流體力學(xué)重要概念范文

時(shí)間:2023-12-18 17:56:41

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流體力學(xué)重要概念

篇1

論文關(guān)鍵詞:流體力學(xué);制冷與低溫工程;教學(xué)改革

目前,鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)的制冷與低溫工程專業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng),造就人才,有必要對(duì)制冷與低溫工程專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。

“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué),研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜,故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對(duì)學(xué)生的綜合分析處理問(wèn)題的能力要求較高等特點(diǎn)。加上學(xué)生對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理普遍缺乏感性認(rèn)識(shí),導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來(lái)被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。因此,迫切需要進(jìn)行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革,使學(xué)生學(xué)好本門(mén)課程,提高課程教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,全面提高專業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)存在以下主要問(wèn)題:首先,“流體力學(xué)”理論性強(qiáng),概念多而抽象,難以理解,學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí),學(xué)習(xí)興趣不高;其次,課程中公式繁多,推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜,且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程,另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識(shí),學(xué)生理解困難;另外,學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué),全面實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量,是該課程教學(xué)亟待解決的問(wèn)題。

一、改革教學(xué)方法

學(xué)好“流體力學(xué)”這門(mén)課對(duì)于制冷與低溫工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其影響因素,不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ),也能為學(xué)生以后分析解決實(shí)際工程中的實(shí)際問(wèn)題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課,筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門(mén)課教學(xué)的成敗。

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性,首先要上好“緒論”課?!熬w論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門(mén)課的窗口,也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示,“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過(guò)“緒論”課讓學(xué)生對(duì)“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)大致的了解,使他們充分意識(shí)到“流體力學(xué)”知識(shí)和我們的生活及國(guó)家的建設(shè)密切相關(guān),深刻理解“流體力學(xué)”知識(shí)在今后的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問(wèn)題中的重要作用。

教師在講授一些理論知識(shí)之前,可先舉出很多貼近生活的有趣實(shí)例或者先提一些問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前,可以先問(wèn)學(xué)生:在水中游得快還是在油中游得快?為什么?又如在描述流體運(yùn)動(dòng)有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時(shí),可以將在座的學(xué)生和教室里的每個(gè)座位作為研究對(duì)象來(lái)進(jìn)行類比,從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過(guò)舉例和提問(wèn)的方式,讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí),讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動(dòng)是一件樂(lè)事、趣事,由愿學(xué)到愛(ài)學(xué)再到樂(lè)學(xué)。實(shí)踐表明:列舉事例或提問(wèn)的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感,活躍課堂氣氛,不僅可以吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,還可以使學(xué)生充分意識(shí)到本課程對(duì)今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義,并且能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶,使學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得以提高。

另外,還應(yīng)充分利用多媒體,通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生直觀了解各種流動(dòng)現(xiàn)象,而不是停留在抽象層面,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動(dòng)現(xiàn)象和分析流動(dòng)機(jī)理,需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式,首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué),然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號(hào)背后所代表的物理意義?!傲黧w力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)問(wèn)題的物理本質(zhì)有一個(gè)過(guò)程。教師的一個(gè)重要任務(wù)就是做好各方面的工作,幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)的物理本質(zhì)這一過(guò)程的轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步建立起科學(xué)的思維方式。

“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)方程、動(dòng)量方程、伯努利方程等理論知識(shí)時(shí)都有大量的公式,這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識(shí),特別是大量的偏微分方程,加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法,與物理及其他力學(xué)不同,學(xué)生的觀念不易改變,而且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜,學(xué)生理解掌握很困難。如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)“流體力學(xué)”知識(shí)的嚴(yán)密性和完整性,對(duì)每個(gè)公式的每個(gè)推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹,推導(dǎo)過(guò)程將會(huì)枯燥無(wú)味,學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂,興趣全無(wú)。而如果直接給出公式,讓學(xué)生死記硬背,只能讓學(xué)生不知其所以然,當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題了。

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為:“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點(diǎn)放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對(duì)基本概念力爭(zhēng)講透,概念清楚了,公式的講解推演才有意義。然后重點(diǎn)使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義和幾何意義,只有真正理解了公式的物理意義,才能靈活使用公式解決實(shí)際工程問(wèn)題。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項(xiàng)。由于流動(dòng)的多樣性,“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的,如伯努利方程就有多種形式(理想流體、實(shí)際流體、流體是否可壓等),在具體運(yùn)用時(shí),要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問(wèn)題。如果基本原理掌握了,接下來(lái)就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問(wèn)題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的一種手段,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題能力的一種方法。

首先應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立地完成一定量的課后練習(xí)題,這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過(guò)程的重要組成部分,解題過(guò)程實(shí)質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)訓(xùn)練過(guò)程,課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和基本理論知識(shí)的理解。

然后再由教師通過(guò)習(xí)題課的方式,利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯(cuò)多的習(xí)題,講述流體力學(xué)原理在工程實(shí)例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時(shí),重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟,使學(xué)生在此過(guò)程中掌握解決問(wèn)題的正確方法和技巧,以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類旁通、學(xué)以致用。這一過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流動(dòng)過(guò)程物理本質(zhì)的理解,將物理問(wèn)題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái),有助于學(xué)生對(duì)與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真思考,有效的增強(qiáng)了學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、改革教學(xué)手段

多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動(dòng)、具體、易于理解的教學(xué)特點(diǎn),豐富的教學(xué)內(nèi)容,被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。

多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體,可將“流體力學(xué)”中那些難以用語(yǔ)言描述的流動(dòng)圖像、抽象難懂的知識(shí)點(diǎn),如拉格朗日和歐拉法的描述,流線與跡線、層流、湍流等,通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生,使其從感性認(rèn)識(shí)開(kāi)始建立清晰的物理概念,較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時(shí)間寫(xiě)板書(shū)表述的和不易通過(guò)板書(shū)表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場(chǎng)和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué),授課的信息量增多了,教學(xué)內(nèi)容更豐富了,學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收的知識(shí)更多了,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,學(xué)生的思路拓寬了,教學(xué)質(zhì)量也提高了。

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書(shū)能讓他們有更多的時(shí)間去思考消化一些抽象的東西,更有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動(dòng)機(jī)理又有大量的基本概念、基本方程的特點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書(shū)教學(xué)相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對(duì)某些特定的流動(dòng)現(xiàn)象,可以通過(guò)多媒體教學(xué),加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對(duì)于較重要的公式及一些重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容還是采用板書(shū)教學(xué),例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過(guò)程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書(shū),有利于學(xué)生集中注意力,讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間,又可加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)的理解,從而獲得良好的教學(xué)效果。

篇2

注重多媒體與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,以多媒體技術(shù)為主的教學(xué)手段已經(jīng)普遍應(yīng)用于高校的課堂教學(xué)中[1]。在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中,采用多媒體教學(xué)手段可以將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化,在有限的時(shí)間內(nèi)將許多復(fù)雜的流動(dòng)物理圖像直觀的展現(xiàn)給學(xué)生,有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)概念的理解,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效率,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。另一方面,使用多媒體教學(xué)手段增加了授課容量的同時(shí)也提高了講課速度,教師容易忽略學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容的消化吸收過(guò)程,致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度,降低了教學(xué)效果。因此,就流體力學(xué)的課程特點(diǎn)而言,多媒體技術(shù)并不能完全取代傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué),教師應(yīng)采取多媒體和傳統(tǒng)板書(shū)有機(jī)結(jié)合的方式,充分利用二者的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到最佳的教學(xué)效果。如在講解流體流動(dòng)的兩種流態(tài)時(shí),放映雷諾實(shí)驗(yàn)的Flas,學(xué)生可以清楚地理解層流和湍流的現(xiàn)象與特點(diǎn);輔以PowerPoint幻燈片可以清晰直觀地表現(xiàn)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線和莫迪圖的五個(gè)分區(qū)等。

注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)及課后作業(yè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是流體力學(xué)課程的重要環(huán)節(jié),通過(guò)實(shí)驗(yàn),各種水流現(xiàn)象一目了然,能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R(shí)形象化;同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析,基本儀器的原理及使用等,加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和概念的理解和掌握,有助于開(kāi)拓學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力。改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為實(shí)驗(yàn)錄像、演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等不同層次。建議將靜壓傳遞實(shí)驗(yàn)、流體橫向繞流實(shí)驗(yàn)、紊流射流實(shí)驗(yàn)等以實(shí)驗(yàn)錄像的形式展示給學(xué)生;將流線實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、水躍實(shí)驗(yàn)等作為演示實(shí)驗(yàn);學(xué)生自制動(dòng)手完成流速和流量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)、能量方程實(shí)驗(yàn)和動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容[2];鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生利用課余時(shí)間,多留意身邊的流體力學(xué)現(xiàn)象,結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)應(yīng)用性小實(shí)驗(yàn),如三角形堰和梯形堰在流量測(cè)量中的應(yīng)用等。課后作業(yè)是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的檢查,是加強(qiáng)對(duì)上課所學(xué)內(nèi)容的強(qiáng)化,同時(shí)也是對(duì)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。首先由學(xué)生獨(dú)立完成一定數(shù)量的課后作業(yè)題,可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和理論知識(shí)的理解;然后由教師通過(guò)習(xí)題課的方式,對(duì)有代表性的習(xí)題和學(xué)生普遍出現(xiàn)錯(cuò)誤較多的習(xí)題進(jìn)行講評(píng),引導(dǎo)學(xué)生從解題的過(guò)程中掌握解決問(wèn)題的思路、方法和技巧,以便達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果,在以后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)以致用,可以有效的增強(qiáng)學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

考核方式的改變

傳統(tǒng)的考核方式是以期末一次性考試為主,這種考核方法會(huì)造成學(xué)生平時(shí)不努力,考前幾天突擊考試的現(xiàn)象,不利于對(duì)學(xué)生綜合能力的考查。對(duì)于流體力學(xué)課程來(lái)說(shuō)更是如此,學(xué)習(xí)的目的是要提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的能力,而不是對(duì)課本理論知識(shí)和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此,對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?,?shí)行綜合成績(jī)?cè)u(píng)定方法,降低期末考試在成績(jī)中所占比重,增加課堂互動(dòng)、課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈拳h(huán)節(jié)。并且期末試卷中集中給出考題中所涉及的相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式、圖表等,供學(xué)生選擇使用,可以減少學(xué)生無(wú)謂記憶經(jīng)驗(yàn)公式的時(shí)間,而又較好地考查了學(xué)生利用基本理論和公式分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力[3]。

結(jié)語(yǔ)

篇3

關(guān)鍵詞:?jiǎn)l(fā)-互動(dòng);對(duì)比式;討論式

中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)35-0065-03

《流體力學(xué)》是高等學(xué)校和職業(yè)院校眾多理工科專業(yè)必修或選修的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程,在各個(gè)工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是,該課程理論性強(qiáng)、概念抽象,加之對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求較高,理論與工程實(shí)際結(jié)合困難,《流體力學(xué)》課程是眾多學(xué)生難啃的一塊硬骨頭?!皢l(fā)”式教學(xué)思想是:學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,力促教師主導(dǎo)與學(xué)生自主相結(jié)合、書(shū)本知識(shí)與直接經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。“互動(dòng)”式教學(xué)強(qiáng)調(diào)兩個(gè)“動(dòng)”,即教師的“動(dòng)”和學(xué)生的“動(dòng)”。兩種教學(xué)模式都有比較好的教學(xué)效果,筆者從這些年的教學(xué)中體會(huì)到,如果把兩種教學(xué)模式結(jié)合起來(lái),應(yīng)用于《流體力學(xué)》課程教學(xué)或其他課程教學(xué),可能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生自我解決問(wèn)題的能力,提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

一、《流體力學(xué)》的教學(xué)現(xiàn)狀

《流體力學(xué)》是一門(mén)應(yīng)用型的專業(yè)基礎(chǔ)課程,目前的《流體力學(xué)》課程教學(xué)呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn):一個(gè)是偏重于數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),忽視它的物理意義和工程應(yīng)用;另一個(gè)是忽視其基礎(chǔ)地位,片面追求其為專業(yè)服務(wù)。這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)這門(mén)課程學(xué)習(xí)上的困惑,一方面產(chǎn)生對(duì)該課程的恐懼和畏難,另一方面不能勾起學(xué)生的求知欲望和達(dá)不到對(duì)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

1.課堂教學(xué)現(xiàn)狀。課堂教學(xué)是《流體力學(xué)》課程教學(xué)的主體,但是目前,《流體力學(xué)》的教學(xué)手段落后、教學(xué)方法單一。大多采用“滿堂灌”的教學(xué)模式,不注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不強(qiáng)、教學(xué)效果不好,也不利于教師自身素質(zhì)的提高。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《流體力學(xué)》課程教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,是流體力學(xué)理論發(fā)展的重要基礎(chǔ),掌握流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能至關(guān)重要。但是,目前在絕大多數(shù)高校開(kāi)展的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)多為傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這種實(shí)驗(yàn)?zāi)J讲焕趯W(xué)生對(duì)理論的理解,忽略學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

