金麗珠　嚴(yán)軍　高豪杰　熊永蓮

【摘 要】根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)實踐，分析我院能源動力工程專業(yè)“工程流體力學(xué)”課程定位及主要教學(xué)內(nèi)容。從加強(qiáng)過程控制的角度入手，以學(xué)生為主體和核心，根據(jù)學(xué)情因材施教，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，注重思維引導(dǎo)及學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，并提出教學(xué)改革的建議。

【關(guān)鍵詞】過程控制；工程流體力學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0171-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.075

【Abstract】According to the talent training goal and combining with teaching practice，the course orientation and main teaching contents of engineering fluid mechanics of energy power engineering specialty in our school were analyzed. Starting from the perspective of strengthening process control，taking students as the subject and core，teaching students according to their aptitude and learning situation，stimulating students' learning motivation，giving full play to students' subjective initiative，paying attention to the cultivation of thinking guidance and learning methods，and putting forward suggestions for teaching reform.

【Key words】Process Control；Engineering Fluid Mechanics；Course Reform

0 引言

流體力學(xué)是力學(xué)的重要分支，主要研究流體的力學(xué)運動規(guī)律及應(yīng)用。該課程運用了高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、大學(xué)物理等課程的知識點作為理論基礎(chǔ)，課程的理論性、抽象性均較強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度較大。對于我院能源與動力工程專業(yè)學(xué)生，數(shù)學(xué)推導(dǎo)部分僅要求掌握思路，重要公式要求掌握適用條件、物理意義、使用注意事項等內(nèi)容，側(cè)重于工程實際問題的解決[1]。

1 課程定位及主要內(nèi)容

《工程流體力學(xué)》是能源與動力工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體平衡、運動、能量轉(zhuǎn)換的一般規(guī)律和有關(guān)的基本概念與基本理論，學(xué)會必要的流體力學(xué)分析計算方法和一定的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新能力，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)、解決工程中的流體力學(xué)問題、獲取新知識和進(jìn)行科學(xué)研究提供必要的理論基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容主要包含流體及其物理性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)基礎(chǔ)、流體動力學(xué)基礎(chǔ)、量綱分析和相似原理、管內(nèi)流動的沿程及局部損失、管流的水力計算、理想流體有勢流動、邊界層理論及氣體的一維流動等。

2 教學(xué)改革與實踐

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師傳遞、學(xué)生接受為主，可使學(xué)生在短時間內(nèi)接受到完整、系統(tǒng)的知識點，但該方式為單向傳遞，不利于學(xué)生思維方式和學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)[2]。

拒絕“滿堂灌”的教授方式，以學(xué)生為主體，根據(jù)學(xué)情因材施教，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，注重思維引導(dǎo)及學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，將達(dá)到事半功倍的效果。

2.1 注重細(xì)節(jié)講解和思維引導(dǎo)

根據(jù)學(xué)情因材施教，授課過程中注重細(xì)節(jié)的講解，相關(guān)公式推導(dǎo)注重思維引導(dǎo)，要求學(xué)生掌握基本推導(dǎo)方法與思路，重點強(qiáng)化學(xué)生對公式的理解和應(yīng)用，對應(yīng)用時的注意事項逐一說明，重要內(nèi)容舉例講解，如控制體的選擇、公式的矢量性、方程的聯(lián)用等，提高學(xué)生工程實踐應(yīng)用能力和水平。如在恒定總流動量方程的應(yīng)用中，引導(dǎo)學(xué)生從實際問題入手，建立完整的分析體系：1）確定控制體；2）對控制體中和控制面上流體的受力進(jìn)行分析；3）建立坐標(biāo)系；4）建立動量方程（有時需聯(lián)合連續(xù)性方程、伯努利方程）；5）解方程；6）對于未知力，求解后需注意：如果所求未知力為負(fù)值，說明與原假設(shè)方向相反。另需注意所求的力是否為反作用力。通過思路的分析及應(yīng)用舉例，使學(xué)生快速掌握相關(guān)知識點的應(yīng)用方法。

2.2 教授學(xué)生理解記憶的方法

重難點公式的記憶采用理解記憶的方式，教授學(xué)生記憶方法，如在工程流體力學(xué)三大重要方程的講解中，注重從量綱角度引導(dǎo)學(xué)生理解并記憶公式，并掌握基本公式的適用條件、物理意義及幾何意義，為應(yīng)用打下堅實的理論基礎(chǔ)。

2.3 采用翻轉(zhuǎn)課堂形式，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式講解量綱分析法中的π定理：在前期教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生采用量綱分析法理解并記憶公式，引出幾個問題，請學(xué)生自主講解相關(guān)知識點，其他同學(xué)輔助提問，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。最后進(jìn)行點評和補(bǔ)充講解，幫助學(xué)生快速理解相關(guān)內(nèi)容。

2.4 注重習(xí)題強(qiáng)化

習(xí)題課的實施方法：1）布置相關(guān)章節(jié)的習(xí)題，采用隨堂測試并請學(xué)生自主講解的方式。實踐表明，經(jīng)過學(xué)生的思考，解題方法和思路均有所拓寬。2）隨堂測試并批改，成績計入平時成績，督促學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和效果。

