王雁冰 張瑤瑤 王寶珠

摘? 要：文章基于工程流體力學課程性質(zhì)，提出線上線下相結(jié)合的工程流體力學教學模式，將該模式的探索分為課前、課中和課后三個階段，將課前預習形式、課中教學方式、課后考察形式分別多元化。多元化的課前預習形式，讓主動預習成為學生的習慣，為學生提供豐富的學習資源，為課堂質(zhì)量的提升奠定基礎;多元化的課中教學方式，增加了學生對課程的學習興趣，拉近了教師與學生之間的距離，加大了學生的課堂參與度，雖是教師引導學生，但實際上學生的思維一直是主動的;多元化的課后考察形式，摒棄了傳統(tǒng)教學中只重視期末考的現(xiàn)象，增強了平時學習過程的成績比重，以量化課程考核來展示學習過程與期末考的等同重要性。在該模式下，線上線下教學各自發(fā)揮優(yōu)勢，互為補充，激發(fā)學生對學習的主動性，增強師生之間的互動交流，提升工程流體力學的課程教學水平。

關鍵詞：線上線下;工程流體力學;教學方式

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）19-0119-04

Abstract： Based on the nature of engineering fluid mechanics， this paper proposes an online and offline engineering fluid mechanics teaching model， which is divided into three stages： pre-class， mid-class and post-class， the forms of pre-class， in-class teaching and after-class inspection will be diversified. The diversified forms of pre-class preview make active preview become students' habit， provide students with rich learning resources， and lay a foundation for the improvement of class quality; the diversified teaching methods in class increase students' interest in learning the course， it has shortened the distance between teachers and students and increased students' participation in class. Although teachers guide students， in fact， students' thinking has always been active， the phenomenon of only attaching importance to the final examination in the traditional teaching is abandoned， and the proportion of the grade in the ordinary learning process is strengthened. In this mode， the online and offline teaching each brings into play its own advantages and complements each other， stimulates students' initiative in learning， strengthens the interaction between teachers and students， and promotes the teaching level of fluid mechanics courses.

Keywords： online and offline; fluid mechanics; teaching style

工程流體力學作為眾多工科專業(yè)的基礎必修課程，主要研究流體力學的基本原理以及流體力學在實際工程問題中的應用，以便學生對本專業(yè)中流體運動規(guī)律以及流體傳遞過程的研究，并且為后續(xù)相關課程的高效學習奠定基礎，既具備理論深度又具備實踐基礎，是未來從事流體力學相關行業(yè)人才的必備知識[1]。在學習工程流體力學時要具備較強的理論基礎和縝密的邏輯，因此在學習該課程之前一般要先修高等數(shù)學、大學物理、理論力學等理論課程[2]。然而工程流體力學又是應用型課程，與前修理論課程相比，更加注重對學生自主學習能力、理論聯(lián)系實際能力、創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，更加有效地引導學生把專業(yè)基礎理論知識與工程領域?qū)嵗嘟Y(jié)合[3]。在土木工程專業(yè)領域，對該門課程進行學習，是為了加強學生對流體力學的理論理解和基礎運用，并作為一門過渡課程，逐漸培養(yǎng)學生分析工程問題的能力，為學生接下來學習土力學、土木工程施工等課程奠定了基礎，其知識廣泛應用于土木工程領域。

多年以來，工程流體力學教學內(nèi)容相對固定，與越來越先進的現(xiàn)代工程漸行漸遠，授課方式也是傳統(tǒng)的線下授課，相比較其他課程的教學較為落后。因此本文提出線上線下相結(jié)合的工程流體力學教學模式，將互聯(lián)網(wǎng)線上教學技術與線下授課有機結(jié)合、互為補充，提高了教學時效，豐富了教學手段，量化了課程學習。學生個人根據(jù)自身的學習需求，在互聯(lián)網(wǎng)上尋找合適的學習資源，充分利用學校資源來制訂個人學習計劃，進行高效自主學習。教師可通過線上平臺對學生的能力進行檢測和提升。

一、線下教學存在的問題

（一）教學方式單一，缺乏主動性，教學效果差

傳統(tǒng)的教學方法主要是以課本為基礎的課堂教學，教師占主導地位（以教師為教學中心），由教師課前提前備課，課上按照書本的內(nèi)容授課，學生根據(jù)老師的講解才形成自己的知識體系，這就導致學生習慣于被動學習，不可避免會缺乏創(chuàng)新思維和自主學習的興趣，不利于培養(yǎng)學生主動學習的好習慣，不利于形成師生之間的良好教學關系[4]。即使在課堂上進行多媒體輔助教學，即使教師可以將知識系統(tǒng)地、邏輯清晰地傳授給學生，學生還是處于被動接收知識的機械模式，教師只能“授之以魚”，并不能很好地培養(yǎng)學生對學習的主動性和創(chuàng)新能力，從而達不到“授之以漁”的初衷。

