基于网络课程平台的船舶流体力学教学模式分析

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(江苏科技大学，船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003)

流体力学课程是船舶与海洋工程、港口航道与海岸工程、热能与动力、建筑环境与设备工程、土木工程等学科的一门重要的专业基础课，也是最难开展教与学的课程之一。

目前流体力学教学面临两方面的挑战：一是流体力学学科进入了一个新的发展时期。主要表现在流体力学的分析手段更为先进，处理流动问题的能力更为强大，对流体运动的认识更加深刻；流体力学与工程技术的结合不再局限于专业之间的简单合作，而是进入了相互融合的阶段；流体力学与其他学科领域的交叉渗透进一步深入和扩大等。为了适应这些变化，要求教学体系和内容必须作相应的调整和更新，需要借助于网络手段充分展示新的研究成果。二是教学课时压缩。在保证基本内容和适当增加扩展内容的前提下，要求教学内容的编排更加科学合理，叙述精练准确，有利于学生自主学习，并加强多种媒体形式的辅助教学等。目前国内高校的网络课程教学处于辅助教学阶段，大多是将课程内容上传在网上，让学生自学，还没有真正实现以网络教学改革传统的教学模式，流体力学课程也不例外。

本文结合船舶流体力学课程教学，探讨基于网络课程平台的教学模式，为逐步推进网络课程教学进行探讨。

1 网络环境下流体力学教学模式

教学模式是在一定的教育理念支配下为实现特定的教学目标而创建的一种教学模型。传统教学模式是以教师为中心，教室为舞台的单向传输的教学模式，强调教师的教与授、学生听与记，极大地限制了学生的主观能动性和创新能力的培养。随着多媒体教学、网络化学习、远程教育等现代化教育教学方法的涌现，给传统教学模式带来了极大的挑战，网络课程教学是将计算机网络技术应用到教学全过程的一种新的教学模式，其核心是完成教师和学生在教学活动中角色的转变：教师从知识的传输者变为指导者和助学者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者，强调教师的主导作用和学生的主体作用。

目前流体力学课程与其它绝大部分课程一样，教学模式仍然为基于板书的“常规教学”模式和基于PPT+板书的“多媒体辅助教学”模式，其中后者是目前最为广泛的一种教学模式。这两种模式的特点是：教师讲解为主，学生听课为辅。根据网络环境的特点，流体力学课程的网络教学模式将主要包含以下几个环节[1-3]。

1)网络课堂。互联网的技术发展，将使传统的课堂教学模式彻底颠覆，没有了时空上的障碍。教室将是网络上的虚拟空间，学生可以分布在各地，只要有网络终端，就可以随时听课，甚至随时提问。这样的开放性、可重复性、全天候的课堂教学将给学生带来极大的便利：随时、随地参加某门课程的学习，同时也给学校的教学组织带来极大的方便，无需专门教室、无需指定时间。

2)网络自学。学生可以通过网络课程，随时浏览网络教学资源。通过电子教材、电子参考书、讲授视屏、电子教案，自学教学大纲所规定的课程内容；通过网上提供的例题、习题，自行练习，理解和巩固所学的内容；通过测试题，可以检查自己的学习效果。这一切对学生的自学能力都有很好的培养作用。

3)网络辅导。教师可以通过网络教学平台对学生的学习加以辅导。平时传统课堂教学的时间应该作为教师与学生开展质疑、释疑的互动。

4)网络考核。网络课程学习考核仍然包括网上学习统计、作业递交和参与讨论以及综合考试。

2 网络环境下的教学策略

教学策略就是为完成特定的教学目标而采用的教学顺序、学习活动程序、教学方法及学习方法、教学的组织形式、教学资源和媒体的组织与呈现的总体考虑[4-8]。

2.1 网络课堂教学策略

2.1.1 非互动教学组织——学生自主式

教师根据教学大纲和教学计划组织相关的教学资源，如教案、课件、授课视频、电子教材和习题等，然后将这些内容存放在网络平台上。每位学生可以通过网络平台，调用供自学。学生通过网络平台的“互动教学”区或课程公共信箱和其它方式随时提出疑问，征求解答。这种教学策略充分体现学生学习的自主性，但缺乏实时的交互性。

