汪 銳，付 強，屈成亮，潘高峰

(吉林化工學院石油化工學院，吉林 吉林 132022)

基于《華盛頓協(xié)議》的工程教育認證，是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是實現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎。通過開展工程教育專業(yè)認證，能有效保障我國工程教育人才培養(yǎng)的質(zhì)量，也是保證教育質(zhì)量和教育質(zhì)量持續(xù)改進的過程，是實現(xiàn)國家“新工科”建設的重要手段[1-4]。其理念要求“以學生為中心”、“目標導向”和“持續(xù)改進”。

《工程流體力學》是油氣儲運工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，同時作為該專業(yè)研究生入學考試必備課程之一，一直以來受到廣大師生的高度重視。要求學生通過本門課程學習，熟悉流體平衡和運動的基本概念，能夠根據(jù)質(zhì)量守恒定律、動能定理、動量定理和能量守恒定律等基本原理以及相似理論和量綱分析法開展模型實驗，分析流體平衡及運動規(guī)律，進而具備一定的分析、解決工程實際中流體力學問題的能力。為后續(xù)《工程熱力學與傳熱學》《油氣集輸》和《油氣管道設計與管理》等專業(yè)課程的學習和科學研究工作打下堅實的基礎[5]。該課程的特點是理論性較強，數(shù)學公式繁多，推導復雜，并且由于該課程對學生的高等數(shù)學、大學物理、工程力學以及綜合分析和處理問題能力的要求較高，學生普遍反映是一門難學的課程，教學難度較大，但在油氣儲運工程專業(yè)課程體系中處于非常重要的地位[6]。因此，其課程教學改革與質(zhì)量的保證為本專業(yè)之重。

圖1 《工程流體力學》在油氣儲運工程專業(yè)課程體系中的地位

我校油氣儲運工程專業(yè)作為吉林省唯一本科、特色專業(yè)，在課程內(nèi)容優(yōu)化、專業(yè)及相關學科前沿、熱點內(nèi)容的引入方面明顯存在不足，缺乏課程教學的針對性，與畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標的達成關聯(lián)度不強，不能完全契合當下主流教育改革理念。同時為了適應新時代課程建設的要求，培養(yǎng)優(yōu)秀儲運人才，專業(yè)和課程的設置也應該在先進理念的引領下與時俱進。本文主要結(jié)合《工程流體力學》課程和油氣儲運專業(yè)的特點，從專業(yè)認證理念出發(fā)，提出了從教學理念、教學內(nèi)容、教學方法及考核方式等方面進行改革，對促進本專業(yè)流體力學課程教學與工程教育專業(yè)認證的銜接有一定的意義。

1 教學過程中存在的問題

1.1 缺乏與課程相關的實踐教學資源

實踐經(jīng)驗是考察應用型人才的一個重要標準，許多工程實際問題的解決與工程經(jīng)驗的積累尤為相關，對于《工程流體力學》這門課而言，本身側(cè)重于解決工程實際問題，其中許多理論，也來自于工程實踐，是實踐的總結(jié)和概括，反過來工程實踐也能促進理論的發(fā)展?，F(xiàn)階段課堂教學過程中，對于許多理論學生只能被動接受，缺乏與之相配套的實驗和實踐資源，由于沒有直接的對工程實際中的流動現(xiàn)象的觀察和理解，進而造成學生對工程實際現(xiàn)象認知、理解不到位，致使解決油氣儲運復雜工程問題的能力培養(yǎng)目標達不到要求。

