船舶流體力學(xué)任務(wù)化模式教學(xué)的改革與探索

【摘 要】在應(yīng)用型科技大學(xué)中，教學(xué)的中心任務(wù)是如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與應(yīng)用能力。在任務(wù)化模式教學(xué)應(yīng)用中，首先應(yīng)以理論知識(shí)和問(wèn)題為導(dǎo)向，制定相關(guān)的任務(wù)化模塊，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及相關(guān)的船舶與海洋工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)軟件完成相關(guān)專(zhuān)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探索精神、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，培養(yǎng)其思維方法和應(yīng)用能力，最終更加全面深刻地理解知識(shí)，同時(shí)從各方面促進(jìn)教師教學(xué)水平和能力的提高，以獲得良好的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】船舶流體力學(xué) 任務(wù)化模式 教學(xué)改革

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）22-0057-02

在船舶與海洋工程本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃中，船舶流體力學(xué)是其中的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，包括流體的性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)的描述和基本方程、伯努利方程、勢(shì)流理論、波浪理論、粘性流體力學(xué)、邊界層理論等，課程教學(xué)在一個(gè)學(xué)期，其內(nèi)容非常復(fù)雜。一方面為了使學(xué)生更加全面地理解應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)，另一方面培養(yǎng)學(xué)生往應(yīng)用型科技人才的方向發(fā)展，在船舶工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)模式上，我們應(yīng)該改變?cè)械慕虒W(xué)方式以適應(yīng)時(shí)代要求和技術(shù)變遷，將任務(wù)化模式教學(xué)融入船舶流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程。我們?cè)诖傲黧w力學(xué)這門(mén)本科課程的教學(xué)中，嘗試以任務(wù)化模式教學(xué)的形式，將數(shù)字化、實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)過(guò)程放到船舶流體力學(xué)教學(xué)課程的全過(guò)程中，以船舶流體力學(xué)的基本知識(shí)應(yīng)用為向?qū)Р贾萌蝿?wù)化模塊課題，學(xué)生以小組的形式完成任務(wù)化模塊，在完成任務(wù)化模塊的過(guò)程中理解應(yīng)用知識(shí)，并培養(yǎng)其知識(shí)的應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)從注重知識(shí)傳授向更加重視能力和素質(zhì)培養(yǎng)的方向轉(zhuǎn)變。

一 目前船舶流體力學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題

以欽州學(xué)院為例，船舶流體力學(xué)課程定位為船舶與海洋工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)船舶原理等課程的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái)，因概念抽象、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，使得流體力學(xué)課程既難教也難學(xué)，要想讓學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)與相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)尤為困難。盡管流體力學(xué)具有悠久的歷史，豐富的內(nèi)涵和外延，但是作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，船舶流體力學(xué)為專(zhuān)業(yè)課服務(wù)的定位極大地限制了課程的教學(xué)時(shí)間。在學(xué)生素質(zhì)參差不齊的情況下，使得培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)和拓寬知識(shí)面兩方面不能兼顧，顧此失彼。這一問(wèn)題的存在不但限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也不利于培養(yǎng)學(xué)生在工程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。因此有必要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究，找到解決問(wèn)題的方法，改善流體力學(xué)教學(xué)的效果。

二 以任務(wù)化模塊為導(dǎo)向的教學(xué)模式探索

對(duì)流體力學(xué)教學(xué)途徑的探索和改革一直在開(kāi)展，其中提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣是改善教學(xué)效果的核心，而任務(wù)化模塊是有效的手段之一。應(yīng)用型科技大學(xué)的教育以培養(yǎng)企業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，為適應(yīng)船舶工業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求，本課程的教學(xué)方式基于專(zhuān)題化模塊為導(dǎo)向，采用講授、自學(xué)、討論、數(shù)字化工程訓(xùn)練、總結(jié)等手段。本質(zhì)就是結(jié)合船舶流體力學(xué)課程性質(zhì)和鮮明特點(diǎn)，通過(guò)布置課程任務(wù)讓學(xué)生查找資料進(jìn)行科學(xué)分析、研究和探索、小組討論、數(shù)字化工程操作等，最后讓學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)。

1.任務(wù)化模塊的選取

任務(wù)化模塊主要是基于課本的基本知識(shí)，提出課程任務(wù)，課程任務(wù)的目標(biāo)是讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中對(duì)基本知識(shí)可以有更深刻的認(rèn)識(shí)，以及應(yīng)用這些基本知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用知識(shí)能力。所以在布置教學(xué)任務(wù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

第一，圍繞問(wèn)題意識(shí)選取任務(wù)化模塊。圍繞問(wèn)題意識(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。所謂問(wèn)題意識(shí)，本質(zhì)上就是一種尋根求源的探索精神、是一種革新的批判精神，問(wèn)題意識(shí)是萌發(fā)創(chuàng)造思維的前提。古語(yǔ)說(shuō)“心有靈犀一點(diǎn)通”，這里的“靈犀”其實(shí)就是問(wèn)題，學(xué)生頭腦中時(shí)刻裝著問(wèn)題，才能進(jìn)人“日有所思，夜有所夢(mèng)”的地步，才會(huì)產(chǎn)生靈感。就像受命鑒別皇冠的阿基米德那樣，在沐浴時(shí)受到浮力的啟發(fā)，而發(fā)現(xiàn)了浮力定律。

