流體力學的知識點范文

導語：如何才能寫好一篇流體力學的知識點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：流體力學；教學理念；內容調整；教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0041-02

流體力學是研究流體平衡和運動規律的一門科學，是力學的一個重要分支，已廣泛應用到國民經濟的各部門。工程流體力學課程在哈工大是機械類、材料類、儀器儀表類、航空航天類、建筑工程類、熱能動力類、流體動力工程類等專業必修的技術基礎課程，既有基礎學科的性質，又具有鮮明的技術學科的特點，既與高等數學、大學物理、理論力學等課程有緊密的聯系，又是專業課的基礎，是一門理論性和工程實際意義都較強的課程[1]。哈工大流體力學教研室成立于1956年，歷來重視教學研究及教學質量，不斷積累教學經驗，改進教學思想，在基礎教學與實驗設施、師資隊伍建設、教學質量、教學研究與改革等方面都取得一系列成果，居于國內領先水平，并于2009年被評為國家精品課程，目前正在進行國家精品資源共享課程的升級。雖然取得了一系列的重要成績，但是仍然存在一些問題，需要進一步轉換觀念，從當前社會的實際需求出發，深入進行教學模式和教學內容等方面的研究和探索。

一、改革教學理念

課程建設的目的是提高教學質量，歸根到底是提高學生培養的質量，而學生質量的衡量標準則是其綜合素質及能力。工程流體力學課程的特點是抽象概念多，數學分量重，理論性較強，許多復雜的流動物理現象難以用言語和具體圖像清晰地表述[2]。工程流體力學課程中有很多較難的知識點，例如流體微元運動的Cauchy-Helmholts速度分解定理、粘性流體的運動微分方程、邊界層基本方程及近似計算等，這些知識點包含了大量的數學推導，往往要占用很多課時，同時這些理論知識的講解又是空洞和死板的，無法激發學生的學習熱情。即使是多數教師能夠本著負責的態度將這些知識難點講解清楚，也往往并不能使學生對這些難點留下深刻的印象。這種教學過程是事倍功半的，容易引起學生對這些知識做機械的符號記憶或者陷入對推導嚴密性的過度鉆研，無法建立起流體力學的全局思維方式，進而也不能提高學生的綜合分析應用能力。因此，教師在授課過程中要不斷引導學生梳理所講授的知識，使學生能夠運用流體力學知識進行綜合分析。要讓學生明白，流體力學的學習不是背定理、記公式，而是要通過學習這門課程，掌握一門新的科學知識，了解它的人文背景，學習它的思想和方法，掌握它的原理和應用。學生是課程學習的主體，在教學過程中需要注意教與學的同步，授課時關注學生的反映，根據學生的反應對授課進行調整，必要時放慢節奏或變換講解方法，也可以讓學生參與討論。學生有必要參與到深層的學科知識應用中，因此可以讓同學參加與學科相關的科學研究，引導同學應用流體計算模擬軟件，實現模擬實驗[3]。教師對學生的實踐引導可以消減同學對流體力學公式繁多的苦惱，而在實踐能力不斷提高的過程中，學生的創新意識和能力將得到很大的鍛煉。實踐證明，學生可以完成適當的工程流體力學課程內容的拓展研究，實現課程與科研工作的相互促進。在積極開展第一課堂的同時，還應該引導學生參加第二課堂活動，激發學生創造熱情，培養學生科學素質和創新精神，提高學生獲取知識、運用知識的能力和創新能力。例如科技創新和節能減排大賽這樣的大學生科技活動是開展素質教育的重要平臺，為學生提供了施展才能、張揚個性的舞臺，使學生得以將課本所學知識充分的運用，并從制作和創新過程中學到了比課本更多的知識，提高了其知識綜合運用能力、實踐動手能力。流體力學教師應該充分利用流體力學知識應用面廣、基礎性強的特點，引導并指導學生參與此類科技活動。另外，流體力學教師還應該經常舉行科技講座，豐富學生的專業和學科知識，培養學生的科研意識和科學精神。

二、課程內容調整

目前所使用的工程流體力學課程內容包括了流體靜力學、流體動力學、漩渦理論基礎、理想流體平面勢流、粘性流體動力學、相似理論基礎、流動的阻力與損失、管路的水力計算、粘性流體繞物體流動、氣體動力學基礎、機翼及葉柵理論、流體要素測量等內容?？偟膩碚f涵蓋了流體力學工程應用的多數情況，但是結構仍然需要進一步調整。首先，工程流體力學課程內容較多，多年未更新，有些知識也趨于老化，應適當地對內容進行增減。2006年專業調整后，能源與動力工程本科教學按一級學科制定教學內容，在這種體系下，工程流體力學課程應在主體結構保留的情況下，對于涉及到工程熱力學和空氣動力學的內容進行刪減，避免不同課程的內容重復，使課程之間的界線更加明晰。這樣的好處就是，學生利用有限的課時可以將流體力學主體結構體系學得更好。另外，由于工程流體力學更多的應該涉及流體力學的工程應用，所以關于漩渦理論、理想流體平面勢流及粘性流體繞物體流動章節內涉及的較多理論性知識且與工程應用關系不大的應該適當精簡，減少課時占用。其次，工程流體力學課程內容應適當增加與工程應用相關的內容。美國著名的流體力學教材《Mechanics of Fluids》（Prentice Hall International Editions出版）選取了貼近工程實際的管道流動、葉輪機械流動、環境流體力學等內容，作為經典流體力學主題內容的有機補充[4]。哈工大工程流體力學課程也應該針對學校定位及專業設置，在廣泛調研開課專業的需求基礎上，適當增加有普遍性、代表性的工程應用知識。最后，工程流體力學課程內容應更新與近期科技發展緊密聯系的內容。由于教材不可能年年更新，教師應該在教材內容基礎之上，適當增加與科技進展相關的內容，例如流動的虛擬實驗、流體參數的現代化測量、流體力學的發展現狀、流體力學的最新應用情況等，讓學生了解到流體力學的科技前沿，開拓學生視野，增強其學習流體力學的熱情和興趣。

