流體力學(xué)課程創(chuàng)新教育的改革與探索

雷紅霞

[摘要]流體力學(xué)是大學(xué)生必修課程，是一門研究流體的力學(xué)運動規(guī)律及應(yīng)用的學(xué)科，具有較強的理論性，課程內(nèi)容抽象、邏輯性強。因此，在實際教學(xué)中學(xué)生難以掌握，缺少創(chuàng)新思維。高等教育直接目標(biāo)是傳授知識、提高學(xué)生問題分析處理能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。接下來，筆者結(jié)合實踐研究，就流體力學(xué)課程創(chuàng)新教育改革進行簡要分析。

[關(guān)鍵詞]流體力學(xué)課程 創(chuàng)新教育 改革

流體力學(xué)一些流線、滯止參數(shù)較為抽象，運動方程為多元偏微分方程，學(xué)生學(xué)習(xí)起來具有較大困難。流體力學(xué)知識廣泛且與人們生活有密切聯(lián)系，也是國家很多重大工程的理論基礎(chǔ)?；谛抡n程背景下，怎樣進行流體力學(xué)課程改革得到了重視，成為教育教學(xué)重要研究內(nèi)容。

一、流體力學(xué)課程創(chuàng)新教育改革現(xiàn)狀

（一）教學(xué)內(nèi)容單一

流體力學(xué)課程內(nèi)容單一、學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為困難，課堂缺少互動，學(xué)生死記硬背，缺少主體地位體現(xiàn)，學(xué)生創(chuàng)新思維得不到培養(yǎng)。長此以往，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，為應(yīng)付考試而采取題海戰(zhàn)術(shù)，及時通過了考試對實際內(nèi)容也是不知所云，缺少對知識內(nèi)容的全面認(rèn)知與創(chuàng)新性思考。

（二）多元偏微分方程學(xué)習(xí)的難度大

流體力學(xué)教材與教學(xué)形式與理科不同，過于強調(diào)理論知識的講解，課程內(nèi)容多為數(shù)學(xué)課，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓酵评碛泻芏喽嘣⒎址匠?。?jīng)典流體力學(xué)中，常見流體運輸公式推導(dǎo)為微分極限定義法，盡管該方法數(shù)據(jù)分析緊密，但分析過程具有較強的邏輯思維、復(fù)雜，學(xué)習(xí)困難。

（三）與后續(xù)課程脫節(jié)

流體力學(xué)作為一門必修課程，后續(xù)課程包含流體輸配管網(wǎng)等，二者之間聯(lián)系緊密。在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生學(xué)完流體力學(xué)后，在下學(xué)期學(xué)習(xí)流體輸配管網(wǎng)時就會將已學(xué)知識忘得一干二凈，重新復(fù)習(xí)流體輸配管網(wǎng)課程消耗較多時間。

（四）多媒體技術(shù)應(yīng)用受限

雖然多媒體教學(xué)能夠提高教學(xué)效果，但這并不代表任何課程都適合多媒體技術(shù)。例如：流體力學(xué)相關(guān)理論知識若以幻燈片形式打在屏幕上，學(xué)生記筆記困難，速度快而來不及思考，公式推導(dǎo)缺少因果關(guān)系闡述，教學(xué)重難點不清楚。多媒體教學(xué)應(yīng)是多種媒體，并非單一的幻燈片播放。

二、流體力學(xué)課程創(chuàng)新教育的改革

流體力學(xué)課程的創(chuàng)新教育改革應(yīng)立足于多方面、全過程，結(jié)合專業(yè)課程重視流體力學(xué)理論知識、實驗實訓(xùn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在掌握理論知識的同時能夠?qū)W以致用，對流體力學(xué)知識有深刻的理解和掌握。接下來，筆者結(jié)合實踐研究，就流體力學(xué)課程創(chuàng)新教育改革路徑提出幾點想法建議，為課程創(chuàng)新教育改革提供借鑒。

（一）師資配置

師資隊伍中博士學(xué)位5人、教授1、副教授2人。師生比為1：13，主講教師和學(xué)生比為1：20，輔導(dǎo)教師和學(xué)生比為1：15，教師與學(xué)生比為1：20，分布合理。教師均為專業(yè)骨干教師，學(xué)歷高并主動投入到教學(xué)實踐研究中，在科學(xué)研究上有了突出成果。主講教師均已定院校重點培養(yǎng)對象。