二、“啟發(fā)-互動(dòng)”式教學(xué)的探索

“啟發(fā)-互動(dòng)”式教學(xué)是一種教學(xué)理念,而不是一種教學(xué)方法。針對(duì)《流體力學(xué)》理論性強(qiáng)、工程應(yīng)用廣、概念易混淆、公式較多等特點(diǎn),總結(jié)出以下幾種適合于《流體力學(xué)》課程教學(xué)的“啟發(fā)-互動(dòng)”模式。

1.對(duì)比式“啟發(fā)-互動(dòng)”。在教學(xué)過(guò)程中,對(duì)比“啟發(fā)-互動(dòng)”模式教學(xué)包括以下幾種:(1)相近或相反對(duì)比:將概念相近或相反的進(jìn)行對(duì)比,達(dá)到條理清晰、對(duì)比鮮明、便于記憶的目的。例如,在講解系統(tǒng)與控制體、研究流體運(yùn)動(dòng)方法(歐拉法和拉格朗日法)、流體運(yùn)動(dòng)的概念(流線與跡線、恒定流動(dòng)與非恒定流動(dòng),層流與湍流)等就可以采用對(duì)比“啟發(fā)-互動(dòng)”。具體案例:在講解控制體和系統(tǒng)時(shí),可以以老師清點(diǎn)學(xué)生遲到人數(shù)為例,把學(xué)生看成系統(tǒng),而把學(xué)生出入的教室門(mén)看成控制體,系統(tǒng)是可以變的,而控制體則是固定不變的。在講解歐拉法和拉格朗日法時(shí),可以將上一個(gè)問(wèn)題進(jìn)一步深入,老師清點(diǎn)遲到人數(shù)有兩種方法,一種采用跟蹤每一個(gè)遲到的學(xué)生,記下遲到學(xué)生人數(shù),這種方法就如拉格朗日法(俗稱“跟蹤法”),另一種則是老師站在門(mén)口,記下遲到學(xué)生的名字就可以知道遲到學(xué)生人數(shù),這種方法就如歐拉法(俗稱“布哨法”)。而后將問(wèn)題進(jìn)一步延伸,你可以詢問(wèn)學(xué)生哪一種老師的方法更聰明,進(jìn)而告訴他我們課程中研究流體運(yùn)動(dòng)的方法是歐拉法,但是采用拉格朗日法也有其更大的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)這個(gè)案例,學(xué)生就更好地理解了概念,也方便于記憶。(2)新舊對(duì)比:將以前學(xué)過(guò)的與剛學(xué)過(guò)的知識(shí)對(duì)比,便于學(xué)生在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上加速對(duì)新知識(shí)的掌握。便于記憶和理解兩種方程的理解、記憶和應(yīng)用。(3)理論與實(shí)踐對(duì)比,使抽象的內(nèi)容更為具體化,加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。例如,講完理想流體的伯努利方程和實(shí)際流體的伯努利方程后,可以講解它的工程應(yīng)用,進(jìn)一步加深對(duì)兩個(gè)方程的理解和認(rèn)識(shí)。

2.討論式“啟發(fā)-互動(dòng)”。課堂教學(xué)中,采用討論式教學(xué)也是一種比較好的一種教學(xué)形式,它是學(xué)、思、論的一種動(dòng)態(tài)融合,同時(shí)具有一定的趣味性。這種教學(xué)形式的效果取決于以下幾個(gè)方面:(1)討論題目的選??;(2)討論氣氛的協(xié)調(diào);(3)老師的總結(jié);(4)學(xué)生思維的延伸。例如,在講第一次課的時(shí)候,我就會(huì)給以下幾個(gè)問(wèn)題思考:光滑球和粗糙球在空中運(yùn)行的距離哪一個(gè)更遠(yuǎn)?小鳥(niǎo)在空中飛行靠的是空氣的浮力嗎?……當(dāng)然,學(xué)生只能做一些自我的選擇性判斷,但是這就引起了學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的一些興趣。到了我們要學(xué)習(xí)繞流問(wèn)題的時(shí)候,在上這次課之前,我會(huì)把一張白紙用手拿著放在嘴前方,使白紙自然下垂,然后教學(xué)生跟我一樣操作,朝紙的上方吹氣,觀察紙的運(yùn)動(dòng)方向,提出為什么紙是向上運(yùn)動(dòng)的?待把繞流問(wèn)題講完以后,我們就可以把第一次課的問(wèn)題拿來(lái)與學(xué)生進(jìn)行討論了,找出這幾個(gè)問(wèn)題的共性,并加以對(duì)以上問(wèn)題的總結(jié),學(xué)生以前思考的答案是否是正確的?指出他的錯(cuò)誤所在。同時(shí),也可讓學(xué)生發(fā)揮自己的想象,是否身邊也有和這相關(guān)的自然現(xiàn)象和工程實(shí)踐。從教學(xué)效果來(lái)看,討論式“啟發(fā)-互動(dòng)”教學(xué)給了學(xué)生一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生參與到問(wèn)題中去,提高了學(xué)生的思考能力和創(chuàng)新能力。

3.作業(yè)“啟發(fā)-互動(dòng)”。作業(yè)“啟發(fā)-互動(dòng)”包括課堂練習(xí)和課后作業(yè)啟發(fā)“啟發(fā)-互動(dòng)”。當(dāng)然,課堂練習(xí)和課后作業(yè)這兩種模式在傳統(tǒng)式教學(xué)中也廣泛采用,重要的是“啟發(fā)-互動(dòng)”。在課堂練習(xí)中,老師選擇的題目要有典型性、綜合性和實(shí)踐性,重要的是實(shí)踐性,題目一定是要與工程應(yīng)用相結(jié)合,老師必須拿出一個(gè)工程問(wèn)題或工程中的某一部分,在教師啟發(fā)和提示的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生參與討論,逐步深入,達(dá)到學(xué)習(xí)和應(yīng)用相結(jié)合。例如講解虹吸管應(yīng)用問(wèn)題,我們可以拿抽水馬桶為例,學(xué)生可能不知道虹吸管與馬桶怎么就套上關(guān)系了,邊講解邊討論,最后就明白了抽水馬桶就是一個(gè)虹吸管,而虹吸管的原理就是伯努利方程的工程應(yīng)用,伯努利方程的解題步驟“三選一列一找”(選基準(zhǔn)面、選計(jì)算斷面、選計(jì)算點(diǎn)、列伯努利方程、找邊界條件和初始條件)就一目了然了,最后計(jì)算得到答案。通過(guò)有代表性的課堂習(xí)題訓(xùn)練,比傳統(tǒng)的講解一些例題更為學(xué)生所接受,便于學(xué)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)。課后作業(yè)也是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種鞏固,一方面作業(yè)的量要適度,做到少而精,避免學(xué)生因任務(wù)繁重而互相抄襲,另一方面改變傳統(tǒng)的“學(xué)生作、教師批”的模式,讓學(xué)生參與到作業(yè)批改過(guò)程中去,具體做法是:老師先粗略看一下作業(yè),將典型錯(cuò)誤做好記錄,并隨機(jī)發(fā)給不同的學(xué)生,讓學(xué)生互相批改,不能自己批改自己的,批改時(shí)必須指出錯(cuò)誤之處并要求改正,而且必須簽上批改人的姓名,最后提交老師由老師審閱,相應(yīng)給出兩個(gè)成績(jī),一個(gè)作業(yè)成績(jī),一個(gè)批改作業(yè)成績(jī)。這樣就提高了學(xué)生的主動(dòng)性、思考能力和判斷能力。

4.實(shí)驗(yàn)“啟發(fā)-互動(dòng)”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《流體力學(xué)》教學(xué)中一個(gè)不可缺少的部分。在傳統(tǒng)開(kāi)設(shè)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中,多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,建議開(kāi)設(shè)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)如畢托管測(cè)流速實(shí)驗(yàn),必須學(xué)生自己動(dòng)手操作,而且希望學(xué)生能上網(wǎng)或其他途徑了解其它一些用來(lái)測(cè)流速的儀器,了解不同儀器的測(cè)速原理,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自己制作簡(jiǎn)單的測(cè)量流速儀器。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)如模型試驗(yàn),擬出實(shí)驗(yàn)題目、提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件,或?qū)W生自行購(gòu)買實(shí)驗(yàn)用料,要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,發(fā)揮學(xué)生的想象空間,開(kāi)發(fā)思維能力和創(chuàng)新能力。

“啟發(fā)-互動(dòng)”式教學(xué)思想的核心是啟發(fā)學(xué)生的思維,將教與學(xué)有機(jī)地結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主積極性,使課堂教學(xué)枯燥轉(zhuǎn)為生動(dòng),從被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng),從機(jī)械轉(zhuǎn)為靈動(dòng)。教師在教學(xué)中要明確自己的定位,充分啟發(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,這樣才能使學(xué)生在《流體力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)中獲得一個(gè)良好的教學(xué)效果。當(dāng)然,如何提高《流體力學(xué)》教學(xué)效果是一個(gè)不斷探索的過(guò)程,需要教師在教學(xué)過(guò)程中,不斷地探索及總結(jié)經(jīng)驗(yàn),這樣,才能不斷地轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、改進(jìn)教學(xué)模式,直至取得良好的教學(xué)效果。

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篇4

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

摘要:?jiǎn)l(fā)式教學(xué)是現(xiàn)代教育研究當(dāng)中的一個(gè)重要課題,尤其是在高等教育全面改革的大背景下,通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),勇于創(chuàng)新,讓學(xué)生的個(gè)性自由發(fā)揮,充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和熱情,促進(jìn)學(xué)生身心的健康發(fā)展。本文主要探討的是啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用,徹底摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)觀念,讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體,通過(guò)教師的啟發(fā)引導(dǎo),讓學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 :工程流體力學(xué);啟發(fā)式教學(xué);教學(xué)實(shí)踐;運(yùn)用

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-2596(2015)03-0274-02

一、引言

《工程流體力學(xué)》是我國(guó)普通高等學(xué)校工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程,是一門(mén)研究液體和氣體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及應(yīng)用的學(xué)科。工程流體力學(xué)在土木工程、能源、動(dòng)力、環(huán)境、設(shè)備、化工、航空以及國(guó)防等領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用,尤其是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生需要掌握系統(tǒng)、全面的《工程流體力學(xué)》理論知識(shí),通過(guò)學(xué)習(xí)本課程,確保學(xué)生能夠熟練地掌握流體力學(xué)的基本概念和原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作能夠?qū)⒗碚撝R(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中,為日后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鑒于此,本文主要探討啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用。

二、《工程流體力學(xué)》傳統(tǒng)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

《工程流體力學(xué)》是工科專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,是力學(xué)的一個(gè)重要分支,主要目的是為了將流體力學(xué)知識(shí)充分運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。工程流體力學(xué)的研究方法主要包括實(shí)驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值計(jì)算等。其中實(shí)驗(yàn)研究主要是利用各種實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)分析,總結(jié)出流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測(cè),通常采用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析;理論分析主要是根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒等定律,加以數(shù)學(xué)分析的手段,對(duì)流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究;數(shù)值計(jì)算則是利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律表達(dá)出來(lái),從而獲得質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒的計(jì)算方程,這些方程組合在一起成為流體力學(xué)基本方程組?!豆こ塘黧w力學(xué)》課程設(shè)置的根本目的是為了讓學(xué)生熟練地掌握流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將其運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中,以此來(lái)解決各種與流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題,但是長(zhǎng)久以來(lái)我們?cè)谡n堂教學(xué)中所強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)點(diǎn)的灌輸,學(xué)生進(jìn)行機(jī)械化的記憶,缺乏創(chuàng)新,因此需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)理念進(jìn)行徹底改變。

(一)幫助學(xué)生建立流體力學(xué)的思維方式

《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱要求學(xué)生能夠了解及應(yīng)用流體力學(xué)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,掌握流體力學(xué)的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學(xué)理念中,課堂教學(xué)過(guò)分注重基本概念、基本理論和計(jì)算方法的學(xué)習(xí),學(xué)生在應(yīng)試教育的環(huán)境中對(duì)書(shū)本上的知識(shí)進(jìn)行機(jī)械化的記憶,很大一部分學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的記憶僅僅是為了完成考核任務(wù),因此無(wú)法形成系統(tǒng)的知識(shí)體系,也無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的思維方式,使其在日后工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到關(guān)于流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題時(shí),無(wú)從下手。鑒于此,在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的流體力學(xué)知識(shí)體系,并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維方式對(duì)流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析研究。①

(二)提高學(xué)生綜合分析應(yīng)用能力

《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)不僅要求學(xué)生建立科學(xué)的思維方式,還需要具備對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用能力。在傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響下,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí),嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)的積極性和熱情,對(duì)知識(shí)和計(jì)算公式的機(jī)械化記憶,無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。②因此需要在《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行自主總結(jié),通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié),形成鮮明形象的記憶;與此同時(shí)在課后練習(xí)中需要增加綜合性,促進(jìn)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。

(三)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力

實(shí)驗(yàn)是《工程流體力學(xué)》教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分,通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動(dòng),從而更加清晰地理解和認(rèn)識(shí)流體力學(xué)規(guī)律。通常實(shí)驗(yàn)要預(yù)設(shè)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、“?shí)驗(yàn)環(huán)境”,進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)操作”,最終以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的新聞形式發(fā)表“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。③在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,學(xué)生只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,根本無(wú)法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力,因此需要學(xué)生自主獨(dú)立的進(jìn)行試驗(yàn)操作,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,確定實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)踐中不斷提高自己的操作和知識(shí)的運(yùn)用能力。

