高等學(xué)校汽車(chē)流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)技術(shù)課程建設(shè)探索

張智明 張娟楠 朱暉 王毅剛 章桐

摘要：流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)技術(shù)課程是車(chē)輛工程本科生的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是必不可少的先修課程。文章從課程建設(shè)的角度出發(fā)提出方法，力爭(zhēng)通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)（基本概念、原理和研究方法）、有關(guān)的計(jì)算方法和必要的實(shí)驗(yàn)技能，具備應(yīng)用流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和將來(lái)從事科學(xué)研究和專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)專(zhuān)業(yè);流體力學(xué)與液壓傳動(dòng);課程建設(shè);方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）40-0135-02

一、背景

目前我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供了廣闊的舞臺(tái)，同時(shí)也對(duì)工程技術(shù)人員的基礎(chǔ)能力提出了更高的要求。高校教學(xué)成果直接滲透到學(xué)生專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，是車(chē)輛工程學(xué)生基礎(chǔ)能力培養(yǎng)中的重要一環(huán)。

流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)課程是車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是必不可少的先修課程。本課程的目的就是要通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)（基本概念、原理和研究方法）、有關(guān)的計(jì)算方法和必要的實(shí)驗(yàn)技能，具備應(yīng)用流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和將來(lái)從事科學(xué)研究和專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打下良好基礎(chǔ)。

二、課程建設(shè)的主要思想

流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)是汽車(chē)學(xué)院一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是必不可少的先修課程。但是該課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容以液壓傳動(dòng)為主、流體力學(xué)為輔，不適宜于車(chē)輛工程方向更重視車(chē)輛內(nèi)外流流動(dòng)、兼顧液壓傳動(dòng)的特點(diǎn);同時(shí)，筆者總結(jié)近年來(lái)對(duì)車(chē)輛工程學(xué)生的實(shí)際教學(xué)體會(huì)，認(rèn)為作為重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，要從課程的內(nèi)容體系、課程結(jié)構(gòu)到授課方式（增加試驗(yàn)內(nèi)容）等方面進(jìn)行多方位改革，實(shí)現(xiàn)通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握課程的基本知識(shí)（基本概念、原理和研究方法）、有關(guān)的計(jì)算方法和必要的實(shí)驗(yàn)技能，具備應(yīng)用知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和將來(lái)從事科學(xué)研究和專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打下良好基礎(chǔ)的教學(xué)思想和教學(xué)理念。

三、教學(xué)方法的創(chuàng)新

在教學(xué)方法上，采用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)法將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來(lái)，按照“由感性到理性”的教學(xué)改革思路，創(chuàng)新流體力學(xué)課程教學(xué)與實(shí)踐方案，其體系結(jié)構(gòu)分為三個(gè)階段：基礎(chǔ)階段為基于雷諾數(shù)準(zhǔn)則的流態(tài)顯示法，使學(xué)生形成與流體力學(xué)相關(guān)的基本物理現(xiàn)象的感性認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情;應(yīng)用階段則基于水槽、水箱、細(xì)孔及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生形成與流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、理想不可壓縮流體流動(dòng)、相似原理及量綱分析相關(guān)的具體科學(xué)及工程問(wèn)題的屬性辨別及理性解答能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng);創(chuàng)新階段為學(xué)生依據(jù)粘性不可壓縮流體繞物體流動(dòng)的知識(shí)，將前兩個(gè)階段的課題進(jìn)行綜合和創(chuàng)新，基于縮比模型風(fēng)洞設(shè)計(jì)一個(gè)以縮比模型車(chē)為對(duì)象的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。通過(guò)三個(gè)階段的教學(xué)實(shí)踐，由感性認(rèn)知到問(wèn)題解決，再到創(chuàng)新研究，使學(xué)生最終能夠廓清與流體力學(xué)相關(guān)的不同物理現(xiàn)象及工程問(wèn)題的屬性，形成解決方法、規(guī)劃研究方案。課程由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由單一到綜合，經(jīng)過(guò)這三個(gè)階段的訓(xùn)練，能夠較大程度地提升學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力、綜合創(chuàng)新能力、科技開(kāi)發(fā)能力。

另外，結(jié)合車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)本科生的自身特點(diǎn)，將液壓傳動(dòng)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生專(zhuān)業(yè)方向緊密結(jié)合，教材編寫(xiě)中注重工程實(shí)踐，灌輸學(xué)生工程技術(shù)觀點(diǎn)，通過(guò)引入不同的汽車(chē)液壓零部件及汽車(chē)液壓技術(shù)工程實(shí)例，有力地輔助課堂教學(xué)完成車(chē)輛工程液壓傳動(dòng)技術(shù)的教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中緊密?chē)@與汽車(chē)液壓傳動(dòng)技術(shù)密切相關(guān)的零部件和工程應(yīng)用實(shí)例，重點(diǎn)突出汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)液壓調(diào)速、液壓懸架、液壓轉(zhuǎn)向、液壓制動(dòng)和自動(dòng)變速器液壓制動(dòng)系統(tǒng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。將車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中涉及的汽車(chē)?yán)碚摗⑵?chē)構(gòu)造和汽車(chē)設(shè)計(jì)課程中的液壓傳動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)全面地介紹給學(xué)生，便于學(xué)生歸納和學(xué)習(xí)，以提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。