2.1.2 互动型教学组织——师生互动式

网络课程教学并不意味着教师作用的弱化，甚至认为任课教师都可以取消了。相反，教师应该通过网络加强与学生的互动。

现在的网络技术完全可以实现一对一、一对多的网上互动。教师根据学生预约，通过网络视频进行课程教学，或者就学生在学习中遇到的困难和问题进行实时交流，有针对性地辅导。这种教学策略可以实现实时的多媒体交互，教师从学生那里直接了解课程学习的状况，从而更具针对性和有效性。

2.1.3 讨论式教学组织——小组协作式

传统的课堂没有了，这并不意味着学生之间的讨论、交流就没有了。相反，通过网络课堂，可以一改传统教学模式中课堂上以教师授课的方式，学生可随意、随时与同学交流。此时，需要通过教师的组织，甚至可以通过学生自由组合分成小组或团队，进行自由式的学习交流，针对同一个学习内容或对一些共同感兴趣的问题通过网络交流工具相互讨论交流，协同学习，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握。它要求学生与学生之间加强协作，既发挥主观能动性，针对所设置的问题和自己发现的问题发表看法，又要在解决同一学习问题彼此交互与合作，以达到深刻理解与掌握教学内容的目的。小组协作活动中的个体(学生)可以将其在学习过程中思考、发现的信息和学习材料与小组中的其它成员共享，甚至可以同其他组或全班同学共享。在此过程中，学生之间为了达到小组学习目标，个体之间可以对话、商讨、辩论，对问题进行充分论证，以期获得达到学习目标的最佳途径。通过从学生到教师的角色转换，促进学生自己的学习、总结和自述，从而进一步巩固所学知识，同时培养学生互相帮助的协作精神。

2.1.4 激发创新思维教学组织—问题研究式

流体力学教学的目标除了教学大纲所规定的目标外，还需要在教学过程中激发学生的创新思维，通过参加各类竞赛以培养、锻炼学生创新能力。通过网络课程提供大量的与船舶流体力学相关的信息资源，包括船舶与海洋工程的前沿问题、最新理论、方法、技术以及新的产品，供学生查阅，对他们进行启发和提示，激发学生利用流体力学知识参与创新研究。工程问题研究式教学强调学生的独立发现和体验，突出在研究中学习的过程。这种模式使学生处于积极主动的地位，因而可彻底改变传统教学过程中学生被动接受信息的局面，能够有效激发学生学习流体力学课程的积极性和创新性。

2.2 网络教学辅导策略

影响网络课程教学效果的重要的一环就是网络课堂辅导。网络课堂的辅导可以是非互动式的，即教师根据学生提交的问题，在网络互动平台的答疑栏目下进行解答；也可以通过一对一或一对多的方式进行互动答疑，根据学生要求，教师可以控制同时需要互动的人数，事后教师需将问题进行整理。教师根据多年的教学积累，可以在网上设立以往教学中学生遇到的共性问题，请同学参与解答，教师从中启发指导。解答内容完全公开，可以让所有学生受益，克服了传统教学模式中答疑往往是个别答疑，同样的问题会被重复提问，效率低下且受益面也小。在教学过程中，适当安排集中的面对面辅导答疑，至少应安排首堂课、中间以及集中考核前辅导。

2.3 网络教学交流策略

网络教学过程中学生的相互讨论和交流也是非常重要的环节。随着网络教学的发展，传统的教学大楼的作用将逐步淡化，但教师的作用必须随之强化。大学校园功能将只是为学生提供思想碰撞、擦出智慧火花的地方，如图书馆、学术交流室，聊天室等。教师在其中必须以自己的学识组织、引导学生在网络上或校园里充分开展讨论，加深对所学知识的理解，提高知识应用能力，通过交流，擦出思想火花、开启创新之源。