(四)充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)理念嚴(yán)重背離之處在于課堂教學(xué)活動(dòng)中,教師往往處于主導(dǎo)地位,而作為教學(xué)活動(dòng)關(guān)鍵核心的學(xué)生群體則成為了知識(shí)的被動(dòng)接受者,單方面機(jī)械地完成課堂教學(xué)任務(wù),無(wú)法真正達(dá)到教學(xué)的目的。這就要求,在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師必須時(shí)刻關(guān)注教學(xué)同步,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情,通過(guò)討論、提問(wèn)等方式,讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的方法。④

三、啟發(fā)式教學(xué)的具體應(yīng)用

(一)啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)

啟發(fā)式教學(xué)源遠(yuǎn)流長(zhǎng),歷久彌新,“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟,不悱不發(fā)”。朱熹解釋說(shuō):“憤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。啟,謂開(kāi)其意;發(fā),謂達(dá)其辭?!睉嵟c悱是內(nèi)在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說(shuō)在教學(xué)前務(wù)必先讓學(xué)生認(rèn)真思考,已經(jīng)思考相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間但還想不通,然后可以去啟發(fā)他;雖經(jīng)思考并已有所領(lǐng)會(huì),但未能以適當(dāng)?shù)难赞o表達(dá)出來(lái),此時(shí)可以去開(kāi)導(dǎo)他。在現(xiàn)代教育理念當(dāng)中,啟發(fā)式教學(xué)主要是指教學(xué)活動(dòng)中教師依據(jù)課程學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)自覺(jué)地掌握知識(shí)的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)可以很好地詮釋教育學(xué)之間的關(guān)系,通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性,啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力,并且通過(guò)教師的適當(dāng)引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。⑤

(二)設(shè)置問(wèn)題情境

啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問(wèn)題情境,同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)各種情境,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,讓學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索分析。在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生遇到任何疑問(wèn)都應(yīng)該及時(shí)提出,向同學(xué)和老師進(jìn)行探討。大量的教學(xué)實(shí)踐表明,提問(wèn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)的積極性,通過(guò)提問(wèn)鍛煉學(xué)生的探索欲和邏輯思維能力。⑥學(xué)生在啟發(fā)式教學(xué)模式下還應(yīng)該增加主動(dòng)性,尋找自己的興趣點(diǎn),去鉆研。這樣學(xué)生才會(huì)有問(wèn)題意識(shí),可以提出問(wèn)題,而不是在別人背后去解答問(wèn)題。另外,設(shè)置問(wèn)題情境要與實(shí)際生活相融合??梢酝ㄟ^(guò)創(chuàng)設(shè)生活或工作式的教學(xué)情境,讓學(xué)生真正感受到《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的多樣性以及前瞻性,通過(guò)不斷探索激發(fā)出學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)興趣以及好奇心。

(三)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性

在啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程中,需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,讓學(xué)生真正意義上成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主導(dǎo)者?!豆こ塘黧w力學(xué)》課程需要打破傳統(tǒng)應(yīng)試教育的束縛,讓學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得到充分釋放。教師組織學(xué)生進(jìn)行討論時(shí),要注意學(xué)生的反映,激發(fā)起學(xué)生發(fā)的求知欲望,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)收集資料了解流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實(shí)際中的應(yīng)用,幫助他們對(duì)問(wèn)題的獨(dú)立思考。例如教師可以列舉一些流體力學(xué)在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的實(shí)例,使學(xué)生了解流體處于平衡及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律,加強(qiáng)理論概念與現(xiàn)實(shí)生活的相互聯(lián)系??傊?,只有主動(dòng)參與其中,學(xué)生才能對(duì)問(wèn)題有一個(gè)深入的了解,并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設(shè)法去解決當(dāng)前所面臨的問(wèn)題,而教師則完全不用花費(fèi)大量的精力進(jìn)行講解,只需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹敢ぷ?,使學(xué)生的自學(xué)能力能夠充分發(fā)揮。⑦

實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手操作以及對(duì)知識(shí)運(yùn)用的最佳方式,借助實(shí)驗(yàn)也可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在問(wèn)題情境環(huán)節(jié)中,學(xué)生大膽假設(shè)和創(chuàng)新提問(wèn)以后,就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行模擬分析,并得到結(jié)論。在安全的保障下,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在教師的引導(dǎo)下,自己動(dòng)手去做,積極探索。這樣會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)更有幫助,而這一過(guò)程會(huì)提高學(xué)生的研究熱情,也可以提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。此外,在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生還可以自由組合進(jìn)行某一問(wèn)題的研究,當(dāng)假設(shè)足夠成立的情況下,通過(guò)查詢相關(guān)的文獻(xiàn)資料,并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室去尋找答案。這樣一來(lái),學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或者工作中,如果遇到問(wèn)題,就可以真正獨(dú)立地進(jìn)行思考和研究。⑧

(四)建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍

建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍是啟發(fā)式教學(xué)實(shí)現(xiàn)的前提。而長(zhǎng)久以的來(lái)灌輸式教學(xué),讓教師成為課堂教學(xué)的主體,其高高在上的形象,讓不少學(xué)生產(chǎn)生畏懼感,這也使得學(xué)習(xí)氛圍過(guò)于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學(xué)方式上需要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛,改掉以往死氣乏味的課堂教學(xué),教師應(yīng)該是教學(xué)活動(dòng)的組織者和設(shè)計(jì)者,通過(guò)營(yíng)造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學(xué)生調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性和積極性,鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手,并且給學(xué)生提供更多的進(jìn)行流體力學(xué)討論研究的空間和機(jī)會(huì),讓學(xué)生在獨(dú)立思考、互相討論以及動(dòng)手操作中完成問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與解決過(guò)程。此外,教師還需要引導(dǎo)學(xué)生相互尊重、相互理解,課堂氣氛做到張弛有度。讓學(xué)生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學(xué)》的理論知識(shí)和基本技能,使他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。⑨

綜上所述,啟發(fā)式課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位。只有充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性,才能夠提高《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的質(zhì)量。為此,本文總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)模式下《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的種種弊端,然后在此基礎(chǔ)上對(duì)啟發(fā)式教學(xué)的有效途徑進(jìn)行了深入研究。通過(guò)營(yíng)造和諧的學(xué)習(xí)氛圍以及建立良好的師生關(guān)系,使《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)、形象。

注釋:

①?gòu)垥院?高校研究型教學(xué)范式之探究——啟發(fā)式教學(xué)[J].教育探索,2007(3).

②朱昌流.論啟發(fā)式教學(xué)的有效實(shí)施[J].教育與職業(yè),2007(18).

③李小川.工程流體力學(xué)教學(xué)改革模式的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2012(10).

④吳翊.啟發(fā)式教學(xué)再認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2011(1).

⑤劉全忠.關(guān)于工程專業(yè)流體力學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J].教育教學(xué),2014(1).

⑥Wuhan University、scientific Research Publishing.The Heuristic Teaching Practice Based on Innovative Thinking [A].Proceedings of Conference on Creative Education(CCE2012).2012(5).

⑦朱輝,陳洪杰,劉飛.CDIO教育模式下工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2013(12).

⑧劉瑩.解立平.基于“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃的工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革初探[J].時(shí)代教育,2014(2).

篇5

論文關(guān)鍵詞:工程流體力學(xué);教學(xué)研究;改革探索

“工程流體力學(xué)”課程在能源動(dòng)力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位,主要研究流體(液體和氣體)的平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)科學(xué),是力學(xué)的一個(gè)重要的分支學(xué)科。通過(guò)本課程流體力學(xué)的基本概念和基本原理的學(xué)習(xí),學(xué)生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學(xué)問(wèn)題的能力,為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),然而當(dāng)前的教學(xué)效果并不理想。自然界和人類生活中,以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動(dòng)現(xiàn)象,但是由于缺乏對(duì)生活的觀察,學(xué)生很難做到對(duì)課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外,自然界中的流動(dòng)現(xiàn)象往往包含多種流動(dòng)方式,在理論分析與公式推導(dǎo)中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論與方法,經(jīng)驗(yàn)公式多,且不易理解記憶,給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)很大困難,導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難學(xué),實(shí)踐與應(yīng)用起來(lái)更是難上加難,教學(xué)效果不理想,教學(xué)目的難以實(shí)現(xiàn)。還對(duì)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大影響,進(jìn)而影響本科教學(xué)的整體質(zhì)量。因此,“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革勢(shì)在必行。

一、“工程流體力學(xué)”教學(xué)調(diào)查研究

“工程流體力學(xué)”課程通常是開(kāi)設(shè)于熱能動(dòng)力工程專業(yè)二年級(jí)階段。對(duì)揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查顯示,多數(shù)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的評(píng)價(jià)是“難學(xué)”。為何會(huì)有這樣的評(píng)價(jià),通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),存在幾個(gè)方面的原因。

1.研究對(duì)象比較抽象

“工程流體力學(xué)”課程本身研究對(duì)象是流體,沒(méi)有一定的形狀和具有流動(dòng)性,這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學(xué)研究理論比較抽象、經(jīng)驗(yàn)公式繁多且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜不易理解、易混淆,進(jìn)而導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué),教學(xué)效果不夠理想。因此,能否將前面學(xué)習(xí)過(guò)的對(duì)“固體”平衡和運(yùn)動(dòng)物理規(guī)律的分析方法通過(guò)比擬的方式移植到“流體”上,并使其形成正向的學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生能否很快的掌握本門(mén)課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)好本課程的一個(gè)很重要的方面。

2.教師與學(xué)生

“教學(xué)”包括“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面的內(nèi)容,忽視任何一個(gè)方面都有可能造成教學(xué)效果的不理想。理論課教學(xué)是工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主要方面,是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和應(yīng)用于工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事,教材和教學(xué)內(nèi)容仍然是多年前的老教材,對(duì)現(xiàn)階段流體力學(xué)的發(fā)展方向和研究成果,以及本學(xué)科的最新科技前沿理論及工程應(yīng)用進(jìn)展不能做到及時(shí)更新,教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。

教學(xué)方法單一呆板,無(wú)法吸引學(xué)生的興趣。經(jīng)??吹竭@樣一種現(xiàn)象:教師在講臺(tái)上只顧著自己滔滔不絕地講,忽視了課堂教學(xué)的互動(dòng)性和學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生了無(wú)興趣的在座位上睡覺(jué)、開(kāi)小差、玩手機(jī),基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識(shí),這樣的教學(xué)效果是很低的。

本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個(gè)特點(diǎn):課程增加,課時(shí)壓縮,總學(xué)分保持不變。“工程流體力學(xué)”課程理論課學(xué)時(shí)從64壓縮到48學(xué)時(shí),在教學(xué)內(nèi)容總量不變的情況下,每堂課教授的內(nèi)容,即學(xué)生需要接受的信息量就大大增加了,嚴(yán)重增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)?!案≡辍笔钱?dāng)代很多大學(xué)生所普遍具有的心理特征,導(dǎo)致的直接結(jié)果是學(xué)生自制力差、怕吃苦,上課前不預(yù)習(xí)、課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學(xué)改革的目標(biāo)

圍繞當(dāng)前“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,以提高課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為目的,進(jìn)行了如下方面的改革:改變教育理念,以課程改革與教學(xué)適應(yīng)新時(shí)代的要求為目的;加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革,提高“教”的質(zhì)量;加強(qiáng)課程的應(yīng)用性,解決基礎(chǔ)理論課程的知識(shí)教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng),全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì);加強(qiáng)課程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核體系改革,引入全程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核機(jī)制。

三、“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革探索

從上面的分析可知,“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)效果不理想存在很多方面的原因,因此,教學(xué)改革也要同時(shí)從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚(yáng)州大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)本科生課程教學(xué)中進(jìn)行的探索與嘗試,取得了較好的效果。

1.教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

(1)俗話說(shuō)“良好的開(kāi)端是成功的一半”,第一堂課的重要性也就不言而喻了。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的直接原動(dòng)力,能否在開(kāi)始就激發(fā)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好本課程的關(guān)鍵。運(yùn)用多媒體技術(shù),通過(guò)生動(dòng)的視頻和動(dòng)畫(huà)向?qū)W生展示生活中隨處可見(jiàn)的流體力學(xué)現(xiàn)象。如,男孩子喜歡足球、乒乓球的比較多,可以用“香蕉球”和“弧圈球”現(xiàn)象的流體力學(xué)解釋來(lái)吸引他們的注意力,還有其他的現(xiàn)象如高爾夫球表面的凹坑設(shè)計(jì)依據(jù),飛機(jī)機(jī)翼能夠產(chǎn)生巨大升力,跑車外形設(shè)計(jì)成流線型又是什么道理等等。此外我國(guó)正在實(shí)施的“南水北調(diào)”工程同樣涉及很多流體力學(xué)相關(guān)知識(shí),以上這些事例都是學(xué)生所非常熟悉而又在學(xué)習(xí)之前無(wú)法用理論來(lái)解釋的現(xiàn)象,很容易引起學(xué)生的注意力和想要探索的興趣。

