流体力学课程教学改革探讨

李 欣,郭仁东,马新宇

(1.沈阳大学建筑工程学院,辽宁沈阳 110044; 2.沈阳天马医药工程安装有限公司,辽宁沈阳 110034)

流体力学课程教学改革探讨

李 欣1,郭仁东1,马新宇2

(1.沈阳大学建筑工程学院,辽宁沈阳 110044; 2.沈阳天马医药工程安装有限公司,辽宁沈阳 110034)

分析了流体力学教学中存在的主要问题,认为学生知识结构不平衡,教学模式单一,过于依赖多媒体教学已经成为影响该课程教学发展的主要障碍。提出了改进教学方法,提高学生的学习兴趣,重视实验教学,提高学生创新意识等解决对策。

流体力学;教学改革;教学

流体力学课程是我校建筑环境与设备工程专业的基础课,涉及理论力学、高等数学和流体性质等诸多内容,教学过程中的公式推导比较复杂,大部分学生对学习该课程有畏难情绪,兴趣不高。也有的同学片面地认为学习流体力学概念、方法用途不大。如何扫清学生的认识障碍,激发学生学习兴趣,改进教学方法,加强课程建设是流体力学教学面临的一个重要问题。

一、流体力学教学中存在的主要问题

1.学生知识结构不平衡

随着我国高等教育由“精英教育”向“大众化教育”的转变,招生规模的扩大以及各地区基础教育发展的不平衡,造成学生个体差异不断扩大,两极分化日益加剧。传统教育所实施的“齐步走”教学模式,无视学生个性差异对教学的不同需要,使得“吃不饱”“吃不了”“吃不好”的现象随处可见,直接影响大部分学生的学习兴趣[1]。

2.教学模式单一,学生创新意识不强

目前,大部分学校流体力学课程的教学模式还是以教师讲授为主体的“知识灌输”式,学生被动接受知识,学习主动性不足,缺乏运用所学知识发现问题的能力,缺乏创新意识和创新能力,不能满足社会经济持续发展对高素质创新人才的现实要求。

3.过于依赖多媒体教学

流体力学课程的特点是抽象、难懂,不容易建立清晰的物理概念。近年来,多媒体技术的快速发展为课堂教学提供了一个新的机遇。多媒体演示教学也在流体力学课程中广泛使用。但是并非什么学科,什么内容都可以采用多媒体,需要根据学科的性质和具体内容做必要的分析。不能过分依赖多媒体,忽视板书的作用。

二、流体力学教学改革的具体方法

1.改进教学方法,活跃教学过程

(1)因材施教,提倡分层次教学模式。流体力学课程具有非常强的科学性和系统性,在流体力学课程的知识体系中,不掌握前面的知识,就难以接受后面的知识。因此。在以学生为本的互动式教学活动中,要解决学生数学和理论力学基础差异大的问题,让所有学生都有交流的机会,必须提供不同层次的交流内容,以适应不同层次和素质学生学习能力和学习兴趣的需要,为学生创新能力的培养和个性化发展创造条件[2]。

(2)将哲学的思想引入课堂[3]。将哲学的思想引入课堂,增加其哲学意味,以适时地向学生传达人生哲理,开启他们的心智。

(3)将工程应用引入课堂。将日常生活与实际运用中的相关问题整理成“身边的流体力学”话题向学生提出,供学生课堂上讨论。如大雁飞行为什么会排成“人”字形,微风中的花枝为什么垂直来流方向摆动等问题,可以大大激发学生的学习兴趣,同时将大雁飞行原理与舰艇的减摇鳍、船舵工作时产生自由涡导致升力下降、阻力上升的现象联系起来,使抽象、枯燥的流体力学理论与具体的海军武器装备紧密结合,开拓学生的视野,激发他们的好奇心和求知欲[4]。另外,还可以用建设环境与设备专业实际应用流体力学的工程实例,解决流体力学理论典型公式的使用。如利用毕托管测流速的试验操作,使学生学会应用能量方程式,求出流速后,再教学生使用文丘里流量计,使学生掌握使用连续性方程式的技能,并启发学生思考毕托管和文丘里流量计之间的共同点和不同点。

