郭 攀,史洪偉,劉程成,卞振濤
(宿州學院 化學化工學院, 安徽 宿州 234000)
流體力學是過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)核心課程,既有基礎學科的性質,又有鮮明的應用學科的特點,而工程流體力學則更側重于應用學科的特點,是過程裝備與控制工程專業(yè)的重要核心課程之一,它的任務是讓學生掌握流體力學的基本原理、基本方法及其在工程實際問題中的應用,從而為分析研究本專業(yè)中的流體流動規(guī)律及其相關傳遞過程。并且,為后續(xù)的相關課程的學習和設計開發(fā)新型高效的過程裝備奠定必備的基礎。
本課程總學時是40學時,過程裝備與控制工程專業(yè)也是側重于工程實際應用,學生現(xiàn)階段已經學習過《工程力學》《機械原理》等基礎課程,具有《工程流體力學》課程學習所需的知識儲備,目前的教學條件包括電子書,課程教學模型,課件以及相關線上教學平臺。
課前,將課件發(fā)送給學生,讓學生首先了解本節(jié)課的學習目標,學生可以有的放矢的進行預習,提高課堂學習效率。在本節(jié)課堂上需要注意的問題有:(1)流體無確切形狀,在流動過程中流體除了平動和轉動外還有連續(xù)不斷的變形,故運動的描述還要考慮其變形與時間的關系,即變形速率問題;(2)由于變形連續(xù)不斷,流場中任一團流體的邊界形狀隨時在變,跟蹤識別困難,故流體動力學研究不便于像缸體動力學那樣以流體團為對象進行跟蹤研究,而通常是采用所謂的控制體方法。
在課程講解的過程中,可以將目前疫情中比較重要的醫(yī)療設備,比如呼吸機作為引子,講解呼吸機中所用到的流體力學的知識,甚至用到的過程裝備與控制工程專業(yè)的主要設備,并通過介紹師姐呼吸機的生產規(guī)模及中國的生產規(guī)模,中國在這個領域所占的比重以及中國醫(yī)院擁有呼吸機的數量等,讓同學們了解中國的制造行業(yè),愛上中國的制造行業(yè),進一步增強強對本專業(yè)的學習興趣。
本課通過學習通平臺點名,發(fā)布課件,課程視頻,課程任務及課后作業(yè)布置和批改等進行系統(tǒng)的管理,通過騰訊會議軟件進行課程的直播,以保證學生課前預習有材料,目標明確;課堂上課模擬線下,有效互動;課后作業(yè)按時完成,高效反饋。
通過本節(jié)課的學習,讓同學們學到流體在流場中如何的變形,我們可以用哪些方法對流體進行跟蹤研究,搞清楚每一種方法的優(yōu)缺點以及適合應用的場景,掌握流場流動的分類和描述流體運動的方法。
將流體力學與醫(yī)療設備的生產、應用相結合,使同學們更加了解本門課程,甚至本專業(yè)在整個制造業(yè)中扮演的角色,更讓其了解到中國作為世界工廠的制造能力,并將其引領到愛上制造業(yè)的正確道路上,為以后進入中國制造,愛上中國制造,加強中國制造提供后備力量,進而借此培養(yǎng)學生的愛國精神。
疫情時期的見面課也應該是以學生為主的方式,不應還是傳統(tǒng)的灌輸式教學,因為學生已經在線學習過了,他們需要更深層次的課堂提升和內容擴展。
課程開始前,提前幾天發(fā)布學習任務,將接下來課程學習的時間,任務、內容以及預期達到的目標發(fā)布。如圖1是在學習通平臺上進行發(fā)布學習通知。學生在收到通知以后,明確了自己的學習內容和目標,接著就需要發(fā)布一些學習資源,以利于課前預習。如圖2所示是線上課程發(fā)布,這個課程可以按照需要設置開放時間,在統(tǒng)計中還會顯示學生的學習率,每個學生學習了多少,是否所有的學生都完成了學習。
圖1 課前及時發(fā)布學習通知
圖2 線上發(fā)布課程
課前在網絡教學平臺上進行課件發(fā)布,線上教學視頻的發(fā)布,這些都為學生的課前預習提供了學習材料,這些資源放在哪?發(fā)郵件、微信或網盤鏈接給學生是一種辦法。更合理的方法是到在線平臺建設一門課,把這些資源按照章節(jié)各就各位,構建一個完整的有結構、有邏輯關系的課程資源網。在這里,學生可以看課、答疑、交作業(yè);教師可以發(fā)布通知、更新資源、答疑解惑、批改作業(yè)、監(jiān)督學生學習進度和效果。師生實施的一切教學活動都會留有記錄,方便學生復習、教師督學和教學督導。
除了在學習通平臺上發(fā)布學習材料以外,還會有線上實時互動,模擬線下課堂的直播課程,通過騰訊會議、QQ群等軟件,與學生們一起學習,通過教師直播,可以通過騰訊會議進行線上提問,線上課堂與線下基本同步。
在上課前十分鐘,通過學習通簽到的方式進行考勤,考勤方式為線上拍照簽到,這樣,不僅可以檢查學生的簽到情況,還可以通過簽到圖片判斷學生當是否在認真學習。通過學生的簽到情況一覽,我們可以點開其中一位同學的簽到圖片,判斷其是否在聽課狀態(tài),然后在騰訊會議中通過點名或者提問的方式檢查學生狀態(tài)。課堂教學中,更加注重學生的學習情況,通過實時反饋可以及時了解到學生知識的學習情況,比如有的知識點有的同學可能沒有完全聽懂,這樣的地方我可以重復講解,有的知識點屬于重點難點,可以通過線上課堂進行重點講解,使得難易結合、重點突出。
