新工科背景下专业基础课教学质量提升措施探索——以流体力学课程为例

张春梅 白义奎 王 毅 梁 岳

（沈阳农业大学水利学院，辽宁 沈阳 110866）

0 引言

相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。习近平总书记在中央人才工作会议上强调，要深入实施新时代人才强国战略，加快建设世界重要人才中心和创新高地。大学是人才培养的基地，如何提高大学的人才教育，使其紧跟时代的步伐，是新时代高校教育工作的核心课题。

在新工科教育体系下，大学教育应以产业需求为导向，树立创新能力强、面向未来能够适应并引领产业不断发展的创新型人才为目标的培养观念[1]。新工科教育体系是通过跨学科和多专业合作加厚工程学科的知识基础，顺应未来工程实践活动绿色化、信息化、智能化和复杂化的发展趋势[2]。高校在工程教育人才培养过程中一直沿袭不科学教育的模式，学校在培养工程师后备人才的过程中存在实践不足、工程体验少等问题[3，4]。学生也只是一个个孤立学习个体的集合，不能形成相互支持和监督的学习共同体，这在一定程度上影响了学习的质量[5]。本文以流体力学泵与风机的教学为例，为适应新时代的人才需求，进行了教学质量提升措施实践。

1 教学内容的提升

课程内容与自身追求的价值目标不一致时，学生往往缺乏学习动力。在创新创业的背景下，教学内容支撑专业人才培养目标，教师通过修订教学大纲、课程教案和讲稿[6]，使其符合新工科背景下人才培养的目标要求。

1.1 增加课程实践

流体力学是力学的分支，是水利、土木、环境和能源动力类专业重要的专业基础课，同时也是一门很难学习，也很难教的理论课，包括很多公式的推导和数学方法的应用[7-9]。为增加学生学习的兴趣和积极性，提高学生的动手能力，改善实验条件，将演示实验调整为实验操作实验，让学生在实践中获取知识[10]。而对一些较难理解的内容，如雷诺、流线等，可以鼓励和指导学生开展创新实验或制作成实验动画，并以微视频的形式在课堂讲授，既能引发学生的学习兴趣，加深对理论知识的理解，又能提高学生的动手能力。

1.2 将理论结合工程实践，鼓励学生创新

在课堂教学中，将理论知识与工程实践相结合，与普通的生活和自然现象相结合，去说明问题，解决问题，激发学生的思考，并鼓励学生学以致用，满足学生的成就感。如流体力学中的有压流动在暖通空调、给排水等工程中有大量的应用，因此在讲授孔口出流、管嘴出流等理论的时候，可以先给出一个工程实际的问题，让学生们课后分组讨论完成，并可通过自主设计实验加以验证。

1.3 将课堂教学融入课程思政的内容

知识的传播固然重要，但做学生思想的领路人更重要，要把学术的思想、专业的热爱、思考的奇妙播撒到学生的心中。学生们能理解和掌握一些专业的理论和思维方法，让每一次的授课变成一次愉快的思想碰撞和思维的提升。

思想是一切行动的主导，教师在教学中不能只注重理论和知识点的教学[11]，要把流体力学在人类发展的历史中所起到的作用以及我国的学者们在流体力学的发展过程中的贡献融入课堂中，激发学生的自豪感和对专业、对学校和国家的责任感。从而鼓励学生克服困难，刻苦学习。

2 教学方法的提升

2.1 采用线上线下混合教学

网络上存在大量而优秀的课程资源，充分利用网络课堂进行线上线下混合教学，将课程外延到课后的时间。课前学生有针对性解决问题，课上教师可以有的放矢的讲解和更多的时间与学生交流，课后学生可以加强练习。改变以往以教师为主，满堂灌的教学模式。

2.2 完善考评制度

建立完善的考评制度。加强过程考核，如在线上建立答题奖励和评分，鼓励学生复习，或进行分组竞赛等措施，加大平时成绩的分值，改变期末考试“一张卷”现状，通过改善考评方式来提高学生的学习效果。

3 教师教学水平的提升

教师是教学中的灵魂，是学生学习的引导者。教学内容的增加和教学方法的改进都对教师的知识容量、课堂组织能力和水平提出了更高的要求[12]。这主要体现在课程的设计、视频微课的制作以及课后试题的编排等工作上。同时教师还需要把控课堂，观察学生表情，揣摩学生的心理，适时进行知识梳理和总结。

