緊密聯(lián)系的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。這類實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練能讓學(xué)生了解工程和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)的一般設(shè)計(jì)思想、組織和實(shí)施過程、常用測(cè)量和分析方法等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

三、工程流體力學(xué)課程改革成效

工程流體力學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革以來，混合式教學(xué)模式顯著提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。在課堂教學(xué)過程中，以工程案例去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)巧用現(xiàn)有的智慧教學(xué)平臺(tái)，增強(qiáng)師生互動(dòng)，在活躍的課堂氛圍下，學(xué)生的學(xué)習(xí)有了方向性與趣味性。建立立體化優(yōu)質(zhì)工程教學(xué)資源拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，開闊了學(xué)生的思路，促進(jìn)了實(shí)際與理論的有效結(jié)合。開發(fā)與專業(yè)緊密聯(lián)系的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。結(jié)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力得到有效的訓(xùn)練，從而有效提高了學(xué)生申報(bào)國(guó)家級(jí)、市級(jí)、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的積極性。同時(shí)，結(jié)合近一年的學(xué)生考試成績(jī)來看，學(xué)生課程考試通過率顯著提升，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的反饋良好，這為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

通過探索實(shí)施混合式教學(xué)模式、建立立體化的優(yōu)質(zhì)工程教學(xué)資源、開發(fā)與專業(yè)緊密聯(lián)系的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生成為課堂的主體，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，工程流體力學(xué)學(xué)習(xí)效果明顯提升。同時(shí)，這套以學(xué)生為中心、基于產(chǎn)出導(dǎo)向理念的完整的工科專業(yè)教學(xué)模式，不僅適用于工程流體力學(xué)，還能夠輻射其他工科課程，促進(jìn)其他課程的改革。