馬秀勤，晉芳偉

（貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700）

1 引言

《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程是機(jī)械工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是后續(xù)液壓類課程的先修課程，可為學(xué)生畢業(yè)后從事流體機(jī)械、能源機(jī)械的設(shè)計(jì)研發(fā)打下一定的基礎(chǔ)。通過對(duì)近年來《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》及相關(guān)課程的追蹤，發(fā)現(xiàn)“以課程內(nèi)容為中心”的教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要[1-3]。由于課時(shí)少、教學(xué)模式單一陳舊、教材與教學(xué)內(nèi)容選取科學(xué)性合理性不足、學(xué)生對(duì)課程定位不清等因素的影響，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性動(dòng)力性不足，教師教學(xué)熱情衰減的局面。尤其是隨著高校擴(kuò)招，學(xué)生生源素質(zhì)有所下降，該問題越發(fā)凸顯。

OBE的哲學(xué)思想是“以學(xué)生為本”，“以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向”[4-5]，將教育的焦點(diǎn)集中在學(xué)生受教育后的效果上，更符合應(yīng)用型本科院校的發(fā)展要求[6-8]?；诔晒麑?dǎo)向進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)和教學(xué)過程的實(shí)施，完全不同于傳統(tǒng)的以“教師講授、內(nèi)容為本”的教學(xué)模式，在提高教學(xué)效果上具有明顯優(yōu)勢(shì)[9-10]。筆者對(duì)2016級(jí)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行問卷調(diào)查，然后進(jìn)行學(xué)情分析，根據(jù)OBE理念，對(duì)2017級(jí)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程進(jìn)行改革。

2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

為準(zhǔn)確了解《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，清晰把握學(xué)生對(duì)該課程的意見和建議，為課程的教學(xué)改革指明方向，以2016級(jí)學(xué)生為調(diào)研對(duì)向，開展《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》的課程匿名問卷調(diào)查。學(xué)生人數(shù)共計(jì)176人，收回有效問卷164份，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，獲取學(xué)情信息。

2.1 理論繁多難度大

《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程理論知識(shí)多且抽象，學(xué)習(xí)難度較大。課程對(duì)數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)要求較高，若學(xué)生先修課程基礎(chǔ)不牢，則學(xué)習(xí)難度更大。表1中，90.85%的學(xué)生認(rèn)為課程教材相對(duì)于其他課程難度很大，37.80%的學(xué)生上課聽不懂，44.51%的學(xué)生認(rèn)為該門課程在該學(xué)期所開課程中難度最大。通過深入了解，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在開學(xué)初對(duì)本課程的期待值并不低，但是隨著學(xué)習(xí)的深入，發(fā)現(xiàn)要學(xué)懂新的知識(shí)所花費(fèi)的時(shí)間和精力更多，且收效甚微。久而久之，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，也打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。

表1 課程學(xué)習(xí)難度

2.2 無良好學(xué)習(xí)習(xí)慣、方法低效

從表2可知，14.02%的學(xué)生從未在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，79.88%的學(xué)生偶爾進(jìn)行預(yù)習(xí)，可見，大部分學(xué)生并未形成課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣。每次課結(jié)束后進(jìn)行復(fù)習(xí)的學(xué)生比例不到10%。除上課時(shí)間外，66.39%的學(xué)生每周在本課程上花費(fèi)的時(shí)間不足2小時(shí)，經(jīng)常與老師或同學(xué)交流的比例只有3.36%，近30%的同學(xué)從未與老師或同學(xué)交流過本課程的學(xué)習(xí)。從數(shù)據(jù)來看，大部分學(xué)生并未形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)生在中小學(xué)階段未能形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也未掌握行之有效的學(xué)習(xí)方法。到大學(xué)之后，由于缺乏老師的指導(dǎo)、對(duì)專業(yè)認(rèn)知不清晰、對(duì)個(gè)人與專業(yè)的定位不準(zhǔn)確，以及個(gè)人自制力薄弱不能長期堅(jiān)持等原因，導(dǎo)致在大學(xué)期間培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣越發(fā)困難。

表2 學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法

此外，該課程還有課時(shí)數(shù)少、工程案例較少、課程與專業(yè)聯(lián)系不緊密、考核評(píng)價(jià)方式單一等問題。課時(shí)數(shù)少導(dǎo)致每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解時(shí)間短，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，難以快速把前期知識(shí)和新知識(shí)聯(lián)系起來，從而更好地理解新知識(shí)。工程案例較少，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)純理論知識(shí)，枯燥乏味，不能很好地實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的應(yīng)用，使學(xué)生的工程分析能力和工程思維的培養(yǎng)訓(xùn)練受到限制?？己嗽u(píng)價(jià)方式單一，“一考定音”的考核評(píng)價(jià)機(jī)制缺乏科學(xué)性，沒有突出對(duì)學(xué)習(xí)過程的考核。

