流體力學(xué)教學(xué)范文
時間:2023-12-25 17:51:54
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篇1
一、采用多媒體教學(xué)的意義
大部分工科專業(yè)基礎(chǔ)科目之一就是流體力學(xué),例如土木工程、機械工程和水利工程等,流體力學(xué)不僅需要專業(yè)的理論知識,還需要技能實踐,因此流體力學(xué)是一門兼具實踐性和理論性的課程。由于我國教育體制的變化,我國高等院校流體力學(xué)課時數(shù)減少,但是需要教授的內(nèi)容沒有變化,要在有限的時間內(nèi)向?qū)W生完整介紹流體力學(xué)的理論知識和其在其他領(lǐng)域的具體應(yīng)用,就要突出重難點,解決教學(xué)中存在的諸多問題。如果采用傳統(tǒng)理論傳授式的教學(xué)方法,雖然能夠保證每位學(xué)生接收知識,但是顯然難以提高效率。在計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,多媒體教學(xué)被越來越多的高校采用,多媒體教學(xué)不受地點和時間限制,多媒體素材多種多樣,包含圖像、聲音和視頻等,能夠更加方便地向?qū)W生傳授信息和知識。傳統(tǒng)教學(xué)方式易于學(xué)生接受,但是流體力學(xué)包含了很多推導(dǎo)公式和理論分析,其中一部分內(nèi)容較適用于傳統(tǒng)教學(xué)方式,對于一些抽象的、難以用語言描述的理論知識,則很難采用這種方法傳授,再加上教學(xué)方式比較枯燥,學(xué)生在短時間內(nèi)接收的信息量較少。因此,除了傳統(tǒng)教學(xué)方法,我們還可以恰當(dāng)?shù)夭捎镁W(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體教學(xué)等其他教學(xué)方法,將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來,提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果。
二、多媒體教學(xué)的優(yōu)缺點
多媒體技術(shù)是近年來應(yīng)用非常廣泛的一項技術(shù),綜合了視頻動畫、文本、音樂、圖像等多種媒體素材,經(jīng)過計算機控制和處理,展現(xiàn)給學(xué)生。多媒體教學(xué)既能夠提供豐富的教學(xué)內(nèi)容,又具有良好的交互性,能為學(xué)生提供多樣的、友好的交互方式;多媒體教學(xué)不受空間和時間限制,一些物理現(xiàn)象很難讓學(xué)生們看到,而利用多媒體技術(shù)則可以解決這個問題;多媒體教學(xué)能夠為學(xué)生提供直觀、清晰的學(xué)習(xí)材料,讓學(xué)生能夠直觀地看到事物的變化和運動發(fā)展。多媒體技術(shù)具有信息量大、生動具體、形象直接的優(yōu)點,便于學(xué)生理解晦澀難懂的知識。在流體力學(xué)中,諸如空化、流線、邊界層等知識,用語言和二維圖像很難解釋清楚,如果將圖像、動畫和視頻結(jié)合起來,就能讓學(xué)生更加深刻地理解知識,加深記憶,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,培養(yǎng)發(fā)散思維。通過多種多樣的多媒體素材,給予學(xué)生感官刺激,幫助學(xué)生集中注意力,提高教學(xué)效率。
三、多媒體在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
(一)課堂教學(xué)
學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性是決定教學(xué)效果的重要因素,在流體力學(xué)中,有很多用語言難以描述的物理圖像,例如紊流、渦流、拉格朗日法描述、歐拉法的描述等,如果采用多媒體教學(xué)手段,能夠讓知識更加清晰直觀,讓學(xué)生對于物理概念有更加深入的理解,學(xué)習(xí)效率提高。使用PPT課件,將諸如射流流場、水頭線、莫迪圖、靜壓強分布圖等包含信息量較大并且難以通過板書講解的知識納入到課件中,這樣學(xué)生能夠更加容易地理解重難點,學(xué)習(xí)興趣大大提高,教學(xué)質(zhì)量得到了極大改善。對于教師來說,應(yīng)該選擇日常生活中和流體力學(xué)緊密相關(guān)的現(xiàn)象,作為多媒體教學(xué)素材,例如以貝克漢姆的弧線球作為例子,講解氣體的流體黏性知識,通過分析足球表面壓強進一步講解到馬格努斯效應(yīng)的知識。
(二)實驗教學(xué)
流體力學(xué)是一門和實驗聯(lián)系非常緊密的學(xué)科,因此實驗教學(xué)必須貫穿于理論教學(xué)中。流體力學(xué)實驗可以分為演示型實驗、驗證型實驗兩種,目前的實驗教學(xué)主要是教師演示,學(xué)生跟著做,實驗室實驗設(shè)備數(shù)量有限,不能保證每位學(xué)生都掌握實驗方法。實驗涉及到很多知識點,適當(dāng)?shù)卦黾友菔拘蛯嶒?,能夠保證學(xué)生掌握實驗方法,發(fā)散學(xué)生思維,取得良好的教學(xué)效果,在實驗室演示設(shè)備不足的情況下,運用多媒體教學(xué)的方式,用Flas、視頻等素材替代,雖然也有一些缺陷,但是也能保證學(xué)生掌握實驗技巧和方法,完成教學(xué)目標。
(三)數(shù)值模擬
學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥乏味,主要是由于流體形狀不固定,學(xué)生對此缺少感性認識。如果采用多媒體教學(xué),將流體運動用動畫的形式展現(xiàn)出來,可以讓學(xué)生看清流場細節(jié),通過直觀的模擬提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
四、結(jié)束語
篇2
[論文摘要]論文結(jié)合教學(xué)實踐,提出了以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主、以現(xiàn)代化教學(xué)手段為輔的教學(xué)方法。結(jié)合實例講清楚基本概念,夠用為度重點突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學(xué)應(yīng)遵循的模式,并與多媒體輔助教學(xué)手段有機地結(jié)合起來,力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化,既能保證課堂信息量大,又能避免單純多媒體授課的不足,達到提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。
一、前言
《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué),它建立在現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計算基礎(chǔ)上,具有嚴謹?shù)睦碚撔浴⒃淼某橄笮?、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點,對學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高,因而大部分學(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂,普遍缺乏對流體力學(xué)理論的感性認識,都有某種程度的畏懼感,導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。
我校機械設(shè)計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識和技能,它是各專業(yè)后續(xù)課程如:液壓傳動、水力學(xué)、流體機械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。
為此,作者通過教學(xué)實踐,就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進行探討,以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。
二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主
《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識模塊,它要求學(xué)生具備扎實的微積分知識、力學(xué)知識等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始,對抽象的理論理解速度慢,對枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩,因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因為在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,學(xué)生獲取知識主要是聽教師講課,通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點、強調(diào)難點,以學(xué)生容易接受的講課速度,留給學(xué)生更多的思考和消化的時間,再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動,會達到很好的教學(xué)效果。
(一)結(jié)合實例,講清楚基本概念
流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多,且很多概念和現(xiàn)象比較抽象,難以理解,諸如:拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進行講解,例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時,學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化,上課時筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計客運量所采用兩種方法為例:①在每一輛公交車上安排記錄員,記錄每輛車在不同時刻(站點)上下車人數(shù),此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點跟蹤,它與跡線的定義對應(yīng);②在每一公交站點安排記錄員,記錄不同時刻經(jīng)過該站點車輛的上下車人數(shù),此法等同于歐拉法,與流線的定義對應(yīng)。
在講解伯努利方程原理的時候,例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠洋輪相撞的船吸現(xiàn)象,讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關(guān),流速越大,壓強越?。环粗嗳?。
概念是公式推演的基石,沒有準確的概念,后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼,清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別,教師易教、學(xué)生易懂,將會達到事半功倍的效果。
(二)以用為度,重點突出理論公式的應(yīng)用
伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用,是流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)的基礎(chǔ),始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候,先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始,強調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律,假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體,重點引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義,掌握公式的實際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動力學(xué)伯努利方程時,先易后難、循序漸進,學(xué)生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規(guī)律時,就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程,因為它在解決一般平衡流體內(nèi)部的壓強分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續(xù)性方程和動量方程的學(xué)習(xí),只強調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做,有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒,也能夠做到以用為度、重點突出。
不可否認,依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式,教學(xué)形式單一,教學(xué)手段不先進,教學(xué)效率不高,適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。
三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔
當(dāng)前以計算機多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材,作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段,可以在有限的時間內(nèi),利用圖文并茂的信息傳播方式,將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式,直觀地傳播給學(xué)習(xí)者,將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生能夠從感性認識開始,逐步上升到理性認識,進而能夠達到運用知識解決問題的能力。
結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè),教學(xué)團隊制作了流體力學(xué)多媒體電子教案,并在教學(xué)過程中不斷完善,逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計與制作多媒體課件時,遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律,既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點,在課件制作中根據(jù)講解的進度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容,同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現(xiàn)象,以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來,幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團隊收集、制作了大量的多媒體素材,例如在講解雷諾判據(jù)的時候,制作了雷諾實驗的fliash素材,以動畫的形式向?qū)W生展示了流體流動的兩種不同狀態(tài),以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運用多媒體輔助手段表達后,能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點,提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù),還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容,提高了教學(xué)效率。
多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點突出,有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分,只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實踐應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式,離開多媒體手段就上不了課;有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中,自己就成了的幻燈片放映員,“照機宣科”;有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性,界面過于華麗,淡化了教學(xué)重點;也有的教師忽略學(xué)生對課件內(nèi)容理解消化的時間,致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度,降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會造成一種新形式的“滿堂灌”,只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。
四、總結(jié)
流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R貫通,突出重點,化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理,促進知識的系統(tǒng)化進程;多媒體教學(xué)能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現(xiàn)出來,幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進的教學(xué)手段,將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機地結(jié)合起來,力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化,既能保證課堂信息量大,又能避免單純多媒體授課的不足,才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實踐中的體會,愿與同行共同切磋。
基金項目:2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程
[參考文獻]
[1]許賢良,王傳禮,張軍等.流體力學(xué)[m].北京:國防工業(yè)出版社,2006.