三、改革教學方法

關于教學方法，哈工大流體力學教師較早地采用了不完全教學法、潛科學教學法、社會探究法、問題教學法、角度教學法等創新性教學法，將教學內容、教學媒體、教師活動、學生活動等課堂教學要素有機組織起來，發揮整體的最大效能。強調學生通過主動探求問題解決的途徑和方法，培養能力，以展素質；并將多媒體技術的運用與傳統教學手段、教學形式的改革統一起來，突出重點，突破難點，從而充分調動和激發學生的學習興趣和積極性。目前多媒體教學在高等教育中的應用越來越廣，在如何正確使用多媒體教學的問題上目前還有一些爭議和討論。工程流體力學課程知識點多，公式推導多，難度大，對于具體的知識點利用板書詳細推演在課堂教學中占用了大量的課時，同時也會影響到學生對流體力學整體思維的把握。由于工程流體力學課程的特點，很多流動現象概念比較抽象，難以用板書表達清楚，很顯然傳統教學方式達不到理想的教學效果。利用多種媒體手段可以更好地創設教學意境，變抽象為具體，變靜態為動態，變黑白為彩色，變無聲為有聲，通過豐富的圖例、連貫的動畫以及真實的實驗錄像，可以使枯燥、乏味的內容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內容變得直觀生動，同時也豐富了學生的信息量，可以更好地激發學習興趣[5]。另外，流體力學的特點是數學分量重、理論性強，所以又不能過多依賴多媒體教學。對于涉及到重要理論公式推導的內容，簡單地將推導過程搬到課件上去，并不能使學生了解重要理論公式的來龍去脈，也難以加深學生對這些關鍵知識點的理解程度。這個時候需要收起屏幕，用板書認真書寫每個符號，推導每個關鍵公式，并解釋其中的物理概念和意義。多媒體和板書都有各自的優缺點，因此我們可以取其長而避其短，采用兩者兼顧而又兩者不棄的原則，交互使用，相輔相成。

四、更新考評制度

哈工大工程流體力學課程作為技術基礎課，目前采取了綜合性的考評方法，總成績由作業、實驗、考試三部分組成，學生共計要完成60題左右的作業，由教師進行判分并作為總成績的10%；共計要完成11項左右的實驗，根據學生對每個實驗原理和操作技能的掌握及實驗報告的質量情況分為優、良、及格、不及格來評定成績，若有兩次不及格或者缺席者必須重做否則不得參加期末考試。實驗課成績占課程總成績的10%。期末考試為閉卷，占總成績的80%。流體力學考試的組卷與課堂教學內容息息相關，課堂教學如果注重內容的應用性、靈活性和綜合性，則在組卷時應適當減少客觀題，豐富試題類型，加大理解性和綜合性題目的分量，避免記憶性成分所占比重較大，而學生臨近考試加班加點應付考試的現象。另外，根據課堂教學和課外科研實踐的特點，對于偏重于工程應用的專題，可以探索利用撰寫科技論文、提交科研作品的方法進行考試，與傳統考試成績綜合來建立起更合理、更具實踐意義的考評制度。

工程流體力學課程是面向工程應用人才的課程，所以教學核心始終應該是學生知識應用能力的培養。為此，在教學中貫穿流體力學思維模式和綜合分析解決問題能力的鍛煉，使學生學有所成、學有所用，是工程流體力學課程改革的一個長期方向。

參考文獻：

[1]陳卓如，金朝銘，等.工程流體力學[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]趙超.“流體力學”課程教學方法探索.中國冶金教育[J].2010，（5）：63-64.

[3]李巖，孫石.《工程流體力學》課程教學改革與實踐.科教文匯[J].2008，（11）：88-89.

[4]C.P.Merle，C.W.David.Mechanics of Fluids（second edition）[M].NJ（U.S.A.）：Prentice Hall International Editions，1997.

篇2

【Abstract】In Engineering Fluid Mechanics course， the traditional teaching method made it difficult to arouse the students’ initiative to study. To solve this problem， a teaching method based on PBL was presented. A detailed description of actualizing approaches based on PBL teaching method was demonstrated and the test result was discussed. Finally， the key issues of PBL teaching method were emphasized.

【Key words】Engineering Fluid Mechanics； PBL； Teaching Mode

0 引言

工程流體力學課程作為能源與動力工程專業三大核心專業基礎課程之一，其教學質量的好壞直接影響能動專業本科生后續專業課的學習，甚至影響學生畢業后從事本?R倒ぷ韉氖と文芰Α8每緯嘆哂懈拍畛橄蟆⒐?式繁多、推導復雜、應用型強等特點[1]，導致學生在學習時出現積極性不高、學習效率低、對課程產生恐懼心理等不良情況，必須對工程流體力學傳統教學模式進行改革。本文分析了工程流體力學傳統教學模式的不足，引入PBL教學模式進行改革，針對工程流體力學課程提出實施步驟，并對實施效果進行分析，討論了應用PBL教學方法需要注意的問題。

1 工程流體力學傳統教學方法存在的問題

結合工程流體力學課程特性，根據多年工程流體力學課程教學實踐發現，采用傳統教學方法存在以下三方面問題。

（1）傳統教學方法導致學生被動接受知識，沒有充分發揮學生積極性。傳統教學方法中教師主講，學生聽課的模式，以學生熟悉掌握授課大綱內容為目標，教師傾力向學生灌輸知識，學生被動地接受知識，沒有充分調動學生的主觀能動性和學習積極性，在教學過程中沒有充分的思考和理解，只是簡單地對課程知識點進行背誦，學生無法體會到工程流體力學課程魅力所在，也無法體會流體力學知識在生產實踐中應用的美妙之處。

（2）傳統教學方法不利于學生追根尋底精神的培養，阻礙了學生創新能力的培養[2]。采用傳統教學方法，學生對很多流體力學概念主要通過對課本的記憶，或者是通過互聯網搜索而得出，缺少了學生的思考、歸納和總結過程，也導致了整個課程的知識點是凌亂記憶的，存在只見樹木不見森林的學習現象，無法構建系統的知識體系，學生無法將課程各章節之間的關系建立聯系。