(2)合理使用多媒體。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中,采用多媒體有利于學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)概念的理解,提高學(xué)習(xí)興趣。但是,采用過(guò)多或華麗的多媒體也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面作用,如多媒體教學(xué)替代板書(shū)節(jié)約了時(shí)間,增加了授課容量,但相應(yīng)的講課速度也就比較快,學(xué)生不易吸收和消化,容易造成學(xué)生“跟不上”進(jìn)度,產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此,傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到最佳教學(xué)效果。當(dāng)然,不同教學(xué)方式之間的比例分配的“度”是需要關(guān)注的問(wèn)題。

2.教學(xué)內(nèi)容的選擇

“工程流體力學(xué)”課程是機(jī)械、能源、化工、動(dòng)力、建筑、生物、航天等專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,這些專業(yè)具有不同的特點(diǎn),對(duì)流體力學(xué)知識(shí)需求的側(cè)重點(diǎn)也不同。因此,教材的選取要有針對(duì)性,即根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)和要求、學(xué)生層次來(lái)選擇教材。此外,教師要能夠跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學(xué)最新的發(fā)展方向與研究成果,不斷更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,做到課程內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。

3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)必不可少的組成部分,屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證,從而加深對(duì)課程基本概念和理論的理解和掌握。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、建立開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.課程評(píng)價(jià)與考核體系

對(duì)于“工程流體力學(xué)”課程來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)要達(dá)到的目的是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的進(jìn)行分析和解決的能力,而不是對(duì)課本理論知識(shí)和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此建立合理、公正、客觀的課程評(píng)價(jià)與考核體系非常重要。針對(duì)學(xué)生普遍存在的平時(shí)不努力、考前幾天突擊考試的現(xiàn)象,摒棄“一考定成績(jī)”的考核方式,采用靈活的、全程考核方式取得了很好的教學(xué)效果。具體做法是:提高平時(shí)成績(jī)所占最終成績(jī)權(quán)重,包括出勤率、課堂互動(dòng)和討論、小測(cè)試、作業(yè)質(zhì)量等平時(shí)學(xué)習(xí)各方面的表現(xiàn);期末考試成績(jī)權(quán)重減少,采用閉卷方式,但考題中所涉及的公式、圖表等會(huì)在試卷中集中給出,并增加一些干擾公式進(jìn)去,既避免了學(xué)生花大量時(shí)間去記憶毫無(wú)規(guī)律可言、而又易忘的經(jīng)驗(yàn)公式,同時(shí)也達(dá)到了考核學(xué)生選取基本理論和公式去分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的。

篇6

關(guān)鍵詞: 流體力學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)改革 自學(xué)方法

教育是一個(gè)國(guó)家的立國(guó)之本,我國(guó)自春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有先賢孔子開(kāi)始教書(shū)育人。然而在我國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)中往往以教師作為主體,重教而輕學(xué),教師在課堂上使出各種方法強(qiáng)化教學(xué)效果,而對(duì)學(xué)生的“學(xué)”重視不足,甚至視而不見(jiàn)。對(duì)于很多學(xué)科而言,這種教學(xué)方式對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)情況的改善確實(shí)有顯著的效果,但是對(duì)于《流體力學(xué)》課程,這種教學(xué)方式影響十分有限。究其原因主要有:1.課程對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高;2.概念理解困難,費(fèi)時(shí);3.公式多且難,學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生處在課后不學(xué)、課上不聽(tīng)或聽(tīng)也聽(tīng)不懂的狀態(tài)時(shí),教師的諸多課堂教學(xué)手段在實(shí)施時(shí)就像沒(méi)有觀眾的表演一樣是達(dá)不到良好教學(xué)效果的。正是由于《流體力學(xué)》課程的這種特性,使得教學(xué)中的“學(xué)”在該課程的教授過(guò)程中顯得越來(lái)越重要。這里的“學(xué)”,不應(yīng)僅僅是傳統(tǒng)教學(xué)方式中,學(xué)生在課堂上被動(dòng)接受,而應(yīng)包含課外自主學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)過(guò)往學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解,有良好自學(xué)習(xí)慣和自學(xué)方法得當(dāng)?shù)膶W(xué)生往往《流體力學(xué)》課程成績(jī)優(yōu)于沒(méi)有自學(xué)習(xí)慣的學(xué)生。正因如此,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好自學(xué)習(xí)慣和教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)選擇恰當(dāng)?shù)淖詫W(xué)方法在《流體力學(xué)》的教學(xué)中顯得尤為重要。為了達(dá)到以上教學(xué)目的,需對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行如下調(diào)整。

一、讓學(xué)生具有主動(dòng)自學(xué)的意愿

要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),首先要讓學(xué)生有自學(xué)的意愿,較常用的有以下兩種方法。

1.上好第一堂課。

“第一印象效應(yīng)”是婦孺皆知的一種心理效應(yīng),在日常生活中經(jīng)常用到,如面試者注意儀表,為官者的“下馬威”等。這個(gè)道理在流體力學(xué)教學(xué)中同樣適用。聰明的教師通常特別注意教授第一堂課,這樣更容易引起學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。針對(duì)工程流體力學(xué)的第一堂課,教師最好避免采用過(guò)于生硬的公式或太理論化的概念進(jìn)行教授,可將現(xiàn)實(shí)中的一些有趣現(xiàn)象與課程進(jìn)行聯(lián)系或提及一些與課程有關(guān)且同學(xué)們感興趣的問(wèn)題。這一點(diǎn)得到很多教師的共識(shí),如上海交通大學(xué)的丁祖榮教授在其《流體力學(xué)》公開(kāi)課中就以高爾夫球?yàn)槭裁床徊捎霉饣砻妗⑵嚨男螤钤鯓幼顑?yōu)等幾個(gè)有趣的例子將看不見(jiàn)、摸不著的力與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系在一起,使得學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)充滿期待?!芭d趣是最好的老師”,有了興趣之后學(xué)生自然愿意投入精力學(xué)習(xí)。

2.重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“前車之鑒”。

這里的“前車之鑒”當(dāng)然可以指流體力學(xué)考試的一次通過(guò)率較低和流體力學(xué)成績(jī)普遍偏低的現(xiàn)實(shí),但是事實(shí)證明,這種“前車之鑒”對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性效果并不顯著,反而容易引起部分學(xué)生的畏懼心理,不利于學(xué)生自學(xué)積極性的提高。通常來(lái)講最好的辦法就是對(duì)比平時(shí)喜歡學(xué)習(xí)和善于自學(xué)的同學(xué)與平時(shí)沒(méi)有自學(xué)習(xí)慣且學(xué)習(xí)態(tài)度不端正的同學(xué)進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)兩類同學(xué)在這門(mén)課程上取得的不同學(xué)習(xí)效果使得學(xué)生意識(shí)到自學(xué)對(duì)于流體力學(xué)課程的重要性。

當(dāng)然以上兩種方法在增強(qiáng)學(xué)生自學(xué)意識(shí)上第一種效果更佳,但過(guò)于依賴學(xué)生興趣會(huì)使學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的趣味性要求提高,反而不利于理論部分的教學(xué),所以教師在課程上應(yīng)盡可能將兩種方法結(jié)合,以期達(dá)到最佳效果。

二、讓學(xué)生學(xué)會(huì)流體力學(xué)課程的自學(xué)方法

僅有自學(xué)意識(shí)和自學(xué)動(dòng)力對(duì)于流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,受制于中國(guó)基礎(chǔ)教育,我國(guó)進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)生多半擅長(zhǎng)記憶,而不是對(duì)公式概念的理解和運(yùn)用。記憶固然重要,但是僅擅長(zhǎng)記憶對(duì)于流體力學(xué)課程自學(xué)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。于是很多高校教師面臨的問(wèn)題除了專業(yè)知識(shí)的教授外,還多了本應(yīng)在中小學(xué)教育中教授的自學(xué)方法。為了使學(xué)生學(xué)會(huì)力學(xué)課程的自學(xué)方法,在教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn)。

1.由淺到難。

所謂的由淺到難即留給學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容難度應(yīng)由淺到難。有的老師為了提高學(xué)生自學(xué)能力,只要是自己不感興趣的章節(jié)或自認(rèn)為不重要的章節(jié)統(tǒng)統(tǒng)不講解,完全留給學(xué)生自我消化。這樣的方法固然能夠極大地促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力的提高,然而僅對(duì)本身自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生有效。這種教學(xué)方式對(duì)于重點(diǎn)院校的本科生,其差異性表現(xiàn)不明顯,但對(duì)于大多數(shù)普通院校的學(xué)生而言,只有少數(shù)學(xué)生適應(yīng)這種教學(xué)方式,大多數(shù)學(xué)生則會(huì)因?yàn)殡y度過(guò)大而過(guò)早喪失學(xué)習(xí)興趣。因此教師在教授過(guò)程中,可先留一些較簡(jiǎn)單的問(wèn)題讓學(xué)生自學(xué),等學(xué)生習(xí)慣自學(xué)且達(dá)到一定自學(xué)能力后再將部分較復(fù)雜的理論推導(dǎo)留給學(xué)生。

2.保證課前預(yù)習(xí),課后復(fù)習(xí)。

自學(xué)能力不是一蹴而就,掌握方法就能立即提高的,需要不斷地練習(xí)。對(duì)于流體力學(xué)這門(mén)課程而言,其學(xué)習(xí)過(guò)程也需要循序漸進(jìn),因?yàn)榱黧w力學(xué)的課程內(nèi)容包含大量模型簡(jiǎn)化、理論推導(dǎo)、概念理解、公式運(yùn)用等需要大腦復(fù)雜加工的過(guò)程,一次的內(nèi)容接觸不足以使大腦完成所有的任務(wù)。因此要保證課程學(xué)習(xí)質(zhì)量,對(duì)課程內(nèi)容的反復(fù)斟酌是必不可少的過(guò)程。通常要使得該課程學(xué)習(xí)效果最佳,除了上課聽(tīng)教師的講解外,課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)對(duì)于學(xué)生而言也是必不可少的。學(xué)生課前預(yù)習(xí)的主要目的是貫穿課堂知識(shí)點(diǎn),整體把握課程內(nèi)容的難點(diǎn)和自己不容易理解的。為促使學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)習(xí)慣,教師除了在第一堂課調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣外,還可在前一次課堂上布置少量預(yù)習(xí)任務(wù),要求學(xué)生下一次課進(jìn)行回答,但主要還是依靠學(xué)生的自覺(jué)性。而課后復(fù)習(xí)的主要目的是加深學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解和提高知識(shí)運(yùn)用能力。通常教師可以通過(guò)布置練習(xí)題的形式達(dá)到目的,偶爾可采用小測(cè)驗(yàn)的形式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)測(cè)試可增強(qiáng)學(xué)生課后學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.教會(huì)思考,舉一反三。

上述兩點(diǎn)都是教師使學(xué)生了解怎樣有效自學(xué)的引導(dǎo)手段,而流體力學(xué)不同于其他學(xué)科自學(xué)的真正關(guān)鍵之處則在于教會(huì)學(xué)生如何思考。

不同于諸多學(xué)科,流體力學(xué)的學(xué)習(xí)不僅僅依賴對(duì)公式和知識(shí)點(diǎn)的記憶,學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用更重要。因此往往有些學(xué)生學(xué)習(xí)很用功,但是遇見(jiàn)問(wèn)題總是無(wú)法自己解決,只能通過(guò)背題目的方式應(yīng)付考試。這種學(xué)生就是典型的學(xué)習(xí)方法不得當(dāng),沒(méi)有學(xué)會(huì)思考。實(shí)際上,學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識(shí)和其他力學(xué)課程類似,大部分知識(shí)點(diǎn)都不脫離假設(shè)、建模、公式推導(dǎo)和公式運(yùn)用的流程,學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)時(shí)只要能夠回答出“3W1H”,那么這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就已經(jīng)掌握了。