篇3
工程流體力學(xué)教學(xué)手段教學(xué)效果《工程流體力學(xué)》是機械工程專業(yè)、石油工程專業(yè)、化學(xué)工程專業(yè)等諸多工科專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在各個工程領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。作為力學(xué)的一個分支,工程流體力學(xué)主要研究流體的平衡和運動的基本規(guī)律以及流體與固體的相互作用的力學(xué)特點,用于分析解決工程設(shè)計和使用中的實際問題。其特點是數(shù)學(xué)公式多,大部分內(nèi)容都是圍繞數(shù)學(xué)方程的推導(dǎo),理論性強。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺吃力并且枯燥。因此,為提高教學(xué)質(zhì)量,教育界同行不斷地進行著各種各樣的教學(xué)改革探索。
一、聯(lián)系實際,理論與實踐相結(jié)合
流體力學(xué)內(nèi)容抽象,概念性強,整門課程從頭到尾充斥著偏微分方程,公式推導(dǎo)繁雜。而且與其他力學(xué)課程不同,流體力學(xué)是采用歐拉方法解決問題,這一點學(xué)生理解起來非常困難,導(dǎo)致流體力學(xué)這門課程被公認為大學(xué)課程里最難學(xué)的課程之一。為了提高教學(xué)效果,在教學(xué)實踐過程中注重理論與實踐相結(jié)合,更有利于學(xué)生對知識的理解與掌握。本課程主要圍繞幾大偏微分方程展開,在講述過程中如果過于強調(diào)數(shù)學(xué)理論的推導(dǎo)過程,學(xué)生肯定會感覺枯燥無趣,而且不知道學(xué)習(xí)的真正目的,從而失去學(xué)習(xí)的動力。針對這種情況,我在講述公式推導(dǎo)部分時著重分析研究思路和方法,重點介紹公式的適用條件及意義,盡量避免長篇大論的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。比如伯努利方程是本課的重點,在課堂上我只是把推導(dǎo)思路給大家講清楚,后面花了兩節(jié)課的時間來講它的應(yīng)用,包括皮托管測速計、節(jié)流式流量計以及在一般水力計算中的應(yīng)用等。在課程的最后部分,針對授課專業(yè)特點,結(jié)合現(xiàn)場實際工程案例,講述了流體力學(xué)基本理論在實際中的應(yīng)用,同時也對課程內(nèi)容進行了總結(jié)和回顧。通過上述具體應(yīng)用實例,使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生以后工作時解決實際問題的能力,同時還能使學(xué)生認識到課程的重要性,增加了學(xué)習(xí)興趣。
二、啟發(fā)-聯(lián)想式教學(xué)
引導(dǎo)和注入是啟發(fā)式教學(xué)方法與灌注式教學(xué)方法在本質(zhì)上的差別之一。啟發(fā)式教學(xué)方法強調(diào)的是引導(dǎo),也就是通過引導(dǎo),調(diào)動起學(xué)生的主動性、積極性,讓學(xué)生自己去發(fā)展思維而獲取知識。而灌注式教學(xué)方法則是通過注入,使學(xué)生被動地接受傳授給他的知識。因此在引導(dǎo)與注入這兩種手段上,有著明顯的差別。所謂引導(dǎo),是指當(dāng)學(xué)生要解決某個問題,但又感到難以解決時,恰到火候,教師及時給以啟發(fā),讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)新知識,這樣才能很好的發(fā)展學(xué)生的智能。
流體力學(xué)的研究方法和內(nèi)容同工程力學(xué)、工程熱力學(xué)等其他力學(xué)課程有很多相通的地方。所以在教學(xué)過程中可以通過啟發(fā)學(xué)生對以前學(xué)過的內(nèi)容進行總結(jié)回顧,從而引出所講內(nèi)容。比如在講解研究流體運動的兩種方法:拉格朗日方法和歐拉法時,啟發(fā)學(xué)生對兩種方法進行比較。由于歐拉法是以空間點為研究對象,這與基于質(zhì)點為研究對象的工程力學(xué)的研究方法不同,學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于質(zhì)點研究方法,所以接受起來有點困難,這時我以氣象觀測站這樣一個大家都熟知的例子來闡述歐拉法的含義,采用直白易懂的語言講述這樣一個抽象的問題,學(xué)生理解起來容易多了。
學(xué)生在已有的力學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)流體理論,并加以比較,不僅可以促使學(xué)生積極思考,而且能利用一門課程中已學(xué)會的知識快速掌握另一課程中的內(nèi)容,增強了教學(xué)效果,提高了教學(xué)質(zhì)量。
三、Fluent軟件在教學(xué)中的應(yīng)用
流體力學(xué)課程的特點是知識涉及面廣,對學(xué)生來說流體力學(xué)課程里面的概念與原理非常抽象難懂,課程涉及的數(shù)學(xué)知識和力學(xué)知識比較多,且與工程實際現(xiàn)象緊密結(jié)合,這對本科生來說更加大了他們學(xué)習(xí)本門課的難度。同時受教學(xué)實驗條件的限制,任課教師很難形象地將流體流動的現(xiàn)象講授給學(xué)生,這樣就造成理論知識的講解與實際現(xiàn)象脫節(jié)。FLUENT軟件是目前非常流行的一個商業(yè)計算軟件,將其引入本科生流體力學(xué)課堂教學(xué),對流體力學(xué)課程中的流動機理既能實現(xiàn)直觀演示,又可以進行定量分析。比如在講圓管內(nèi)層流和紊流兩種流態(tài)運動規(guī)律時,如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,由于牽扯的數(shù)學(xué)理論知識較多,學(xué)生學(xué)起來很吃力,而且最終推導(dǎo)出的結(jié)論比較抽象,學(xué)生很難提起興趣。如果采用FLUENT軟件模擬兩種流態(tài),做出不同工況條件下的速度分布曲線、速度分布云圖、速度等值線、切應(yīng)力分布曲線,讓學(xué)生通過對這些曲線進行分析得出不同流態(tài)下的運動規(guī)律,學(xué)生的積極性和主動性就能被充分調(diào)動起來,從而可以提高教學(xué)效果。
在課程教學(xué)中不斷改進教學(xué)方法和手段,用心鉆研,不斷探索,有助于學(xué)生理解掌握課程知識,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生將來從事工程實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]陳小珊,洪文鵬,張玲.工程流體力學(xué)課程改革的思考[J].東北電力大學(xué)學(xué)報,2006,(3):54.