（3）傳統教學方法導致課程實踐教學環節效果不理想，不利于學生實踐能力的培養。流體力學的研究方法主要有理論分析法、實驗模擬法、數值仿真法和現場觀測法，這幾種方法相輔相成，相互驗證。在工程流體力學課程中，很多結論和公式不是通過嚴密的理論推導而是基于系統的實驗得出，傳統“填鴨式”教學方式忽略實驗背景知識的講解、實驗原理的探尋、理論與實踐的結合，不僅讓學生無法理解實驗結論的意義以及對相關知識點進行應用推廣，還讓學生在實驗教學時只是根據實驗步驟操作實驗，無法理解其深層次含義。

2 應用PBL教學方法實施步驟

針對傳統教學方法存在的弊端，課程教學采用基于PBL教學法進行改革。PBL教學法是一種以問題為導向以學生為主體的教學方法，也是近年來教育工作者研究的熱點[3-5]。該方法將學生置身于以問題為中心的全新情景中，通過小組合作的方法探尋問題的根源，利用課程知識點來分析和解決問題，達到掌握課程知識點的目的，經過這個過程，促進了學生分析問題和解決問題的能力，培養了學生自主學習、邏輯推理和團隊協作能力。

采用基于PBL教學模式后，需要依據教學大綱內容對傳統教學方法教學設計進行修改，規劃基于PBL教學方法實施過程，從而提高教學質量?；赑BL教學方法的工程流體力學課程實施步驟如下：

（1）創建基于PBL模式的課堂討論小組。以專業為單位進行分組，每組成員4-6人，為便于學生討論和團隊合作，學習可以自行組建團隊，并推薦1名學生作為組長，組長接受教師分配的任務，負責組織本組組員進行討論，協調組員對基于PBL模式所設置的問題進行討論，記錄討論過程，對討論結果進行歸納總結。

（2）根據課程知識點設置基于PBL模式問題。根據工程流體力學課程教學大綱要求，對課程按照章和小節進行劃分，以每2個學時作為時間單元，針對流體力學課程需要掌握的知識點設計提問問題，在設計提問問題時需要考慮到問題的難度和廣度等因素，使得學生能通過自身的努力達到目標，合理地調動學生學習積極性。

（3）通過查閱相關資料，小組內部交流解決問題。教師在每次授完課后布置基于PBL模式問題給學生，小組組長在課后組織本組組員進行分工合作，查閱流體力學相關教材、電子數據庫等不同形式的參考資料，通過組員之間的深入交流和討論，提出基于流體力學知識點的問題解決方案或者對問題給出合理解釋，并記錄整個討論過程，總結討論結論。

（4）小組對問題的解決進行匯報。每次上課前，教師檢查學生對問題的解決情況，隨機抽取1-2組的學生進行匯報，考查學生對知識點的理解情況。在學生匯報時，老師盡量做到每次請不同的學生來進行匯報，保證班上所有的同學都積極參與到問題的探討，這樣也便于教師對問題學生進行針對性的輔導，掌握整個班級的學情情況。

（5）教師點評與分析。通過學生的匯報，教師可以了解學生對知識點的掌握情況，對表現良好的學生給予肯定，同時也能了解到學生在相關知識點所涉及的前修課程知識和學生個性差異等情況，更加深入地了解班級學情情況，在接下來講解相關知識點時可以做到有的放矢，更加突出講課的重點和難點，學生也在有基礎的情況下認真聽課，在聽課過程中發現自己對相關知識點思考的片面性、不夠深入等問題，同時聽課也是對課前小組討論問題的再一次復習，取得了良好的教?W效果。

3 PBL教學方法實施效果

通過課后無記名問卷調查，調查內容主要包括是否有必要采取基于PBL教學模式、對課程印象最深刻的知識點、對課程最感興趣的知識點、對教師講授印象最深的知識點、對小組討論印象最深的知識點等內容，學生將調查結果以書面形式提交給教師。調查結果發現，超過80%的學生認為PBL教學方法對學習有促進作用，值得提倡和推廣，很多學生認為該教學方法提高了自主學習積極性，增加了同學之間的友誼，鍛煉了知識點歸納和分析的能力，增加了學習成就感。

同時也對采用PBL教學方法的班級進行了縱向對比，在試題題型、分值分布一樣且試題難度相當的期末考試中，采用了PBL教學方法的班級比往屆平均分高出5-8分，特別是在選擇題、填空題方面掌握程度明顯偏高，說明PBL方法加深了學生對知識點的理解，提高了教學質量。

4 基于PBL教學方法討論

通過采用PBL教學方法可以提高工程流體力學課程教學質量，鍛煉學生學習自主性和分析問題解決問題的能力，培養團隊協作精神，極大地提高學生的綜合素質，為學生后續專業課程的學習奠定良好基礎。然而，要成功采用PBL教學方法，教師還需要處理好以下三個方面問題。

（1）PBL教學方法要求教師具有更深厚的專業基礎知識。在采用PBL教學模式后，教師不再是教學的主體，而變成學生是主體，學生在討論時所提出的問題可能涉及面廣、凌亂且發散的，這就要教師需要更深厚和寬廣的專業知識，及時歸納和總結學生提出的相關問題，并將這些問題巧妙地與課程知識點進行結合，靈活地駕馭整個教學過程。

篇3

關鍵詞：流體力學；多媒體課件；學習理論

作者簡介：宿程遠（1981-），男，河北晉州人，廣西師范大學環境與資源學院，講師；黃智（1972-），男，壯族，廣西桂林人，廣西師范大學環境與資源學院，教授。（廣西　桂林　541004）

基金項目：本文系新世紀廣西高等教育教改工程項目（項目編號：2011JGB018）的研究成果。

中圖分類號：G642.1?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0088-02

“流體力學”是環境工程專業一門重要的專業基礎課程。其主要任務是通過各教學環節運用各種教學手段和方法，使學生掌握流體運動的基本概念、基本原理、基本計算方法；培養學生分析、解決問題的能力和實驗技能，為學生學習后繼課程、從事工程技術工作和科學研究以及開拓新技術領域打下堅實的基礎。該課程具有較強的理論性和工程實際意義，具有理論不易掌握、概念和方程較多、對學生高等數學和物理知識要求較高等特點。在實際教學過程中，如果只借助于書本、教師的語言和板書這些方法難以實現良好的教學效果，學生也會因枯燥的理論及公式推導而產生厭學的現象。因此，本文提出了基于“情·知·感”理論的“流體力學”多媒體課件的制作與開發。