例如，在學(xué)習(xí)第三章流體的描述和基本方程時(shí)，我們可以提出：什么是流線(xiàn)、如何理解好動(dòng)量方程等問(wèn)題。這些圍繞問(wèn)題意識(shí)提出的小問(wèn)題就可以組成一個(gè)任務(wù)化模塊。

第二，圍繞工程意義選取任務(wù)化模塊。在應(yīng)用型科技大學(xué)教育中，船舶流體力學(xué)這門(mén)課程應(yīng)著力于提高學(xué)生工程素質(zhì)和學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)為目標(biāo)進(jìn)行課題教學(xué)。

譬如，機(jī)翼理論是船舶流體力學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，部分概念抽象難懂，公式復(fù)雜，機(jī)翼理論對(duì)于船舶與海洋工程領(lǐng)域的重要性不言而喻，在螺旋槳的學(xué)習(xí)、高速船的學(xué)習(xí)等均需要機(jī)翼理論作為基礎(chǔ)。對(duì)類(lèi)似極具實(shí)際工程意義的問(wèn)題，肯定要布置任務(wù)化模塊。

2.任務(wù)化模塊的實(shí)施

在船舶流體力學(xué)的任務(wù)化模塊教學(xué)改革中應(yīng)遵循理論教學(xué)和技能訓(xùn)練相結(jié)合，走理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的道路，所以之前的準(zhǔn)備工作必須充分，并且依據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出適合這門(mén)課程的任務(wù)方案。大致的任務(wù)化模塊實(shí)施流程如圖所示。

任務(wù)化模塊實(shí)施流程圖

第一，布置任務(wù)書(shū)。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容分別設(shè)置不同的任務(wù)化模塊，根據(jù)上一節(jié)提出任務(wù)化模塊的方法，提出與本節(jié)知識(shí)相關(guān)的任務(wù)化模塊。

第二，學(xué)生攻克任務(wù)化模塊。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)資料、實(shí)驗(yàn)室的硬件了解學(xué)習(xí)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室軟件的自學(xué)，結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識(shí)完成任務(wù)化模塊并提交報(bào)告。

例如，在流體運(yùn)動(dòng)的描述和基本方程任務(wù)化模塊，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜集與其相關(guān)的資料，以及參觀(guān)實(shí)驗(yàn)室的流線(xiàn)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)，將收集的資料制作成有豐富材料的PPT、報(bào)告、視頻等，總結(jié)說(shuō)明各種情況下流體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、在實(shí)驗(yàn)中如何體現(xiàn)動(dòng)量方程等。

再比如，實(shí)施機(jī)翼理論任務(wù)化模塊時(shí)，學(xué)生組成任務(wù)攻克小組，利用網(wǎng)絡(luò)搜集與機(jī)翼理論相關(guān)的資料，以及學(xué)習(xí)FLUENT、Shipflow軟件，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序CATIA、AutoCAD軟件。曾經(jīng)有學(xué)者提議將數(shù)字化軟件應(yīng)用到教學(xué)中，但并沒(méi)有說(shuō)明具體的措施。這里需要注意的是，學(xué)生可以通過(guò)學(xué)校網(wǎng)站上的微課視頻自學(xué)FLUENT、SHIPFLOW、CATIA、AutoCAD軟件，相關(guān)的微課視頻由教師提前錄制好放在網(wǎng)站上供學(xué)生點(diǎn)擊觀(guān)看，反復(fù)學(xué)習(xí)。最后讓學(xué)生使用FLUENT、SHIPFLOW軟件完成機(jī)翼的流體計(jì)算、利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序CATIA、AutoCAD軟件畫(huà)出機(jī)翼三維圖。

第三，總結(jié)任務(wù)化模塊完成情況。根據(jù)學(xué)生完成任務(wù)化模塊的情況以及提交的報(bào)告進(jìn)行總結(jié)。在總結(jié)中分析存在問(wèn)題，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行理論的補(bǔ)充學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的理解。

第四，考核。通過(guò)任務(wù)化模塊的完成過(guò)程對(duì)學(xué)生的不同能力進(jìn)行考核，考核階段就分為了基本素質(zhì)考核、自學(xué)能力考核和應(yīng)用能力考核?？己藢W(xué)生基本知識(shí)掌握情況、收集相關(guān)資料的情況，學(xué)生自學(xué)相關(guān)軟件的考核，對(duì)任務(wù)化模塊攻關(guān)的報(bào)告評(píng)價(jià)。

三 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)任務(wù)化模式的教學(xué)改革使學(xué)生通過(guò)理論結(jié)合實(shí)踐的方式理解一門(mén)理論性極強(qiáng)的課程，并從培養(yǎng)應(yīng)用型科技人才的角度出發(fā)，采用這樣創(chuàng)新的教學(xué)方法，使學(xué)生能真正地掌握一門(mén)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)重視學(xué)生個(gè)體差異發(fā)展的特點(diǎn)，以攻克小組的形式互補(bǔ)長(zhǎng)短，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這樣任務(wù)化教學(xué)模式應(yīng)認(rèn)真對(duì)待教學(xué)改革活動(dòng)進(jìn)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，所布置任務(wù)應(yīng)有針對(duì)性，在整個(gè)過(guò)程中以學(xué)生為主導(dǎo)，貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。更加要注重教學(xué)活動(dòng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，肯定學(xué)生每一步所取得的成績(jī)，以其調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

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