2.5 采用獎勵機(jī)制激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力

獎勵機(jī)制主要體現(xiàn)在平時成績方面，上課主動回答問題，回答正確加5分，回答錯誤加3分，平時成績最終不高于100分，鼓勵學(xué)生主動發(fā)言，積極思考。

2.6 輔助提問

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，輔助提問式的教學(xué)方法可以提高學(xué)生上課的注意力；將重難點內(nèi)容通過課堂提問的方式進(jìn)行強(qiáng)化，督促學(xué)生及時復(fù)習(xí)，有利于學(xué)生清晰掌握重難點，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.7 及時處理疑難點

及時講解作業(yè)和習(xí)題課中存在的問題，批改作業(yè)時針對性進(jìn)行批注，對作業(yè)做的好的同學(xué)進(jìn)行課堂表揚，樹立典型和榜樣，激發(fā)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

2.8 注重實踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合

實驗過程中，通過講解和演示加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識點和設(shè)備的熟悉程度，繼而分組進(jìn)行實驗，過程中及時幫助學(xué)生解決實驗中的問題，要求每位學(xué)生查看過實驗數(shù)據(jù)，基本無誤后方可完成實驗離開。

2.9 課后輔導(dǎo)答疑

輔導(dǎo)答疑主要采用網(wǎng)絡(luò)答疑及課后答疑相結(jié)合的形式，效果較好。針對平時掌握情況較差的學(xué)生進(jìn)行集中輔導(dǎo)，梳理基本知識點，將課堂上講過的重難點再進(jìn)行羅列和重復(fù)講解，以期實現(xiàn)每位學(xué)生對重難點知識基本掌握到位。

2.10 引導(dǎo)學(xué)生主動了解學(xué)科前沿及工程實踐應(yīng)用案例

課程講授過程中，除主要內(nèi)容的講解及案例分析外，輔助參考文獻(xiàn)供學(xué)生課后閱讀學(xué)習(xí)。如講解伯努利方程方程時，除工程實際案例的分析和講解外，推薦學(xué)生閱讀楊中華等[3]的文獻(xiàn)“伯努利方程在燃油供給系統(tǒng)中的應(yīng)用”，該案例與學(xué)院能源與動力工程專業(yè)的培養(yǎng)方向緊密結(jié)合，講解了有/無回油燃油系統(tǒng)中伯努利方程的實際應(yīng)用，既幫助學(xué)生了解了學(xué)科前沿發(fā)展現(xiàn)狀，又鞏固了理論知識，且增加趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，挖掘?qū)W生的科研能力。

3 實踐效果及反思

本課程的教學(xué)注重教與學(xué)的過程，從學(xué)生的平時表現(xiàn)看，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性較高，主動回答問題且平時提問的同學(xué)較多。從考試的結(jié)果中反映出，所帶班級卷面成績的平均分分別為75.68和77.40，標(biāo)準(zhǔn)差分別為10.44和8.53，教學(xué)、考試狀態(tài)良好。

現(xiàn)有的考核方式中，實驗成績占10%，課堂成績占90%，課堂成績中平時成績占30%，期末成績占70%。今后可在合理范圍內(nèi)，適當(dāng)提高平時成績的占比，以學(xué)促考，營造良好的學(xué)風(fēng)，發(fā)揮過程控制的積極作用。

目前我院《工程流體力學(xué)》實驗課程開設(shè)的主要實驗項目有：雷諾實驗、管路沿程阻力及局部阻力實驗等。由于實驗設(shè)備及指導(dǎo)教師人數(shù)等方面的限制，現(xiàn)有實驗均為驗證性實驗，無法開設(shè)相關(guān)設(shè)計性實驗項目，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力[4]。

課程建設(shè)方面，目前我院《工程流體力學(xué)》課程開設(shè)班級較少，未能形成較系統(tǒng)的課程研究體系，今后將努力創(chuàng)建課程團(tuán)隊，加強(qiáng)精品課程及特色教材建設(shè)，增加工程實踐案例，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

大學(xué)生除了學(xué)習(xí)知識，更重要的是找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，因此，授課過程中的思維引導(dǎo)至關(guān)重要，加強(qiáng)過程控制，可以幫助學(xué)生注重學(xué)習(xí)過程中的思維方式、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，不論是知識抑或?qū)W習(xí)方法的高效應(yīng)用，均可為成為高水平應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱智瑩.《工程流體力學(xué)》教學(xué)方法探討[J].教育教學(xué)論壇，2017，（2）：150-151.

[2]朱兵，孫曉晶，黃典貴."工程流體力學(xué)"的課堂教學(xué)模式思考[J].高教學(xué)刊，2016，（21）：86-87.

[3]楊中華，李懷軍，梁濤，等.伯努利方程在燃油供給系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2017，（10）：132-135.

[4]陳俊俊，龐赟佶，王曉彤，等.建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)《流體力學(xué)》課程實驗改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2016， （16）：225-226.