流體力學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)

[摘 要]根據(jù)流體力學(xué)理論性強(qiáng)、概念多且較抽象的特點(diǎn),就如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行了探討。只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,才能取得良好的教學(xué)效果。可采取的措施有:增強(qiáng)教師個(gè)人魅力感染學(xué)生;聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生;科研案例激發(fā)學(xué)生等。

[關(guān)鍵詞]流體力學(xué) 教學(xué) 興趣

作者簡介:閔春華(1974-),男,湖北仙桃人,河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院,副教授,主要從事流體力學(xué)的教學(xué)與科研工作。

流體力學(xué)是機(jī)械、能源、化工、動(dòng)力、建筑、生物、航天等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。合理有效地進(jìn)行該課程的教學(xué)過程,對(duì)相關(guān)專業(yè)同學(xué)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有重要的意義。由于科研與生產(chǎn)實(shí)踐中常以水、氣、油等流體作為研究對(duì)象或工作介質(zhì),因此,只有掌握了流體的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律才能真正投入到所從事的工作中去。流體力學(xué)具有理論不易掌握、概念多且大都比較抽象、難以理解、易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)要求高等特點(diǎn)。因此學(xué)生常出現(xiàn)學(xué)習(xí)沒動(dòng)力、甚至厭學(xué)的心理。在教學(xué)中也常有這樣的反映:“教師難教,學(xué)生難學(xué)”。針對(duì)這一特點(diǎn),筆者根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),就流體力學(xué)課中如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行了探討。

一、為人師表,增強(qiáng)個(gè)人魅力感染學(xué)生

教師作為教學(xué)活動(dòng)中的主體,起到“傳道、授業(yè)、解惑”的作用。大學(xué)生處于心理成熟期,生活中受到來自多方面的誘惑,有些學(xué)生當(dāng)覺得反感一位老師時(shí)也會(huì)反感上這位老師的課。這就要求一個(gè)優(yōu)秀的教師能吸引學(xué)生,將他們從誘惑中帶到課堂上,為他們指引學(xué)習(xí)的方向。教師的一言一行都直接影響著學(xué)生的成長,這就要求教師首先自己要胸懷理想、充滿激情、學(xué)識(shí)淵博、熱愛學(xué)生。教師要熱愛自己的專業(yè),通過課程教學(xué)指出其在科研與生產(chǎn)實(shí)際中的重要意義,讓學(xué)生在耳濡目染中受到有益的影響;課堂上充滿激情,營造學(xué)習(xí)的氣氛;對(duì)從事的專業(yè)及所授課程有著深厚的基礎(chǔ),靈活熟練地駕馭課堂,而不是簡單地重復(fù)書本內(nèi)容;對(duì)待學(xué)生如同對(duì)待自己的孩子或朋友,讓學(xué)生感到教師對(duì)他們的關(guān)注。這樣的教師才能得到學(xué)生的愛戴,他所授的課程也會(huì)受到學(xué)生的歡迎,并能激發(fā)學(xué)生對(duì)課程和專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。教學(xué)需要教師與學(xué)生共同努力才能達(dá)到理想的效果。具體做法如讓學(xué)生口頭或書面向教師提出意見,指出教師的不足之處及提出他們能接受的或他們覺得更好的教學(xué)方法或講授內(nèi)容。筆者通過教學(xué)實(shí)踐,收到了良好的教學(xué)效果。

二、聯(lián)系實(shí)際,讓學(xué)生感覺學(xué)有所用

(一)精選生活中常見的現(xiàn)象

只要注意觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)生活中有很多流體力學(xué)現(xiàn)象。在講授相關(guān)概念時(shí),可結(jié)合這些現(xiàn)象進(jìn)行解釋,加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。如對(duì)于液體的表面張力,它是彎曲的液體自由表面的一種特殊物理現(xiàn)象,可結(jié)合狹小縫隙內(nèi)的水不會(huì)下流這一現(xiàn)象進(jìn)行講解。為進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)這一問題的理解,可讓學(xué)生課后完成簡單易行的實(shí)驗(yàn):將干燥的硬幣或大頭針輕放于平靜的水面上而不下沉,觀察硬幣或大頭針與水的接觸處水面形狀,總結(jié)表面張力現(xiàn)象。又如,講授升力時(shí),以旋轉(zhuǎn)著的足球和乒乓球?yàn)槔M(jìn)行說明,其運(yùn)行軌跡呈弧線。