1.2 學時少、考核方式單一

目前我?！豆こ塘黧w力學》為48課時，由于教學學時有限，同時考慮到課程知識的多元以及復雜性，往往為了兼顧教學計劃，依據(jù)教學大綱和授課計劃灌輸式教學成為了主要的教學手段。因而，造成學生學習過程中大多被動接受，無法調(diào)動學生學習的主觀能動性和積極性，對知識理解、掌握以及運用較差。并且，由于教學過程中學生缺乏思考、歸納、總結(jié)和實踐，導致學生對于整個知識體系的掌握凌亂、不成體系，也不利于對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程最終成績由平時成績(30%)和期末考試(70%)相結(jié)合形式進行評定，而期末考試出題過程中，往往由于考慮到學生掌握程度以及一些公式復雜性，因此，試卷上一般僅考察基礎理論和簡單計算，學生應對考試的方式，也大多采用死記硬背，致使學生即便通過考試后，也不能夠很好掌握相應的知識，更談不上靈活運用和分析具體實際問題。這顯然與我校目前應用型人才培養(yǎng)目標相背離，也不符合工程認證教育理念，對于培養(yǎng)學生的知識運用與工程實踐能力不利。

2 教學改革措施

2.1 轉(zhuǎn)變教學理念，確定合理的課程目標

徹底改變傳統(tǒng)學生被動學習和目標導向不合理的學習和教育方式，基于OBE(Outcome-based education)理念，按照培養(yǎng)方案要求，以支撐畢業(yè)要求及指標點達成為目的，以專業(yè)輔助、行業(yè)需求為導向，結(jié)合課程的學科知識體系結(jié)構，確定明確、合理的課程目標，加強教學過程考核與管理，以保證對畢業(yè)要求的充分支撐關系，改進現(xiàn)有課程目標不足之處，只有這樣才能找到課程建設中存在的問題，進而推動課程改革，促進課程建設持續(xù)改進。也只有明確的目標才能保證專業(yè)課程改革“目標-內(nèi)容-標準-評價”等一系列過程設置的連續(xù)性、科學性以及支撐的邏輯關系。

2.2 優(yōu)化調(diào)整課程內(nèi)容

2.2.1 引入工程案例

對于油氣儲運工程專業(yè)所涉及的專業(yè)設備，簡單來講無非是管、罐、泵的設計與使用[7]，我們可以嘗試在教學過程中，把知識點融入到儲運設備中、工程案例里，甚至是編成例題進行講解?；凇盎A理論-案例分析-工程應用”這樣的教學模式[8]，學生既能夠有效掌握相關理論知識，同時也對該理論在實際中的應用也得到了訓練。例如，在分析流體在管道內(nèi)的流動規(guī)律時，結(jié)合部分長輸管道設計案例，學生既能夠掌握壓力、阻力、流速和輸量的關系，也能夠了解此處的學習，可以用來設計輸油管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小、類型和設計泵的安裝位置等；此外，也要注意將《工程流體力學》中與《工程熱力學與傳熱學》《油氣集輸》《油氣管道設計與管理》和《泵和壓縮機》等專業(yè)課程相關知識點結(jié)合，向?qū)W生滲透，并闡明側(cè)重點。

2.2.2 引入課程思政

課程思政是新時代下落實立德樹人根本任務的重要教育理念，要求教師在上課過程中，融入思政元素，引導學生堅定理想信念，樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，培育學生獨立的思考、溝通和交流能力，以達到教書育人的目的[9]，除此之外，合適的哲學思維和方法的引入，也能幫助學生更好地理解和接受相應的理論知識。例如，在講解流體平衡微分方程推導時，通過引入“抽象問題具體化”的自然辯證法思維，引導學生借鑒數(shù)學之中的“微元分析”方法，建立模型，使本身晦澀、難懂問題具體化，更加便于學生的學習和理解。

2.2.3 增加與課程相關的實驗、實踐環(huán)節(jié)

(1)匹配與課程相關的實驗和實踐

流體力學實驗是對抽象復雜的理論知識的驗證和演示過程，是學生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。通過開展相應流體力學實驗，這對于幫助學生加深理解復雜的理論知識有著重要的作用，同時也可以增強學生動手能力，然而，現(xiàn)今課堂教學環(huán)節(jié)中恰恰缺少這方面相關內(nèi)容，在學時允許的前提下，向課堂中引入相應的演示和實驗，比如流態(tài)分析實驗、牛頓平板實驗以及畢托管測速實驗等。同時也可以考慮將計算流體力學軟件 “Fluent”引入課程教學[10]，研究簡單的流體流動、熱傳遞以及化學反應等問題，如通過設置簡單分析計算，研究噴口出流、電子元件冷卻以及汽車尾氣對環(huán)境污染擴散問題等，進一步加強學生對知識的理解和運用，同時對于今后將走向科研崗位的同學也能夠打下一定基礎。