篇4
【關(guān)鍵詞】船舶流體力學(xué) 任務(wù)化模式 教學(xué)改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)22-0057-02
在船舶與海洋工程本科專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃中,船舶流體力學(xué)是其中的專業(yè)基礎(chǔ)課程,包括流體的性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運動的描述和基本方程、伯努利方程、勢流理論、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,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,在船舶工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式上,我們應(yīng)該改變原有的教學(xué)方式以適應(yīng)時代要求和技術(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)過程。我們在船舶流體力學(xué)這門本科課程的教學(xué)中,嘗試以任務(wù)化模式教學(xué)的形式,將數(shù)字化、實驗化的教學(xué)過程放到船舶流體力學(xué)教學(xué)課程的全過程中,以船舶流體力學(xué)的基本知識應(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)化模塊的過程中理解應(yīng)用知識,并培養(yǎng)其知識的應(yīng)用能力,實現(xiàn)從注重知識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業(yè)的主干課程,是進一步學(xué)習(xí)船舶原理等課程的基礎(chǔ)。長期以來,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)到的知識與相關(guān)的實際問題結(jié)合起來尤為困難。盡管流體力學(xué)具有悠久的歷史,豐富的內(nèi)涵和外延,但是作為專業(yè)基礎(chǔ)課,船舶流體力學(xué)為專業(yè)課服務(wù)的定位極大地限制了課程的教學(xué)時間。在學(xué)生素質(zhì)參差不齊的情況下,使得培養(yǎng)學(xué)生扎實的基礎(chǔ)和拓寬知識面兩方面不能兼顧,顧此失彼。這一問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)生在工程中分析問題和解決問題的能力。因此有必要對這一問題進行研究,找到解決問題的方法,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
對流體力學(xué)教學(xué)途徑的探索和改革一直在開展,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,為適應(yīng)船舶工業(yè)發(fā)展對人才的需求,本課程的教學(xué)方式基于專題化模塊為導(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,通過布置課程任務(wù)讓學(xué)生查找資料進行科學(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。
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,提出課程任務(wù),課程任務(wù)的目標是讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中對基本知識可以有更深刻的認識,以及應(yīng)用這些基本知識,提高學(xué)生的應(yīng)用知識能力。所以在布置教學(xué)任務(wù)時應(yīng)注意以下幾點:
第一,圍繞問題意識選取任務(wù)化模塊。圍繞問題意識,注重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。所謂問題意識,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,問題意識是萌發(fā)創(chuàng)造思維的前提。古語說“心有靈犀一點通”,這里的“靈犀”其實就是問題,學(xué)生頭腦中時刻裝著問題,才能進人“日有所思,夜有所夢”的地步,才會產(chǎn)生靈感。就像受命鑒別皇冠的阿基米德那樣,在沐浴時受到浮力的啟發(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,我們可以提出:什么是流線、如何理解好動量方程等問題。這些圍繞問題意識提出的小問題就可以組成一個任務(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)這門課程應(yīng)著力于提高學(xué)生工程素質(zhì)和學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識為目標進行課題教學(xué)。
譬如,機翼理論是船舶流體力學(xué)的重點難點內(nèi)容,部分概念抽象難懂,公式復(fù)雜,機翼理論對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)等均需要機翼理論作為基礎(chǔ)。對類似極具實際工程意義的問題,肯定要布置任務(wù)化模塊。
2.任務(wù)化模塊的實施
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,走理論與工程實踐相結(jié)合的道路,所以之前的準備工作必須充分,并且依據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計出適合這門課程的任務(wù)方案。大致的任務(wù)化模塊實施流程如圖所示。
任務(wù)化模塊實施流程圖
第一,布置任務(wù)書。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)書的要求,通過網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)資料、實驗室的硬件了解學(xué)習(xí)、數(shù)字化實驗室軟件的自學(xué),結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識完成任務(wù)化模塊并提交報告。
例如,在流體運動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,以及參觀實驗室的流線實驗、動量方程實驗,將收集的資料制作成有豐富材料的PPT、報告、視頻等,總結(jié)說明各種情況下流體運動的特點、在實驗中如何體現(xiàn)動量方程等。
再比如,實施機翼理論任務(wù)化模塊時,學(xué)生組成任務(wù)攻克小組,利用網(wǎng)絡(luò)搜集與機翼理論相關(guān)的資料,以及學(xué)習(xí)FLUENT、Shipflow軟件,應(yīng)用計算機輔助設(shè)計程序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,但并沒有說明具體的措施。這里需要注意的是,學(xué)生可以通過學(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)生點擊觀看,反復(fù)學(xué)習(xí)。最后讓學(xué)生使用FLUENT、SHIPFLOW軟件完成機翼的流體計算、利用計算機輔助設(shè)計程序CATIA、AutoCAD軟件畫出機翼三維圖。
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告進行總結(jié)。在總結(jié)中分析存在問題,對相關(guān)問題進行理論的補充學(xué)習(xí),加強學(xué)生的理解。
第四,考核。通過任務(wù)化模塊的完成過程對學(xué)生的不同能力進行考核,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,對任務(wù)化模塊攻關(guān)的報告評價。
三 結(jié)語
通過任務(wù)化模式的教學(xué)改革使學(xué)生通過理論結(jié)合實踐的方式理解一門理論性極強的課程,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專業(yè)知識,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。同時重視學(xué)生個體差異發(fā)展的特點,以攻克小組的形式互補長短,培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。這樣任務(wù)化教學(xué)模式應(yīng)認真對待教學(xué)改革活動進程中出現(xiàn)的問題,所布置任務(wù)應(yīng)有針對性,在整個過程中以學(xué)生為主導(dǎo),貫穿于整個教學(xué)過程中。更加要注重教學(xué)活動的每一個細節(jié),肯定學(xué)生每一步所取得的成績,以其調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。
參考文獻
[1]崔海航、張鴻雁、張志政等.流體力學(xué)小專題討論提升課堂教學(xué)效果的研究[J].大學(xué)教育,2013(9):106~108
[2]宮偉力、彭巖巖.流體力學(xué)教學(xué)改革與應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2014(5):30~31
[3]李冬琴.“船舶原理”課程教學(xué)研究與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009(29):195
篇5
關(guān)鍵詞:流體力學(xué);多媒體;交互式學(xué)習(xí)
作者簡介:葉學(xué)民(1973-),男,河北邢臺人,華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院,副教授;李春曦(1973-),女,河北唐山人,華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院,副教授。(河北?保定?071003)
