引进《Fluid Mechanics》全英文课程教学的探索与实践

陈进, 张亚楠

(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆400030)

引进《Fluid Mechanics》全英文课程教学的探索与实践

陈进, 张亚楠

(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆400030)

引进国际知名大学高水平课程是培养高水平国际化人才的重要途径。介绍了新加坡国立大学《Fluid Mechanics》课程的引进情况，对该课程在新加坡国立大学的教学情况和教学特点进行了深入的分析。针对中国大学的特点和学生情况，对该课程在国内大学的实施进行了探索，连续三届教学实践证明该课程的引进是成功的，学生也有很高的满意度，达到了预期的效果。

流体力学；英文教学；实施；教学效果

0 引言

在全球经济一体化的大背景下，科学与技术的国际合作与交流越来越频繁和重要。同时，高水平的研究型创新性人才对经济社会的发展和转变经济增长方式起着至关重要的作用。在这种形势下，如何立足国内，培养具有国际工程科技知识背景和国际交流与合作能力的高水平研究型人才成为高水平研究型大学的重要任务。重庆大学机械工程学科是国家一级重点学科，在机械工程领域具有高水平人才培养的较强实力。近年来，通过与国际知名大学新加坡国立大学合作，全面引进其机械工程专业主干课程，任课教师在新加坡国立大学课堂跟班培训，全部采用其教学资料，举办了高水平创新人才实验班，取得了较好的效果。

流体力学《Fluid Mechanics》是引进课程中的一门技术基础课，是高水平实验班培养方案中的一门新课，也是实验班同学接受的第一门用全英文授课的课程。如何能体现国外高水平大学的教学特点，如何激发学生的学习热情和创新性思考，如何让学生能顺利从用中文学习过渡到用英文学习，这些都是摆在任课教师面前的艰巨课题，也是后续其他全英文引进课程能否被学生接受和顺利开展的关键。下面具体介绍本课程在新加坡国立大学的教学情况及在引进授课中的具体做法。

1 《Fluid Mechanics》课程的教学情况

1) 课时及授课形式：课堂教学(lecture)32学时，采用大教室大班上课，多媒体教学，面向全体工学院二年级本科生。

辅导课(tutorial)4次，每次2小时，采用小教室小班讲解习题和辅导，写板书形式。

2) 教材：自编讲稿(lecture notes)，分为《Fluid Mechanics》partⅠ和 part Ⅱ两部分。由两名任课教师参考若干美、英教材编写而成。

3) 辅导课：课程两部分各有两次小班辅导，由授课教师或担任助教的博士生讲解习题并与学生互动答疑。

4) 实验：课程两部分各有一个实验。第一部分的实验为浮体稳定性实验，第二部分为翼型的风洞实验。

5) 考试：2小时闭卷考试，但允许学生携带2张A4双面写满任意内容的纸张。

6) 教师：两部分分别由编写此部分讲稿并在该部分有研究特长的教授授课。

2 《Fluid Mechanics》课程的教学特点分析

1) 讲稿和授课分别由各有所长的老师完成：将课程分为两部分，分别由对该部分内容有学术特长和丰富研究经验的老师编写讲稿和讲授。讲稿和讲授内容对问题的物理本质分析透彻，将课程内容与他们的研究前沿相结合，提出很多研究设想，既体现了高水平，又激发了学生的学习热情和强烈的探究欲望。

2) 讲稿和授课充分体现了任课教师的研究特点和社会发展需求：编写《Fluid Mechanics》partⅠ的教授研究特长是气泡动力学(bubble dynamics)，因而在讲稿中表面张力的分析和计算在分量和难度上占了较大的比重。此外，由于新加坡是一个岛国，船舶的设计是工程类毕业生在工作中可能遇到的问题，因此浮力和浮体稳定性计算和分析在分量和难度上也占了较大的比重。其中很多内容都是中文流体力学教材中没有的。编写《Fluid Mechanics》part Ⅱ的教授研究特长是实验流体力学，因而在讲稿中量纲分析和相似性占的比重较大，并对风洞实验进行了介绍。在授课中用录像给学生介绍了大量他们做过的风洞实验研究案例。

3) 注重对物理概念的理解，不追求公式推导的完备性。大多数中文教材都是先推导出三维流动的一般性方程，然后再根据各种条件和特例得到其他情况下的表达式。这样虽然有很强的逻辑性，也便于讲解，学生被引入对复杂数学公式的理解中，甚至已被数学公式搞得头昏脑胀，偏离了对流动特性物理本质的思考和理解。而新加坡国立大学却是先从简单情况入手，讲清楚物理概念后再引入三维情况公式的推导，有时甚至将一维情况直接推广到三维即可。如动量定理的讲解就是通过对一维动量定理的分析和推导然后直接推广到二维和三维。学生易于接受并将更多的注意力放在对物理本质的理解上。

4) 不要求死记硬背公式，重在对原理的理解。考试虽然称为闭卷考试，但学生基本上可以在2张A4双面纸上写下所有重要的公式，不需要完全记住它们。只要掌握了基本的原理和分析方法就可以应对任何的考试。

