TBL模式在“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程中的應(yīng)用

徐天宇 于奎 王正君

摘 ? ?要：為了提高研究生課程與課題的緊密度，促進(jìn)研究生與教師的交流和溝通，文章以黑龍江大學(xué)“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程為例，基于TBL教學(xué)模式分析該模式在研究生課堂教學(xué)上的應(yīng)用效果，并討論其適用性。

關(guān)鍵詞：TBL模式;流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算;研究生教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2022）03-0069-02

課堂教學(xué)是研究生教育的重要組成部分，一般以學(xué)分制形式進(jìn)行考核，科學(xué)合理的研究生課程設(shè)置及教學(xué)模式對(duì)改善研究生教育水平十分必要。研究生教育的主要內(nèi)容是科研課題的探索與研究，這一特點(diǎn)決定了自主學(xué)習(xí)將成為研究生學(xué)習(xí)的主旋律。一般而言，負(fù)責(zé)研究生教育教學(xué)的學(xué)院多從專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)教育角度安排研究生課程學(xué)習(xí)，如何增加研究生課題與教學(xué)課程緊密度是現(xiàn)如今研究生教學(xué)所面臨的主要問(wèn)題。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)尋找一種新的課堂教學(xué)方式，以加強(qiáng)研究生基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的培養(yǎng)，以及在課題研究過(guò)程中交流合作的能力，通過(guò)一種互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)模式提高教學(xué)質(zhì)量。

研究生課程培養(yǎng)主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和應(yīng)用性，對(duì)問(wèn)題的分析、研究、解決能力重視不夠。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是研究生導(dǎo)師只關(guān)注研究生科研課題進(jìn)展情況，不重視所學(xué)習(xí)的教學(xué)課程;另一方面，研究生不能正確對(duì)待自己學(xué)習(xí)的課程，認(rèn)為一些課程與自身科研課題不相關(guān)而松懈[1]。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)研究生的要求也越來(lái)越高，不僅要有深厚的知識(shí)涵養(yǎng)和獨(dú)立思考能力，更要有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和解決問(wèn)題的能力，研究生教育須更加注重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)研究解決問(wèn)題能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[2]。目前，研究生課程需要在教學(xué)內(nèi)容與方法等方面進(jìn)行改革以提高教學(xué)質(zhì)量。TBL（Team-Based Learning）教學(xué)模式相對(duì)以往教學(xué)形式來(lái)說(shuō)是一種巨大的進(jìn)步，該模式更加重視學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題和分析、溝通等綜合能力的培養(yǎng)，是一種交互式、引導(dǎo)式的教學(xué)模式。為了提高研究生各方面能力，增強(qiáng)研究生教學(xué)的課堂質(zhì)量，本文以“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”教學(xué)為例，采用TBL教學(xué)模式，分析其在“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”教學(xué)上的應(yīng)用效果，討論其在研究生教學(xué)上的適用性和具體的實(shí)踐方式。

一、TBL教學(xué)模式特點(diǎn)

TBL教學(xué)模式主要是課程教師提出問(wèn)題，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力之后進(jìn)行成果匯報(bào)并提出最優(yōu)解決方案[3]。研究生經(jīng)過(guò)本科學(xué)習(xí)階段已具備一定的自學(xué)能力，其缺乏的是如何同他人協(xié)作更好地解決問(wèn)題，TBL教學(xué)模式的提出使教師和學(xué)生能進(jìn)行更好的互動(dòng)。

計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，通過(guò)應(yīng)用3D建模軟件模擬流體區(qū)域幾何特性，使用Fluent、Comsol等軟件進(jìn)行實(shí)際工程的數(shù)值計(jì)算，從而找到工程中流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解決方法。“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程的教學(xué)目標(biāo)是讓研究生了解數(shù)值模擬計(jì)算在工程上的應(yīng)用范圍，掌握數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)應(yīng)用，培養(yǎng)研究生獨(dú)立模擬計(jì)算完成相關(guān)課題的能力。TBL模式可以充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生充分應(yīng)用流體力學(xué)數(shù)值模擬解決實(shí)際問(wèn)題，完成知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐的結(jié)合。