那么這“3W1H”到底是什么呢?第一個(gè)“W”就是“When could I use it?”什么時(shí)候可以用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)?這就意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)中一定要先弄清楚運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)的前提,力學(xué)當(dāng)中的很多概念都是在一定先決條件下得到的推理,因此對(duì)于這些知識(shí)點(diǎn)而言,其使用不得違背這些先決條件。第二個(gè)“W”就是“What problems could I solve?”我能夠解決什么問(wèn)題,所有的知識(shí)都不是萬(wàn)能的,它僅僅只是研究或解決某一類問(wèn)題的方法或手段,流體力學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)很多體現(xiàn)的是各種物理量之間的關(guān)系,而這些關(guān)系決定了我們可以解決什么樣的問(wèn)題。第三個(gè)“W”是“What situation should I use it?”什么情況下我應(yīng)該用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)?在運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)解決問(wèn)題的時(shí)候,一個(gè)問(wèn)題往往有很多種解決思路,不同的物理量之間有多種表示關(guān)系的公式,選用公式的時(shí)候一定要找準(zhǔn)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn),最終選擇合適的公式或運(yùn)用正確的知識(shí)點(diǎn)解決問(wèn)題。最后一個(gè)“H”,指的是“How should I use it?”我怎么用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。選擇了正確的知識(shí)點(diǎn)并不意味著你就會(huì)用了,什么地方我們?cè)摵雎缘?,什么地方要補(bǔ)充其他知識(shí)點(diǎn),都是需要考慮的問(wèn)題。通過(guò)將各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行組合,分析他們的邏輯、數(shù)學(xué)或物理等關(guān)系,最終才能解決要求的問(wèn)題。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:假設(shè)現(xiàn)要求某處的靜水壓力,這個(gè)題目只涉及單一的知識(shí)點(diǎn)。我們首先要分析,靜水壓力是什么?什么情況下才有?靜水壓力的求救問(wèn)題屬于水靜力學(xué)部分的知識(shí)點(diǎn),也就是當(dāng)液體處于靜止?fàn)顟B(tài)或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),靜水壓力才存在。第二步,則要分析靜水壓力這個(gè)知識(shí)點(diǎn)能解決什么問(wèn)題或與其他的物理量之間有什么關(guān)系。顯然和靜水壓力相關(guān)的有靜水壓強(qiáng)和作用面積,壓強(qiáng)乘以面積即壓力,那么我們現(xiàn)在的思路出來(lái)了,要解決靜水壓力的問(wèn)題首先要了解靜水壓強(qiáng)和液體作用面積的情況,現(xiàn)在問(wèn)題變?yōu)榱丝检o水壓強(qiáng)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。第三步,什么情況下我應(yīng)該運(yùn)用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)?由于這個(gè)問(wèn)題較簡(jiǎn)單,解題思路清晰,因此對(duì)于該題這一步可以跳過(guò)。最后就是怎樣用這個(gè)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性,其方向都是垂直于作用面,任一點(diǎn)處各方向上的靜水壓強(qiáng)大小相等,各點(diǎn)處?kù)o水壓強(qiáng)大小不同。因此我們知道對(duì)于該物體的靜水壓力不能直接用某一點(diǎn)的壓力乘以物體的面積而應(yīng)該將物體上每一微面積上的靜水壓強(qiáng)與面積乘積計(jì)算得出各微面積上的靜水壓力再進(jìn)行矢量加和。這樣這個(gè)問(wèn)題的思路就完整了。當(dāng)然對(duì)于這個(gè)思路來(lái)講只能保證將所有問(wèn)題都分析清楚。在實(shí)際解題過(guò)程中,學(xué)生還要在不違背以上各物理量關(guān)系的前提下,想想能不能找到簡(jiǎn)化的方法,如果有,思考為什么可以這樣簡(jiǎn)化,該簡(jiǎn)化方法有沒(méi)有局限性。

以上就是我們學(xué)習(xí)和分析流體力學(xué)問(wèn)題的基本思路。該思路貌似復(fù)雜,但當(dāng)學(xué)生按照該過(guò)程接受了一定量的練習(xí)之后,便可以快速分析出某一流體力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。同時(shí),這個(gè)過(guò)程對(duì)于學(xué)生的自學(xué)也是至關(guān)重要的。只有真正學(xué)會(huì)這樣思考的同學(xué),才可能避免題海戰(zhàn)術(shù),對(duì)任一知識(shí)點(diǎn)都可以做到舉一反三。這樣的自學(xué)過(guò)程不僅是對(duì)學(xué)生自學(xué)能力的鍛煉,而且是對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題能力的鍛煉。而這種綜合邏輯分析問(wèn)題的思路不僅在流體力學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)需要,對(duì)于其他的如數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等很多理工科課程也是必不可少的。然而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)教育和高等教育中往往缺少的就是分析問(wèn)題方法的教育,更多的是讓學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)無(wú)意識(shí)地培養(yǎng)邏輯分析能力。

三、讓學(xué)生養(yǎng)成自學(xué)習(xí)慣

自學(xué)動(dòng)力有了,學(xué)習(xí)方法也掌握之后,要使學(xué)習(xí)效果得到充分體現(xiàn)就需要學(xué)生持之以恒,真正將自學(xué)變?yōu)樽约毫?xí)慣的一部分。對(duì)于這一點(diǎn)而言,主要靠學(xué)生本身的自覺(jué)性,但是老師也可以給其少量外部刺激,促使學(xué)生養(yǎng)成這種習(xí)慣,如課后布置作業(yè),定期小測(cè)驗(yàn),甚至可以通過(guò)舉行類似于結(jié)構(gòu)大賽的流體力學(xué)興趣大賽等形式提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促使其自學(xué)。

通過(guò)如上教學(xué)方法改革,我所帶班級(jí)的學(xué)生對(duì)流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情普遍提高,同時(shí)分析解決問(wèn)題能力得到增強(qiáng)。但是這種教學(xué)方法也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn),即過(guò)分依賴學(xué)生自覺(jué)性,對(duì)于少部分沒(méi)有自學(xué)習(xí)慣且學(xué)習(xí)態(tài)度不好的學(xué)生不僅沒(méi)有促進(jìn)其學(xué)習(xí)而且使得個(gè)別學(xué)生為自己的缺勤找到了充分理由。學(xué)生的兩極分化現(xiàn)象更加明顯,雖然良好率提高了,但課程總淘汰率有小幅提高。

總體而言,該課程的教學(xué)方法改革是有意義且有成效的,但其中遇到的某些問(wèn)題還需進(jìn)一步深化研究。

參考文獻(xiàn):

[1]李國(guó)正.培養(yǎng)自學(xué)能力引導(dǎo)學(xué)生成長(zhǎng)――淺談自學(xué)方法在學(xué)習(xí)過(guò)程中的滲透[J].新課程?上旬,2011,09:144-145.

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篇7

關(guān)鍵詞:《流體力學(xué)》課程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革;建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)16-0225-02

一、前言

我校的學(xué)生培養(yǎng)定位是:“立足內(nèi)蒙古,面向全國(guó),服務(wù)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),培養(yǎng)崗位適應(yīng)性強(qiáng)、工作作風(fēng)踏實(shí)的應(yīng)用型人才”[1]。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:“適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德智體全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)施能力的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才”。畢業(yè)生能夠從事工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境與暖通空調(diào)、通風(fēng)除塵、采暖供熱、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共設(shè)施系統(tǒng)、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、管理以及建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的方案制訂,并具有初步的應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)能力,能夠在設(shè)計(jì)研究院、建筑工程單位、物業(yè)管理公司及相關(guān)的科研、生產(chǎn)和教學(xué)等單位從事技術(shù)與管理工作。

《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門(mén)主要技術(shù)基礎(chǔ)課,也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一,是該專業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的知識(shí)。同時(shí),該課程也是我校環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程、礦物加工工程、采礦工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化等工程專業(yè)必須開(kāi)設(shè)的課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及水力計(jì)算的基本方法。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是發(fā)展流體力學(xué)理論,驗(yàn)證流體力學(xué)假說(shuō),理解流體力學(xué)現(xiàn)象,解決流體力學(xué)工程問(wèn)題的一個(gè)重要手段,該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞影響到學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解和掌握,以及動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng),甚至影響到他們就業(yè)后對(duì)專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。

二、當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)基本目的要求是:使學(xué)生觀測(cè)流動(dòng)現(xiàn)象,驗(yàn)證所學(xué)理論,掌握實(shí)驗(yàn)的方法和操作技能,訓(xùn)練學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)資料、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)。目前我?!读黧w力學(xué)》課程開(kāi)設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、圓形管道沿程阻力實(shí)驗(yàn)、圓形管道局部阻力實(shí)驗(yàn)、一元流動(dòng)量方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、氣體紊流射流實(shí)驗(yàn)等[2],全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),由于實(shí)驗(yàn)室房間、實(shí)驗(yàn)器材、指導(dǎo)教師人數(shù)等方面的條件有限,綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)不能開(kāi)出。不同專業(yè)、不同學(xué)時(shí)的《流體力學(xué)》課程的學(xué)生進(jìn)行完全相同的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課堂上,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求等方面進(jìn)行講解,之后學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),出現(xiàn)問(wèn)題在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行處理,教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)完成情況和質(zhì)量來(lái)評(píng)定成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)的比較全面,基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容,也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,但沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的積極性,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和熱情沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái),只是被動(dòng)的完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程,不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。近年來(lái)伴隨著我國(guó)教育體制的改革發(fā)展和招生規(guī)模的擴(kuò)大,給學(xué)校的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇,使學(xué)校的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但不可回避的是學(xué)生質(zhì)量在不同程度上有所下降,基礎(chǔ)知識(shí)不很扎實(shí),給后續(xù)教學(xué)工作帶來(lái)了困難,也是擺在全校師生面前的難題。另外還有相當(dāng)一部分學(xué)生是通過(guò)調(diào)劑專業(yè)而來(lái)的,不是他們所鐘情和喜愛(ài)的專業(yè),因此,學(xué)習(xí)積極性也不高,疲于應(yīng)付,學(xué)習(xí)目的不明確,態(tài)度不很認(rèn)真,缺乏學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力,只求考試及格過(guò)關(guān)了事,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也是如此。

近年來(lái),學(xué)校也做了很大努力,在改善實(shí)驗(yàn)條件方面投入不少,但由于學(xué)生人數(shù)眾多,實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少,實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)偏多,親自動(dòng)手操作的次數(shù)不是很多,感性認(rèn)識(shí)不夠,盡管實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師想盡一切辦法,盡可能多的創(chuàng)造機(jī)會(huì),但收效甚微,實(shí)驗(yàn)效果不理想,有的甚至連最基本的測(cè)試儀器,如畢托管的工作原理、使用及注意事項(xiàng)等都不清楚。另一方面,由于小組人數(shù)多,實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)相同,實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重,沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、結(jié)果的討論,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的感悟不深,對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解、體會(huì)起不到作用,同時(shí)給實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核帶來(lái)了不便。

三、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)課的地位。實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程非常重要的組成部分,但是在教學(xué)實(shí)踐中,往往更多強(qiáng)調(diào)的是理論的重要性,而忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)理論學(xué)習(xí)的幫助。因此要充分重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位,實(shí)驗(yàn)在流體力學(xué)教學(xué)中和理論課具有同樣的重要作用,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的唯一途徑,是學(xué)生獲得流體力學(xué)感性知識(shí)的主要方法,有利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的深入理解,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考,培養(yǎng)他們的擴(kuò)散思維,調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。另外,要樹(shù)立重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、熱情服務(wù)學(xué)生的觀念。首先要重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè),無(wú)論從政策傾斜還是人力、物力以及資金投入等方面都予以高度重視;其次要尊重實(shí)驗(yàn)教師的地位和實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng),吸引具有一定操作技能和設(shè)計(jì)構(gòu)思能力的教師充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍中。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容?!读黧w力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,其內(nèi)容貫穿了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的所有領(lǐng)域,如采暖供熱中的熱媒介質(zhì)(水)的流動(dòng),空調(diào)工程中空氣、冷凍水、冷凝水的流動(dòng),通風(fēng)除塵中空氣以及粉塵粒子的流動(dòng),鍋爐中的煙氣、水、蒸汽、粉塵粒子的流動(dòng)等,所有這些流動(dòng)的參數(shù)測(cè)試分析類似于流體力學(xué)實(shí)驗(yàn),因此流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。而目前《流體力學(xué)》課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),也是非常經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn),雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)的比較全面,基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容,也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,但是,和專業(yè)工程實(shí)踐脫節(jié),聯(lián)系不密切,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性不高[3,4]。

在完成傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的之后,指導(dǎo)組織學(xué)生自行完成一次設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn),把原有單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組合到新的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,如具有一定規(guī)模的管網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并對(duì)設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試,分別測(cè)定不同工況下的運(yùn)行參數(shù),如流量、流速、壓力等,這樣既把流體力學(xué)知識(shí)和專業(yè)課的知識(shí)結(jié)合在了一起,由于是按照自己的意愿設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),因而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又提高了學(xué)生的操作運(yùn)行技能,同時(shí),在解決出現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中,使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)得到了綜合應(yīng)用。因此筆者以為,傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)固然重要,可以使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得到加深鞏固和理解,綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)學(xué)生綜合能力得到鍛煉和提高的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源,在完成傳統(tǒng)經(jīng)典驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的同時(shí),加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出。

3.教學(xué)手段與方法。為了達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師講解學(xué)生聽(tīng)的模式,指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)學(xué)生采取互動(dòng)的形式,共同探討實(shí)驗(yàn)的目的、意義、背景、對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)以及和相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系、完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定的技術(shù)路線等,使學(xué)生處于主體地位,積極參與,主動(dòng)進(jìn)行。方法可以靈活多樣,教學(xué)手段可輔助以教學(xué)錄像、多媒體等,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)讓學(xué)生互相討論,從中獲得答案,指導(dǎo)教師予以補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核不拘泥于實(shí)驗(yàn)報(bào)告,應(yīng)根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x的感悟、對(duì)知識(shí)聯(lián)系的理解、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作、問(wèn)題分析討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等綜合評(píng)價(jià)[3,4]。

四、結(jié)語(yǔ)