3 教學(xué)改革措施

對(duì)2016級(jí)學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，大部分學(xué)生未能形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也沒有掌握行之有效的學(xué)習(xí)方法，認(rèn)為教材難度大、理論知識(shí)過多、與專業(yè)聯(lián)系不緊密，期待考核評(píng)價(jià)方式能得到改進(jìn)。鑒于此，為切實(shí)提高教學(xué)效果，從以下方面對(duì)2017級(jí)學(xué)生開展《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。

3.1 修訂教學(xué)大綱

結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，根據(jù)OBE理念，本著“夠用、實(shí)用”的基本原則，對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，明確課程定位和教學(xué)內(nèi)容，突出課程與專業(yè)的聯(lián)系。將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容調(diào)整為：流體力學(xué)基本知識(shí)；流體靜力學(xué)；流體流動(dòng)的基本知識(shí)；流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)；相似理論與量綱分析；流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)；典型流體機(jī)械；傳熱學(xué)基礎(chǔ)；流體流動(dòng)傳熱軟件介紹；流體流動(dòng)傳熱案例分析。調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容包括流體力學(xué)、傳熱學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，增加流體機(jī)械部分以突出課程與專業(yè)的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生對(duì)該課程與機(jī)械專業(yè)的聯(lián)系有更清晰的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，補(bǔ)充了流體流動(dòng)傳熱分析軟件的介紹以及案例，引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)分析方法，將流體力學(xué)與傳熱學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。

3.2 教材選擇

教材的選取緊密結(jié)合教學(xué)大綱的要求，突出“思想性、科學(xué)性、先進(jìn)性、啟發(fā)性、適用性”的原則。此外，教材的選取還應(yīng)考慮學(xué)生的基礎(chǔ)，不宜選用太過簡(jiǎn)略或理論性太過深入的教材。教材中突出工程案例，以便訓(xùn)練學(xué)生的工程思維，并且將理論知識(shí)與實(shí)際工程案例相結(jié)合，以達(dá)到學(xué)以致用的目的。由于市面上還未出現(xiàn)將流體力學(xué)、傳熱學(xué)、流體機(jī)械、流動(dòng)傳熱分析軟件等知識(shí)整合的教材，因此，2017級(jí)教材以《流體力學(xué)與流體機(jī)械》為基本教材，同時(shí)選取《傳熱學(xué)》和《ANSYS熱分析教程與實(shí)例解析》的部分章節(jié)作為教學(xué)內(nèi)容。

3.3 教學(xué)過程

教學(xué)過程中注意指導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣?？紤]到學(xué)生數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)較弱，講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)盡量放慢速度，指導(dǎo)學(xué)生回顧之前所學(xué)知識(shí)并與現(xiàn)在所學(xué)知識(shí)相聯(lián)系，以便更好地將新知識(shí)講透徹。教學(xué)中注重應(yīng)用多媒體技術(shù)，提高知識(shí)的可視化。除經(jīng)典案例外，將科研成果以案例形式引入，增加案例分析，開展提問或短時(shí)討論，提高學(xué)生課堂參與度，引導(dǎo)學(xué)生思考。

3.4 考核評(píng)價(jià)

考核包括平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)。平時(shí)成績(jī)由作業(yè)、課堂提問、課堂討論、期中測(cè)試、小論文等構(gòu)成。豐富平時(shí)成績(jī)的考核內(nèi)容及形式，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)過程的考核，最終形成多角度的課程綜合性考核評(píng)價(jià)。作業(yè)追求質(zhì)量，力求每道題都來自于工程案例；課堂提問和討論提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度及思考深度；通過期中測(cè)試及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，以便及時(shí)調(diào)整后半期教學(xué)方式并對(duì)學(xué)習(xí)困難學(xué)生進(jìn)行幫扶，確保教學(xué)效果；鼓勵(lì)學(xué)生撰寫小論文，應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)分析軟件對(duì)某流動(dòng)傳熱現(xiàn)象進(jìn)行模擬分析，提升學(xué)生工程建模、分析和應(yīng)用的能力。期末采取閉卷形式考試，命題依據(jù)畢業(yè)能力要求指標(biāo)，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的考核。

4 結(jié)果與分析

4.1 期末問卷調(diào)查

期末對(duì)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括個(gè)人自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度、個(gè)人對(duì)本課程學(xué)習(xí)情況滿意度等6項(xiàng)內(nèi)容，如圖1所示。