課后,學生們針對根據課堂上的難點重點進行整理筆記,有的地方不太懂的可以通過QQ向老師詢問,也可以通過學習通上的錄播視頻反復觀看。在線上教學結束以后,通常會在學習通平臺上再適當的布置一些作業(yè)。各種測試和活動是作為過程性評價的重要依據,這些環(huán)節(jié)還會起到激勵學習的作用,讓學生跟得上。因為強調學生自主性、選擇性學習,學習視頻和課件環(huán)節(jié)是不必考核的,課前測和單元測試都會對知識點有考核,并計入總評成績。這樣會督促學生主動學習,如圖3所示是線上作業(yè)管理。
通過學習通平臺上的作業(yè)發(fā)布功能,可以查看學生作業(yè)的具體情況,有多少沒交作業(yè),每個學生的作業(yè)做了多少分,每一題的得分率是多少,都一目了然??梢酝ㄟ^作業(yè)得分的分布情況了解學生對各個知識點的掌握,還可以根據這些對學生的平時表現(xiàn)進行打分,這也是期末平時成績評判的重要參考。
圖3 學生線上作業(yè)管理
本次課堂通過課前課件、視頻等學習資料的發(fā)布,線上直播課以及課后作業(yè)的反饋,組成了一個其實可行的閉環(huán)。從課前預習到課堂直播教學,再到課后學習效果的反饋,整個過程互相銜接,較好的結合在一起,形成一套完整有效,有序可循,容易復制的教學方法。
線下環(huán)節(jié)中見面課由學生報告(或分組討論)、課前測、教師串講和師生互動構成。根據課程內容的難易程度,線上課程采取三種模式開展與線下課程轉化(圖4)。線下課堂形式由內容決定,內容由難到易,見面課的方式由傳統(tǒng)課堂-分組討論-學術報告進行改變。內容越簡單,學生支配權越大;內容越難,教師主導地位增加。疫情時期的見面課也應該是以學生為主的方式,不應還是傳統(tǒng)的灌輸式教學,因為學生已經在線學習過了,他們需要更深層次的課堂提升和內容擴展。圖4 也描述了線下課堂三種模式用線上方式替代的方法。
教師串講要講清碎片化的知識之間的內在邏輯關系,引導學生對基礎知識的整體理解。教師串講由教師錄制視頻上傳在線平臺,供學生學習。 如圖5是學生各學習任務點的完成情況,從圖片數據可以看出絕大多數同學都能保質保量的學習視頻中的知識。
報告(或分組討論)由學生通過課堂講解和其他同學提問的方式進行課堂評比,講述角度多樣,伴有個人見解。報告要求邏輯清晰、表達準確、內容有提升。分組討論要求教師課上在原有討論題目上提升深度講解或要求不同組學生用自己講解的理論解釋對方的現(xiàn)象并對比結果等方式提高學生理解深度。這個環(huán)節(jié)是可以通過在線直播課來實現(xiàn);也可以由語音 + PPT 錄屏視頻,供師生平臺學習,結合微信或討論區(qū)討論。 如圖6是學生學習的反芻比,通過顏色可以看出學生對線上視頻的利用情況,從圖片數據可以看出效果顯著。
圖4 課程中線下課堂三種模式轉化為線上方式
圖5 學生各學習任務點的完成情況
圖6 學生學習的反芻比
課前測利用智慧教學互動工具測試自學內容,督促學生自我學習,實時反饋學生自學情況,供教師調整串講的內容。
作業(yè)增加學生自己批改和小組內互相批改環(huán)節(jié);期中測試,督促和檢查學生學習情況。 自從開課以來,已經布置6次作業(yè),從圖3中可以看出學生作業(yè)的上交情況,上交率如表1 所示。通過圖7可以看出,學生的題目完成情況較好,最低的正確率在61%,而且只有第三項,其余的均在90%以上,說明學習效果良好,知識點的大多都已掌握,并能進行相應的運用。
表1 學生作業(yè)上交率
圖7 學生作業(yè)完成情況統(tǒng)計
通過以上教學過程和統(tǒng)計數據,基本實現(xiàn)了以下目標:(1)為學生提供豐富的學習資源,實現(xiàn)了利用線上和線下的資源,讓學生有所學;(2)課堂上學生積極參與課堂直播教學,先導課,開學第一課進行班級內分組、公布學習進度和任務,報告題目落實到學生。組織線上和線下的活動,讓學生有所問 ;(3)建立評價學生掌握知識程度和應用知識能力的多元考核辦法,使考核評價環(huán)節(jié)更具客觀性、可靠性和全面性,注重學習過程中的考核評價,讓學生跟得上。
隨著時代的發(fā)展,如何有效地將線下教學質量監(jiān)控運用到教學基本狀態(tài)數據中來是目前高校共同的話題。由于教學基本狀態(tài)數據是隨著教學計劃和教學改革不斷發(fā)展變化的,所以對教學質量的監(jiān)控也是一個不斷實踐探索、不斷完善創(chuàng)新的過程。為此,本校以“長期、常態(tài)、長效”作為保障和提高教學質量的思路,在不斷完善線上數據庫系統(tǒng)的基礎上,充分利用教學數據庫中數據資源的特征和優(yōu)勢,并積極應用到教學質量管理之中,提高工作效率,確保對數據的準確性、安全性、實效性和高效性,為線下教學質量監(jiān)控提高有力保障。形成了一套系統(tǒng)化、規(guī)范化、科學化和人性化的管理制度體系,該體系的形成有利于自我診斷、有效管理,推動學校全面發(fā)展和信息接軌,使原來的“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”的隱形教學質量監(jiān)控狀態(tài)變?yōu)榭梢暬?、清晰化、透明化、公開化、資源共享化。