《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門(mén)主要技術(shù)基礎(chǔ)課,也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一,同時(shí)也是環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)必須開(kāi)設(shè)的課程。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是該課程非常重要的組成部分,實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的能力、分析解決問(wèn)題的能力和相互協(xié)調(diào)合作的能力。因此要轉(zhuǎn)變觀念,重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),整合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源,進(jìn)一步補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,改革流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段,不斷研究流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì),不僅要使學(xué)生完成經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,更重要的是要放手讓學(xué)生開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn),突出學(xué)生的主體性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性,使每一個(gè)完成流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生從中得到鍛煉和提高,為培養(yǎng)綜合型建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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篇8

【關(guān)鍵詞】工程流體力學(xué) 石油教學(xué) 學(xué)習(xí) 改革

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)12-0231-02

近幾年隨著后備儲(chǔ)量持續(xù)增長(zhǎng),我國(guó)的石油工業(yè)以前所未有的速度向前發(fā)展,這就要求石油工程技術(shù)人員必須掌握扎實(shí)先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)。石油工程專業(yè)有其自身濃郁的行業(yè)特點(diǎn),其目標(biāo)是培養(yǎng)能在石油工程領(lǐng)域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、油氣儲(chǔ)運(yùn)等方面人才。在油氣勘探開(kāi)發(fā)儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中,存在廣泛而復(fù)雜的流體流動(dòng)現(xiàn)象,所以工程流體力學(xué)一直以來(lái)都是石油工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課。

一、上好“緒論”課

“緒論”是教材的開(kāi)篇之言,通常對(duì)全書(shū)有一個(gè)概括性的介紹。包括內(nèi)容的設(shè)置、該學(xué)科的發(fā)展簡(jiǎn)史、與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系和今后的發(fā)展方向及動(dòng)態(tài)。在教學(xué)過(guò)程中,充分備課,形象生動(dòng)地上好緒論課,使教師在后繼的教學(xué)工作中事半而功倍??偨Y(jié)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),講好“緒論”可從以下幾個(gè)方面對(duì)教學(xué)產(chǎn)生積極的作用和影響:1.可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)知者,三個(gè)層次呈遞進(jìn)狀態(tài),樂(lè)學(xué)是最高層次的學(xué)習(xí)熱情,濃厚的興趣能推動(dòng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行探索性的學(xué)習(xí),而且在學(xué)習(xí)中主動(dòng)克服困難,排除干擾;2.可促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中將流體知識(shí)運(yùn)用到專業(yè)課中,使知識(shí)融會(huì)貫通,有利于加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解;3.可幫助學(xué)生了解學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài),吸收最新知識(shí),有利于學(xué)生對(duì)個(gè)人求學(xué)生涯的整體規(guī)劃,優(yōu)化職業(yè)生涯。

二、定位教材,擴(kuò)展內(nèi)容

很多工科院校都開(kāi)設(shè)了工程流體力學(xué),針對(duì)不同的專業(yè),流體力學(xué)的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)肯定不一樣,那么對(duì)于石油工程專業(yè)而言,流體力學(xué)知識(shí)服務(wù)于鉆井、采油,偏重于工程運(yùn)用,所以在講授過(guò)程中不必要求學(xué)生熟練掌握每一個(gè)公式的推導(dǎo)過(guò)程,只需了解就可以,更多講解與專業(yè)相關(guān)的實(shí)際運(yùn)用,那么教材的選擇就很重要了。廣泛閱讀流體教材,選擇與專業(yè)最匹配的教材是首要任務(wù)。目前市面上有很多版本內(nèi)容不同的教材,在定位教材后,難免教材在編排上不是盡善盡美,那么就要對(duì)選定教材的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展,可以加深加寬知識(shí)體系,更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

三、講究課堂內(nèi)教學(xué)方法和手段

自工作來(lái),對(duì)于教學(xué)方法和手段進(jìn)行了不斷的摸索完善,工程流體力學(xué)側(cè)重于應(yīng)用流體力學(xué)的基本原理、理論與方法研究,解決工程實(shí)際問(wèn)題。研究方法也遵循“實(shí)踐-理論-實(shí)踐”的基本規(guī)律。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生最大的問(wèn)題在于――不知道怎么學(xué),不是學(xué)不會(huì),而是沒(méi)有找到適合這門(mén)課的學(xué)習(xí)方法。所以需要教師講究課堂教學(xué)方法,采用合適的教學(xué)手段,讓學(xué)生不至于感到知識(shí)晦澀難懂,繼而失去學(xué)習(xí)興趣。例如:每次上課前提問(wèn)回答上次課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容,集中學(xué)生的注意力,在此同時(shí)給了學(xué)生收拾情緒的時(shí)間,以利于新課的講授;在上課過(guò)程中對(duì)于有散發(fā)性的問(wèn)題,可以采用提問(wèn)的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考,并給予一定的獎(jiǎng)勵(lì);如果章節(jié)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單易懂,可以促使學(xué)生自己上臺(tái)講授,一方面激發(fā)學(xué)生自主學(xué)通學(xué)透,另一方面建立學(xué)生強(qiáng)大的自信心。

四、積極收集反饋信息

一方面在課間與學(xué)生主動(dòng)溝通,了解學(xué)生的思想動(dòng)態(tài),拉近與學(xué)生的距離,才能最廣化地獲得反饋信息,師生關(guān)系。另一方面及時(shí)布置練習(xí),既要起到鞏固的作用,又要充分發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn),然后有的放矢的解決難題。要想獲得預(yù)期的效果,教師在布置作業(yè)前必須精心研究習(xí)題內(nèi)容,布置有代表性的習(xí)題,既不重復(fù)也不遺漏,然后盡快批改作業(yè),在知識(shí)遺忘的截止時(shí)間前糾正錯(cuò)誤,使學(xué)生形成正確的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

五、善用多媒體工具

隨著科技越來(lái)越發(fā)達(dá),原本的板書(shū)形式慢慢遠(yuǎn)離學(xué)生的視線,取而代之的是多媒體教學(xué),在充分享受信息化的同時(shí),要考慮學(xué)生的接受能力與接受程度。目前學(xué)生普遍反映多媒體教學(xué)雖然信息量大,但對(duì)于較大的信息量,學(xué)生難以全部接受,更容易形成抵觸心理。在充分征求學(xué)生的意見(jiàn)后,得到的結(jié)論是:善用多媒體工具――用于展示圖片、動(dòng)畫(huà)和教學(xué)影像。

將板書(shū)與多媒體合理地結(jié)合在一起,板書(shū)用于基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),多媒體展示流體復(fù)雜的流動(dòng)狀態(tài)與工程實(shí)際運(yùn)用,便于學(xué)生的理解接受,最大化地保持學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

六、重視實(shí)驗(yàn)課

目前,學(xué)生中普遍存在重理論輕實(shí)踐的心理,做實(shí)驗(yàn)敷衍了事,寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告只用粘貼復(fù)制就可以了,無(wú)論數(shù)據(jù)合理與否,應(yīng)付交差就完事了,數(shù)據(jù)不正常也不思考,實(shí)屬本末倒置。流體力學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的力學(xué)分支,實(shí)驗(yàn)探究不僅是教學(xué)的內(nèi)容,更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的手段。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、有利于概念的構(gòu)建、有利于模型的建立、有利于定律的導(dǎo)出、有利于結(jié)論的檢驗(yàn)、有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。特別是流體力學(xué)中很多經(jīng)驗(yàn)公式,都是大量做實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的,所以實(shí)驗(yàn)是理論的源泉?,F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課均是實(shí)驗(yàn)教師演示給學(xué)生看,然后學(xué)生參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)依葫蘆畫(huà)瓢做一遍,遇到問(wèn)題依賴于教師,不主動(dòng)思考,完全失去了做實(shí)驗(yàn)的意義。

七、結(jié)論

工程流體力學(xué)是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的意義,對(duì)工程流體力學(xué)的教學(xué)思考是永無(wú)止境的,作為一線教師,要在工作中不斷摸索實(shí)踐,積累豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)中實(shí)踐改革,提高教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)習(xí)工程流體力學(xué)的過(guò)程充滿樂(lè)趣與動(dòng)力。

參考文獻(xiàn):

[1]李會(huì)芬.熱能動(dòng)力類《工程流體力學(xué)》課程學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)建議[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào),2007,(10).

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篇9

關(guān)鍵詞:流體力學(xué) 教學(xué)改革 互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)

中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)02(b)-0030-02

近年來(lái),作為在新的歷史時(shí)期全面推進(jìn)我國(guó)高校人才培養(yǎng)模式改革的重要舉措,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)大力開(kāi)展全面建設(shè)研究型本科教育教學(xué)體系,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),落實(shí)“創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)”的教學(xué)改革研究?!皠?chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)”由創(chuàng)新方法類課程、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)組成。包括科研導(dǎo)論課、科研技能實(shí)踐、以及大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目等等。然而,大學(xué)本科生在校的大多數(shù)學(xué)習(xí)時(shí)間還是以課堂為主,如何對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行改革,以適應(yīng)研究型本科教育教學(xué)體系的需要,是本文探討的問(wèn)題。

1 流體力學(xué)課程的指導(dǎo)思想及定位

流體力學(xué)是工程力學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,為后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用工具。因此,牢固掌握流體力學(xué)課程的基本內(nèi)容,熟練運(yùn)用該課程的基本方法,透徹理解其基本思想,是打開(kāi)力學(xué)專業(yè)階段學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。對(duì)于流體力學(xué)這門(mén)課的普遍認(rèn)識(shí)是,老師們難教,學(xué)生們難學(xué)。究其原因,是因?yàn)閷W(xué)生在中學(xué)沒(méi)有接觸過(guò)流體方面的知識(shí),是“懵懂無(wú)知”的狀態(tài);而到了大學(xué),一開(kāi)始就要接觸流體的性質(zhì)、模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的概念,是“被動(dòng)接受”的狀態(tài)。這對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)勢(shì)必會(huì)感覺(jué)很難,從上課聽(tīng)不懂,習(xí)題不會(huì)做到上課不想聽(tīng),習(xí)題抄答案,形成惡性循環(huán),而教師的灌輸式教學(xué)更使得這門(mén)課預(yù)期達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。學(xué)生的基礎(chǔ)沒(méi)有打好,對(duì)于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)勢(shì)必產(chǎn)生不良影響。如何使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既能獨(dú)立思考,又能積極響應(yīng)教師的互動(dòng)提示,進(jìn)行有效的互動(dòng),這是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵所在。

以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的互動(dòng)式教學(xué)思想[1]在教學(xué)工作中逐步得到鞏固和落實(shí),在教學(xué)方法的改革上取得了可喜成績(jī)。但是,要真正實(shí)現(xiàn)“教以學(xué)為本”[2],還需要不斷在教學(xué)思想、教學(xué)方法、課堂結(jié)構(gòu)等諸多方面進(jìn)行創(chuàng)新性的探索與研究。作者近年來(lái)一直從事流體力學(xué)課程的教學(xué)工作,對(duì)如何讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課進(jìn)行了一定的研究。作者認(rèn)為,啟發(fā)式教學(xué)[3]對(duì)于流體力學(xué)難教、難學(xué)這一問(wèn)題是一有益的解決方案。通過(guò)在課堂上與學(xué)生互動(dòng)以及在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)W(xué)生進(jìn)行啟發(fā),能夠改變流體力學(xué)課堂沉悶,學(xué)生不想聽(tīng)講的氛圍,同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)修養(yǎng)與力學(xué)能力大有裨益。教師在教學(xué)過(guò)程中切實(shí)重視、真正確立學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位,通過(guò)學(xué)生自悟、質(zhì)疑、寫(xiě)練的同時(shí),加強(qiáng)學(xué)生主體之間的信息交流,以及教師的適時(shí)點(diǎn)撥啟導(dǎo),構(gòu)建“互動(dòng)啟發(fā)式”這一課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)體系,能更好地讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),逐步提高學(xué)習(xí)修養(yǎng)。

作者針對(duì)上述問(wèn)題,參考了國(guó)內(nèi)外教學(xué)資料,結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),并以工程力學(xué)08級(jí)的“流體力學(xué)”教學(xué)為研究對(duì)象,成立了“巖爆研究大學(xué)生創(chuàng)新小組”。小組成員利用課余時(shí)間,參加重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研活動(dòng),在北京市學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)上了表了三篇論文[4~6]。小組成員的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)成績(jī)、研究水平得到了很大的提高。由此可見(jiàn)“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)適應(yīng)教學(xué)改革的需要。“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方式改變了過(guò)去那種學(xué)生被動(dòng)接受的狀況,它要求教師的教學(xué)必須以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性為主,學(xué)生是主動(dòng)的參與教學(xué),而不是被動(dòng)的去記憶。作者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)方式是教師學(xué)生“雙贏”的教學(xué)方式,它促進(jìn)了師生間的情感交流,調(diào)節(jié)了課堂氣氛,是符合大學(xué)教學(xué)大綱的新選擇。