（二）課程內(nèi)容改革

制定教學(xué)計劃，流體力學(xué)課程教學(xué)學(xué)時為32學(xué)時，教學(xué)28學(xué)時、實驗4學(xué)時，增加實驗教學(xué)比重。為凸顯創(chuàng)新教育成果，提高學(xué)生理論實踐水平選擇《流體力學(xué)泵與風(fēng)機》。

（三）課程設(shè)計

第一，教學(xué)多元化。教學(xué)過程屬于系統(tǒng)工程，其組成部分的相互關(guān)系對教學(xué)效率具有較大影響?，F(xiàn)階段，課程組織氛圍理論講解、課堂討論、多媒體教學(xué)、實訓(xùn)操作、實驗、軟件技術(shù)、方法運用、組織競賽。第二，實訓(xùn)教學(xué)。創(chuàng)新教育重視學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力培養(yǎng)，教學(xué)中只有以實踐教學(xué)為根本才能達到創(chuàng)新教育目標(biāo)。學(xué)?？梢酝ㄟ^課堂討論、現(xiàn)場評價、拓展延伸、綜合評價，融合多媒體技術(shù)重視實驗教學(xué)。以學(xué)生為主體、教師起到引導(dǎo)作用，全部教師和實驗者深入教學(xué)全過程指導(dǎo)學(xué)生。實訓(xùn)教學(xué)中增加課外實踐實訓(xùn)活動、創(chuàng)新活動，實現(xiàn)學(xué)以致用、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。第三，創(chuàng)新教學(xué)方法。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用COMSOL與FLUENT軟件展開仿真模擬，科學(xué)規(guī)劃教學(xué)模式，借助CFD軟件在流體力學(xué)教學(xué)的作用開展。首先，軟件模擬結(jié)果展示。流體力學(xué)一些內(nèi)容適用于FULENT模擬演示;軟件操作對學(xué)生參與積極性的引導(dǎo)。教師為學(xué)生講解軟件功能、操作等知識讓學(xué)生對流動計算有關(guān)軟件有基本的掌握，調(diào)動課堂參與積極性。事實證明，多數(shù)學(xué)生期望更多的認(rèn)識相關(guān)學(xué)習(xí)軟件，主動融入到創(chuàng)新性計劃項目，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。其次，軟件解決科研問題的應(yīng)用功能。根據(jù)科研工作引入CFD軟件解決科研問題的應(yīng)用實例，例如：食品攪拌機械中流體的運動狀態(tài)和粒子追蹤，以CFD軟件為工具解決科研問題教學(xué)實例，應(yīng)用到教學(xué)中。再次，課題組創(chuàng)建教學(xué)方法。鼓勵學(xué)生主動參與創(chuàng)新活動與競賽，課題組教師參與全過程裝備大賽與技能競賽，讓學(xué)生主動融入其中從而有所學(xué)習(xí)、有所收獲。最后，習(xí)題練習(xí)鞏固知識點。課外練習(xí)增加學(xué)生知識掌握，擴散事業(yè)。

（四）多樣化考核

考核的根本目標(biāo)是學(xué)生全面發(fā)展，而傳統(tǒng)單一分?jǐn)?shù)成績的評價形式難以達到創(chuàng)新教育要求。隨著新課程改革的深化，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，貫徹落實多樣化考核有助于教學(xué)效果提升，達到創(chuàng)新教育目標(biāo)。例如：口試與開卷考試，教師可以結(jié)合實際問題設(shè)計背景資料，給予學(xué)生充足的思考時間，再由學(xué)生將分析過程表達出來得到正確答案。此外，教師也可以設(shè)計一些開放性的問題，學(xué)生發(fā)散思維、主動思考?？己藘?nèi)容包括平時完成作業(yè)情況、小測試、課堂表現(xiàn)綜合評估，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

結(jié)語：

伴隨著新課程改革的深化，創(chuàng)建理論性教學(xué)與實踐性教學(xué)多元化模式有助于教學(xué)方法創(chuàng)新，課堂理論學(xué)習(xí)、課外實踐、學(xué)術(shù)活動融合，為學(xué)生提供實踐能力培養(yǎng)的機會。學(xué)校樹立教育質(zhì)量觀，重視知識、能力提升，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、實踐能力，為今后走向社會奠定基礎(chǔ)。