3 引进《Fluid Mechanics》全英文课程的实施情况

1) 课时及授课形式：课堂教学32学时，面向重庆大学机械工程学院高水平创新人才实验班60名学生，多媒体教学。辅导课4次，每次2小时，讲解习题和辅导，写板书形式。

2) 教材：采用与新加坡国立大学完全相同的讲稿和多媒体课件。学生可自行参考中文流体力学教材。

3) 辅导课：课程两部分各有两次辅导，由授课教师或担任助教的博士生讲解习题并与学生互动答疑。

4) 实验：实验由于缺乏相应的实验条件没有开设。

5) 考试：2小时闭卷考试，但允许学生携带2张A4双面写满任意内容的纸张。试题80%采用新加坡国立大学考试原题，20%自编(难度适当降低)。

6) 教师：两部分都由从事风力机空气动力学研究的教授一人授课。

4 引进《Fluid Mechanics》全英文课程的实施特点

1) 忠实原版，但有所创新。基本忠实于新加坡国立大学的教学内容和教学方式，但结合小班授课的特点增加了现场提问的环节，要求学生尽量用英文回答问题，更能提高学生的积极性和兴趣。

2) 课前预习：考虑到学生是第一次接受全英文教学，且专业课程有较多的专业词汇和生词，要求学生一定要课前预习。

3) 适当简化：考虑到中国机械类学生从事与船舶有关工作的机会较少，对原讲稿中占有较大篇幅的浮体稳定性计算作了一定简略，只介绍基本原理。

4) 拓展教学内容，激发学生兴趣。结合教师在风力机空气动力学方面的研究特长，在讲动量定理的应用时，除讲螺旋桨原理外还增加了风力机风轮的工作原理，给学生介绍流体力学和空气动力学在风力机设计方面的应用和教师的前沿研究内容和成果，激发学生的兴趣和探究精神。

5) 实验条件有限，尽力而为。由于本校没有风洞，无法让学生做翼型的风洞实验。除演示新加坡国立大学原风洞实验研究案例录像外，还增加了任课教师在西北工业大学NF-3低速风洞所做的风力机翼型的风洞实验实例，使学生对实验流体力学有更具体的感受。

6) 英文讲授，中文释义。课堂上采用全英文讲授，对学生可能感到较难的专业用语和词汇在黑板上用中文同步写出，始终保持英文的连贯性。

5 教学效果评价

该课程已在重庆大学机械工程学院高水平创新人才实验班连续实施了三届，通过该引进课程的实施，使学生在国内就能接受与国际知名大学高水平课堂教学水平基本相当的培养，形成了在课程学习中善于抓住物理本质的良好习惯，通过课程学习不仅掌握了课程内容，且接触到该课程在工程和科学研究中的应用，激发了学生的探究精神，同时英文听力和阅读水平大为提高，为高水平研究型和国际化人才培养打下了良好的基础，受到实验班学生的普遍欢迎，取得了较好的效果。第一届实验班57人中有38人保送研究生，全在重庆大学、中科院成都光机所、清华大学、上海交通大学、华中科技大学、西安交通大学等知名高校和研究机构，还有4人被美国和英国的知名高校录取为研究生。

图1和图2为2010级实验班同学对本课程的评价，图3为2010级实验班考试结果分析。可见该课程的引进是成功的，学生也有很高的满意度，达到了预期的效果。

图1 2010级实验班同学对本课程的评价

图2 2010级实验班同学对本课程的评价

图3 2010级实验班考试结果分析

[1] Frank M. White. Fluid Mechanics [M]. McGraw-Hill, 2008.

[2] Robert L. Street, Gary Z. Watters, John K. Vennard .Elementary Fluid Mechanics [M]. John Wiley & Sons, 1995.

[3] Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch B.R.Munson, D. F.Young & T. H. Okiishi. Fundamental of Fluid Mechanics [M]. John Wiley & Sons, 2010.

[4] 刘鹤年. 流体力学[M]，2版. 北京：中国建筑工业出版社, 2004.

[5] 景思睿.流体力学[M].西安：西安交通大学出版社，2008.

[6] 张兆顺，崔桂香，等. 流体力学[M]，2版.北京：清华大学出版社，2006.

Exploration and Practice of Introduction of “Fluid Mechanics” in English Teaching

CHEN Jin, ZHANG Ya-nan

(State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University.Chongqing 400030，China)

Introduction of the international well-known high level course is an important approach to cultivate high level international talents. This paper introduces the situation of introducing《Fluid Mechanics》from the National University of Singapore in detail,analyzes the teaching characteristic to the course deeply，and according to the characteristics of Chinese universities and students, explores the implementation for the course to the domestic university beneficially. It is proved that introducing the course is successful through three years teaching practices. The students are satisfied and the expected effect is achieved.

fluid mechanics;english teaching;implement;effects of teaching

陈进(1956-)，男，四川自贡人，教授，博士生导师，博士，主要从事机械系计算机辅助工程研究及可再生能源装备设计理论与方法研究。

TH12

A

1671-5276(2014)02-0072-03

2013-01-21