3.1 增加知识储备，讲好绪论

每一门课，都是向学生打开了一扇知识的大门，教师就是通向大门的阶梯，引领学生了解课程的内容、作用和意义，激发他们的学习兴趣。

教师要有丰富的知识储备，要熟练掌握本门课程的课程目标及对毕业要求的支撑关系，还要熟悉课程在本专业课程体系及专业人才培养中的地位和作用。讲好绪论，除了要向学生交代清楚课程的性质、各章节的内容以及章节之间的联系外，还要把相关课程以及章节的相互支撑，在学生的头脑中支起一张知识的网，让学生尽量记住每一个节点，把学生从一开始就引入该门课程的殿堂，建立起该门课程的知识结构。同时，在绪论中还要介绍自己授课风格、考试习惯和对学生的要求，让学生尽快地适应，建立良好的师生教学互动关系。

3.2 熟悉相关课程，注重内联外引

内联即重复本课程学过的知识点，外引即联系相关的知识点。尽可能地联系与课程相关的知识，让知识连成海洋，学生才能徜徉在知识的海洋里，体验到学习和思考的乐趣。

知识之间都是相互关联的，没有孤立的知识点。让知识之间有衔接，做到由简到难，把知识点联系起来帮助学生理解较难的理论。通过反问、设问、举例等方式唤醒学生的知识记忆，让学生不自觉地参与到课堂的教学中来。而且将同学们所熟悉的知识应用到他们未知的领域能极大地激起他们的学习兴趣，增强学生主动学习的积极性，化被动为主动，建立起“新旧”知识点之间的联系，从而学会学习，学会思考。例如，将速度矢量的合成法则，以提问的方式唤醒学生对平行四边形法则的记忆，同时将几何上的普通三角形的边和角，赋予速度和流动角的物理意义，帮助学生建立知识点之间的联系，帮助学生由简到难的理解速度三角形。

3.3 将课程内容融会贯通，提升语言魅力

学生是学习的主体，教会学生学习的方法往往比内容更重要。因此，作为教师要多研习教材，对知识点进行糅合整理。在教学中充当一个“先知”的角色，引导学生对知识点做好预习和复习。特别是有关联的知识点，要提前强调，讲解清楚。流体力学泵与风机涉及最多的是流体力学和高等数学，对应用到泵与风机上的知识点，课前提醒学生预习，课上帮助学生复习，加深对知识点的理解。如流体力学流量的计算方法，同样适用泵与风机的叶轮内流量的计算。因此，课上先回顾前一个知识点，再进行新知识点的讲解。要把每一次授课，当成一次演讲。

3.4 了解学生需求，提供“个性化”的信息和知识

学生对知识的渴望程度是不同的，学习的目的也不尽相同。从考试及格、获得学分、考研究生、做论文等方面多角度为学生提供不同的信息和知识点。以例题和课后练习等方式帮助学生将所学的新知识应用到实践中，力求让各个层次的学生都有所收获。在习题的讲解中，帮助学生分析教师的出题思路，所考的知识点，需要对知识点掌握的深度，让学生做到心中有数，能够学会复习、学会思考。如在讲授能量方程（欧拉方程）时，告诉学生这是一个建模的过程，先给出建模的条件和所用知识点，目标是找出能量与速度之间的关系，鼓励学生自己建模，训练学生的理论推导能力，帮助学生学会思考，最后对所得的模型进行分析，指出在实践中，通过装导流器，可以改变流速方向，从而调节扬程和全压的大小。

4 结语

新工科教育体系下，培养创新型人才的需求，结合学生学习质量的诉求，在教学中进行了教学内容、在教学方法的改革以及教师个人教学水平提升的探索。教学内容上，增加了演示实验与自主设计实验，提升学生课程实践能力，通过制作微课视频和分析工程实践问题等来提高学生的学习兴趣；在教学方法上，采用线上线下混合教学的模式。线上利用网络课程、答题评分等措施，督促和鼓励学生做好预习和复习。线下进行分组竞赛、教师讲解和答疑等方式，加深学生对理论的理解和掌握，为培养学生分析问题和解决问题的能力打下基础。教师是教学过程中的引领者，教师素质的提升是教学质量提升的关键，教师的语言魅力与大量的课程知识和相关信息是其必备素质，同时也要把知识融会贯通，在课前、课中和课后，将知识准确、艺术的传达给学生。