2.4 网络教学监控策略

网络教学不能放任自流，否则教学效果难以保证。传统课堂教学是通过听课、作业、答疑、平时测试和最终考核几个环节综合评定的，同样网络教学需要抓住这几个主要环节，这就需要对这几个环节进行监控。即使采用浏览时长和内容的自动记录功能，但对学生是否真正自学了有关内容还是很难判断，就像到了课堂是否在真正听课一样。因此监控的重点应该侧重于提问和作业，通过学生提供的书面或者是人机交互面对面回答问题的程度来判断学生自学情况。平时测试需要加强，大部分是通过做网上试题库随机组合形成的试卷来测试个人学习情况，巩固所学知识。对于学习效果的监控，还需依赖几次集中测试和最终的考核。

3 网络教学系统开发与实际应用

网络课程教学是个系统工程问题，虽已有一定的理论和模式，在高校完全依赖网络环境进行教学尚有许多困难。对于本项目，只是基于传统的课堂教学模式与网络教学想结合的方式，初步探讨网络教学的效果。

3.1 “流体力学”网络教学系统

基于教务处网络课程教学平台，开发了船舶流体力学精品课程网络教学系统，系统主界面及各功能模块见图1。

图1 船舶流体力学精品课程网教学系统主界面

网络课程开设的关键要素是教学资源、互动教学、教学监控。鉴于目前学校网络课程平台尚不具备实时互动和监控的功能，流体力学课程教学采取的是课堂教学与网络教学相结合的模式，系统开发的重点是教学资源的组织。

船舶流体力学网络教学资源主要存放在“课件与教案”和“分类资源”两个模块中。课件力求反映教学大纲所要求的基本概念、描述流体运动的基本方程的导出、物理意义的阐述以及解题技巧。教案则主要告诉学生每章内容的重点和难点，以及需要掌握的知识点。“分类资源”模块中主要包含：图书资源、网络资源、参考资料、习题、题库等。图书资源主要列出与本课程关联度较大的参考教材，供学生选用；网络资源则提供国内相关高校流体力学精品课程网站以及流体中文网的链接。通过这些链接让学生充分利用校外重点高校流体力学教学资源，拓展学生知识面；参考资料则主要提供了配套课程教学的电子教材，教材内容按照船舶与海洋工程专业培养方案要求进行编写，是多年教学的积累和总结；习题则是根据课程教学内容掌握以及对学生解题能力训练要求选编的，供学生自行练习，以巩固所学的知识，并提高解题能力。题库是近20年的测试、考核题的汇总，主要目的是让学生通过网络自行练习和测试。

3.2 “流体力学”网络教学系统实际应用效果

流体力学网络教学系统于2011年下半年建立，在船舶与海洋工程专业的2009级学生中初步得到使用。2012年对相关教学资源进行了扩充，并在2010级船舶与海洋工程专业本科生的船舶流体力学课程教学中真正使用。

使用效果调查。为了解学生对网络课程教学的态度、网络资源的评价和使用效果，在刚刚尝试流体力学网络课程辅助教学2010级学生中做了一次问卷调查，参加人员总计206位。设计了8个调查问题。