(4)将科研成果引入课堂。在讲授基本内容的同时,有意识地介绍本学科有待解决的问题,可以培养学生广泛的科研兴趣和求知欲,并使学生在研究与解决问题的过程中获得无穷的乐趣。

2.改变传统实验模式,重视实验教学

改变传统实验模式,将实验内容分成三个层?次:虚拟实验、验证性实验和设计性实验。根据目前模拟技术的不断发展,可以在虚拟实验室里,安装先进的流体力学虚拟软件,学生可以自行预习实验内容,自行进行虚拟实验,然后再自行到真实的流体力学实验设备上进行验证性实验。而且可以适当增加学时。

3.开发适合本专业的多媒体课件,提供网络教学

充分利用现有的图书馆网络资源及现代多媒体资源,在课件制作时,要针对该课程教学大纲,合理安排课件内容,充分考虑内容的统一性,前后次序的安排,语言的精炼程度,色调的协调,图像、动画、声音和文字的合理设计等。发挥传统板书逐条在黑板上书写,教学中容易带动学生思路的特点,在课件制作中也可以根据讲解的进度逐条展现公式条目等内容,同时将难以理解的流动现象以多媒体的方式在课堂上直观地呈现出来。围绕课程开发制作适合本专业的全套多媒体电子课件,在校园网上进行网络教学,便于学生课后复习[5]。

4.建立本专业习题与答案库

为了方便学生学习,学校可以组织专业教师根据自己的教学经验,开发和建筑环境与设备专业岗位能力相对应的,具有完整答案的习题与答案库,题型多样,如设置“选择”“填空”“判断”和“工程应用”等多种题型,便于学生自学。同时,建立网上答疑系统。

总之,流体力学课程教学改革中,要根据学校的具体情况,优化整合教学资源;改革教学方法和教学手段,突出学生的主体性,提高学习主动性;理论与实验并重,互相促进;强调实验教学的重要性,突出创新能力培养;在教学改革进程中把握逐步改善,动态发展的原则,努力建立健全教学体系。

[1]张培红,王晓华.流体力学课程分层次教学模式研究[J].沈阳建筑大学学报:社会科学版,2007(2):238-240.

[2]唐兰.提高流体力学课程教学质量探讨[J].高等建筑教育,2007,16(增刊Ⅰ):42-44.

[3]高慧.浅谈流体力学教学的哲学意味[J].科教文汇,2007 (4下旬刊):106,110.

[4]龙天渝,蔡增基.流体力学[M].北京:中国建筑工业出版社,2004:234-238.

[5]李欣,郭仁东,马新宇.在《流体力学》教学中如何合理使用多媒体[J].沈阳教育学院学报,2010(4):87-88.

【责任编辑 王立坤】

Problems and Countermeasures on the Teaching of Fluid Mechanics

L I Xin1,GUO Ren2dong1,MA Xin2yu2
(1.Architectual and Civil Engineering College,Shenyang University,Shenyang 110044,China;2.Shenyang Tianma Medical Engineering Installation Co.Ltd.,Shenyang 110034,China)

The curriculum characteristicsof Fluid Mechanics are analyzed and themain obstacles to prevent this curriculum teaching development are pointed out:students’unbalanced know ledge structure,single teaching mode and over2reliance on multimedia.Some specific solutions are put forward:imp roving teaching methods,enhancing students’learning interests,emphasizing experiment teaching and increasing students’sense of innovation.

Fluid Mechanics;teaching reform;teaching

文献标识码

100823863(2011)0220054202

2010-11-13

沈阳大学教改项目(20102079)。

李 欣(1978-),女,辽宁沈阳人,沈阳大学讲师;郭仁东(1953-),男,山东德州人,沈阳大学教授。