(2)借助學生大賽、實訓和實踐等環(huán)節(jié)，進一步加強對相應知識的學習

以全國油氣儲運工程設計大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽以及實訓環(huán)節(jié)等為切入點出發(fā)，積極引導學生參與到上述過程當中，讓學生在大賽過程中將所學的知識進一步融會貫通，應用到工程實際當中去，通過學科競賽的方式，加強學生對知識的理解和運用的同時，提高學生的實踐動手能力和工程設計能力。

2.3 優(yōu)化教學方法

由上述可知，本門課程教學包含復雜、繁多的公式推導、證明和計算過程，因此，一直以來多采用PPT 課件輔以板書的形式，來完成教學過程。這樣的模式顯然與“以學生為中心”的教育理念相悖。鑒于此，本科程嘗試采用“理論+實踐”和教師集中講授、輔導+“學生微課參與”[11]，相結(jié)合的教學模式。重點的知識，通過課上反復強調(diào)、作業(yè)、實驗、課堂案例分析等手段，讓學生在課內(nèi)外反復得到訓練，尤其是通過課外自主的積極、主動查閱資料，思考并解決問題的過程中，夯實基礎，同時變被動為主動，充分釋放學生學習的主觀能動性和積極性。

2.4 改革考核方式，采用多元考核方式，持續(xù)改進課程教學

鑒于目前的考核方式，計劃將成績考核分散在平時教學、期末考試以及實踐的各個環(huán)節(jié)中，弱化以期末考試成績作為學生學習成效的主要評價標準，將整個培養(yǎng)目標中涉及到的知識、能力以及情感的考核作為重點，分解到各個環(huán)節(jié)之中。

調(diào)整后成績結(jié)構：在現(xiàn)有的平時成績和期末考試的基礎上，加入實踐成績和論文案例研討成績，具體比例分別為：平時成績占20%，實踐成績占10%、論文案例研討成績10%和期末考試占60%。其中論文案例研討，要求學生從身邊的流體力學現(xiàn)象出發(fā)，例如高爾夫球為什么設計成凹凸不平的、洗衣機洗衣服時為什么口袋總是容易反過來以及機翼擾流現(xiàn)象、火箭、跑車等飛行器和車身的設計問題等，結(jié)合所學理論知識，進行分析撰寫一篇小論文或做一次PPT展示；實踐成績可以借助計算流體力學軟件，讓學生進行簡單分析，以此提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。具體如表1所示。

表1 《工程流體力學》考核評價表

為了保證對課程目標的達成效果進行跟蹤和反饋，建立定量與定性評價相結(jié)合評價方法，發(fā)現(xiàn)教學環(huán)節(jié)中存在問題和不足，以及持續(xù)改進的方向和階段性任務，最終確定改進閉環(huán)。

3 結(jié) 語

在工程教育認證和應用型人才培養(yǎng)的背景下，對《工程流體力學》課程教學過程中存在的問題進行了分析和改革，采用優(yōu)化調(diào)整課程內(nèi)容、增加與課程相關的實驗、實踐環(huán)節(jié)以及采用多元考核方式等的策略，提高學生學習成效，培養(yǎng)學科的思維方式，提高學生的知識運用與工程實踐能力，以期實現(xiàn)培養(yǎng)出的學生，能夠在石油、天然氣、化工等相關領域從事儲運生產(chǎn)運行、工程設計、科學研究等工作，成為面向生產(chǎn)、管理一線的現(xiàn)代化工程師和管理者。