基金項目:本文系華北電力大學(xué)2010年本科教育教學(xué)改革教育教學(xué)重點項目的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)22-0052-02
一、“流體力學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀
“流體力學(xué)”作為能源動力類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,以研究流體的運動規(guī)律為主要內(nèi)容,并為后續(xù)的傳熱學(xué)課程學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。由于教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣,既有工程應(yīng)用性,又包括大量的理論性內(nèi)容,且運用高等數(shù)學(xué)知識較多,因此學(xué)生普遍感到該課程概念模糊、內(nèi)容抽象且理論性較強,這在一定程度上影響了教學(xué)效果。[1-3]究其原因,一方面,傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式雖然在公式推導(dǎo)、理清思路、強化記憶、深入思考方面具有不可替代的優(yōu)勢,但同時也存在缺乏生動、活潑、形象的一面;另一方面,由于學(xué)生尚未具備對多數(shù)基本概念的物理直覺、對于呆板文字描述的理解需要豐富的想象力,難以激發(fā)其積極性。
多媒體技術(shù)作為一種新的教學(xué)手段,通過教材內(nèi)容與動態(tài)文本、圖像、動畫、音頻、計算機模擬技術(shù)的有機整合,使得原來抽象的概念形象化、枯燥的方程式清晰化、晦澀的物理過程機理生動化,可從多方面激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新思維,并且通過與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合起到了相得益彰的作用。近年來,隨著多媒體技術(shù)在計算機輔助教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用,多媒體輔助教學(xué)模式在高等教育中發(fā)揮了愈來愈重要的作用。[4-5]本文通過介紹自行開發(fā)的多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng),分析了該輔助教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)實踐中的應(yīng)用效果,為進一步提高教學(xué)效果起到了積極的示范作用。
二、輔助教學(xué)系統(tǒng)簡介
以Visual C++作為編程語言,結(jié)合Windows Media Player多媒體功能,在遵循軟件開發(fā)一致性、易用性、容錯和聯(lián)機幫助等設(shè)計原則基礎(chǔ)上,通過對教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性梳理,并參考國內(nèi)外多媒體流體力學(xué)的基礎(chǔ)上,[6]開發(fā)了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng),其界面如圖1所示。該系統(tǒng)包括動力學(xué)、邊界層、運動學(xué)、名人堂、虛擬實驗室、演示、模擬、模擬器、圖片和表格、流動可視化等模塊,涵蓋了流體力學(xué)的絕大部分內(nèi)容。
動力學(xué)包含了流體的經(jīng)典研究方法、牛頓第二運動定律、納維爾-斯托克斯方程和各種邊界條件等。邊界層包含了邊界層概念、平板突然啟動產(chǎn)生的邊界層、層流邊界層、邊界層分離、不穩(wěn)定現(xiàn)象和紊流邊界層等,其中的教學(xué)短片不乏趣味性、生動性。運動學(xué)涵蓋了由質(zhì)點到場和由物質(zhì)導(dǎo)數(shù)到各種流動線等內(nèi)容,生動細致地描述了跡線、流線、脈線和等時線等抽象概念,通過運用豐富的流動顯示技術(shù)將運動過程展示出來。虛擬實驗室將動力學(xué)、運動學(xué)和邊界層等模塊中需要深入討論的部分細化出來,結(jié)合Java虛擬技術(shù),讓使用者親自實現(xiàn)對流體流動等方面的模擬演示。演示將一部分錄像短片組織起來,作為特殊的演示呈現(xiàn)給使用者。模擬器基于Java虛擬機,將分子動力學(xué)模擬器、流體勢流構(gòu)造器和邊界層微分方程數(shù)值解等獨立出來,從使用者親自實踐。圖片和表格將一些紛繁蕪雜的圖片和教學(xué)短片有機地綜合起來,通過表格或視頻播放的形式,將這些信息歸納整理起來。流動可視化通過可視化手段將不可見的流體流動清晰演示出來。名人堂中闡述了十五位具有杰出貢獻的科學(xué)家的生平和卓越貢獻。
三、教學(xué)實踐效果分析
在“流體力學(xué)”的教學(xué)實踐中,適時地應(yīng)用了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)(以下簡稱輔助教學(xué)系統(tǒng)),取得了良好的教學(xué)效果,現(xiàn)分析如下。
1.激發(fā)學(xué)生的求知欲
激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲是開展學(xué)習(xí)并獲得良好學(xué)習(xí)效果的前提。如果學(xué)生對于課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)缺乏基本的興趣,很難想象他能投入到課程的有效學(xué)習(xí)之中,更無從談起知識的綜合運用。因此,提高學(xué)習(xí)興趣就成了擺在授課教師面前的首要問題和關(guān)鍵所在。流體力學(xué)的內(nèi)容浩如煙海,涉及日常生活和工業(yè)應(yīng)用的方方面面,輔助教學(xué)系統(tǒng)的各模塊中提供了大量的鮮活實例,從而可有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲。
在講解緒論和各章節(jié)時,可通過觀看錄像、圖片集、名家事跡等提高學(xué)習(xí)興趣和動力。如因人體與外界環(huán)境存在溫差產(chǎn)生的自然紊流對流及鼻孔處的強迫紊流(圖2a),又如自然界中水蜘蛛在水面上運動形成的毛細波(圖2b),再如通過數(shù)值模擬獲得的肺部氣管和支氣管在呼吸過程中氣體的速度分布(圖2c)。這樣的生動活潑的實例讓學(xué)生感到大量有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象就在身邊,但對其內(nèi)部物理機理的理解又需學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識,從而可激發(fā)學(xué)習(xí)動力。另外,輔助教學(xué)系統(tǒng)中的名人堂模塊,不僅可使學(xué)生了解諸如達芬奇(圖2d)、牛頓、馮卡門等15名著名流體力學(xué)家的生平,也使其對流體力學(xué)和其他學(xué)科的卓越貢獻有了較為全面的認識,從而激發(fā)學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性和主動性。
2.建立物理直覺
篇6
【關(guān)鍵詞】專業(yè)認證流體力學(xué)教學(xué)改革考核方式
1.教學(xué)現(xiàn)狀及分析
流體力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其主要的先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)等。由于流體力學(xué)對知識儲備要求高,研究對象又是不具固定形狀的流體,其理論教學(xué)比較抽象,因此教學(xué)現(xiàn)狀有以下幾個特點。課堂教學(xué)盡管采用多媒體方式,但流體力學(xué)的理論性太強,使得現(xiàn)有的多媒體教學(xué)課件形式單一,內(nèi)容不夠豐富,導(dǎo)致教學(xué)仍以口授與板書為主,課堂互動性明顯不足,學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性、積極性;缺乏實踐性教學(xué)環(huán)節(jié);缺少有效的師生溝通平臺。由于師生交流少,容易造成“教”、“學(xué)”分離,給課程的教學(xué)效果大打折扣。
2.考核現(xiàn)狀及分析
現(xiàn)階段流體力學(xué)的考核方式,大部分仍然采取30%的平時成績和70%期末考試成績。本課程包含大量的經(jīng)驗公式及公式推導(dǎo)過程,對比近兩年的學(xué)生成績,目前該課程的考核方式并不理想。
3.改革措施
3.1教學(xué)改革措施
流體力學(xué)課程需要掌握的概念多、公式多,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,需要教師對課程不斷開展改革探索。為解決目前流體力學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題,針對教學(xué)環(huán)節(jié)提出以下幾個改革方案。
3.1.1完善教學(xué)大綱
根據(jù)工程教育認證標準,應(yīng)進一步修訂和完善教學(xué)大綱和教學(xué)計劃,優(yōu)化學(xué)時分配。在保證《流體力學(xué)》基本概念、基本原理以及基本理論授課時間的基礎(chǔ)上對課程設(shè)計進行改革。比如,適當(dāng)增加數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ);導(dǎo)入課程最好用動畫或者試驗吸引學(xué)生的注意力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;適當(dāng)增加學(xué)生課后的作業(yè),以討論性的分析和推導(dǎo)公式為主。
3.1.2增設(shè)案例及課堂討論環(huán)節(jié)