（二）教學工作量少，難度大

工程流體力學作為一門理論性較強的學科，有其理論教學課時，但是由于對其他理論課的同步學習，學校安排的課時大幅度縮短，只能達到理論教學課時的一半。課時的縮短使教師難以按照課本規(guī)定的教學步驟完成教學，這就要求教師與學生配合起來，共同提升教學效率，才能按照預期完成教學目標和教學質(zhì)量[5]。因此，為了課堂時間的高效利用，教師方面，一定是首先注重理論講解，其次才能注意到學生的課堂反饋、活躍程度等;學生方面，課程的開始可能是興致勃勃的，但是隨著枯燥難懂的知識越來越多，甚至是越來越復雜，課堂氣氛也會越來越沉悶，學生積極性也會越來越差。

（三）個體差異，無法具體化，缺乏互動

考慮到學生的力學知識與數(shù)學基礎水平參差不齊，教師需要考慮所有學生的綜合素質(zhì)進行教學，無法顧及個別學生的需求，不能夠為學生制訂個性化學習計劃，學習能力強的學生在課堂上無法專項拔高，基礎差的同學也不一定都能跟上老師的授課節(jié)奏。在課堂互動方面，也只是學生被要求回答教師所提出的問題，教師無法根據(jù)課堂提問來改進教學內(nèi)容，學生也無法通過課堂提問透露出薄弱點，師生互動的缺乏對教學效率的影響有待解決[3]。

（四）考核方式

最終考核成績=平時成績（20%）+期末考試成績（80%），期末考試成績在工程流體力學這門課最終成績中占主要部分，使得學生注重期末考而忽視平時知識的積累[6]。很多學生抱著“期末猛復習”的心理，在平時上課時不注重聽課、課后作業(yè)不認真完成，曠課、不交作業(yè)現(xiàn)象常有發(fā)生，對課程學習的重視程度很低，不會將課程內(nèi)容用于生活，不會研究考試之外的課程問題，更不會研究課程的深度意義，他們僅僅是臨近考試時，通過重點復習考試范圍來達到不掛科的目的。在這種情況下，學生往往只擁有對考試范圍內(nèi)知識點的短期記憶，對知識點的理解也是浮于表面，不能實質(zhì)上掌握理論知識，更達不到應用和創(chuàng)新的高水平要求。

二、線上教學存在的問題

線上教學有著獨特的教學優(yōu)點，不受時間空間限制、學習信息量大、學習途徑廣，等等。疫情期間中國礦業(yè)大學（北京）進行了一個學期的線上授課，這使線上教學的缺點展現(xiàn)出來。

工程流體力學是一門應用性很強的課程，有的知識點比較抽象，需要結(jié)合實際來解釋，并根據(jù)某些流動問題設計實驗，通過學生的動手實驗來對一些知識有感性的認識，用實驗現(xiàn)象和直觀的實驗數(shù)據(jù)來加深學生對定義、公式、定理的深入理解。這種融入學生體驗感的教學效果是純粹通過線上教學難以實現(xiàn)的[7]。

老師和學生之間隔著屏幕，少了面對面的接觸效應，教師沒辦法直觀感受到學生聽課的情緒反饋，學生所收到的老師的情緒也大打折扣，使得教學氛圍達不到面對面授課所能達到的效果。老師與學生之間的面對面互動本可以帶來熟悉感，達到通過老師的特色來記憶課程特色的效果，學生可能會因為老師的某一互動而對課程產(chǎn)生濃厚的興趣，也可能因為某一動手實驗而激發(fā)對課程的鉆研精神，這一系列線下互動都有可能給學生帶來不一樣的收獲。這些收獲都是線上教學沒辦法達到的，也是傳統(tǒng)教學至今不被摒棄的理由。

線上教學過多依賴學生的自主性，沒有了線下課堂的嚴肅氛圍，對于約束能力差的部分學生，想要做到全程集中精力觀看線上課程比較困難，且容易受到周圍環(huán)境的影響，容易產(chǎn)生走神、聽講不耐心等消極態(tài)度[8]。比如公式推導環(huán)節(jié)，復雜的過程會使學生漸漸失去耐心，自主性差的學生，課后不主動去彌補知識欠缺，導致知識無法掌握。但如果是線下教學，自主性差的同學盡管聽不懂，甚至是不想聽了，但是課堂教學的氣氛還在，學習態(tài)度消極的同學會被學習積極的同學帶動，即使聽不懂也不至于落下太多。