2 流體力學(xué)的基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性

《流體力學(xué)》課程是計(jì)算流體力學(xué)、多相流動(dòng)、非牛頓流體力學(xué)的基礎(chǔ)性理論。同時(shí),本門(mén)課程對(duì)于許多理論性較強(qiáng)的學(xué)科,如工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、流固耦合、滲流力學(xué)等,都是必不可少的基礎(chǔ)理論課?!读黧w力學(xué)》課程中的許多專題:如邊界層理論、湍流、渦動(dòng)力學(xué)、水波動(dòng)力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)等都是發(fā)展迅速的前沿學(xué)科。當(dāng)前,隨著環(huán)境和資源探測(cè)要求的增長(zhǎng)與技術(shù)進(jìn)步,出現(xiàn)了許多或以流體力學(xué)為基礎(chǔ)、或與流體力學(xué)相交叉的新學(xué)科,如CCS(碳固存)、煤巖中的瓦斯流動(dòng)、多場(chǎng)耦合、多相流及非牛頓流體力學(xué);特別是隨著高超音速飛行器和運(yùn)載工具、超靜音潛艇、以及現(xiàn)代武器系統(tǒng)的發(fā)展,為流體力學(xué)學(xué)科提出了更多的新問(wèn)題,也為學(xué)習(xí)《流體力學(xué)》的學(xué)生提供了廣闊的發(fā)展空間。

3 流體力學(xué)教學(xué)改革的嘗試和成效

在教學(xué)中努力踐行“研究型學(xué)習(xí)”[7]與“創(chuàng)新型人才”[8]的培養(yǎng)。開(kāi)展“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法改革,培養(yǎng)學(xué)生積極思考、研究型學(xué)習(xí)、創(chuàng)新型思維的能力。在平時(shí)成績(jī)考核中,增加了“研究報(bào)告”一項(xiàng),指導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)書(shū)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行深入研究,在創(chuàng)新教育理念與研究性教學(xué)相融合上做出了有益的實(shí)踐。

3.1 教學(xué)方式的改革

《流體力學(xué)》課程的特點(diǎn)是:理論性很強(qiáng),對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。例如,除了需要了解一般張量變換和指標(biāo)運(yùn)算的規(guī)則外,還需要了解張量場(chǎng)論、曲線坐標(biāo)系下的張量微分學(xué)、微分幾何中關(guān)于點(diǎn)、線、面間的拓?fù)潢P(guān)系;以及由Gaussian定理、Stokes定理、標(biāo)量勢(shì)、矢量勢(shì)、Helmholtz張量分解定理、向量場(chǎng)的梯度來(lái)表示流體力學(xué)的求解域,需要了解它們的幾何意義以及在流場(chǎng)幾何描述中的應(yīng)用。另外,在對(duì)不同流動(dòng)現(xiàn)象的偏微分方程定解問(wèn)題的求解中,需要講解有關(guān)的數(shù)學(xué)物理方法的背景知識(shí),如解波動(dòng)方程的行波法、求解渦旋場(chǎng)中的格林函數(shù)法等。僅采用PPT教學(xué),難以表達(dá)在定理推導(dǎo)或偏微方程求解中的思辨、引證與推理過(guò)程。

因此,將傳統(tǒng)“板書(shū)式”教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合,各種方法互為補(bǔ)充,探索啟發(fā)式教學(xué)法的創(chuàng)新,采用了以下的教學(xué)方法與教學(xué)手段:

(1)對(duì)于建立流體力學(xué)基本方程組或偏微分程求解過(guò)程中的數(shù)學(xué)推導(dǎo),采用板書(shū)講解為主,PPT為輔的教學(xué)方法。由于多數(shù)學(xué)生的張量場(chǎng)論與張量微分學(xué)的基礎(chǔ)較薄弱,在從這些定理出發(fā)建立流體力學(xué)基本方程的教學(xué)中,需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)學(xué)推導(dǎo),很容易造成學(xué)生的疲勞。采用傳統(tǒng)的“問(wèn)-答”為主的“啟發(fā)式”教學(xué)法,往往得到“啟發(fā)”的只是部分基礎(chǔ)較好的同學(xué),多數(shù)學(xué)生很少能主動(dòng)響應(yīng),容易形成流體力學(xué)“難以學(xué)懂”的印象。

針對(duì)上述問(wèn)題,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法。所謂“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué),就是在設(shè)置啟發(fā)問(wèn)題過(guò)程中,對(duì)被啟發(fā)對(duì)象的思維過(guò)程施加以強(qiáng)烈的影響,激發(fā)學(xué)生深入思考的方法。具體是,在理論學(xué)習(xí)、定理推導(dǎo)、或典型例題講解過(guò)程中,由老師首先進(jìn)行提綱式講解,針對(duì)教材中的重點(diǎn)且難點(diǎn)問(wèn)題,要求學(xué)生進(jìn)行一定時(shí)間(5~7 min)的課堂練習(xí)作業(yè),啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題。最后,再由老師進(jìn)行板書(shū)講解的“講解―學(xué)生練習(xí)-提問(wèn)―再講解”的課堂教學(xué)過(guò)程。

“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵,是由教師對(duì)講解的問(wèn)題進(jìn)行綱要式分析,給出主要思路并交待相關(guān)背景知識(shí),對(duì)其中的關(guān)鍵問(wèn)題設(shè)置疑問(wèn)點(diǎn);在學(xué)生進(jìn)行5~7分鐘的課堂練習(xí)過(guò)程中進(jìn)行巡查,發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的難點(diǎn)并適時(shí)提問(wèn),最后,有重點(diǎn)地進(jìn)行分析與講解。在這一過(guò)程中,給學(xué)生提供了一個(gè)獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)、創(chuàng)造了一個(gè)平等、自由的提問(wèn)環(huán)境,使學(xué)生可以毫無(wú)顧慮地與老師交流,也便于老師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。老師在學(xué)生達(dá)到思維臨界點(diǎn)時(shí)的講解,學(xué)生的印象深刻,可以達(dá)到事半功倍的效果。

(2)對(duì)于流體力課程中應(yīng)用型專題和涉及實(shí)際物理現(xiàn)象較多的章節(jié),采用PPT或錄像為主的現(xiàn)代化教學(xué)方法。這樣,可以在有限的課時(shí)內(nèi),在使學(xué)生充分掌握書(shū)中的理論知識(shí)的同時(shí),對(duì)相關(guān)的物理現(xiàn)象有感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)理論知識(shí)理解,以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此,通過(guò)課程建設(shè),編制了實(shí)驗(yàn)錄像。實(shí)驗(yàn)錄像介紹流體力學(xué)理論的背景知識(shí),如有關(guān)流體粘性、壓縮性、靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、伯努利方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、邊界層流動(dòng)等,利用PPT等現(xiàn)代化教學(xué)方法在課堂教學(xué)中加以運(yùn)用。

(3)耐心、細(xì)致的課后輔導(dǎo)。對(duì)于在課堂上提出問(wèn)題的學(xué)生,無(wú)論問(wèn)題對(duì)錯(cuò)、難易,在回答問(wèn)題前,首先用“這是一個(gè)很好的問(wèn)題,……”“你的問(wèn)題很重要,……”等加以鼓勵(lì),然后再回答問(wèn)題;對(duì)勤于思考的同學(xué)加以表?yè)P(yáng)。

(4)改革考試的形式和內(nèi)容,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。教學(xué)實(shí)踐中,對(duì)期末考試進(jìn)行改革:平時(shí)成績(jī)定量化計(jì)分制;要求每位同學(xué)選擇教科書(shū)中的一個(gè)專門(mén)問(wèn)題進(jìn)行研究,提交一份專題研究報(bào)告;在期末考試卷面成績(jī)出題中與評(píng)分中,強(qiáng)調(diào)解題的分析過(guò)程。通過(guò)上述方法,在考試內(nèi)容上,將知識(shí)測(cè)試與創(chuàng)新能力測(cè)試相結(jié)合。

3.2 教學(xué)改革效果

自我校工程力學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)《流體力學(xué)》課程以來(lái),作者一直致力于以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、研究型學(xué)習(xí)方法建立為目標(biāo)的教學(xué)改革,在不斷提高自身理論水平的同時(shí),提出了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法并在教學(xué)實(shí)踐中加以運(yùn)用。學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組的資深老師多次聽(tīng)課,都給予了很高的評(píng)價(jià)。在授課中注重板書(shū)推演、思辨清晰、嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂,在課后熱情輔導(dǎo)同學(xué)們的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究活動(dòng)。作者的授課及輔導(dǎo)受到同學(xué)們的廣泛歡迎。

4 課程特色

力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》課程理論性強(qiáng)、對(duì)張量分析、場(chǎng)論、數(shù)學(xué)物理方法與特殊函數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求高。作者在不斷提高自身的理論水平、積極開(kāi)展教學(xué)研究與改革的基礎(chǔ)上,形成了以下課程特色:

(1)在建立流體力學(xué)基本方程組與求解流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型過(guò)程中,板書(shū)推演思辨清晰、嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂,對(duì)所需的張量、場(chǎng)論、數(shù)學(xué)物理方法背景知識(shí)可進(jìn)行詳細(xì)分析或精講。為使理論分析連續(xù)、易于啟發(fā)學(xué)生的思維,撰寫(xiě)了近60萬(wàn)字的背課筆記/授課講義,在板書(shū)推導(dǎo)中,多數(shù)情況下可以脫稿講解。

(2)采用“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法,在課堂上形成與學(xué)生間的良好互動(dòng),啟發(fā)學(xué)生的自主思維、深入思考,以達(dá)到深入理解復(fù)雜數(shù)學(xué)、力學(xué)理論的目標(biāo)。“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法不斷充實(shí)完善,形成了包括課堂的即時(shí)啟發(fā)教學(xué)、平時(shí)的考察輔導(dǎo)與期末考試互相支持的系統(tǒng)方法。為研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力保障。該方法得到了越來(lái)越多的認(rèn)同。工程力學(xué)系的同仁,如黎立云教授、祝捷副教授等老師都采用了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法,并形成了自己的特色,取得了很好的教學(xué)效果。

(3)強(qiáng)調(diào)“研究型”學(xué)習(xí)方法。在平時(shí)的作業(yè)中,要求學(xué)生將每一道習(xí)題當(dāng)作一個(gè)“模型科學(xué)問(wèn)題”,以論證與推演過(guò)程是否合理來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生作業(yè)的優(yōu)良等級(jí)。對(duì)學(xué)生的作業(yè)認(rèn)真評(píng)分并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。允許作業(yè)成績(jī)不理想的同學(xué)可以重作,重新評(píng)分。另外,要求學(xué)生在課程結(jié)束前,選擇書(shū)中的問(wèn)題提交一個(gè)研究報(bào)告,老師給予輔導(dǎo)、評(píng)分,并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。以上措施在培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)方法上起到了十分重要的作用。

(4)積極引導(dǎo)、支持學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新科研活動(dòng)。指導(dǎo)學(xué)生針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)開(kāi)展解題方法、教學(xué)方法的研究,并將結(jié)果撰寫(xiě)成研究報(bào)告或教改論文。在授課期間,對(duì)有學(xué)生要求給予科研的學(xué)術(shù)指導(dǎo),總是熱情響應(yīng)。

5 流體力學(xué)教學(xué)工作的展望

(1)繼續(xù)充實(shí)、完善習(xí)題庫(kù)、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)錄像等教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。

(2)以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、研究型學(xué)習(xí)方法為目標(biāo),繼續(xù)開(kāi)展教學(xué)方法的研究,不斷完善“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法的內(nèi)涵。

(3)現(xiàn)有的力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》教材或深度不夠、或難于自學(xué)。準(zhǔn)備在多年流體力學(xué)教學(xué)積淀與撰寫(xiě)的講義的基礎(chǔ)上,出版一部通俗易懂、學(xué)術(shù)水平高、具有礦業(yè)特色的流體力學(xué)教材。

(4)目前的張量分析、場(chǎng)論的教材大都比較抽象,受眾較少。準(zhǔn)備集自己多年在微分幾何、張量與場(chǎng)論理論的學(xué)習(xí)心得,在撰寫(xiě)的講義基礎(chǔ)上,出版一部側(cè)重于講解張量、場(chǎng)論主要定理幾何意義及其在流場(chǎng)描述應(yīng)用的學(xué)術(shù)論著,作為力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》課程的參考教材。

(5)跟蹤國(guó)際上最新研究成果、發(fā)表高水平科研與教改論文,提高自身素質(zhì),促進(jìn)教學(xué)水平的提高。

6 結(jié)語(yǔ)

用“互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)”法進(jìn)行教學(xué),不但能使學(xué)生順利地接受新知識(shí),而且教給學(xué)生利用已有的知識(shí)通過(guò)歸納總結(jié)去認(rèn)識(shí)新知識(shí)的一種有效的學(xué)習(xí)方法,這就給了學(xué)生一雙點(diǎn)石成金的手。同時(shí),由于采用對(duì)比、比喻等方法,引進(jìn)一些生動(dòng)活潑、通俗易懂、典型直觀的事例,不僅使教學(xué)雙邊活動(dòng)有聲有色,而且在重溫舊課時(shí)輕松愉快的認(rèn)識(shí)和掌握深?yuàn)W、抽象、復(fù)雜的概念和規(guī)律,起到事半功倍的效果。“互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)”是傳授知識(shí)、啟迪思維提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段,是一種行之有效的、科學(xué)的教學(xué)方法。