增加相關(guān)內(nèi)容的案例,設(shè)置科學(xué)問題,然后分組討論,引導(dǎo)學(xué)生分析問題。以流體靜力學(xué)的基本公式為例,通過電視節(jié)目中模擬的桶裂實驗為引導(dǎo),提出問題,留有懸念。然后通過公式推導(dǎo)理論驗證,最后給同學(xué)們討論的時間。另外,有條件的還可以專門設(shè)置一堂實驗課,課上分組展示并講解學(xué)生在課下自行設(shè)計的桶裂實驗。
3.2考核評價改革措施
增加平時考核的占比是課程改革的趨勢。根據(jù)專業(yè)認證的要求,增加平時的教學(xué)工作量,為學(xué)生準備與重點知識相關(guān)的小課題,增加課堂討論環(huán)節(jié)是一個新思路。根據(jù)課堂表現(xiàn)進行部分考核,提高學(xué)生平時考核成績。從而去除純記憶類題目,只考核綜合理解類和綜合應(yīng)用類試題,適當(dāng)增加期末考核難度,以督促學(xué)生平時注意積累。
3.3自編應(yīng)用型教材
教材是學(xué)習(xí)的依據(jù),作為機械類流體力學(xué)教材要體現(xiàn)理論與實際相結(jié)合,突出應(yīng)用性。對于有經(jīng)驗的教師,可以在總結(jié)多年知識積累和教學(xué)、科研成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)流體力學(xué)書籍,撰寫屬于自己的機械類教材《流體力學(xué)》。自編教材對學(xué)生而言更實用,體現(xiàn)在以下幾點。一是自編教材主要以教學(xué)大綱為依據(jù),整體上與課堂教學(xué)具備較高的統(tǒng)一性。內(nèi)容編排按課堂教學(xué)節(jié)次循序漸進,學(xué)生自學(xué)時,邏輯和思路清晰,課上課下的自然銜接,更具有啟發(fā)性;二是可以根據(jù)課上學(xué)生的反應(yīng)精簡方程式數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容和過程,盡量將抽象概念形象化、簡單化和透徹化,使之通俗易懂?;蛘咴谡n堂上減少推導(dǎo)過程,而在書中將推導(dǎo)過程編寫的更加詳細,甚至添加多種推導(dǎo)方法,便于自學(xué);三是理論聯(lián)系實際,集教學(xué)與科研成果于一體,使得課堂內(nèi)容具有較高的客觀性、有效性和科學(xué)性,如此更有利于解決實際問題,指導(dǎo)工程實踐和生產(chǎn)活動;四是豐富例題和習(xí)題,除計算題外還設(shè)有簡答題、選擇題等多種題型,并給出參考答案。
篇7
關(guān)鍵詞:地方高校;流體力學(xué);理論;實踐
0引言
以航空為特色的濱州學(xué)院的航空專業(yè)學(xué)生,流體力學(xué)是后期學(xué)習(xí)氣體動力學(xué)、航空發(fā)動機構(gòu)造、航空發(fā)動機原理等等課程的基礎(chǔ)課程,航空發(fā)動機分為活塞式和噴氣式,目前大型飛機多采用噴氣式發(fā)動機產(chǎn)生飛機向前運動的推力,其原理是從外部大氣中吸入大量的氣體經(jīng)壓氣機壓縮后部分氣體流入燃燒室和燃油充分混合燃燒后形成高溫高壓的熱氣流入渦輪,最后所有吸進發(fā)動機的氣體由尾噴管噴出,吸入前和排除的氣體發(fā)生了變化變?yōu)楦邏焊邷馗咚贇怏w,根據(jù)力的反作用,由尾噴口噴出的氣體可在發(fā)動機上產(chǎn)生強勁的推力,先進的噴氣式發(fā)動機在設(shè)計階段會根據(jù)相應(yīng)的流體力學(xué)原理設(shè)計不同管徑的流道,設(shè)計壓氣機和渦輪的葉片,因此理順流體力學(xué)的知識點及學(xué)習(xí)思路至關(guān)重要。流體力學(xué)的研究方法可分為理論方法、實驗方法、數(shù)值方法[1-2]。因此在教學(xué)時,可將3種研究方法貫穿流體力學(xué)的教學(xué)過程中。課程學(xué)習(xí)目標有如下4項:①了解流體力學(xué)與其他力學(xué)的本質(zhì)的區(qū)別;②掌握最基本的流體力學(xué)理論知識點,如靜力學(xué)、動力學(xué)、運動學(xué)等;③具有應(yīng)用流體力學(xué)的知識,分析、處理基本流體力學(xué)問題的能力;④利用數(shù)值方法和實驗方法,培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告的能力。
1理論方法
理論知識的學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)時的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),而流體力學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)過程中,多注重公式的推導(dǎo)。本文以流體力學(xué)的三大方程之一的連續(xù)性方程為例,講解該公式學(xué)習(xí)的具體的過程,連續(xù)性方程式是質(zhì)量守恒在流體力學(xué)中的表達式。首先學(xué)習(xí)連續(xù)性微分方程。需要建立流體的模型,在空間坐標系下選取一個微小的直角六面體A,并假設(shè)六面體內(nèi)流體的密度ρ有梯度,六面體內(nèi)流體的流動沿著x、y、z軸向,速度為ux、uy、uz,如圖1所示。dt時刻內(nèi)微小的直角六面體A的質(zhì)量流量該變量駐M可分解為在x、y、z方向上質(zhì)量流量的改變量駐Mx、駐My、駐Mz。以x方向為例,dt時間內(nèi),流進六面體A的流體質(zhì)量流量Mx為ρuxdxdydt,流出六面體A的流體質(zhì)量流量Mx′為。因此,dt時刻內(nèi)在x方向上的流出的質(zhì)量流量駐Mx可表示為:根據(jù)上述推導(dǎo),可知dt時刻內(nèi)在y、z方向上流出的質(zhì)量流量駐My、駐Mz的大小表示為:因此,dt時刻內(nèi)流出微小的直角六面體A的質(zhì)量流量駐M:結(jié)合質(zhì)量守恒定律,可推出dt時刻內(nèi)直角六面體A的質(zhì)量流量的變化量的變化關(guān)系。質(zhì)量流量與密度、體積、速度的變量有關(guān),又因為體積及速度沒有變化,因此只和密度有關(guān)??刂企w內(nèi)密度的減小而減少的質(zhì)量流量:然后學(xué)習(xí)恒定總流的連續(xù)性微分方程對總流的積分。從恒定總流A任意截取出來的細微的一段管道稱為控制體[3-4]。其控制面如圖2所示。過流斷面截面積為A1、A2,平均流速為u1、u2。在單位時間內(nèi),經(jīng)控制面流進流出控制體積內(nèi)的液體質(zhì)量流量應(yīng)相等。因此可得:u1A1=u2A2即可知截面處的速度與面積成反比關(guān)系,截面積越大速度越小,反之亦然。
2實驗操作
理論知識的學(xué)習(xí),離不開強力的邏輯思維能力,但是地方高校學(xué)生普遍缺乏此能力。而結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備,適當(dāng)?shù)母M實驗,便于學(xué)生理解理論知識,及時互動。因此設(shè)計了基于截面積改變,流體流速變化情況的基礎(chǔ)實驗。本實驗室采用了氣體動力學(xué)試驗臺模擬風(fēng)速,斜壓計測量截面處的動壓強,斜壓計顧名思義就是液壓管傾斜放置的測壓儀器,與桌面存在夾角,因壓強變化量相對較小,傾斜放置可比豎直放置的管路讀取的壓強數(shù)值更為精確。如圖3所示。根據(jù)斜壓計的讀值,由下列公式計算流速。試驗前先做好準備工作,如連接好皮托管與斜壓計的橡膠管,皮托管可感受來流總壓和靜壓,從而得到動壓差,皮托管如圖4所示。把斜壓計根據(jù)基座上的校正氣泡調(diào)成水平放置,在斜壓計內(nèi)適當(dāng)?shù)姆湃氩糠譄o水乙醇,純度為99.7%,它的密度為0.790*103kg/m3。液面和斜壓計0點重合。靜止時斜壓計讀數(shù)為0mm。實驗過程中,可通過調(diào)整出風(fēng)口截面積的大小,觀測斜壓計內(nèi)讀值(流速)與試驗段截面積的關(guān)系,截面形狀示意圖如圖5所示,實驗數(shù)據(jù)如表1所示。結(jié)合試驗結(jié)果,分析可知,在模擬風(fēng)速不變的情況下,流速與截面積的大小成反比,截面積越大流速越小。而在日常生活中,我們能看到很多的現(xiàn)象和此原理有關(guān),如河道突然變窄的區(qū)域水流速度很大,山谷里的風(fēng)比平地上的風(fēng)大。
篇8
關(guān)鍵詞: 流體力學(xué);實踐教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:O35
流體力學(xué)是材料成型、機械、航空航天、土木、化工等多個學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要研究生產(chǎn)、生活中遇到的流體平衡和運動規(guī)律的問題。流體力學(xué)具有理論性強、公式推導(dǎo)和基本概念多、對學(xué)生的數(shù)學(xué)物理知識要求高、應(yīng)用廣泛等特點。熟練掌握流體力學(xué)這門專業(yè)基礎(chǔ)課程,對解決工程實際問題有著重要的意義。
結(jié)合實際的教學(xué)經(jīng)驗,目前的流體力學(xué)課程教學(xué)中存在如下問題。首先,大量的基本概念、定理、公式和理論模型需要學(xué)生掌握,抽象復(fù)雜,教師滿堂灌輸,學(xué)生被動接受,導(dǎo)致“教師難教,學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象。其次,流體力學(xué)雖理論性較強,但與工程實際息息相關(guān),課堂習(xí)題和課后練習(xí)往往與工程實際脫節(jié),學(xué)生缺乏理論聯(lián)系實際,不能很好地將所學(xué)知識應(yīng)用于實際工程問題。再次,流體力學(xué)課程實驗多為演示實驗,學(xué)生不能主動設(shè)計實驗并加以驗證,不利于培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力。
針對流體力學(xué)課程特點和存在的問題,本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)考核等方面,對流體力學(xué)教學(xué)改革進行探討。
一、 優(yōu)化理論和實驗教學(xué)內(nèi)容
