王任遠　張敏

摘 要：通過分析流體力學與傳熱學課程在教學中存在的問題，針對這些問題探討了該課程在教學過程中的一些具體做法，認為可從制訂與專業(yè)適宜的教學大綱、梳理教學內容、選擇合理教學方式、優(yōu)化考核機制等方面入手，對該課程的教學實踐過程有一定的參考價值。

關鍵詞：新工科 流體力學與傳熱學 教學改革

Discussion on Teaching Reform of Fluid Mechanics and Heat Transfer under the New Engineering Background

Wang Renyuan，Zhangmin

Abstract：The problems existing in teaching the course of fluid mechanics and heat transfer are analyzed， then some specific practices of the course are discussed to solve these problems. The discussion contains revising teaching syllabus to suite for the different majors， organization of teaching content， selecting reasonable teaching methods， optimizing assessment and evaluation， which have certain reference value for the teaching practice in fluid mechanics and heat transfer course.

Key words：new engineering， fluid mechanics and heat transfer， teaching reform

隨著世界科技和經濟的發(fā)展，為主動應對新一輪科技革命與產業(yè)變革，教育部積極推進“新工科”建設，而建設和發(fā)展新工科的基礎和核心在于學科體系中具體的課程[1]。流體力學與傳熱學基礎課程是機類、近機類專業(yè)開設的學科基礎必修課，是后續(xù)專業(yè)課程的基礎課程之一，在課程體系中有重要的地位。然而，流體力學與傳熱學基礎是一門理論性非常強的基礎性學科，具有學科交叉、知識融合的特點，專業(yè)開設需要強調工程應用背景及解決實際工程問題的能力[2]。因而如何在新工科背景下構建與工程實際結合的教學內容成為該課程改革的首要任務，同時，還要改變教育觀念處理好教與學的關系、建立過程性評價貫穿于學習全過程，使課堂教學煥然一新，提高學生學習熱情及學習效果。

1 教學中存在的問題分析

流體力學與傳熱學基礎具有理論性強、公式多、物理數學知識運用多，內容抽象不容易掌握特點[3]，學習效果不理想，結合教學中的實際情況，存在以下問題：

1.1 流體力學與傳熱學相互獨立，缺乏聯系

流體力學與傳熱學基礎包括流體力學和傳熱學，流體力學是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學，傳熱學是研究熱量傳遞現象和規(guī)律的科學，是大學理工科專業(yè)的技術基礎課，單門具有內容完整、邏輯嚴密、體系科學的特點，而兩門課程作為一門課程時，相互獨立，缺乏聯系。

1.2 教學內容理論多且難，實踐與應用更是難上加難

流體力學與傳熱學基礎雖然研究的是生活中常見的現象和規(guī)律，但這些現象和規(guī)律難以用簡單易總結的理論表述;課程中涉及到的概念、理論抽象不易完全明白，公式難以在腦海中構造出準確的模型，理解起來抽象，導致學生缺乏自主學習的興趣。即使課堂上通過記憶應對文字題目或者考試，但在實際生產、生活中仍無具體概念，在實踐中應用更是難上加難，這與新工科教學目的相違背。

1.3 專業(yè)方向多，缺乏針對性

目前，我校開設本課程的專業(yè)有：車輛工程、機械電子工程、智能制造工程、機械設計制造及其自動化等，而不同專業(yè)方向對本課程知識需求側重點不同，該如何針對性安排教學內容和課時量是不容易把握好的問題。

流體力學與傳熱學基礎課程迫切需要以專業(yè)應用能力培養(yǎng)為主線，按專業(yè)特點組合課程內容，設置課程教學內容體系，將理論教學與實際應用進行整合，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與工程應用能力，形成新課程教學體系，切實培養(yǎng)學生解決問題能力、加強學生的工程應用能力和創(chuàng)新意識。

2 教學改革方案

為了提高教學質量，使學生達到新工科要求，滿足工程需要，結合同類高校教師的教學改革經驗[4-8]，從修改教學大綱、梳理教學內容、選擇合理教學方式、優(yōu)化考核機制等方面開展課程改革。

2.1 教學內容改革

2.1.1 修訂與專業(yè)相適宜的教學大綱

教學大綱是課程的教學綱要，包括教學目的、要求、內容及課時分配等，而與專業(yè)相適宜的教學大綱，主要體現在本課程教學內容與后續(xù)核心課程的聯系。車輛工程后續(xù)核心課有發(fā)動機原理、汽車制造工藝學等，流體力學在車輛專業(yè)上的應用主要體現在流體動力學方面，在傳熱學上主要體現在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)上和制造過程刀具材料的控溫控制。因此，在教學大綱中依據汽車制造外形及內部布置等方面的內容，讓學生重點掌握流體靜力學中基本概念，流體動力學中的阻力計算;傳熱學部分介紹傳熱的基本方式與傳熱過程等，結合發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行講解，突出傳熱學與車齡工程專業(yè)的聯系。

