摘要：針對(duì)《工程流體力學(xué)》課程理論性強(qiáng)，枯燥無味，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)欠佳，效果不明顯的問題，以CDIO教學(xué)改革為基礎(chǔ)，以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，工程實(shí)踐為依托，半自主學(xué)習(xí)為理念，構(gòu)思并探討了以具體工程實(shí)踐為對(duì)象，集多課程、多領(lǐng)域的橫向跨越案例式教學(xué)模式。該教學(xué)模式的特點(diǎn)為以學(xué)生興趣為切入點(diǎn)，能夠吸引學(xué)生的注意力；以工程實(shí)踐為依托，消除學(xué)生的“書本無用論”意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力；以半自主學(xué)習(xí)為理念，培養(yǎng)學(xué)生在教師指導(dǎo)前提下積極踴躍，自主學(xué)習(xí)科研的半自主學(xué)習(xí)能力；以具體工程實(shí)踐為對(duì)象，橫向融合多學(xué)科、多領(lǐng)域知識(shí)，建立學(xué)生多學(xué)科、立體科研學(xué)習(xí)能力。所做的研究分析了學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)欠佳、學(xué)校效果不明顯的原因，并構(gòu)思、探討了橫向跨越式案例式的教學(xué)模式，為高等學(xué)?；A(chǔ)理論專業(yè)課的教授提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：工程實(shí)踐 半自主學(xué)習(xí) 橫向跨越式 立體學(xué)習(xí)科研能力

中圖分類號(hào)： G44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

《工程流體力學(xué)》是流體傳動(dòng)及控制工程（液壓）專業(yè)本科教學(xué)中一門基礎(chǔ)專業(yè)課，對(duì)其他專業(yè)課的講授及學(xué)習(xí)有著重要的輔助作用[1]。

《工程流體力學(xué)》在本科三年級(jí)開設(shè)，是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課。目前，學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》的學(xué)生基本為90后，思維活躍，個(gè)性張揚(yáng)，對(duì)自己感興趣的課程投入較大量時(shí)間精力，對(duì)自己不喜歡的課程會(huì)消極對(duì)待、出現(xiàn)大量逃課、開小差現(xiàn)象，會(huì)引起連帶效應(yīng)，降低其他同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，影響教師的授課效果，給《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)工作造成較大的困難。

1 《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

《工程流體力學(xué)》課程理論化強(qiáng)，內(nèi)容枯燥無味，學(xué)生學(xué)習(xí)困難，授課難度大，效果不理想，主要表現(xiàn)如下：

1.1 學(xué)習(xí)狀態(tài)兩級(jí)分化

《工程流體力學(xué)》理論化強(qiáng)，需要“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等理論課支撐[2]。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊，學(xué)習(xí)狀態(tài)兩級(jí)分化：

（1）學(xué)習(xí)成績較好的學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，與《工程流體力學(xué)》課程銜接性良好，積極性高，學(xué)習(xí)狀態(tài)及效果非常好；

（2）大多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)，知識(shí)儲(chǔ)備不足，對(duì)《工程流體力學(xué)》課程理解不充分，積極性低，學(xué)習(xí)效果不理想，出現(xiàn)課堂睡覺，玩手機(jī)及逃課情況。該類學(xué)生應(yīng)引起廣泛注意及深刻反思。

1.2 液壓領(lǐng)域發(fā)展迅速

液壓技術(shù)在重型裝備領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，新興產(chǎn)品及技術(shù)非常多，越來越引起了各行各業(yè)的關(guān)注。液壓專業(yè)畢業(yè)生面臨的新知識(shí)非常多，挑戰(zhàn)非常大，對(duì)液壓畢業(yè)生的基本知識(shí)以及融貫變通能力要求逐漸提高。

1.3 授課單一，教案老舊

《工程流體力學(xué)》課程理論性強(qiáng)，知識(shí)枯燥，學(xué)生理解困難，教師講授難度大。《工程流體力學(xué)》教材及教案老舊，與液壓領(lǐng)域的發(fā)展相差甚遠(yuǎn)。教師講授時(shí)采用滿堂灌方式，又大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，《工程流體力學(xué)》的講授效果大打折扣。