總而言之,作為大學(xué)教師,為了改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,必須在了解自己學(xué)生的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的教學(xué)策略和教學(xué)方式?;?dòng)啟發(fā)式教學(xué)方式克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)參與性,它是大學(xué)教學(xué)改革的必然要求,應(yīng)該堅(jiān)持并努力完善這種教學(xué)方式,使教學(xué)真正做到學(xué)以致用。

參考文獻(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)考核體系;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?;流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)

        實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,滿足高等教育應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)觀察、思考和操作,來(lái)提高判斷能力和創(chuàng)新能力,做到有思想地做實(shí)驗(yàn),自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)應(yīng)該配合實(shí)驗(yàn)考核來(lái)具體實(shí)施,文章就此提出了一套旨在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牧黧w力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系,對(duì)實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后的各個(gè)環(huán)節(jié)列出了具體的考核方法,主要包括五個(gè)考核部分:實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)考試。

        1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核

        實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前理解實(shí)驗(yàn)原理,明確實(shí)驗(yàn)要求,熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟,并按照要求言簡(jiǎn)意賅地編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,加深對(duì)流體力學(xué)理論知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況進(jìn)行具體考核,對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告打分,對(duì)未完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的學(xué)生,取消其實(shí)驗(yàn)資格。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的10%,詳細(xì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1,取所有實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核分值的平均分作為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核成績(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核,可以起到兩個(gè)作用:一是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核成績(jī)組成實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的一部分;二是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核對(duì)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室起到一個(gè)篩選作用。

        表1  流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

        序號(hào)                                               評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)                                                                 分值

          1         實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備充分,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告規(guī)范認(rèn)真,有預(yù)習(xí)思考                                 10

          2         實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備比較充分,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告規(guī)范認(rèn)真,有預(yù)習(xí)思考痕跡                   8

          3         實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備基本充分,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告規(guī)范認(rèn)真,但僅是抄書(shū),無(wú)思考痕跡   6

          4         實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備不充分,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告馬虎,不規(guī)范,無(wú)思考痕跡                       4

          5         未完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,未完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告                                                           0

        在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備這一階段,實(shí)驗(yàn)教師需要給學(xué)生準(zhǔn)備具體的預(yù)習(xí)資料,包括:學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則,規(guī)定學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室需要遵守哪些規(guī)則;流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)要求細(xì)則,對(duì)學(xué)生說(shuō)明參加流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體要求;流體力學(xué)分室平面布置圖,以便學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室情況;流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),主要給學(xué)生提供每個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體指導(dǎo),如:實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、實(shí)驗(yàn)成果及要求、實(shí)驗(yàn)分析與討論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算表;另外,還可以補(bǔ)充說(shuō)明一下,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告書(shū)寫(xiě)要求、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄要求、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書(shū)寫(xiě)哪些內(nèi)容等等。

        特別是實(shí)驗(yàn)儀器這一塊,因?yàn)閷W(xué)生事先不熟悉儀器,實(shí)驗(yàn)時(shí)操作儀器比較困難,所以一定要先讓學(xué)生熟悉儀器設(shè)備,有必要提供實(shí)驗(yàn)儀器的說(shuō)明書(shū)。另外,實(shí)驗(yàn)教師還可以提供一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的介紹,如雷諾實(shí)驗(yàn)的工作環(huán)境,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)教師可以把這些資料編寫(xiě)成流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),印發(fā)給每位學(xué)生,還可以把相關(guān)資料放到實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站上去,讓學(xué)生自行下載查閱學(xué)習(xí)。

        2.實(shí)驗(yàn)操作考核

        實(shí)驗(yàn)操作考核作為實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生連續(xù)評(píng)估的主要形式,在平時(shí)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察,并將觀察記錄作為對(duì)學(xué)生操作能力的直接評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)操作主要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力[1]。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中,以啟發(fā)學(xué)生思維為主,充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,在學(xué)生提問(wèn)時(shí)予以適當(dāng)指點(diǎn)和提示,主要考察學(xué)生的動(dòng)手能力和排除故障能力。因?yàn)檫@部分考核以實(shí)驗(yàn)教師的主觀判斷為主,所以在實(shí)驗(yàn)操作考核過(guò)程中要作定性定量處理,以便實(shí)驗(yàn)操作考核具體實(shí)施。實(shí)驗(yàn)操作考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的20%,具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。下面簡(jiǎn)要介紹一下流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核的過(guò)程。

        實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),實(shí)驗(yàn)教師對(duì)每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行觀察,簽字確認(rèn)。如能量方程(伯努利方程)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),檢查每組學(xué)生是否將能量方程實(shí)驗(yàn)儀的所有測(cè)壓管液面調(diào)整到齊平狀態(tài),簽字確認(rèn)。

        實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)教師檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況。如實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間是否符合要求,實(shí)驗(yàn)次數(shù)是否達(dá)標(biāo)等等。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),實(shí)驗(yàn)教師對(duì)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行初步分析,判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合規(guī)律,確保實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生分析歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)實(shí)驗(yàn)有重大錯(cuò)誤、失敗或不能完成者,安排其在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間重做。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生按要求關(guān)閉儀器,清理現(xiàn)場(chǎng),做好環(huán)境清潔工作。實(shí)驗(yàn)教師檢查每組學(xué)生儀器設(shè)備整理情況,電源是否關(guān)閉,水桶(水杯)水是否倒入水箱中,雷諾實(shí)驗(yàn)的有色水閥門(mén)是否關(guān)閉,桌面是否整理,并作相應(yīng)記錄。

        表2  流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

        序號(hào)               評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)                                                                扣分值

          1         測(cè)壓管齊平缺認(rèn)可/次                                                        –0.5

          2         測(cè)壓管測(cè)點(diǎn)未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求/次                                        –0.5

          3         排氣泡缺核查/次                                                                –0.5

          4         操作時(shí)間未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求/次                                            –0.5

          5         操作次數(shù)未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求/次                                            –1

          6         儀器電源未關(guān)、閥門(mén)未關(guān)水未處理、桌面未整理/項(xiàng)   –0.5

          7         實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合規(guī)律/組數(shù)據(jù)                                            –0.5

          8         沒(méi)參加實(shí)驗(yàn)操作/個(gè)實(shí)驗(yàn)                                                    –5

        注:流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核滿分20分,如在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)生上述情況,則扣除相應(yīng)的分值,扣完為止。 

        3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核 

        實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為考核的依據(jù),自身存在不足的地方,既不能反映學(xué)生的操作技能,不能表現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力。即使學(xué)生不動(dòng)手或不作為主要參與者,也可以寫(xiě)出一份較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。另外,由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在實(shí)驗(yàn)室外完成的,可能會(huì)出現(xiàn)修改數(shù)據(jù)的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)教師也很難了解學(xué)生對(duì)某些問(wèn)題的理解程度和真實(shí)的看法。因此,實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要補(bǔ)充一些主觀方面的報(bào)告成果,比如實(shí)驗(yàn)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)等等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的30%,由三部分組成:實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)作業(yè)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)總結(jié)成績(jī)。

        實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)后對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的分析和評(píng)價(jià),以及撰寫(xiě)報(bào)告的能力,達(dá)到總結(jié)和提高的目的。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)滿分20分,取所有實(shí)驗(yàn)報(bào)告分值的平均分作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī),詳細(xì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3,主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算是否正確,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析是否客觀完整等評(píng)定。對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告其固有的缺陷,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核采用數(shù)據(jù)記錄復(fù)份,來(lái)避免學(xué)生修改數(shù)據(jù)。 

        表3  流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

        序號(hào)                                                     評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)                                                                                                         分值

       1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)范認(rèn)真,圖表清晰,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算正確,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析客觀完整,能做較深層的探研,優(yōu)秀 20

       2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)范認(rèn)真,圖表清晰,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算正確,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析比較客觀,良好                                     16

       3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)范,圖表清晰,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算基本正確,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析基本客觀,及格                                     12

       4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算不正確,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析不正確,不及格                                                      8

       5 未完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告                                                                                                                                                          0 

       實(shí)驗(yàn)作業(yè)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求精心設(shè)計(jì)的,可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)、補(bǔ)充和擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí),教師對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生深入思考。學(xué)生通過(guò)查找資料,操作實(shí)驗(yàn),編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將問(wèn)題引入深層次的探究,然后回答問(wèn)題。如能量方程實(shí)驗(yàn),提出問(wèn)題:“測(cè)點(diǎn)2、3和測(cè)點(diǎn)10、11的測(cè)壓管讀數(shù)分別說(shuō)明了什么問(wèn)題?[2]”學(xué)生進(jìn)行一系列思考后探究答案。實(shí)驗(yàn)作業(yè)成績(jī)滿分5分,每個(gè)實(shí)驗(yàn)作業(yè)以5分制為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分,最后求平均分作為實(shí)驗(yàn)作業(yè)成績(jī)。

        實(shí)驗(yàn)總結(jié)在流體力學(xué)全部實(shí)驗(yàn)結(jié)束后完成。此時(shí),學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技能、儀器設(shè)備等都有了真切的體會(huì)、深刻的認(rèn)識(shí),每個(gè)人都會(huì)有不同程度的收獲。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中寫(xiě):實(shí)驗(yàn)后的收獲和感想,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)和建議,對(duì)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的建設(shè)性意見(jiàn)。這些信息反饋給實(shí)驗(yàn)教師,可使教師進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感受,從而總結(jié)出寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)總結(jié)是教師提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)成績(jī)滿分5分,以5分制為標(biāo)準(zhǔn)打分。

        4.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新考核

        實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分兩個(gè)方向:學(xué)習(xí)性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的20%。

        對(duì)于那些創(chuàng)新能力比較薄弱的學(xué)生,可以從學(xué)習(xí)別人的已有成果開(kāi)始,讓學(xué)生收集現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)例,運(yùn)用學(xué)過(guò)的流體力學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)重新剖析,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)闡明自己的觀點(diǎn),進(jìn)行答辯。學(xué)習(xí)性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成績(jī)滿分10分。

        對(duì)于創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生,鼓勵(lì)學(xué)生在現(xiàn)有儀器設(shè)備基礎(chǔ)上,進(jìn)行創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性研究與探索,組合成為新的實(shí)驗(yàn)或量測(cè)新的內(nèi)容,也可以通過(guò)電腦進(jìn)行模擬。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新也鼓勵(lì)改良改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置。另外,鼓勵(lì)教師教改項(xiàng)目、科研項(xiàng)目帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),研制開(kāi)發(fā)教學(xué)儀器設(shè)備,更新和改造舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段。

        開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究可由團(tuán)體進(jìn)行,研究的一般步驟包括:確定題目、收集資料、制訂研究計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、分析與概括、反復(fù)論證或?qū)嵺`驗(yàn)證、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,自主選題、自主進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)、自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)性研究、進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理,撰寫(xiě)研究性論文和總結(jié)報(bào)告等工作。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新小組向全體參加同學(xué)和指導(dǎo)老師介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、創(chuàng)新點(diǎn)等主要內(nèi)容,并回答同學(xué)和教師的提問(wèn),由同學(xué)和實(shí)驗(yàn)教師一起打分考核。創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成績(jī)滿分20分。

        通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新求得學(xué)生的發(fā)展,教師的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展。

        5.實(shí)驗(yàn)考試考核

        流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核分兩種形式:教師與學(xué)生的交談、閉卷考試。實(shí)驗(yàn)考試考核占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的20%,實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)滿分100分,其中教師與學(xué)生交談成績(jī)50分,閉卷考試成績(jī)50分。

        教師與學(xué)生的交談,可以了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室獲得知識(shí)的掌握情況,可以評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解及口頭表達(dá)的技巧,以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋等,具有教高的表面效度。

        閉卷考試可以克服實(shí)驗(yàn)報(bào)告的某些缺陷。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容側(cè)重于實(shí)驗(yàn)方法與原理的理解,流體流動(dòng)的某些基本概念和基本原理的認(rèn)識(shí),靜態(tài)流動(dòng)參數(shù)測(cè)試方法的掌握。

        綜合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)五個(gè)部分的考核,可以給出完整的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系,如表4所示。 

        表4  流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核體系

        序號(hào)  實(shí)驗(yàn)考核    比例           分值 備注 

          

        結(jié)束語(yǔ):

        隨著實(shí)驗(yàn)課程的獨(dú)立開(kāi)設(shè),需要更精確、更契合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)考核方法來(lái)適應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程的發(fā)展建設(shè)需要。實(shí)驗(yàn)考核要求能夠公平合理地評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī),能夠?qū)W(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)起到較好的引導(dǎo)作用,激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰3]。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程,對(duì)實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后各個(gè)環(huán)節(jié),分別進(jìn)行具體考核,提出了一套新的實(shí)驗(yàn)考核體系。該實(shí)驗(yàn)考核體系從實(shí)驗(yàn)整體出發(fā),注重培養(yǎng)學(xué)生各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,提高學(xué)生綜合素質(zhì),提倡自主實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性,通過(guò)定性定量的實(shí)驗(yàn)操作考核來(lái)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新考核來(lái)推動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而真正提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛年明、周泉.電子電工實(shí)驗(yàn)考核方法的改革〔j〕.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008(4):146-147,166