一、設計理念

本課題以“情·知·感”為支撐，以認知學習理論、建構主義學習理論、人本主義學習理論等學習理論為指導，將身邊問題、工程實例、教學科研成果等有機的融入到“流體力學”多媒體課件的制作和開發過程中，同時注意“流體力學”多媒體課件和實驗教學的有機結合，重視“流體力學”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學”教學提供了先進的手段，為加強學生的自主學習提供了現實可能，可以充分發揮學生學習的主動性，培養學生“樂學”、“會學”的能力；[1，2]同時向學生展示教學情境，使學生“聞其生、見其形、入其境”，更快、更準、更深地把握“流體力學”教學的重點和難點。

二、實施措施

1.“情”——以多種學習理論為指導

在設計制作“流體力學”多媒體課件時，充分運用多種學習理論為指導，制作出既適合學生自主學習，也適合“流體力學”課堂教學使用的多媒體課件。[3]

（1）基于認知學習理論的觀點，組織“流體力學”多媒體課件內容與目錄導航設計。制作“流體力學”多媒體課件時，將流體力學基本教學內容劃分為四個模塊：流體的物理性質及分析方法、流體靜力學、流體運動學和流體動力學。這種結構以圖示的方式在課件中顯示，使學生對課件內容形成清晰的概念，養成“流體力學”課程的思維圖式。學習流體力學的關鍵是理解和掌握核心的基本的概念、原理、態度和方法，抓住它們之間的聯系，形成一個有聯系的整體。如在講解等壓面時，可以將等壓面的基本概念、特征及應用緊密聯系在一起，形成一個有機的整體，以加深學生的認識。

（2）基于建構主義學習理論的觀點，在設計課件時，提供豐富的多媒體情境資源以支持學生的學習。在制作與開發“流體力學”多媒體課件時，將北京奧運會“水立方”水面擾動時產生的阻力情況、中央電視臺記錄片《水問》以及“神舟七號”飛船的資料等，以優美的文字、活靈活現的畫面、動聽的聲音進行展示，能使教師輕松地授課、學生愉快地學習。而且能夠將教學重點和難點化難為易，向學生展示教學情境、提供豐富感知、激發形象思維，使學生聞其聲、見其形、入其境，讓學生更快、更準、更深地把握教學的重點和難點，能夠起到很好的教學效果。

（3）基于人本主義學習理論，設計與表達流體力學知識的價值與文化。人本主義學習理論重視學生學習時的情感需求，主張教育的目的不只限于教授學生知識或謀生技能，更重要的是針對學生的情感需求，從而培養其健全的人格。[3]在“流體力學”多媒體課件制作中，增加其人文色彩、文化意味，以適時地向學生傳達人生哲理，開啟他們的心智。在緒論部分，可用古代的詩詞引出學生對流水的思索，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”，“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”，“抽刀斷水水更流，舉杯消愁愁更愁”；在講授虹吸原理時，可向學生講述宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面的故事等，這樣我們的課堂教學就被賦予了靈氣。

（4）基于行為主義學習理論的觀點，在課件中設計練習模塊。在“流體力學”多媒體課件中設計練習模塊，以提供覆蓋重要知識點的習題及反饋。讓學生的學習有了一個循序漸進的過程，給學生留有思考余地。同時也突出了“流體力學”課件的交互性，將更能促進學生的橫向思維，延長課件的生命周期；同時設計了部分流體力學的英語題目，實現了雙語教學理念的滲透。

2.“知”——以“三引入”與“一結合”為指導

為了結合課程內容有效地實施素質教育，培養學生的興趣，激發學生的思維與創造力，在“流體力學”多媒體課件制作中強調“三引入”與“一結合”，以突出“流體力學”教學的寬泛性、時代性和應用性。[4]

（1）將身邊問題引入多媒體課件。在“流體力學”多媒體課件制作時，結合具體課程內容，設計具有新穎、獨特、能夠牢牢抓住學生注意力的問題，力爭做到在每一章的“流體力學”課件開講前都提出一個問題，啟發學生的思維，避免平鋪直敘地講授。同時在教學中注意收集身邊有趣的流體力學問題，比如一滴牛奶的流體力學問題，讓學生認識到其實流體力學離我們并不遙遠。

（2）將工程實例引入多媒體課件。為了將所學的理論與實際相結合，擴大學生的知識面，增加學生的學習興趣，增強學生運用流體力學知識解決問題的能力，可將工程實例引入多媒體課件。如在講授液體作用在平面上的總靜壓力和恒定總流動量方程時，補充三峽水壩的視頻，讓學生對恒定總流動量方程有更為深刻和直觀的認識。

（3）將教學科研成果引入多媒體課件。在多媒體課件制作時，適時地介紹一些教師的研究成果以及正在開展研究的工作，一方面可以調節課堂教學氣氛，另一方面也會極大地提高學生學好課程的積極性，讓學生對當前相關學科的熱點問題有一定的了解，從而引發學生的思考，激起他們對科研的濃厚興趣。正如張愛玲所說“出名要趁早”，對于學生科研素質的培養，也要趁早。

（4）注意多媒體課件和實驗教學的有機結合。實驗教學是學習流體力學不可缺少的重要環節，貫穿于課程始終。采用多媒體方式如錄像、Flas等增加演示性實驗，既豐富了實驗內容、擴展了學生視野，又可達到意想不到的教學效果。特別是在講解流體力學最重要的“伯努利方程”時，除了傳統的公式推導之外，可輔以實驗、Flash等多種教學手段，從而實現教學重點與難點的突破。

3.“感”——以美學理論為指導

教學是一種藝術，課件也應是教學與藝術的完美結合。要實現“流體力學”多媒體課件中科學性和藝術性的和諧統一，關鍵在于設計中美學的運用。[5]