(二)著名的人和事

通過介紹歷史上著名科學(xué)家在流體力學(xué)方面的偉大貢獻(xiàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力,同時(shí)還能間接進(jìn)行人文主義和愛國主義教育。如在緒論部分介紹流體力學(xué)在我國的發(fā)展史時(shí),可介紹位于四川岷江的都江堰水利工程。它建于公元前256年,是全世界迄今為止,年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程,同時(shí)具有灌溉和排洪的作用,是李冰率眾建成的偉大杰作。通過講解,增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義情操,并初步認(rèn)識(shí)流體力學(xué)的重要工程價(jià)值。再如,在講授流態(tài)判別準(zhǔn)則雷諾數(shù)時(shí),可分三步介紹雷諾其人。首先,雷諾生于1842年的英國,當(dāng)時(shí)正處于第一次工業(yè)革命時(shí)期,而我國還處于第一次鴉片戰(zhàn)爭時(shí)期(1840年～1842年)。通過比較工業(yè)革命的進(jìn)步和戰(zhàn)爭的無情,分析我國科技落后的根源,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱和報(bào)效祖國的決心。其次,雷諾是一位力學(xué)家、物理學(xué)家和工程師,重點(diǎn)說明工程師的工作,讓學(xué)生對(duì)未來充滿信心,無論什么崗位都能做出偉大的成就。再次,雷諾還是一位實(shí)驗(yàn)科學(xué)家,但當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件及其有限,且雷諾所在的曼徹斯特歐文學(xué)院最初沒有實(shí)驗(yàn)室,他的許多早期實(shí)驗(yàn)都是在家里完成的。通過講解,讓學(xué)生去領(lǐng)悟如何去熱愛自己的學(xué)習(xí)與工作。為達(dá)到活躍課堂氣氛的目的,還可將此雷諾與雷諾方程式賽車中的雷諾進(jìn)行區(qū)分。

三、介紹科研動(dòng)態(tài),激發(fā)學(xué)生的求知欲望

(一)各章引言介紹

“良好的開端,是成功的一半”。除了認(rèn)真準(zhǔn)備好第一堂課,激發(fā)學(xué)生的興趣外,在講授每一章前都準(zhǔn)備一個(gè)精彩的引言,介紹高科技領(lǐng)域的新成果,再次讓學(xué)生感到學(xué)有所用。如在講授管內(nèi)流體流動(dòng)時(shí),介紹城市管網(wǎng)的輸水工程以及我國的“西氣東輸”工程,簡要說明其中存在的主要問題如阻力類型與計(jì)算和解決的方法等。又如,對(duì)于氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)部分,介紹飛機(jī)發(fā)展過程中的“音障”問題等。教學(xué)實(shí)踐證明,每章前的科研動(dòng)態(tài)介紹能引起學(xué)生對(duì)流體力學(xué)極高的學(xué)習(xí)興趣,提高了他們的學(xué)習(xí)積極性,達(dá)到了預(yù)期目的。

(二)相關(guān)內(nèi)容科研動(dòng)態(tài)

在講授具體內(nèi)容時(shí),教師可介紹一些最新的科研動(dòng)態(tài)與科研成果。這要求教師能跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學(xué)的發(fā)展方向與研究成果。如嬰兒的呼吸不穩(wěn)定,睡眠時(shí)可能出現(xiàn)窒息現(xiàn)象,因此可在嬰兒鼻孔安裝一微小的氣流感應(yīng)元件,探測嬰兒的呼吸,當(dāng)嬰兒窒息超過某一設(shè)定時(shí)間后,氣流感應(yīng)元件發(fā)出信號(hào),外部設(shè)備接收到信號(hào)后即發(fā)出警報(bào)。這其中的關(guān)鍵問題就是流體繞流。

四、多媒體的合理使用

多媒體是指文字、圖像、音頻、影像等形式相互結(jié)合的媒體,目前通常是指在計(jì)算機(jī)程序控制下,將文字、圖形、動(dòng)畫、視頻、音頻等結(jié)合的信息傳播媒體。在流體力學(xué)課程的教學(xué)過程中,采用多媒體有利于學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)概念的理解,提高學(xué)習(xí)興趣。但是,筆者通過總結(jié)及在與學(xué)生的交流中發(fā)現(xiàn),采用過多或過華麗的多媒體會(huì)產(chǎn)生以下三方面的負(fù)面作用:(1)學(xué)生僅關(guān)注精彩的動(dòng)畫,而忽略課程的學(xué)習(xí);(2)播放及講解多媒體需占用大量時(shí)間,影響教學(xué)進(jìn)度;(3)利用多媒體教學(xué)省去了傳統(tǒng)板書式教學(xué)的書寫時(shí)間,增加了授課容量,但授課速度增加,影響學(xué)生的理解和消化。因此,教師在制作多媒體時(shí),要注意“適度”的問題。為解決這一問題,可從以下三方面進(jìn)行:(1)選擇少量的與授課內(nèi)容密切相關(guān)的畫面,不可貪多;(2)當(dāng)學(xué)生沉醉于精彩的畫面時(shí),教師要有嫻熟的技巧,將學(xué)生帶出來,迅速進(jìn)入課堂學(xué)習(xí);(3)掌握授課速度,流出足夠時(shí)間讓學(xué)生理解。

五、結(jié)語

學(xué)好流體力學(xué),對(duì)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)至關(guān)重要。一個(gè)優(yōu)秀的教師,不僅要求專業(yè)精通,更重要的是在教學(xué)實(shí)踐過程中,不斷分析總結(jié)所授課程與學(xué)生的特點(diǎn),不斷完善教學(xué)方法,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。同時(shí)還要起到“育人”的作用,用自己獨(dú)特的人格魅力影響他們,幫助他們完成人生觀和價(jià)值觀的轉(zhuǎn)變,從知識(shí)和道德上都得到升華。

參考文獻(xiàn)

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