教學(xué)過(guò)程中教師讓學(xué)生組建高效團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)人數(shù)一般為3～4人（根據(jù)課程人數(shù)也可相應(yīng)調(diào)整），團(tuán)隊(duì)成員配置可以做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，團(tuán)隊(duì)成員要有共同興趣愛(ài)好，相互信任，并選擇具有高度責(zé)任心和善于溝通協(xié)調(diào)的成員作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人[4]。教師布置流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算與工程實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的課題，以“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”中的實(shí)際工程問(wèn)題為導(dǎo)向，使學(xué)生完成從流體域建模到數(shù)值模擬分析的全過(guò)程，激發(fā)研究生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的熱情和創(chuàng)造力，讓團(tuán)隊(duì)通過(guò)課程的學(xué)習(xí)利用現(xiàn)有知識(shí)和方法解決課題問(wèn)題。最后對(duì)團(tuán)隊(duì)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中包括團(tuán)隊(duì)互評(píng)和教師評(píng)價(jià)兩部分，團(tuán)隊(duì)互評(píng)可以提高團(tuán)隊(duì)凝聚力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，教師評(píng)價(jià)可以更好地梳理和總結(jié)知識(shí)，增加團(tuán)隊(duì)信心。

二、TBL應(yīng)用效果分析

學(xué)生從教師布置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題開(kāi)始，分組展開(kāi)學(xué)習(xí)討論，合理有效地對(duì)資料進(jìn)行收集并歸納整合，形成問(wèn)題的解決方案。本研究針對(duì)TBL在“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程教學(xué)上的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，結(jié)果表明：TBL模式可顯著提升研究生對(duì)“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程理論知識(shí)的掌握程度，在整個(gè)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”課程的基本理論有了全面的理解，通過(guò)大量查閱相關(guān)資料，對(duì)“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”解決實(shí)際問(wèn)題提出了自己的見(jiàn)解。

“流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算”是一門專業(yè)性很強(qiáng)的課程，運(yùn)用專業(yè)課程解決實(shí)際工程問(wèn)題具有很強(qiáng)的可操作性，同時(shí)又存在理論難度大、學(xué)生接受困難的挑戰(zhàn)。在教學(xué)過(guò)程中使用TBL教學(xué)模式，能夠充分發(fā)揮課程專業(yè)性與系統(tǒng)性的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情，解決學(xué)生接受困難的難題，每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)都能充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，全面學(xué)習(xí)理論知識(shí)和應(yīng)用技能。在課上教學(xué)方面，教師要以學(xué)生為中心，集中講解重點(diǎn)、考點(diǎn)知識(shí)，針對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行組內(nèi)討論，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行建模分析，從而得出相應(yīng)滿意的答案。以學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行專業(yè)知識(shí)、專業(yè)問(wèn)題的討論，團(tuán)結(jié)協(xié)作;組內(nèi)思考討論后，對(duì)于重點(diǎn)問(wèn)題可以及時(shí)與教師溝通，教師和學(xué)生思想碰撞、知識(shí)傳遞，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”的轉(zhuǎn)變。在課下反饋方面，教師按照重點(diǎn)發(fā)布教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生在課后深入學(xué)習(xí)流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算，鞏固所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手操作能力。組長(zhǎng)是師生溝通的橋梁，應(yīng)及時(shí)向教師反映學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，起到推動(dòng)小組學(xué)習(xí)朝著有助于效率提高的方向進(jìn)行的作用。

通過(guò)理論與實(shí)際相結(jié)合，學(xué)生思考的積極性與思考的深度也得到了提高和鍛煉。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，該教學(xué)模式通過(guò)合理分配興趣小組，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作與互動(dòng)交流的能力，并使學(xué)生學(xué)會(huì)了掌握和解決問(wèn)題的能力。

三、討論與結(jié)論

相對(duì)于本科生教育來(lái)說(shuō)，研究生教學(xué)有自己的特點(diǎn)。研究生教學(xué)應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)研究生的科研能力為核心，結(jié)合學(xué)生的研究方向，針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)，合理調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)、考評(píng)方式，充分發(fā)揮研究生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。與傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式相比較，TBL教學(xué)模式具體優(yōu)勢(shì)主要集中在三個(gè)方面：（1）增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性和積極性。