線上教學信息繁多，學生一旦抓不住重點，盲目學習，就會浪費自主學習的時間，自主性提高的同時，學習效率反而降低了。抓不住重點地盲目學習，對自主性強的學生來說，不盡人意的學習成果會使他們喪失信心，更甚產(chǎn)生自我懷疑。此時，一味地盲目學習并不管用，需要教師的引導，線上交流老師不一定能夠知道學生學習中所面臨的困難，學生也不一定能夠完全理解老師所表達的意思，教師給學生講題需要口述的同時也要給學生寫下來過程，對學生來說這樣才是最好的學習方式。所以對于自主性強但學習能力差的學生，有時候完全的線上教學并不能夠事半功倍，反而是事倍功半。

三、線上線下相結(jié)合模式的實施

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的穩(wěn)步發(fā)展，豐富的知識、信息大量地出現(xiàn)在大眾視野中，人們無時無刻不在學習新知識，互聯(lián)網(wǎng)教學逐漸進入人們的生活。本文提出線上線下相結(jié)合的教學模式，將互聯(lián)網(wǎng)技術應用于工程流體力學的教學中，充分發(fā)揮線上線下教學各自的優(yōu)勢，彌補不足，提高教學效果[9]。線上線下結(jié)合教學對學生的時間管理能力有較高的要求，體現(xiàn)在課前線下的預習效果，直接影響了課堂上教師的教學進度與學生的聽課效果，并對整個學習過程產(chǎn)生影響。為了更加清晰地分析學生的學習效果，將工程流體力學課程分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)[10]。課程構(gòu)架表見表1。

（一）課前

首先教師在網(wǎng)絡平臺上將學習任務以問題的形式發(fā)布，引發(fā)學生課前的思考，并激發(fā)學生的學習興趣，讓學生帶著問題完成預習。其次根據(jù)工程流體力學的課程特點，收集和發(fā)布線上教學資料，在網(wǎng)絡平臺提前上傳教學大綱、教學計劃、PPT課件、電子教材、微視頻等教學資源。課前充分給予學生自主學習的時間，進行線上教學資源的理論學習，使學生走進教室時帶有較好的知識基礎，從而減少概念和理論公式的線下教學用時，為工程流體力學基礎知識的工程應用提供課堂討論時間，強化學生基礎知識的累積，提高線下課堂教學質(zhì)量。在線視頻的學習有兩部分，其中一部分重要知識點視頻的線上學習需要完成一定的任務點，并且在第一次播放視頻時，進度條不可拖動，且教師端可以看見任務點的完成情況，起到監(jiān)督學生自主預習的作用;另一部分是教師在課堂上沒時間展開來講的內(nèi)容，比如知識點延伸、工程示例等，這部分往往對學生更具有吸引力，可以將知識點穿插在其中，作為學生的課前選讀內(nèi)容，增強學生的學習積極性的同時讓學生溫習知識點[10]。學生在課前預習的整個過程之中，可將自己的疑問在討論區(qū)進行發(fā)表，其他同學可以加入討論，教師也要實時關注討論區(qū)的動態(tài)，并為同學們解答，討論較多、難度較大的問題教師可以在線下課堂上統(tǒng)一解答[9]。討論區(qū)的設置可以為學生的自主學習提供便利，也可以增加教師對學生知識點掌握情況的了解，為線下教學計劃的制訂提供前提。最后是線上的章節(jié)前測，以選擇和判斷兩種題型為主，用來檢測學生的自主學習情況[10];教師根據(jù)前測和討論判斷學生對知識點的預習程度，并實時更新課堂教學計劃。

（二）課中

課堂教學采用多元化教學方式，應以學生為教學的中心，以學生的受教成果為衡量標準，及時對教學方式做出調(diào)整。

線下教學中公式、理論等知識點的梳理采用板書和多媒體兩種教學形式相結(jié)合的形式。板書教學和多媒體教學相比較，學生往往更容易吸收板書教學的內(nèi)容，但板書教學耗費時間;學生對多媒體教學更加有興趣，但理解知識需要時間思考，有時跟不上多媒體教學的速度，以至于知識學習的不牢固。在向?qū)W生介紹概念和原理時，可以采用多媒體教學，用更具吸引力的圖片和動畫來解釋枯燥乏味的理論內(nèi)容，使同學們對復雜理論的理解更加透徹;在遇到復雜的章節(jié)和公式的推導演繹時使用板書教學，在教師的引導下，學生不但會減少對困難的逃避心理，反而會思路更加清晰[4]。