1.4 專業(yè)課時(shí)逐漸縮短

目前液壓領(lǐng)域發(fā)展非常快，需要學(xué)習(xí)的知識(shí)多，學(xué)習(xí)時(shí)間有限，因此許多高校迫于無奈，壓縮《工程流體力學(xué)》的課時(shí)，更使得《工程流體力學(xué)》授課難度增加，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不理想。

2 常規(guī)的教學(xué)模式

為了解決《工程流體力學(xué)》課時(shí)短，授課難度大，學(xué)習(xí)效果不佳的現(xiàn)狀，學(xué)校、學(xué)院及系部采取了一系列教學(xué)改革，推行CDIO教學(xué)理念[3-4]，改善了學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

主要的具體措施如下：

（1）學(xué)校、學(xué)院及系部對(duì)授課教師進(jìn)行了培訓(xùn)，定期舉行教學(xué)比賽，進(jìn)行教改立項(xiàng)，提高了教師的積極性，教師的專業(yè)知識(shí)更加扎實(shí)。

（2）學(xué)校、學(xué)院及系部以CDIO為教學(xué)理念，改變了授課內(nèi)容、形式及考核方式，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；將滿堂灌教學(xué)方式改為以學(xué)生為主，教師為輔的主動(dòng)學(xué)習(xí)模式，提高了學(xué)習(xí)效果。

（3）將以前“一張卷”的死考核方式改變?yōu)樯险n、作業(yè)、測試、報(bào)告及試卷“五位一體”的綜合能力考核方式，降低試卷分?jǐn)?shù)，更加注重學(xué)生的知識(shí)掌握及靈活運(yùn)用能力。

（4）加強(qiáng)學(xué)生上課管理，教師點(diǎn)名簽到，校督導(dǎo)、院督導(dǎo)實(shí)時(shí)抽查，徹底消除學(xué)生的學(xué)習(xí)惰性。

學(xué)校、學(xué)院及系部進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，提高了教學(xué)效果，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)顯著改善。

但由于《工程流體力學(xué)》課程的特殊性：與工程領(lǐng)域聯(lián)系緊密，理論性非常強(qiáng)，使得該課程的講授效果沒完全發(fā)揮出來，學(xué)習(xí)狀態(tài)改善效果不明顯，學(xué)生出現(xiàn)了“身在講堂，心在課外”狀態(tài)[5]。

3 橫向跨越案例式教學(xué)模式步驟

為了更好提高《工程流體力學(xué)》的講授效果，改變學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，采取了“以學(xué)生興趣為導(dǎo)向，工程實(shí)踐為依托，半自主學(xué)習(xí)為理念的橫向跨越案例式教學(xué)模式”，取得良好效果。

以《工程流體力學(xué)》中伯努利方程為例，詳細(xì)講解橫向跨越案例式教學(xué)模式的具體實(shí)施方案。

3.1 基本知識(shí)要點(diǎn)

（1）實(shí)際流體總流的伯努利方程式及其應(yīng)用。

（2）物理意義：表征流體兩點(diǎn)的能量關(guān)系，即不考慮能量損失前提下兩點(diǎn)間機(jī)械能守恒（位置水頭+壓力水頭+動(dòng)能水頭=const）。

（3）應(yīng)用場合：計(jì)算流場中各點(diǎn)間機(jī)械能、壓力與速度關(guān)系[6]。

3.2 具體教學(xué)步驟

3.2.1 放映紀(jì)錄片“駝峰航線”

放映大型紀(jì)錄片“駝峰航線”，吸引學(xué)生注意力，以影片中飛行員們的英雄膽識(shí)及大無畏精神感染學(xué)生，進(jìn)行潛移默化式愛國主義教育；