1)如果有以下3种课堂教学模式，你会选择哪一种？

A 传统课堂纯板书式；B 传统课堂板书+多媒体辅助式；C 基于互联网的网络课堂模式；D 其它模式。

超过55%的学生选择传统课堂教学与多媒体辅助相结合的模式，说明大部分学生目前对基于互联网的网络课堂模式还不是很认同，见表1。

表1 课堂教学模式调查结果

2)网络课程教学吸引你的特性有哪些(多项选择)？

A 开放性； B 重复性；C 随时随地性；D异地交流性；E 其它。

结果表明网络课程的开放性、重复性和随时随地性被大部分同学认为是其优点，尤其近73%的同学认为网络课程不随空间和时间的约束，为自主学习到来便利。见表2。

表2 网络课程教学吸引力调查结果

3)网络课程教学模式与传统教学模式相比，以下哪些教学方式更具优势(多项选择)。

A 自主学习；B 分组交流；C 师生互动；D任务驱动；E 问题研究；F 其它。

从统计结果看，近74%的同学认同网络课程教学模式更有利于自主学习，在师生互动方面，近35%的学生认为较传统教学模式有优势，见表3。

表3 两种教学比较结果

4)网络课程教学中，谁应该是主体。

A 学生；B 教师；C 网络资源；D 其它。

调查结果中60.7%的学生认为学生是主体，近25%的学生选择了网络资源，说明了网络资源在网络教学中有相当重要的作用。但依然有占总人数10.7%的学生喜欢老师为主体，见表4。

表4 网络课程教学中主体地位调查结果

5)网络课程教学中，教师的作用应该体现在哪些方面(多项选择)。

A 视频讲授；B 辅导答疑；C 互动交流；D 教学资源整合；E 其它。

从学生选择结果看，教师的作用与前面提到的完全一致，即主要在教学资源整合、互动交流和辅导答疑方面，见表5。

表5 网络课程教学教师作用调查结果

以下6～8题针对江苏科技大学船舶流体力学课程网络课程教学平台设置。

6)你浏览该教学平台吗？

A 经常；B 有时；C 很少；D 没有。

课程教学采用传统课堂教学模式，学生经常到网上浏览有关资源的人数只达到10.2%，18%的学生从来没有浏览过网络平台，见表6。

7)网络平台资源对你学习有帮助的是哪几项(多项选择)？

表6 教学平台浏览情况

A自编参考教材；B 课堂教学PPT；C 样卷样题；D 推荐的校外教学网站

从回答结果看，对学生最有帮助的还是样卷样题，接近75%，另外就是课堂教学多媒体课件，另外自编的参考教材相对于使用的教材，更贴近于学生自学和理解以及解题方法的掌握，尽管本学期才放在网络平台上，有36.4%的学生认为对课程学习有帮助。见表7。

表7 对教学平台的关注情况

8)请从自主学习、自由学习角度，对现有船舶流体力学网络课程教学平台提出整改意见，并提供教学资源整合、教学组织和教学考核建议。

主要意见和建议如下。

1)网络课程有时无法登陆，一些例题、习题及课件等无法下载；

2)教学视频不够丰富，提供每章节的精彩教师讲课视频，并罗列和详细讲解重点；

3)丰富例题类型，及时更新详细解答。

4)缺少答疑平台，希望安排老师在固定时间段进行答疑，或公布老师的邮箱，提供交流平台。

4 结论

虽然关于网络课程教学的模式、策略和教学设计理论体系的研究成果近几年不断涌现，且基本形成共识，但由于网络教学是个系统工程，它同时受到软硬件，如高校整个教学体系和管理模式以及学生上网硬件等条件的制约，研究成果难以得到普遍推广。流体力学作为一门重要的专业基础课，就学校目前情况，尚不具备全部依赖网络课堂进行教学的条件，因此只能采用传统课堂教学与网络课堂相结合的模式组织教学。

1)继续完善和丰富网络教学资源。包括教学视频，配套电子教材，包括课程教材、例题与习题集，试题库的扩充，网上虚拟实验室等。

2)搭建网络交流互动平台。加强师生之间的交流，特别是网络资源利用、课程辅导、答疑、问题讨论方面要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。

3)继续开展网络课堂教学方法和教学手段的探索。通过研究，找到适合流体力学课程网络教学的更加有效的模式、方法和手段。

4)建立网络课程教学的监控和考核系统。

5)按照网络课程教学的要求，单独建立“流体力学网络课程教学”网站，从辅助传统课堂教学逐步过渡到网络课程教学为主。

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