圖1 學(xué)生自評(píng)六項(xiàng)指標(biāo)達(dá)成度

（1）個(gè)人對(duì)本課程學(xué)習(xí)情況滿意度：69.82%的學(xué)生自己的學(xué)習(xí)情況滿意，部分學(xué)生雖然自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度較低，但對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)情況持滿意態(tài)度，可見其對(duì)個(gè)人學(xué)習(xí)效果期待值不高；8.86%的學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況不滿意，其比例與上述自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度低于60分的比例基本一致。少部分學(xué)生培養(yǎng)自己良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的動(dòng)力不足，未能夠長期堅(jiān)持預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等，基礎(chǔ)薄弱加上學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致越差越不想學(xué)，越不想學(xué)就越差。對(duì)這類學(xué)生要予以特別關(guān)注，及時(shí)幫扶。

（2）個(gè)人自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度：54.46%的學(xué)生對(duì)個(gè)人本課程的目標(biāo)達(dá)成度評(píng)分為70分以上，大部分學(xué)生自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度較好；38.4%的學(xué)生評(píng)分60-70分，屬于基本達(dá)標(biāo)；7.14%的學(xué)生自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度低于60分，屬于未達(dá)標(biāo)。該結(jié)果一方面與生源質(zhì)量有關(guān)，同時(shí)也與學(xué)生日常的學(xué)習(xí)習(xí)慣有關(guān)系。部分學(xué)生雖然在初期樹立了較高的目標(biāo)，但是在執(zhí)行過程中未能堅(jiān)持到最后，導(dǎo)致個(gè)人自評(píng)目標(biāo)達(dá)成度較低。今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，幫助他們培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的答疑和輔導(dǎo)工作。

（3）教材選?。?1.43%的學(xué)生對(duì)教材的選取持滿意態(tài)度，25%的學(xué)生比較滿意，3.57%的學(xué)生對(duì)教材選取不滿意?？梢姡滩牡倪x取符合大部分學(xué)生的需求，但后續(xù)應(yīng)繼續(xù)與時(shí)俱進(jìn)，將專業(yè)領(lǐng)域的新發(fā)展成果引入教材，對(duì)教材進(jìn)行再加工，形成更適合學(xué)生的校本教材。

（4）工程案例的引入方面：91.07%的學(xué)生認(rèn)為工程案例的引入對(duì)本課程的學(xué)習(xí)較為有幫助，只有極少數(shù)1.79%的學(xué)生認(rèn)為沒有幫助。工程案例的引入，可以幫助學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生工程分析能力，訓(xùn)練學(xué)生的工程思維，這一點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)保持。同時(shí)，應(yīng)注重工程案例選取的科學(xué)性，遵循從易到難、由簡(jiǎn)到繁的原則，循序漸進(jìn)。

（5）課程對(duì)以后工作的幫助：58.04%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)了該門課程對(duì)以后的工作有比較高的幫助，37.5%的學(xué)生認(rèn)為該課程對(duì)以后工作的幫助程度一般，4.46%的學(xué)生認(rèn)為該課程對(duì)以后工作沒有多大的幫助。今后授課過程中還應(yīng)進(jìn)一步給學(xué)生做好課程定位，強(qiáng)化課程的基礎(chǔ)性。結(jié)合本課程與后續(xù)課程，梳理本課程與學(xué)生意向崗位或者可能從事的崗位工作之間的聯(lián)系，增進(jìn)學(xué)生的課程認(rèn)同感。

（6）考核環(huán)節(jié)：79.47%的學(xué)生持滿意態(tài)度，即多元化的考核方式更能贏得大部分學(xué)生的青睞。2.68%的學(xué)生對(duì)多元化考核方式并不滿意，可能現(xiàn)行考核方式并未能夠全面地兼顧到每個(gè)人，讓每個(gè)學(xué)生都有“出彩”機(jī)會(huì)，今后還需對(duì)考核方式進(jìn)行優(yōu)化。

4.2 考核結(jié)果對(duì)比

2016級(jí)、2017級(jí)學(xué)生期末總評(píng)成績(jī)各分?jǐn)?shù)段的百分比如圖2所示。從表中可看出，90-100分的優(yōu)秀等次比例從教改前的1.17%提高到4.31%，良好等次比例由34.71%提高到37.71%，中等等次比例由42.29%提高到47.11%，合格等次比例從13.86%降低到4.96%，不合格等次比例從7.97%降低到5.89%。通過進(jìn)行OBE教學(xué)改革，取得了一定的成效。