（1）“流體力學”課件制作的簡約美。“流體力學”多媒體課件開發時，背景畫面的設計要做到：簡單大方，清新淡雅，不能分散學生的注意力；同時“流體力學”多媒體課件的文字內容應言簡意賅，簡明扼要。

（2）“流體力學”課件制作的和諧美。首先背景圖片應服務于課件內容，不能喧賓奪主，在色調處理上應保持統一性，不出現突躍；其次應根據各種字體的表現力，選擇一種與課件內容相和諧的字體；再次應選擇與背景色協調的文字顏色；最后應注意文字經投影儀投影后的效果。

（3）“流體力學”課件制作的立體美。圖像所表現的內容應圍繞課件內容展開，通俗易懂，可將水利工程、航天工程等工程圖面以及身邊的流體力學圖面有機的穿插到多媒體課件中，簡潔明快地使學生認識、理解和掌握主題。首先動畫設計在構圖上要做到布局合理，造型優美，以求達到最佳的視覺效果。其次動畫構圖要形象且具有鮮明的直觀效果，并符合學生的視覺規律，如在雷諾實驗、伯努利方程的講述中，應合理運用動畫技巧，以擴大課件的表現力。

三、結語

以“情·知·感”為支撐，以認知學習理論、建構主義學習理論、人本主義學習理論等學習理論為指導，將身邊問題、工程實例、教學科研成果等有機的融入到“流體力學”多媒體課件的制作和開發過程中，同時應注意“流體力學”多媒體課件和實驗教學的有機結合，重視“流體力學”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學”教學提供了較為先進的手段，為加強學生的自主學習提供了現實可能，將充分發揮學生學習的主動性，培養學生“樂學”、“會學”的能力；同時向學生展示教學情境，提供豐富感知、激發形象思維，以促進“流體力學”教學。

參考文獻：

[1]張婷婷.情·知教學理論指導下的網絡課程之情感設計[J].現代教育技術，2008，18（10）：47-51.

[2]趙青.多媒體教學軟件的研究[J].中國現代教育裝備，2008，（2）：153-155.

[3]葉濤，劉傳明，章戰士.基于多種學習理論的多媒體課件設計實踐探討[J].中國醫學教育技術，2009，23（2）：157-159.

篇4

關鍵詞 工程流體力學 教學效果 教學手段

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

To Investigate the Effect of Improving the

Teaching of Engineering Fluid Mechanics

GUO Liping

（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318）

Abstract The characteristics and teaching practical engineering fluid mechanics courses， combining the current teaching problems arise on how to improve teaching effectiveness programs were studied. Can take advantage of advanced research tools aided teaching to enhance students 'interest in learning， using a combination of multimedia and traditional teaching methods to improve classroom teaching through innovative practices to improve students' ability to apply knowledge and innovation.

Key words engineering fluid mechanics； teaching effects； teaching approach

1 工程流體力學教學現狀

1.1 課程難于學習

工程流體力學以高等數學、線性代數、大學物理、工程力學、工程熱力學等多門課程為基礎，通過本課程的學習培養學生具有初步對工程問題的簡化能力，具備一定的分析與計算能力，是學習有關后繼課程和從事專業技術工作的基礎。由于該課程中的理論推導部分應用了較多微積分、微分方程等數學知識，再加上大多數學生沒有實際的工程概念，在實際教學過程中，大部分學生反映：該課程的理論知識抽象、難于理解，概念和方程占的比例較多，對高等數學、線性代數知識要求較高，理論知識與工程實踐結合難度較大。①總而言之，在傳統的注入式教學模式下，對大部分學生來說，“工程流體力學”是一門非常不好學的課程。

1.2 理論知識與實際應用脫節

在大部分工科院校的工程流體力學課程教學中，課題主要教給學生講授本課程的基本概念、基本理論及公式推導，這些在教學實際過程及考核時基本都可以完成。這種指導思想下完成的教學效果是，學生可能只會對考核中出現的知識點做機械的符號記憶，如果在后續專業課的學習時或工程生產實際中，涉及到工程流體力學的相關知識，學生們會無從下手，找不到合適的解決問題的方法。

1.3 傳統教學方式的缺陷

傳統的板書教學模式已有悠久歷史，教學理論非常成熟，已經積累了大量的教學經驗。在傳統教學過程中，一般是通過教師的生動、形象的講述，學生相對易于接受，老師與學生之間也可以面對面地探討一些疑難問題。而對于工程流體力學這門課程而言，教學內容不可避免地會涉及到一些類似數學公式的推導，傳統的板書教學方式能夠留給學生更多的思考時間，同時，也能夠加深學生對公式推導過程的理解，加強記憶。由于傳統的教學模式主要是依靠粉筆與黑板的教學條件，教師是教學模式的主體，教師表達能力的好壞、知識的豐富程度嚴重影響教學效果，與此同時，教學效率也非常低下，在有限的學時，很難使教學內容豐富，由此也扼殺了學生創意的產生和個性的發揮。②

1.4 多媒體應用的弊端

多媒體是一種把文本、圖像、視頻、動畫和聲音等信息的媒體集成在一起，并通過計算機綜合處理和控制的一種信息技術。多媒體教學具有教學形象、生動、具體、信息量大、易于理解的優點。在各高等院校專業課的教學過程中得到了廣泛應用，給教學工作帶來了極大的方便。一方面，借助于多媒體教學不僅可以在一定程度上吸引學生的注意力，減輕教師板書的勞動量，另一方面是可以將一些復雜的、難于形象描述的流體流動現象和工程實際的圖像資料清晰地展現給學生，使教學內容直觀明了。同時，課堂氣氛動靜結合、增強互動性。與此同時也存在一些弊端：③由于大學課程教學內容進程快，信息容量大，一環緊扣一環，即使是傳統的教學模式下，在中、小學課堂上出現的活潑、互動的啟發式教學場面，在大學課堂教學時很難出現。