流體力學(xué)理論應(yīng)該以掌握概念為基礎(chǔ),以分析計算為手段,以加強應(yīng)用為目的來展開。教學(xué)過程中,應(yīng)對教學(xué)章節(jié)劃分輕重主次,進行合理取舍,課堂中引入工程實際問題,進行習(xí)題練習(xí)和思考分析,提高思考和解決問題的能力,培養(yǎng)出應(yīng)用型人才。在內(nèi)容選擇上,根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的思路和流體力學(xué)自身規(guī)律,優(yōu)化選取教學(xué)內(nèi)容,注重點面結(jié)合。在完整全面介紹基礎(chǔ)知識的前提下,實時穿插介紹流體力學(xué)最新科研成果、科學(xué)研究熱點和具體的工程應(yīng)用實例。在理論教學(xué)內(nèi)容安排方面,應(yīng)該遵循由簡到繁,由易到難的原則,明確課程主線的基礎(chǔ)之上,突出重點的基本概念、掌握基本方法和技巧、培養(yǎng)學(xué)生的思維方式。
在流體力學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生可以加深對基本概念的理解和對重要公式的應(yīng)用。實驗教學(xué)內(nèi)容分為三類:必開實驗?zāi)K、選開實驗?zāi)K和自主設(shè)計實驗?zāi)K。在必開實驗中,應(yīng)該圍繞流體力學(xué)最重要的理論內(nèi)容,進行理解和掌握,去粗取精,探究核心內(nèi)容。在選開實驗中,應(yīng)該結(jié)合流體力學(xué)科研熱點和科研動向,整合實驗教學(xué)資源,理論聯(lián)系實際,進行工程應(yīng)用的培養(yǎng)。自主設(shè)計實驗?zāi)K從無到有,應(yīng)該增大次模塊比例,適當(dāng)增加學(xué)生人數(shù),培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和研發(fā)的能力,學(xué)生的實驗作品,可進行展覽或參賽,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,提高綜合素質(zhì)。
二、 改進教學(xué)方法和手段
流體力學(xué)課程內(nèi)容復(fù)雜枯燥且抽象,對于高等數(shù)學(xué)的要求較多,大部分學(xué)生學(xué)習(xí)困難較大。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)創(chuàng)造力,我們應(yīng)該對教學(xué)方法進行探索和改進。
為了豐富課堂內(nèi)容,教師應(yīng)該巧妙地設(shè)計身邊有趣的問題,將問題拋進課堂,啟發(fā)學(xué)生的思維。例如,介紹伯努利方程之前,可以搜集吹紙片和吹風(fēng)機吹乒乓球等有趣的伯努利現(xiàn)象,向?qū)W生提出問題,引入相對枯燥的課程內(nèi)容,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課堂教學(xué)過程中,適當(dāng)介紹最新的研究成果和研究熱點,可以調(diào)節(jié)課堂氣氛,極大地豐富了學(xué)生的知識面,提高學(xué)習(xí)積極性。例如講解動量方程時,可以介紹軍艦的不同推進方式,增加學(xué)生對流體力學(xué)用于軍事裝備的了解,增強了學(xué)習(xí)動力。教師講解課堂內(nèi)容時,不能僅限于內(nèi)容本身,應(yīng)該引入研究背景、科學(xué)家的研究思想和發(fā)展進程。通過此類介紹,使學(xué)生學(xué)會在實際工作中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和自主解決問題,通過理論聯(lián)系實際,從而達到培養(yǎng)綜合能力的目的。最重要的是,教師講解應(yīng)該形成清晰的立體空間,講解知識點的過程中,注意點線面相結(jié)合,形成清晰的脈絡(luò),有利于學(xué)生對課程的掌握。
三、 完善課程考核方式
考核的目的在于考察學(xué)生掌握程度,檢驗教學(xué)成果,從而促進教學(xué)方法的改M和課程的優(yōu)化改革。因此,流體力學(xué)的課程考核應(yīng)該在一定程度上反映學(xué)生的主觀能動性,這樣有助于營造良好的課堂氛圍,促進教師與學(xué)生之間的互動和交流。相比于期末考試成績占百分之百比重的傳統(tǒng)考核方式,目前綜合考核的方式更加人性化、合理,操作起來也更加復(fù)雜。
目前,我院主要采用平時成績和期末成績綜合考核的方式進行課程評價。平時成績包括課堂考勤、作業(yè)和實驗報告,每一個部分占一定的成績比例。平時成績是學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)狀況、掌握情況的重要反映,也是教師及時了解教學(xué)整體情況的重要途徑,平時成績應(yīng)該是考核中最重要的內(nèi)容。在平時成績考核過程中,教師應(yīng)該對作業(yè)和實驗內(nèi)容進行精心設(shè)計和優(yōu)化,不能盲目采用題海戰(zhàn)術(shù),應(yīng)分輕重主次,讓學(xué)生對各章節(jié)的學(xué)習(xí)有的放矢,有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,進行綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。期末考試可以采用開卷、半開卷的新形式,著重考核學(xué)生利用知識分析問題的能力和創(chuàng)新能力。
結(jié)束語:
流體力學(xué)對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和解決實際工程問題是非常重要的,教師應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,不斷改善教學(xué)方法,最終提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
參考文獻
[1]張志宏,顧建農(nóng),王家楣.“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革的實踐與探索[J].高等理科教育,2006(5):87-91。
[2]歐陽莉.“流體動力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容及考核方法研究[J].大學(xué)教育,2015:117-118。
[3]楊揚,張勤星,王利霞,李倩.工科流體力學(xué)教學(xué)方法與改革[J].大學(xué)教育,2015:129-130。
篇9
關(guān)鍵詞: 《工程流體力學(xué)》 能源與動力工程專業(yè) 教學(xué)改革
一、引言
《工程流體力學(xué)》是研究流體的機械運動規(guī)律及其實際應(yīng)用的科學(xué)[1],是能源與動力工程、車輛工程、機械工程、石油工程、化學(xué)工程專業(yè)等諸多工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在各個工程領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。其特點是,工程流體力學(xué)內(nèi)容抽象,概念性強,涉及大學(xué)物理、材料力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等,綜合性極強,且教學(xué)里包括眾多數(shù)學(xué)公式和偏微分方程的相關(guān)推導(dǎo)計算,需要學(xué)生有較強的綜合能力。而我校是一所二本工科院校,學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)良莠不齊,因此存在老師難教、學(xué)生覺得枯燥難學(xué)的現(xiàn)象[2],導(dǎo)致《工程流體力學(xué)》被公認為是本科中最難學(xué)的課程之一。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量,有必要對該門課程進行必要的教學(xué)改革[3]。
二、教學(xué)改革
(一)教學(xué)方法改革
針對學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)存在良莠不齊的情況,為了更好地增強學(xué)生學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果,需要在教學(xué)實踐過程中對教學(xué)方法進行相應(yīng)的改革。首先,為了避免學(xué)生覺得枯燥無趣,在教學(xué)過程中注意理論聯(lián)系實際。比如,在《工程流體力學(xué)》的第一堂課上,我通過提出如“汽車在行駛過程中所受到的阻力主要來自前部還是尾部”,以及“高爾夫球表面和飛機表面為什么一個是粗糙一個光滑呢”等眾多涉及流體力學(xué)知識的實際問題,一下子就把學(xué)生的興趣提起來,整整一堂課學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲,沒有懨懨欲睡的情況存在。在后續(xù)的課程中,由于主要圍繞連續(xù)性方程,伯努利及動量方程等展開,因此在講授的課程中,為了避免數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實的學(xué)生在上課中覺得無趣,我主要是通過講例題的研究思路、方法,盡量避免變成單純的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,主要告訴學(xué)生如何分析,重點介紹公式的成立條件及如何使用。然后通過具體的例題講解如何使用該公式來解決問題。比如對雷諾公式的理解應(yīng)用,通過在課堂上播放雷諾試驗的視頻,并在課后安排學(xué)生到實驗室進行雷諾實驗,以加深對該公式所涉及相關(guān)因素的理解。在課程的后面章節(jié),根據(jù)學(xué)生的認知發(fā)展水平重點講解工程流體理論在實際中的具體應(yīng)用實例,并選擇適當(dāng)?shù)恼n題讓學(xué)生積極參與,并總結(jié)出規(guī)律,建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型,這樣既使學(xué)生保持了濃厚的學(xué)習(xí)興趣,又很好地做到理論與實際的結(jié)合,大大提高學(xué)生解決實際問題的能力。
(二)教學(xué)內(nèi)容改革