課堂討論可以有效銜接線上線下教學。由于課前線上課程的開展，學生帶著知識進入課堂。教師適當?shù)貕嚎s每節(jié)課的教學時長，在梳理知識點時，減少對次要內(nèi)容的補充，突出對重難點進行講解，根據(jù)學生的需求進行課堂教學。將課前討論區(qū)難理解的內(nèi)容、多數(shù)同學的疑問，利用課堂剩余時間進行講解，并展開課堂討論，減少老師和學生的距離感，實際地為學生解決問題，形成教師與學生的有效互動，銜接好線上線下的學習。

思維導圖的繪制過程會建立起學生的知識體系。教師要求學生在下課時上交一個本節(jié)課內(nèi)容的思維導圖，每個學生對知識的接受能力不同，因此不規(guī)定繪制思維導圖的時間，進行開放式管理，教師講解的時候邊聽邊總結(jié)、講解完思考、討論時思考等。繪制思維導圖的提出，一方面，相當于給學生提出了需要整個課堂時間來解決的問題，讓學生帶著問題去聽課，知道了自己要學什么，這樣往往會使思維更加靈敏，增強了學習的主動性;另一方面，布置的任務給學生帶來了壓迫感，自制力不強的學生不得不認真聽講，提高了課堂效率。

小組合作匯報可增強學生之間的溝通與配合。4～5個學生自由組合成為一個小組，在教師進行每個章節(jié)教學的這段時間，學生小組準備好本章節(jié)工程應用的實例，其中對工程實際問題的分析與求解是小組討論的重點。只有將所學知識歸納、整理，小組成員深入思考并達成一致后才能選擇出合適的工程實例，因此在工程實例的選擇上，充分發(fā)揮了學生的主動性，強化了學生對課程內(nèi)容的思考，培養(yǎng)了學生的合作能力。教師結(jié)束每個章節(jié)的課程后，都會留一堂課的時間給學生，學生以組為單位對工程實際問題進行匯報，匯報以PPT形式展現(xiàn)。在匯報的過程中，學生對知識點進行歸納總結(jié)，不僅增強了學生對知識的熟悉程度，加深了學生對知識點的記憶，還讓學生獲得成就感，增強了學生對工程流體力學的興趣[5]。

（三）課后

經(jīng)過課堂上的深度學習，學生進行知識點的鞏固與提高，教師要對學生的學習情況進行掌握以制訂教學計劃。教師根據(jù)近期課堂教學內(nèi)容，在網(wǎng)絡平臺上發(fā)布課后內(nèi)容推送，包括課后作業(yè)、章節(jié)測試、知識點擴展以及在討論區(qū)設置案例分析[11]。課中學生在教師的引導下，會有意識地對易混知識點、重難點的掌握情況進行自檢，從而有針對性地進行復習，同時，學生在完成教師布置的課后作業(yè)的過程中，自行查漏補缺，對知識點進行回顧。教師發(fā)布的章節(jié)測試，由學生在規(guī)定時間內(nèi)完成，作為本章節(jié)學習成果的檢驗。教師在線上討論區(qū)發(fā)布的案例討論，以學生掌握知識點的應用為目標，所以學生的回答和提問可以是開放性的。課后借助線上平臺，學生可以獲得知識的鞏固、拓展和提高，教師可根據(jù)學生的章節(jié)測試和討論區(qū)發(fā)言推測學生的學習情況，從而提供進一步的指導。

線上線下相結(jié)合的教學模式擁有新的考核機制。教師調(diào)整了成績考核標準，調(diào)整了平時表現(xiàn)和期末考試的權(quán)重，達到了課堂線下教學、課外線上學習有機結(jié)合的效果。量化考核包括線上和線下兩種方式，線上考核分為課前預習、課后作業(yè)、章節(jié)測試三個考核環(huán)節(jié)，線下考核分為思維導圖考勤、小組匯報和期末考試三個考核環(huán)節(jié)，各個考核環(huán)節(jié)占比見表2。

四、結(jié)束語

線上線下教學雖然是兩種不同的教學模式，但是都有著相同的教學目標，一方面，提高了學生對日常學習的關注度，另一方面，提高了學生學習的主動性，學習效果也隨之提高。線下教學發(fā)揮了其學習氛圍感強、師生近距離互動、課堂反饋及時等優(yōu)勢，線上教學發(fā)揮了其個性化、課余時間充足、學生主動性強等優(yōu)勢。將線上線下教學相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，補全各自的劣勢，既體現(xiàn)了教師在教學中的引導作用，又激發(fā)了學生在學習中的主動性，教與學相互融合，才能提高課程效率。

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基金項目：中國礦業(yè)大學（北京）教學改革項目資助“工程教育專業(yè)認證背景下工程流體力學課程教學改革”（J210610）

作者簡介：王雁冰（1987-），男，山東濰坊人，博士，副教授，碩士研究生導師，研究方向為爆破工程和巖石動力學方面的教學和科研。