3.2.2 講解“駝峰航線”歷史背景

教師講解二戰(zhàn)中“駝峰航線”的歷史原因及背景[7]。

（講解案例）1941年12月，太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)，美國對(duì)日作戰(zhàn)。中國抗日戰(zhàn)爭進(jìn)入相持階段，日軍切斷滇緬公路，中斷中國的戰(zhàn)爭物資生命運(yùn)輸線。中美兩國被迫在印度東北部的阿薩姆邦和中國云南昆明之間開辟了一條轉(zhuǎn)運(yùn)戰(zhàn)略物資的空中通道——駝峰航線[8]。

3.2.3 討論、總結(jié)失事原因

（講解案例）主力機(jī)型：二戰(zhàn)時(shí)駝峰航線主力機(jī)型——C46型戰(zhàn)斗機(jī)（如圖1所示），為陸軍航空隊(duì)二戰(zhàn)中最大最重的雙發(fā)運(yùn)輸機(jī)，笨重難看，毛病百出，有時(shí)還需飛到24000英尺高空避開高山。

（講解案例）機(jī)型缺陷：油箱接頭密封差，泄漏不止；去霧器不正常，進(jìn)氣管塞滿冰；油管被氣化燃料空泡堵塞，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；油管斷裂，燃油噴灑到灼熱的發(fā)動(dòng)機(jī)殼上，造成起火、空中爆炸。

（講解案例）氣候條件：雨季下雨，能見度幾乎為零；多變的上升、下降氣流和強(qiáng)勁的季節(jié)風(fēng)；嚴(yán)重結(jié)冰，飛機(jī)被冰層包??；強(qiáng)勁逆風(fēng)，高達(dá)150公里/小時(shí)。

3.2.4 講解飛機(jī)飛行原理

以伯努利方程為基礎(chǔ)，詳細(xì)講解飛機(jī)前進(jìn)動(dòng)力，垂直升力的產(chǎn)生機(jī)理，加深對(duì)伯努利方程應(yīng)用場合的理解。

（講解案例）前進(jìn)動(dòng)力：二戰(zhàn)期間，軍用飛機(jī)以單翼螺旋槳飛機(jī)為主。飛行時(shí)，依靠單固定翼前端的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，向后擠壓空氣，空氣給螺旋槳反作用力，推動(dòng)飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。

（講解案例）機(jī)翼上、下表面微分別為弧面、平面，上表面距離長，下表面距離短。飛行時(shí)，空氣流經(jīng)機(jī)翼時(shí)間相同，上表面流速v1大于下表面流速v2。假設(shè)動(dòng)能修正系數(shù)基本為1。

（講解案例）飛機(jī)在幾千米甚至更高的高度飛行時(shí)，參考點(diǎn)1、2的高度差忽略，則兩點(diǎn)的位置水頭一致。

（講解案例）參考點(diǎn)1、2在同一緩變過流斷面上，能量損失基本忽略，則式（1）簡化為：

（講解案例）由于v1>v2，根據(jù)伯努利方程式可知，p1

4 橫向跨越案例式教學(xué)模式特點(diǎn)

（1）以學(xué)生興趣為導(dǎo)向 本教學(xué)模式以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主，教師將教學(xué)知識(shí)與學(xué)生興趣聯(lián)系起來，使學(xué)生覺得自己學(xué)的知識(shí)生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

（2）以工程實(shí)踐為依托 本教學(xué)模式以實(shí)際的工程實(shí)踐為依托，讓學(xué)生意識(shí)到流體力學(xué)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用非常重要，消除學(xué)生的“書本無用論”錯(cuò)誤意識(shí)，學(xué)習(xí)欲望大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果大大提高。

（3）以半自主學(xué)習(xí)為理念 本教學(xué)模式以培養(yǎng)學(xué)生半自主學(xué)習(xí)能力為目的，引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生自愿學(xué)習(xí)的欲望，發(fā)揮主觀積極能動(dòng)性，學(xué)習(xí)狀態(tài)及效果大大提升。

本教學(xué)模式的具體步驟、目的及特點(diǎn)如表1所示。

參考文獻(xiàn)：

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