融合理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法改革與實(shí)踐

關(guān)多嬌 李廷玉 宋樂忠 張哲

【摘要】本文以《工程流體力學(xué)》課程作為教學(xué)方法改革課程，闡述融合理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法實(shí)際應(yīng)用的情況。實(shí)踐表明這些教學(xué)方法的運(yùn)用有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和實(shí)效性，激發(fā)教師對教學(xué)方式方法的研究。

【關(guān)鍵詞】情景/探究型 ?CDIO ?案例學(xué)習(xí)-專題研討

【基金項(xiàng)目】2013年學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0223-01

前言

我國高等教育多年來一直在探討“誰應(yīng)該是教學(xué)主體”這一問題，很多教師即使感到應(yīng)該“以學(xué)生為主”，也苦于合班教學(xué)人數(shù)多，教學(xué)內(nèi)容重等情況，組織正常的教學(xué)活動還要擔(dān)心時(shí)間問題。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于理論教學(xué)，是理論教學(xué)的輔助性教學(xué)，以驗(yàn)證性和演示性內(nèi)容為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、臺套數(shù)較少，學(xué)生缺乏興趣，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲問題屢禁不止。

一、人才培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)方法改革

沈陽工程學(xué)院能源與動力專業(yè)在近年來的人才培養(yǎng)模式改革中多次強(qiáng)調(diào)“無論是專業(yè)改革、還是課程改革都要緊密圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)這一中心來開展”。既然我們要培養(yǎng)工程應(yīng)用型的人才，那么教學(xué)方法就要改革，要充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的教育理念。為此，我們以《工程流體力學(xué)》課程作為改革課程，在教學(xué)方法上做了一些嘗試，效果良好。

二、教學(xué)方法的改革與實(shí)踐

（一）課堂講授型教學(xué)內(nèi)容采用情景/探究型教學(xué)方法

情景/探究型教學(xué)的教學(xué)方法是以問題的發(fā)現(xiàn)、解決、應(yīng)用為主線;以實(shí)驗(yàn)、模型或電教為手段;以強(qiáng)能、創(chuàng)新、發(fā)展為目的，教師“導(dǎo)”，學(xué)生“動”，在探究問題中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)新。比如在講授流體繞物體流動的內(nèi)容時(shí)：①提出所有球類運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、飛機(jī)是怎樣起飛的、鯊魚皮泳衣如何減少阻力等問題;②學(xué)生很容易進(jìn)入討論模式，然后形成幾種比較一致的看法;③這些看法是否正確呢，讓學(xué)生分組在課下做一些試驗(yàn)去自我驗(yàn)證;④在揭曉最后的原理時(shí)，把學(xué)生帶入實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生動手觀察繞流翼型這一典型的流體繞物體流動案例產(chǎn)生升力以及失速過程。 ⑤對問題的原理再次做闡述，對學(xué)生的完成情況進(jìn)行簡要評價(jià)?！鞍亚榫骋氲浇虒W(xué)中來”，經(jīng)過這個(gè)學(xué)習(xí)過程，學(xué)生會因解決教育問題情境而探索其中的知識原理，因此，引入情景/探究型教學(xué)方法一定會激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生研究和創(chuàng)新的能力。

（二）課堂拓展型教學(xué)內(nèi)容采用CDIO項(xiàng)目教學(xué)方法

CDIO工程教育方法主要是針對綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練的題目，通過課程教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)“立體化”教學(xué)模式。CDIO項(xiàng)目教學(xué)法是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動，有針對性地采取任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目導(dǎo)向、課堂教學(xué)與操作實(shí)習(xí)的一體化等行為導(dǎo)向的教學(xué)方法。

比如學(xué)到層流紊流的能量方程和相關(guān)阻力損失后，提出設(shè)計(jì)題目“工程流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)與測試”。整個(gè)設(shè)計(jì)題目的實(shí)施過程是：①布置任務(wù)，說明綜合實(shí)驗(yàn)臺需要實(shí)現(xiàn)的功能;②各組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際考察后，經(jīng)討論研究提交實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)圖及實(shí)驗(yàn)步驟說明;③選擇優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品和操作團(tuán)隊(duì)完成實(shí)驗(yàn)臺的搭建工作;④由其他小組對實(shí)驗(yàn)臺功能進(jìn)行測試;⑤完成后進(jìn)行評審及合格驗(yàn)收。此項(xiàng)目后來被推薦成為2013年學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，被評為優(yōu)秀項(xiàng)目。圖是學(xué)生完成后的“工程流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)臺”的主視圖，利用該實(shí)驗(yàn)臺也可以完成“流體動力粘度的測試”，一舉多得。該綜合實(shí)驗(yàn)臺可同時(shí)完成以往常規(guī)的實(shí)驗(yàn)，如伯努利方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、沿程、局部阻力損失實(shí)驗(yàn)。

綜合性試驗(yàn)系統(tǒng)

（三）應(yīng)用型教學(xué)內(nèi)容采用案例學(xué)習(xí)-專題研討的教學(xué)方法

案例學(xué)習(xí)-專題研討的教學(xué)方法指教師使用案例，以團(tuán)體和小組討論、角色扮演、撰寫案例分析報(bào)告等多種方式增進(jìn)成員之間的交流。這種方法的應(yīng)用需要選擇一些應(yīng)用性很強(qiáng)的知識內(nèi)容。比如，講等角速度旋轉(zhuǎn)容器中相對靜止流體的知識點(diǎn)，有鍋爐汽包的旋風(fēng)分離器，煤粉的粗粉分離器等;關(guān)于影響繞流阻力大小的因素分析部分，可以討論運(yùn)輸車輛外形的變化歷史;關(guān)于卡門渦街問題，提出美國 Tacoma Narrow 橋梁事故等問題作為討論內(nèi)容等等。

結(jié)語

（一）教學(xué)形式因教學(xué)方法而定，教學(xué)方法服務(wù)于教學(xué)內(nèi)容，適合于不同教學(xué)形式的內(nèi)容應(yīng)采用不同的教學(xué)方法，這要求教師對課程內(nèi)容要認(rèn)真梳理，找出理論和實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)的知識點(diǎn)，在實(shí)施教學(xué)之前做好課堂教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)才行。

（二）如果實(shí)驗(yàn)設(shè)備允許，原有的從屬于課程的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該獨(dú)立設(shè)課，這樣更有助于學(xué)生動手能力、分析問題能力的提高。若是暫不具備，通過教師在課堂上提出具有應(yīng)用性，或是具有可研究性的問題，讓學(xué)生經(jīng)過討論、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)際操作等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，也可以達(dá)到相同的培養(yǎng)效果，只是要找到合適的、能融合理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法，才能事半功倍。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

關(guān)多嬌（1978-），女，遼寧沈陽人，副教授，碩士。研究方向：課程建設(shè)，教學(xué)方法改革。