《工程流體力學(xué)》內(nèi)容涉及面廣,如何根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和課程體系的要求,制定合理的教學(xué)大綱,教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)計劃顯得尤為重要。首先,針對目前《工程流體力學(xué)》教材存在理論性強,數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)眾多的特點,在教學(xué)過程中有意識地弱化公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,重點突出公式的適用條件和在實際問題中如何應(yīng)用,尤其是如何利用這些公式來解決實際問題。比如實際流體恒定總流的伯努利方程,通過弱化過程的復(fù)雜推導(dǎo),重點講解其應(yīng)用條件,讓學(xué)生很快就明白該方程的意義,并掌握如何在實際過程中進行應(yīng)用。
同時通過案例講學(xué),與學(xué)生所在能源與動力專業(yè)系緊密結(jié)合。比如在講到流體運動的連續(xù)性方程及伯努利方程時,可以講講其在內(nèi)燃機等設(shè)計中所起的作用,通過掌握空氣和燃油的流動規(guī)律,才能設(shè)計好空氣和燃料的流量比例、流動速度、溫度控制等眾多流體力學(xué)方面的知識。同時選取適當(dāng)?shù)母茉磁c動力系緊密相關(guān)的習(xí)題,以幫助學(xué)生進一步鞏固和消化課堂所學(xué)。因為現(xiàn)有教材習(xí)題偏水利和建筑的居多,所以需要老師在平時多收集和編撰相關(guān)的習(xí)題,以更好地促進學(xué)生掌握相關(guān)知識。
(三)考核方式的改革
由于《工程流體力學(xué)》所涉及學(xué)科多,綜合性強,內(nèi)容難,以前通常采用期末閉卷的方式加平常課后作業(yè)進行考核,存在學(xué)生平常作業(yè)抄襲、習(xí)慣老師劃重點、考前死記硬背的問題,且考試內(nèi)容基本都是學(xué)生平常見過、練習(xí)過的題型,不能很好地體現(xiàn)出該門課程的知識體系和價值,也無法讓學(xué)生發(fā)揮他們的主觀能動性。因此,針對以前的考核形式存在的問題,有必要對其進行改革,以更好更全面地反映學(xué)生掌握知識和相應(yīng)能力的情況。
首先,增加課堂與平時考勤環(huán)節(jié)?,F(xiàn)在的學(xué)生基本人手一部手機,盡管上課紀律三令五申,仍然存在部分學(xué)生上課偷偷玩手機的情況,再加上有些學(xué)生平常對自己要求不嚴,存在上課遲到、曠課、打瞌睡的情況。因此增加課堂考核環(huán)節(jié),對上課不遵守課堂紀律、缺勤等,累積到一定次數(shù)后會有相應(yīng)的懲罰措施。在課堂上表現(xiàn)積極,能主動回答老師問題等會有一定鼓勵措施,適當(dāng)?shù)丶臃忠约ぐl(fā)學(xué)生更濃的學(xué)習(xí)興趣,加強學(xué)生在課堂上和老師的互動,營造出更好的學(xué)習(xí)氛圍。
其次,增加考試內(nèi)容,豐富考試題型。從以往考試題型看,主要有填空題、選擇題、判斷題和計算題四大類型。因為考試內(nèi)容比較依賴教材,所以不能很好地反映學(xué)生對相關(guān)知識的理解掌握。鑒于此,增加一些比較貼近相關(guān)專業(yè)和實際生活的問答題,比如“汽油在油箱里的存貯涉及流體力學(xué)里面的什么知識”、“汽車上的中央空調(diào)上平行的風(fēng)扇葉片起什么作用”等,體現(xiàn)了考試內(nèi)容的靈活性,又考察了相應(yīng)的考點,能體現(xiàn)出學(xué)生對相關(guān)知識的具體分析和應(yīng)用。
最后,完善最終成績的評定方法。以前的成績評定主要是期末考試成績占60%,平時作業(yè)占40%,且存在許多同學(xué)課后作業(yè)照抄的情況。由于平時作業(yè)成績占比過高,增強了不努力同學(xué)的僥幸心理,間接也會挫傷努力學(xué)習(xí)的學(xué)生的積極性。為了更好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和對該門課程相關(guān)知識的掌握應(yīng)用情況,綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實踐能力,最終成績的評定將計入課堂環(huán)節(jié)、實驗環(huán)節(jié)等,將成績比例改為:期末考試成績70%,課堂環(huán)節(jié)包括考勤10%,平時作業(yè)10%,實驗成績10%,促使學(xué)生重視課堂紀律,增加課堂互動環(huán)節(jié),減少平時作業(yè)的比例,增加動手實驗的成績,更能全方位、多元化地評定學(xué)生。
三、結(jié)語
本文對能源與動力工程專業(yè)所學(xué)《工程流體力學(xué)》的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方式等進行了教學(xué)探討與改革。通過在實踐中的應(yīng)用,取得了很好的教學(xué)效果,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高和教學(xué)效果的增強。
參考文獻:
[1]禹華謙.工程流體力學(xué)[M].高等教育出版社,2011.
篇10
關(guān)鍵詞:教學(xué)質(zhì)量;保障體系;工程流體力學(xué)
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)12-0035-03
工程流體力學(xué)是熱能與動力工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是礦業(yè)工程、安全工程、礦物加工、環(huán)境工程等許多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。具有基礎(chǔ)知識涉及面廣、基本概念多、內(nèi)容抽象等特點,是一門理論性和實踐性均較強的課程,不但理論抽象,而且直接面向工程實踐。在工程流體力學(xué)的教學(xué)過程中,學(xué)生普遍認為“這門課難學(xué)”。其客觀原因主要體現(xiàn)在三方面:一方面是工程流體力學(xué)涉及的知識比較多,如材料力學(xué)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等;另一方面是工程流體力學(xué)課內(nèi)容比較抽象,學(xué)生理解起來相當(dāng)困難;最后還由于工程流體力學(xué)工程背景強,學(xué)生普遍缺乏實踐知識。為提高工程流體力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,我們從構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量保障體系入手。根據(jù)全面質(zhì)量管理的理論和課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的功能及影響因素的分析,高校課程教學(xué)質(zhì)量保障體系應(yīng)由五個系統(tǒng)構(gòu)成[1]。教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng),就是把對教學(xué)產(chǎn)生重要影響的教學(xué)管理活動有機地聯(lián)結(jié)起來,形成一個能夠保障和提高教學(xué)質(zhì)量的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、持續(xù)化的整體,其實質(zhì)是不斷探索如何以更合理的方式管理學(xué)校的人才培養(yǎng)活動,以有效地滿足社會對高等教育不斷增長的各種要求[2]。
根據(jù)課程建設(shè)情況,制定了圖1的課程教學(xué)質(zhì)量保障體系。
一、課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)
工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的核心是其教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng),主要包括教師隊伍建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)大綱修訂、理論教學(xué)、實驗教學(xué)和考試方式改進等。
青年教師的培養(yǎng)是師資隊伍建設(shè)的重點。青年教師學(xué)歷層次高、基礎(chǔ)扎實;其不足是講課內(nèi)容與生產(chǎn)實際及后續(xù)課程結(jié)合較少,講課時還不能收放自如。為此,安排青年教師邊上課、邊助課。實踐證明,助課是一種培養(yǎng)年輕教師上好課的必要環(huán)節(jié)。教材是教學(xué)內(nèi)容的主要載體,我們根據(jù)專業(yè)特點編寫了一套符合專業(yè)培養(yǎng)目標、具有特色的高質(zhì)量教材和輔助教材。針對能源與動力類專業(yè)本科教學(xué)要求,并兼顧其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)需要,2002年出版了《工程流體力學(xué)》第一版。該教材在江蘇省教育廳的資助下,進行整體優(yōu)化、精簡、補充,突出工程背景和工程應(yīng)用,作為江蘇省高校立項精品教材,于2010年出版了第二版。為使學(xué)生更好掌握工程流體力學(xué)的內(nèi)容,2007年,出版了配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材《流體力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》。該教材作為工程流體力學(xué)課程的配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材,受到學(xué)生的歡迎,取得了良好效果。同時,為滿足《工程流體力學(xué)》雙語課程教學(xué)需要,在參考國外原版教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校的實際情況,于2010年出版了英文版《工程流體力學(xué)》教材,完善了我?!豆こ塘黧w力學(xué)》教材體系。