圖2 教改前后期末總評(píng)成績(jī)對(duì)比

4.3 畢業(yè)要求達(dá)成度對(duì)比

課程所支撐的畢業(yè)要求達(dá)成度一方面可以反映出課程目標(biāo)的達(dá)成情況，另一方面還可以體現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)結(jié)果的合理性、科學(xué)性和有效性。H代表支撐力度高，M代表支撐力度中等，L代表支撐力度低。根據(jù)培養(yǎng)方案，流體力學(xué)與傳熱學(xué)課程對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求主要有三項(xiàng)，即：工程知識(shí)、問題分析、終身學(xué)習(xí)。該課程是典型的工科課程，工程應(yīng)用性強(qiáng)，學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能應(yīng)用專業(yè)術(shù)語對(duì)本課程相關(guān)的工程問題進(jìn)行正確的表述，能對(duì)復(fù)雜的流體傳熱問題進(jìn)行判斷并通過工程建模對(duì)其求解。在課程的學(xué)習(xí)過程中，訓(xùn)練學(xué)生的工程思維能力，讓學(xué)生掌握工程問題的求解方法，初步掌握流體流動(dòng)傳熱的分析軟件的基本步驟，從而為今后從事流體機(jī)械、能源機(jī)械等的設(shè)計(jì)研發(fā)打下基礎(chǔ)。

表3 畢業(yè)要求達(dá)成度

表3是2017級(jí)學(xué)生課程畢業(yè)要求達(dá)成度，從表中可知，學(xué)生工程問題表述達(dá)成度為76.28，思維能力方法達(dá)成度71.54，復(fù)雜問題判斷達(dá)成度87.49，均超過預(yù)期值，主要得益于在課程教學(xué)過程中工程案例的引入、講解，課堂上開展短時(shí)有效討論，讓學(xué)生嘗試以理論知識(shí)去剖析工程問題，鍛煉了學(xué)生的思維能力。復(fù)雜問題的判斷方面，主要體現(xiàn)在流體流動(dòng)傳熱問題的分析判斷，從簡(jiǎn)單的單一傳熱方式到熱流固的多場(chǎng)耦合，循序漸進(jìn)，以案例為導(dǎo)向，讓學(xué)生掌握復(fù)雜流體傳熱的判斷依據(jù)。工程建模求解達(dá)成度70.42，應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)66.37，均未達(dá)到預(yù)期值，原因主要有：（1）學(xué)生數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，難以將工程問題用數(shù)學(xué)語言表述，提煉出數(shù)學(xué)模型；（2）課程學(xué)時(shí)數(shù)較少，用于學(xué)習(xí)流體傳熱工程建模和分析軟件的學(xué)時(shí)非常有限，學(xué)生課后主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)軟件的動(dòng)力不足，未能較好地掌握先進(jìn)的計(jì)算分析軟件以應(yīng)對(duì)可能的未來職業(yè)挑戰(zhàn)；（3）應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)能力應(yīng)從學(xué)生就業(yè)角度以及勝任工作崗位角度評(píng)判會(huì)更加科學(xué)合理，可進(jìn)一步對(duì)已畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)進(jìn)行追蹤，通過了解流體力學(xué)與傳熱學(xué)的相關(guān)知識(shí)在已畢業(yè)學(xué)生所從事工作中的應(yīng)用，結(jié)合這類案例給學(xué)生講解。將教學(xué)與就業(yè)相結(jié)合起來，更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)崗位工作，將知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q問題應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的能力。

5 結(jié)束語

本文通過問卷調(diào)查獲取了學(xué)生在學(xué)習(xí)《流體力學(xué)與傳熱學(xué)》過程中反饋的問題，并對(duì)這些問題進(jìn)行逐一分析，結(jié)合OBE理念，對(duì)存在的問題制定有針對(duì)性的教學(xué)改革措施，并對(duì)流體力學(xué)與傳熱學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，教學(xué)改革與實(shí)踐的效果通過學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成度來表征。實(shí)踐結(jié)果表明，通過教學(xué)改革，期末考核成績(jī)優(yōu)秀率提高3.14%，中-良率提高7.84%，不合格率降低2.06%，教學(xué)效果較教改前有所提高。主要原因在于教改過程中考慮了學(xué)生的個(gè)體差異性、加強(qiáng)了過程性考核，有效避免了從某方面進(jìn)行單一考核決定學(xué)生課程學(xué)習(xí)成績(jī)的不合理性。通過將最終成績(jī)分解成若干不同的模塊，每個(gè)模塊的成績(jī)權(quán)重不同，這樣若學(xué)生某部分得分不高，但是其他某部分得分很高，由于權(quán)重的不同，學(xué)生成績(jī)受影響的程度也有所不同，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生以其優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)其不足，從而整體成績(jī)有所提升。課程支撐的畢業(yè)要求中，工程問題表述、思維能力方法、復(fù)雜問題判斷均超過預(yù)期達(dá)成度，但工程建模求解、應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)成度低于預(yù)期值，后續(xù)教學(xué)改革應(yīng)在繼續(xù)鞏固已達(dá)成指標(biāo)的基礎(chǔ)上，努力促進(jìn)未達(dá)成指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。