四、教學(xué)實(shí)施過(guò)程的把控

在教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)，主要關(guān)注以下幾點(diǎn)：

（一）建立新的內(nèi)容體系

課程內(nèi)容安排按照以流體力學(xué)為主、兼顧液壓傳動(dòng)的原則，在此基礎(chǔ)上探索新的認(rèn)識(shí)體系。作為基礎(chǔ)課程，要將靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和相似原理與量綱分析作為重點(diǎn)之一，在課時(shí)分配和講授中給予重視，將五個(gè)不同類(lèi)型的流動(dòng)問(wèn)題和液壓傳動(dòng)作為基本理論的基礎(chǔ)應(yīng)用和工程應(yīng)用進(jìn)行講授和學(xué)習(xí)。

在上述內(nèi)容體系中，將傳統(tǒng)的由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)識(shí)規(guī)律和教學(xué)的模式（如流體力學(xué)基礎(chǔ)部分由靜力學(xué)到運(yùn)動(dòng)學(xué)，再到動(dòng)力學(xué)的教學(xué)過(guò)程），以及從一般到特殊、再到一般的認(rèn)識(shí)規(guī)律和教學(xué)的模式相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念、觀點(diǎn)、理論和方法的認(rèn)識(shí)，提高解決和分析問(wèn)題的能力。

（二）理論方法和實(shí)驗(yàn)的融合

流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)課程包括基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用，內(nèi)容多，且抽象難懂。增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程講解理論方法，簡(jiǎn)化教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的理解能力。

（三）靈活的授課方式

根據(jù)課堂教學(xué)情況，將啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式、參與式等教學(xué)傳授方式融入教學(xué)中。

（四）用多媒體手段講解重點(diǎn)和難點(diǎn)

充分利用多媒體的有效手段，把流體運(yùn)動(dòng)顯示出來(lái)，讓學(xué)生在屏幕上看到“流動(dòng)”，利用視頻技術(shù)把流體的高速運(yùn)動(dòng)圖像放慢、定格，讓學(xué)生觀察到流場(chǎng)的細(xì)節(jié)，以加深對(duì)流動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)等。這些手段無(wú)疑對(duì)學(xué)生建立正確的物理概念具有重要意義，是傳統(tǒng)教學(xué)方法無(wú)法做到的。

五、教學(xué)效果實(shí)現(xiàn)

（一）培養(yǎng)能力

根據(jù)這門(mén)課的特點(diǎn)，學(xué)生能力的培養(yǎng)主要通過(guò)下述環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)：

1.實(shí)驗(yàn)課：通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案討論、設(shè)計(jì)、實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取、分析、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、表達(dá)能力、交流能力、溝通能力等。

2.作業(yè)：通過(guò)獨(dú)立完成作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力等。

3.課堂互動(dòng)：利用啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式、參與式等教學(xué)傳授方式讓學(xué)生參與其中，鍛煉其綜合能力。

4.盡可能地參與一些科研活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（二）人格養(yǎng)成

根據(jù)這門(mén)課的特點(diǎn)，通過(guò)下述環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)學(xué)生人格的培養(yǎng)：

1.實(shí)驗(yàn)課：通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案討論、設(shè)計(jì)、實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取、分析、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，培養(yǎng)學(xué)生的刻苦鉆研精神、團(tuán)隊(duì)合作、責(zé)任心等。

2.盡可能地參與一些科研活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（三）網(wǎng)站建設(shè)

通過(guò)該門(mén)課的網(wǎng)站建設(shè)，將課程的教學(xué)內(nèi)容和成果放到網(wǎng)頁(yè)上，方便學(xué)生交流使用，并通過(guò)特定窗口開(kāi)展網(wǎng)上問(wèn)答環(huán)節(jié)。此外，還要以動(dòng)畫(huà)的形式將主要課程內(nèi)容的流體和液壓流動(dòng)狀態(tài)放到網(wǎng)站上，方便學(xué)生從抽象到具體地學(xué)習(xí)。

（四）考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定

將試卷評(píng)價(jià)和平時(shí)的作業(yè)、試驗(yàn)成績(jī)、課堂互動(dòng)情況、科研活動(dòng)情況等綜合能力和人格養(yǎng)成作為評(píng)價(jià)參量，并賦以不同的權(quán)重，建立多元化評(píng)價(jià)學(xué)生的制度，注重學(xué)生知識(shí)、能力、人格協(xié)調(diào)發(fā)展的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)定。

綜上，流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)技術(shù)課程要以課程建設(shè)的主要思想為導(dǎo)入，通過(guò)創(chuàng)新的教學(xué)方法、嚴(yán)格的教學(xué)過(guò)程把控，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具備應(yīng)用流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行深入分析的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和將來(lái)從事科學(xué)研究和專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打下良好基礎(chǔ)，最終達(dá)到培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的目標(biāo)。