學(xué)生從教師布置的一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題開(kāi)始，分組展開(kāi)學(xué)習(xí)討論，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和主動(dòng)性更強(qiáng)，可主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中，目標(biāo)更加明確。（2）提高效率，加深理解。在課堂教學(xué)中，學(xué)生可充分合作，提高學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生深刻理解所學(xué)知識(shí)，驗(yàn)證并鞏固專業(yè)知識(shí)。（3）培養(yǎng)專業(yè)思維，提高專業(yè)能力。TBL教學(xué)法的應(yīng)用，能讓學(xué)生掌握本課程的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用專業(yè)工具解決實(shí)際工程問(wèn)題，達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)要求。同時(shí)該方法也存在一定的局限性，具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）對(duì)學(xué)生要求更高。在TBL教學(xué)中，重點(diǎn)從一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題入手開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生應(yīng)當(dāng)重視專業(yè)知識(shí)的邏輯性和系統(tǒng)性，及時(shí)進(jìn)行相關(guān)訓(xùn)練，否則難以達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。（2）教師教學(xué)投入更多。在課堂教學(xué)前教師需要更加全面地備課，要有更加豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)對(duì)各種課堂情況，要提出既典型又新穎的問(wèn)題，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的交流學(xué)習(xí)狀態(tài)采取相應(yīng)對(duì)策，掌握課堂節(jié)奏，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生的討論方向等。（3）需要合理的教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)。在課堂上，既要考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，還要評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂表現(xiàn)和在團(tuán)隊(duì)中的貢獻(xiàn)程度，從不同方面全面、客觀、合理地評(píng)價(jià)每一個(gè)學(xué)生，從而建立與TBL教學(xué)模式相匹配的評(píng)估系統(tǒng)。對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的梳理和歸納以及對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)的反饋，是教師在課堂上的重要工作。

在該模式下，課堂質(zhì)量以及教師的互動(dòng)性明顯改善，研究生得以深刻掌握專業(yè)知識(shí)，了解本學(xué)科的先進(jìn)性和實(shí)用性。同時(shí)在該教學(xué)模式下，學(xué)生思維不受限制且主動(dòng)性和積極性增強(qiáng)，能夠有效地搜集與流體力學(xué)相關(guān)的資料和理論知識(shí)，打破了傳統(tǒng)學(xué)科界限，加深了不同學(xué)科之間的聯(lián)系與理解，實(shí)現(xiàn)了研究生教學(xué)提高學(xué)生科研能力的目標(biāo)。然而，TBL教學(xué)模式還需進(jìn)行多學(xué)科融合教學(xué)模式，最大程度地發(fā)揮多學(xué)科互補(bǔ)優(yōu)勢(shì);應(yīng)根據(jù)授課內(nèi)容的難易程度靈活地選擇教學(xué)方法;應(yīng)配備合理的教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)，建立與TBL教學(xué)模式成套的評(píng)估系統(tǒng)。因此，教學(xué)過(guò)程同時(shí)滿足上述要求是采用TBL教學(xué)模式的前提。

TBL教學(xué)模式成為師生比較認(rèn)可的課堂教學(xué)方式。TBL教學(xué)模式使以往的授課形式發(fā)生變換，也改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，對(duì)教師教學(xué)水平的提高和學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)都有非常重要的積極意義。從TBL模式在課堂教學(xué)中的實(shí)踐效果看，TBL模式相比傳統(tǒng)的教學(xué)模式可充分提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，進(jìn)一步提高研究生科研能力，因而在研究生教學(xué)過(guò)程中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張秀芬，朱明新，蔚剛，等.研究生教學(xué)模式現(xiàn)狀分析與策略? ? 研究[J].教育現(xiàn)代化，2017（40）.

[2]劉洋，劉耀陽(yáng)，鄭勇軍，等.翻轉(zhuǎn)課堂聯(lián)合TBL教學(xué)法在外? ? 科手術(shù)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2020（27）.

[3]黎慧玲，梁培迅，楊園園，等.PBL結(jié)合TBL教學(xué)法在局部? ? 解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2021（10）.

[4]李華秀.TBL教學(xué)模式在形勢(shì)與政策課程中的運(yùn)用[J].亞? ? 太教育，2016（31）.

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