2 如何提高工程流體力學課程教學效果

2.1 充分利用先進的科研手段輔助教學

工程流體力學這一課程中涉及到的流場描述等知識點理論抽象、方程較多，僅借助于多媒體演示等手段教學，效果并不很好。如果將先進的科研手段輔助教學，例如將先進的激光粒子測速技術（PIV）應用到“工程流體力學”的教學過程中，④比如可應用拉格朗日描述流體流動和歐拉描述流體流動、紊流和層流流動的特點、圓管中流體紊流和層流軸向速度分布特征等相關章節中，借助于先進流體流動測試技術，能夠使學生對抽象的理論進行深刻的理解，同時可激發學生對課程內容進行深入探索、從事科學研究的興趣。

2.2 傳統教學方式與多媒體教學手段相結合

多媒體教學技術的發展并不意味著必須摒棄一切傳統的教學手段和方法，如果將傳統教學方式與多媒體教學手段相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，提高課堂教學效果。對于工程流體力學這門工科專業基礎課程，在進行復雜的理論公式推導教學時，經驗證明：如果教師使用板書的教學方式，在黑板上一步一步推導，而不是使用多媒體，打出一系列的數學符號，這樣既可以給學生更多的思考時間，又能夠使學生理解公式推導過程，使學生的記憶加強。而對于一些基本概念和特定的流體流動現象，可以借助于多媒體教學手段，加深學生對基本概念和流體流動現象的理解與認識。

2.3 構建學生創新實踐操作平臺

工程流體力學是一門建立在實驗研究基礎上的學科，也是一門實驗科學。很多流體力學理論都是通過實驗研究建立起來的，一些理論分析得出的結論也需要實驗來證實，而實驗又必須在理論分析所得出結論的指導下進行。因此實驗是工程流體力學課程的必不可少部分，是非常重要的教學環節。它不但可以驗證理論研究結果，同時，在幫助學生學好工程流體力學這門課程的基礎上，培養學生進行科學探索、創新能力和獨立工作重要環節。雖然目前大多數高校都把實驗教學列為工程流體力學課程教學的一部分，貫穿于課程始終。但大多以驗證性實驗為主，實驗教學方法單調，又有師資力量、實驗課時和實驗設備等多種因素的制約，學生實際可選擇的范圍很小，在很大程度上限制了學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力，不能很好實現工程流體力學實驗教學的目的。因此，建立學生創新實踐操作平臺，在完成課程基礎理論驗證實驗的基礎上，結合不同專業學生知識體系和將要從事的領域，開設創新實驗，以此來激發學生的學習興趣，培養創新能力。

3 結束語

為提高工程流體力學課程的教學效果，可以通過利用先進的科研手段輔助教學來提高學生學習興趣，采用傳統教學與多媒體教學相結合方式進行“教”，通過學生創新實踐來提高學生對知識的應用能力和創新能力。

注釋

① 黃芬霞.石油工程專業流體力學課程的教學改革探討與實踐[J].考索?探微，2013.12（1）：231-232.

② 陳曉珊，洪文鵬等.工程流體力學課程改革的思考[J].東北電力大學學報，2003.6（3）：54-56.

篇5

關鍵詞：項目化教學法；流體力學泵與風機；可行性分析

1 前言

最近幾年，國內很多高職高T盒？設了與熱能與動力工程（火力發電方向）相近的專業。我校也于2009年開設了電廠熱能動力裝置專業，而流體力學泵與風機作為其專業基礎課在課程體系建設中占有及其重要的地位并分的大量學時。項目化教學法則是近年來高職院校教學中一直推廣的教學方法，主要是為使學生學習時化被動為主動。此方法對于我校學生來說，在其他專業已經得到了很好的驗證，的確能夠提高學生的學習積極性和主動性。本文將對項目教學法運用于流體力學泵與風機課程教學的可行性進行分析探討。

2 項目教學法的基本理論

（一）項目化教學法的起源及定義

在18世紀的歐洲產生了勞動教育思想思潮下，產生了項目化教學法的初步思想，最終到了19世紀美國與合作教育融合產生了項目化教學法，經過了一百余年的發展，到1955年后逐漸趨于完美，并最終成為了一種新的教學理論。

（二）項目化教學法的基本要求

要求一是，學生成為項目化課程的主體，教師以一種配角的形式出現在課堂教學上，這樣學生就多了更多的獨立思考，更多的動手機會，這樣有利于培養創新能力；要求二是，執行項目化教學法的主張。其主張強調學生自主學習，自己查閱，分析的能力，先練后講，邊學邊教。

3 項目化教學法在流體力學泵與風機教學中的特點

（一）目的性

項目化教學法的目的性很明確，就是通過一個個圍繞知識點設置的項目來鍛煉學生的領導能力，并培養分析解決實際問題和團隊合作的能力，以此掌握課程所要求的知識內容和崗位能力；而對于教師來說，項目化教學的目的就是改變現行的教學模式，使自身從課堂教學的主體，轉變成一個在學生實際完成項目時的促進者，并掌握其中的相關知識和技巧。

（二）授課周期短，效果明顯

項目化教學的另一個特點就是效率高，經歷過項目化課程的學生都可以迅速完成到職工之間的轉變。結合流體力學泵與風機教學內容設置的項目，可以迅速的使學生對實際操作上手。

（三）注重理論與實踐相合

在項目設計之初要依據理論原理設計項目，那么在要完成一個項目時，必然涉及如何才能完成這樣的問題。這就需要理論與實踐相結合。

項目化教學法與其他任何教學手段一樣，都會隨著時間而組建消沉，其如果想用力不敗之地就必須不斷隨著社會而發生變化。而變化的依據是根據不同的課程或內容而有所不同。通過流體力學泵與風機課程各項目的實施，使學生掌握連續性方程，伯努利方程的應用及具備泵與風機的檢修和運行的基本知識和專業知識。

4 項目教學法在流體力學泵與風機教學中的應用（以流體力學泵與風機一次課為例）

（一）項目計劃階段

我校電廠熱能動力裝置專業的流體力學泵與風機課程項目化課程整體方案與單元設計部分結合學校實際條件和課程的教學目的進行設計。在教材方面我校正在編寫該課程的項目化教材，這樣，首先是能夠對所需要學習的內容章節總結和具體化的作用；另一方面，結合實際操作條件的教材，可以起到理論聯系實際的作用，培養學生的應用能力。