機械制造工程、機械電子工程等專業(yè)后續(xù)的核心課有液壓與氣壓傳動、機械制造工藝學等。流體力學在機類專業(yè)上的應用主要體現在流體機械方面，在傳熱學上主要在傳熱過程和典型換熱設備上，因此，在教學大綱中依據典型流體機械的內容，讓學生重點掌握流體靜力學中基本概念及計算，流體動力學中的能量轉換;傳熱學部分除了介紹傳熱的基本方式與傳熱過程等，還應結合典型換熱設備進行講解，突出傳熱學與機械專業(yè)的聯系。

2.1.2 梳理教學內容

為突出課程與專業(yè)的聯系，讓學生系統(tǒng)地掌握課程知識在專業(yè)中的應用，進而對課程和專業(yè)有更深入準確的認識，將流體力學與傳熱學課程的教學內容根據知識點進行如下整合：流體力學基本知識，流體靜力學，流體流動基本知識，流體動力學，傳熱學基礎，流體流動傳熱軟件介紹及案例分析六部分。前五部分是基礎理論，使學生通過學習了解“流體力學和傳熱學”的有關概念和基本理論，獲得必要的有關流體靜力學、動力學及熱量傳遞的基本知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析和解決實際工程問題的能力，最后一部分是用工程軟件直觀的分析專業(yè)工程案例，實現先理論后實踐的貫通。

2.1.3 引入案例提高工程應用

由于課程理論性強，課程內容多概念和公式推導，學生在學習過程中很難體會工程案例中的用處，因而，通過課堂的導入，強化課程的工程背景，如在流體力學基礎部分引入大禹治水、都江堰建設到課堂，即增強學生的民族自豪感，把課程思政融入課堂，又可以讓學生用專業(yè)概念、專業(yè)知識分析問題，解決問題。

在靜力學部分引入液力傳動裝置連接一根軟管傳遞動力的案例，分析液體力的傳遞;動力學部分引入空氣沿行駛汽車的擾流對汽車外形的影響，分析空氣流動過程中能量變化。這些工程應用有著深刻的流體力學原理，引出這些案例可以吸引學生的注意，增強學習的興趣。

傳熱學基礎部分引入汽車發(fā)動機、液壓裝置的冷卻系統(tǒng)，分析傳熱過程，引入淬火工藝講解非穩(wěn)態(tài)導熱問題。

2.2 教學方法和手段改革

由于課程課時少，僅靠課堂時間完成教學大綱課程內容很難實現。為此，運用互聯網，形成線上線下混合式教學模式。利用線上學習通，導入問題，引導學生課前預習，課中利用在線上提出問題，及時反饋學生掌握情況，課后布置作業(yè)并上傳，以便后期學習回顧，基于線上與線下有效對接，將有限的課堂教學與無限的課外學習合理銜接。

2.3 課程評價與考核的改革

從以往學生學習情況來看，由于只采用期末一次性考核，使部分學生平時缺乏學習動力，積極性不高，還有部分學生考前突擊，成績考核很難反映學生平時學習情況。因此，平時加入過程性考核，變期末一次考試為教學過程性考核與期末考試相結合，實現教學全過程及時反饋，避免學生學習時前松后緊和期末一次性定成敗的局面。

結合本課程的實際情況，過程性考核方式有：課前自學、課堂討論、章節(jié)作業(yè)、小論文等。（1）課前通過學習通上傳課件，拋出問題，讓學生帶著問題自學，并在線記錄自學情況及及時評定;（2）課堂分組討論，根據討論參與程度及發(fā)言質量，評定成績;（4）在每章節(jié)后布置一些經典作業(yè)，鞏固學習的內容.（3）結合專業(yè)方向，流體力學在液壓與氣壓傳動中的具體應用，傳熱學在制造學中的應用，讓學生查閱資料進一步了解專業(yè)，結合學習的內容和專業(yè)后續(xù)建立起聯系，寫出小論文，結合學生提交的小論文質量予以評定。

3 結語

通過近年來的課程改革與實踐，以新工科要求為背景，以加強與專業(yè)聯系為切入點，圍繞學科交叉、知識融合的特點，以激發(fā)學生學習積極性、主動性為目標，積極轉變教學思想，改革教學方式和方法，提高教學質量和效率，培養(yǎng)了學生的解決實際工程問題的能力，達到了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]劉海濤，盧毓俊等.淺談新工科背景下車輛工程專業(yè)流體力學課程教學改革實踐[J].學周刊，2018（9）：6-8.

[2]閆潔，戴秋蓮，沈劍云.“流體力學與傳熱學基礎”課程教學改革探索[J].中國電力教育，2010（9）：68-69.

[3]馬秀勤，晉芳偉.基于OBE的流體力學與傳熱學教學研究與實踐[J].貴州工程應用技術學院學報2020（3）：130-135.

[4]馬秀勤，晉芳偉.基于OBE理念的流體力學與傳熱學教學改革[J].內燃機與配件2019（19）：278-279.

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