為提高教材質(zhì)量,特邀美國肯塔基大學(xué)Jimmy Smart教授參與了教材的編寫工作,并對整本教材進行審閱、修改。在理論教學(xué)過程中,充分利用教師因素和學(xué)生因素[3]。教師是教學(xué)過程的組織者,在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。通過實例讓學(xué)生理論聯(lián)系實際;通過實例來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深印象。實驗教學(xué)是理論聯(lián)系實際的主要環(huán)節(jié),開放的實驗?zāi)J皆趯W(xué)生的基本實驗技能掌握,知識的綜合應(yīng)用,創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和開拓能力的培養(yǎng)方面起著重要的作用[4]。我們的實驗教學(xué)以能力培養(yǎng)為重點,包括動手能力、觀察能力和分析問題能力。從1999年起,我校將實測實驗、演示實驗和計算機模擬實驗融為一體,極大地改善了實驗手段。工程流體力學(xué)課程配套了16學(xué)時的綜合實驗課,學(xué)生可根據(jù)個人情況,選擇合適的時間進行實驗。為學(xué)生創(chuàng)造了一流的、開放的實驗室課外學(xué)習(xí)基地,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。熱能與動力工程專業(yè)本科生多次在全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽中獲獎,與工程流體力學(xué)綜合性、設(shè)計性實驗的鍛煉是分不開的??荚嚦煽兪呛饬拷膛c學(xué)效果的一個主要指標,確??荚嚨膰烂C性和公平性,并使考試成績能夠如實反映教與學(xué)的效果。從學(xué)校的情況來看,還是以筆試為主,主要是考核學(xué)生對基礎(chǔ)理論的掌握情況,是檢驗教學(xué)質(zhì)量的主要手段,也是驗證教學(xué)效果的主要途徑[5]。考試的目的是為了了解學(xué)生對本課程知識體系的掌握情況,不能單靠死記硬背來檢驗學(xué)生對知識的掌握程度,考試內(nèi)容要注重學(xué)生對基本理論的理解和運用上。使學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點放在對基本理論和基本概念的應(yīng)用和理解上,避免死記硬背式的學(xué)習(xí)方法。而計算題則突出對解題步驟的要求,按步驟給分,沒有步驟就不給分。目前,我們正在積極開展工程流體力學(xué)習(xí)題庫和試題庫建設(shè)。在同時開課班級較多的情況下,采取統(tǒng)考的形式,使考、教分離,使考試能夠更好地檢查教與學(xué)的質(zhì)量和效果。
二、課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)
課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)包括領(lǐng)導(dǎo)聽課、教學(xué)檢查、督導(dǎo)檢查、學(xué)生信息員、學(xué)生評測等,目的是從不同側(cè)面收集課程教學(xué)的相關(guān)情況,對課程教學(xué)質(zhì)量進行監(jiān)控。
領(lǐng)導(dǎo)聽課主要是學(xué)院和系領(lǐng)導(dǎo),通過聽課了解工程流體力學(xué)課程的教學(xué)情況,解決教學(xué)問題。教學(xué)檢查包括開學(xué)初、期中、期末教學(xué)檢查,掌握教學(xué)信息,穩(wěn)定教學(xué)秩序。教學(xué)督導(dǎo)員的工作以聽課為主,督導(dǎo)員可隨時對課堂教學(xué)、實驗教學(xué)等進行聽課檢查、指導(dǎo)。為提高教學(xué)質(zhì)量、加強教學(xué)管理、促進教學(xué)相長,我校2009組建了校、院兩級學(xué)生教學(xué)信息員小組。學(xué)生教學(xué)信息員覆蓋了全校所有的專業(yè)和班級,能全面地反映同學(xué)們在學(xué)習(xí)工程流體力學(xué)課程過程中發(fā)現(xiàn)的問題及建議,及時反映教學(xué)管理、教師教學(xué)中存在的問題。為更好地搞好工程流體力學(xué)課程建設(shè),我們通過大范圍調(diào)查問卷和小范圍收集學(xué)生個人對工程流體力學(xué)課程的意見等方式,及時掌握學(xué)生對工程流體力學(xué)課程的意見和建議。調(diào)查問卷內(nèi)容包括課程課時設(shè)置是否合適,教師教學(xué)方式安排,學(xué)生是否主動發(fā)言,學(xué)生對授課老師的要求,課程所使用的教材,課程作業(yè)量是否合適等。我們建立的這個教學(xué)質(zhì)量信息收集系統(tǒng),目的是多渠道、科學(xué)地收集有關(guān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的信息。本系統(tǒng)還有一個功能就是對這些信息進行科學(xué)的、合理的、公正的處理。信息收集和處理是為了診斷和評價,為了推進教學(xué)質(zhì)量的逐步提高,為了幫助教師改進教學(xué),促進學(xué)生、教師、管理人員三者之間圍繞學(xué)校的辦學(xué)目的、課程教學(xué)目標建立更為密切的關(guān)系,協(xié)調(diào)工作。
三、課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)
課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)包括教務(wù)處反饋、督導(dǎo)組反饋、教學(xué)秘書反饋、任課教師反饋和學(xué)生信息員反饋。我校常年承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主講教師6人,經(jīng)常承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的教師6人。根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)要求,每次課程結(jié)束后,每個學(xué)生均必須對本課程教學(xué)過程以及任課教師作出評價,并由教務(wù)處反饋給學(xué)院和教師。我校本科教學(xué)督導(dǎo)組分為學(xué)校和學(xué)院兩級。督導(dǎo)組分別為學(xué)校、學(xué)院的教學(xué)改革工作提供咨詢。通過聽課、座談、訪問、征詢、專題評估等各種方式對教學(xué)過程進行監(jiān)督,并及時提供信息和反饋意見。在制定本科人才培養(yǎng)方案,教材建設(shè),課程體系、教學(xué)內(nèi)容改革,教學(xué)實踐改革,教學(xué)管理以及教師教書育人,學(xué)風(fēng)建設(shè)等方面提出意見和建議。教學(xué)秘書的工作涉及本院的全部教學(xué)工作,是連接各方面教學(xué)活動的橋梁和紐帶,具有承上啟下、協(xié)調(diào)左右、溝通信息和改善關(guān)系的作用。由于教學(xué)秘書非常熟悉教學(xué)管理、教學(xué)環(huán)節(jié),又同時接觸教師和學(xué)生。因此,通過教學(xué)秘書反饋的對于課程的意見和建議,對提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量具有非常重要的作用。工程流體力學(xué)任課教師根據(jù)其教學(xué)過程的切身體會,對教與學(xué)兩方面情況均比較熟悉。任課教師的反饋對于課程教學(xué)質(zhì)量的提高具有直接的促進作用。教師還可通過教學(xué)例會及時反饋教學(xué)中的信息,解決教學(xué)中存在的問題。學(xué)生教學(xué)信息員小組是完善通暢的教學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)和健全教學(xué)檢查、反饋、監(jiān)督機制的重要手段,是學(xué)生和學(xué)校教學(xué)管理部門之間有效的信息溝通渠道。學(xué)院通過信息員反饋、學(xué)生測評、畢業(yè)生信息反饋等及時了解并解決教學(xué)問題。課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)通過以上多種渠道收集反饋意見,經(jīng)過診斷和評價后,將結(jié)果反饋給教師,目的是幫助他們改進教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。在我們的工程流體力學(xué)精品課程網(wǎng)站上,還有師生互動平臺,學(xué)生可以將他們的意見和建議直接反饋給教師,教師也可以將其建議直接返回給學(xué)生。
工程流體力學(xué)是一門理論性和實踐性均較強的課程,為切實提高其教學(xué)質(zhì)量,構(gòu)建了教學(xué)質(zhì)量保障體系。該教學(xué)質(zhì)量保障體系以課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)為核心,通過教學(xué)過程信息收集、處理,并將意見和建議進行反饋,達到改進教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
參考文獻:
[1]張揚,尹紅,李孟輝.高校課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建探析[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2010,1(1):46-48.
[2]張永玲,李風(fēng)岐,王安東.以教學(xué)評估為基礎(chǔ)建立質(zhì)量保障體系[J].山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報社會科學(xué)版,1999,4(51):78-80.
[3]鄧艷梅.大學(xué)英語教學(xué)質(zhì)量保障體系的分析研究[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報,2010,26(242):57-58.
[4]趙揚,王鳳華.開放實驗教學(xué)模式下的教學(xué)質(zhì)量保障體系[J].實驗室研究與探索,2010,3(29):100-102.