（二）實施階段

第一次課是預備課，教師對課文中的新單詞和詞組進行講解，將每個單元的課文劃分成幾個部分，并設計學習環境。同時完成班內的分組活動，可以依照學號，也可以按照寢室，更可以通過課堂出的設計游戲觀察的結果分組。本課程每六人一組，每組內不能有超過1名女生，6人一組。每個小組負責一個部分內容的講解。然后進行分組的實際操作

（三）評估階段

后幾次課是具體的項目實施階段，讓各小組展示其成果，項目的呈現形式可以是圖片、ppt、實物，設計圖等。檢查評估是本課程的主要不僅可以讓老師在實踐中檢驗學生掌握語言的情況，也可以讓學生通過小組活動來提高語言的交際能力。這不僅鍛煉了學生的語言表達能力，也鍛煉了學生專業知識的掌握。學生在講解中充分發揮特長，學習他人的優點，彌補自身不足。

（四）成績評價階段

每個小組都設置一份評分表（此處以項目1-1為例），評分的權利不僅僅在老師，同樣將打分權利很大一部分交給各個小組的組長，取其平均分，有利于公平公正和公開。但在評分時要注意，學生之間因為關系親疏而帶來的分數評價的偏差，并在發現問題存在時，及時糾正問題，并及時改正。教師的評分表是另外一張，本文不附上了，但宗旨是考察學生的評分而不是項目結果。

（五）注意事項

1、項目不能憑空亂設。要根據學校的實際情況設計項目，例如學校電腦齊備，再購買軟件就可以有充分的空間可以安裝，這就是充分利用學校資源；而學校沒有實物泵，如果設計實物泵相關是項目，能實現的可能性就大大降低了。

2、上課時一定要記住學生才是這個課堂的主人，老師不要過多干涉，喧賓奪主，這樣都是不好的。即時是需要理論上的指導，也要適可而止，指明方向讓學生自學或是適當點撥都是不錯的選擇。

3、項目教學法對教師的課堂組織管理和知識儲備提出了更高的要求。每次的項目成績可以匯總成平時成績，便于老師在期末總評時一目了然。

（六）結束語

流體力學泵與風機作為專業基礎課程，在專業課的授課過程中起著承上啟下的作用，基礎課程的扎實學習會為日后的專業課學習起到事半功倍的作用。能夠讓學生自主學習，創新培養模式起到了主導的作用，電廠熱能動力裝置專業教學改革和探索還在邊實踐邊總結，教學改革模式也會日漸完善。

參考文獻

[1]黃蔚雯，朱飚.建設流體力學泵與風機精品課程的實踐與認識[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2006，7（21）：200-202.

篇6

關鍵詞 專業基礎課 教學模式 改革與實踐

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）05-0001-03

專業基礎課是在學生掌握一定文化知識的基礎上，根據專業需要，把有關知識向深度拓展，從而為學習專業課和從事專業工作提供理論和技術準備。專業基礎課教學效果的好壞直接影響到專業課的學習，影響學生的認知水平、自主學習和解決問題能力的培養。進一步限制了學生利用專業知識解決實際問題并創新的能力，不能滿足企業和社會的需要，從而嚴重影響了畢業生在社會上的競爭能力。

專業基礎課教學效果取決于兩方面：教學內容和教學模式。其中，教學模式是把教學內容傳遞給人才的主要途徑與渠道，主要解決“怎么教”的問題。隨著新技術的不斷涌現，在專業基礎課中涉及的學科越來越多，內容越來越復雜，如何提高專業基礎課的教學效果，培養出具有創新能力的應用型人才，是教學模式改革的目的。

為此，本文根據多年的《流體力學》教學經驗、結合調查研究，以《流體力學》教學模式的改革與實踐為例，探討了專業基礎課教學模式的改革措施。

一、研究方法、思路

1.研究的方法

為了弄清當前《流體力學》教學模式的弊端，首先對已畢業的學生進行了調研，了解流體力學在實踐中的應用情況、對《流體力學》在教學方面的建議。然后，根據建議對《流體力學》的教學模式進行改革并實施；最后，調研改革后的教學模式的教學效果。

2.調查問卷的指標體系

調查問卷設立了四個指標：（1）教學內容；（2）教學方法；（3）教學手段；（4）考核方式。其中，教學內容的調查是從《流體力學》中一些公式的來歷、運用出發，目的是弄清學生對流體力學教學內容的理解情況，教學內容是否納入了有關的新理論、新技術、新成果和新動態，是否與實際需要緊密結合。教學方法的調查是學生上課時的態度、課堂氣氛等內容，目的是弄清當前的教學方法是否體現了學生的主體地位、調動了學生學習的主動性、培養了學生的創造能力；教學手段的調查是根據學生的試驗和實踐成績及對生活中流體力學應用實例的認識進行的，目的是弄清當前的教學手段存在的問題；考核方式的調查內容包括學生的卷面分數、實踐與實驗成績、創新能力，目的是弄清當前的考核方式能否反映學生的學習成績。

二、調研結果與分析

1.教學效果的影響因素

從圖中可看出，影響《流體力學》教學效果的主要因素是學生的基礎知識、教學方法及考核方式、學生的學習態度、實踐與實驗環節，分別為30%、22.5%、24%、20.6%，這幾種因素可以分別歸屬于教學內容、教學方法、教學手段及考核方式。因此，《流體力學》的教學效果可以通過教學內容、教學方法、教學手段及考核方式的改革而提高。

2.教學模式的改革與實踐

①教學內容的改革與實踐

調查結果顯示學生基礎不扎實、內源性的學習動力不足是影響《流體力學》教學效果的重要因素，對教學內容進行改革勢在必行。

針對學生基礎不扎實影響教學效果的問題，課題組認為可以從以下兩方面進行提高：首先從基礎課的教學著手。教學內容上多介紹一些基礎課的應用例子，要納入最新研究成果，使學生認識到基礎課的重要性，狠抓學生的學習成績，夯實基礎。其次，專業基礎課老師上課時用到相關的基礎內容時，要求學生提前復習相關的基礎課內容，并在上課時和學生一起復習鞏固此部分基礎知識，加深學生對專業基礎課的理解，使基礎知識和專業基礎知識密切聯系在一起。

針對學生學習對待專業基礎課的態度不積極、缺少內源性的學習動力的問題，專業基礎課教師在教授專業基礎課時，教學內容要不斷改革和完善教學內容，將枯燥的專業基礎知識及時與反映本學科領域有關的新理論、新技術、新成果和新動態聯系起來，始終保持與國內外先進技術水平的同步增長，避免教學內容和實際需要脫節；強調專業基礎課在本專業的專業課學習、研究生招生考試等方面的重要性，在學生心目中樹立學好專業基礎課的必要性；引導學生關注本專業的發展動向，發現專業基礎課在生活中、工程中的應用。

教學內容改革的具體做法是：上課前，老師給學生布置收集本節課的應用實例、復習本節課涉及到的基礎知識理論，比如介紹“作用于平面的液體壓力”一節的內容時，給學生布置復習“靜面矩”“慣性矩”等基礎知識。與此同時，教師也查閱文獻收集實例，并積極開展相關實驗。例如，用吸管和塑料瓶做虹吸演示，印證專業基礎課理論，豐富課堂內容，活躍課堂氣氛，調動學生的積極性；課堂內容也通過工程實例與專業的發展聯系起來，拓展專業基礎知識與專業課的關系，使學生明白學習的目的與作用。例如，在介紹《流體力學》中沿程阻力與局部阻力部分內容時，可以舉出其在《流體輸配管網》《暖通空調》等專業課程設計時的應用。

②教學方法的改革與實踐

傳統“技術性”的教學方法以老師、課本為主，學生處于被動地位，忽略了學生在學習中的主體性，在不同程度上壓抑或阻礙了學生的個性發展，扼殺了學生的創造力。教學方法的改革應體現學生在教學中的主體地位、參與作用，教師處于輔助地位，在教學中起指導作用。

在《流體力學》教學中，主要采用了“研討式”和“互評式”的教學方法?！把杏懯健苯虒W方法是講完某一知識點之后，設計一些難度適當的問題進行討論，比如，學習了恒定總流的能量方程后，組織討論“水從高處往低處流”的問題，由于學生群體的年齡層正是處在好奇心和探究熱情十分旺盛的階段，因此討論比較激烈，既能夠了解本節內容、激發學習興趣，也培養了學生的創新思維能力。在“互評式”的教學方法中，采用作業互批互評或對某個同學的作業進行分析、點評，讓學生主動認識到常犯的錯誤，加深印象，同時在學生中形成比較、競爭的局面，共同增進知識。

③教學手段的改革與實踐

學生學習的動力不足、動手能力差的原因之一是教學手段不能與時俱進。當前的學生以“90后”為主，他們生活在網絡時代，信息量大、知識面廣，喜歡自主展示思想，通過爭論和碰撞形成觀點，摸索新的思路和方法，不喜歡只依賴課本和板書的教學手段。為此，加強了實踐教學、注重多媒體在教學手段的應用。例如，為了提高學生對“卡門渦街”的理解，帶領學生科技館參觀，使學生切實認識到流體力學在現實生活中的應用，提高學生學習的興趣；同時多媒體圖片進行展示，使教學內容更直觀、更易理解和吸收。在課外，通過網上答疑、作業展示等增加溝通渠道，達到良好的教學效果。

④考核方式的改革與實踐

目前，大多采用教考合一的考試模式，內容僵化，期末卷面分數是學生學習這門課的成績。這種方式不能真實地反映學生掌握專業基礎知識的情況，不利于提高教風、改善學風、提高教學效果。

為此，對《流體力學》的成績考核的內容和方式進行了改革，在試題內容上，去掉了死記硬背的內容，如名詞解釋等，緊貼實踐，形式靈活多變；由于授課過程中采用了提高學生主體地位的“討論”“互批”等教學方法和手段，學生的成績不僅僅是卷面分數，應該把學生在課堂討論中的表現、作業情況作為期末成績的組成部分。

3.教學模式改革與實踐的結果

教學模式改革前后的教學效果如表1。

從表1中看出，通過對教學內容、教學方法、教學手段及考核方式的改革與實踐，改革后的教學模式具有以下特點：

（1）提高了學生在專業基礎課學習中的主體地位，提高學習的主動性。

（2）提高了學習興趣，明確了學習目的。學生收集與專業基礎知識有關的新理論、新技術、新成果和新動態，能夠對專業基礎知識的運用有一個全面的認識，提高他們學習的興趣，明白為什么學習；教師收集資料能夠跟上學科、專業發展的前沿，為授課內容注入新鮮內容。

（3）增加實驗和實踐的比例，加強了專業基礎課與專業實踐的聯系，增強學生的感性認識，突出學生的主體地位，提高了學生動手操作的能力、運用專業基礎知識發現問題、分析問題及解決問題的能力，進而提高了他們的創新能力。實驗及實踐成績的提高并不顯著，主要原因是經費不足、實驗設備沒有改進，教學環節沒有完全與新的教學模式相匹配，綜合結果，影響了學生的實驗和實踐成績，這也是教學模式進一步改進的方向。

篇7

關鍵詞:基礎力學實驗，土木工程，實驗教學，結構創新

大賽對土木工程專業來說，基礎力學實驗是相關課程中的重要一環。實驗課程可以演示及論證力學理論，建立直觀的理論與實際結合的范例，有助于學生對力學知識點的深入理解，這對學習基于力學知識體系的后續課程非常重要。國家在2010年推出的2010年—2020年中長期教育改革發展規劃與人才發展規劃兩大綱要的基礎上，提出了“卓越工程師教育培養計劃”，意在為建設創新型國家及工業現代化積累專業基礎人才。2015年國家提出第一個制造強國十年(2015年—2025年)戰略“中國制造2025”。2016年我國加入“華盛頓協議”，本科工程學位實現國際互認;同一年“新工科”正式被提出，并迅速產生“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，拉開了新工科建設的帷幕［1］。2017年，教育部提出開展示范性虛擬仿真實驗教學(2017年—2020年)。面對這些隨時代不斷重疊變化的指導意見，基礎力學實驗教學在教學科研型高校土木工程專業中應該如何實施，如何緊跟時代步伐通過實驗教學將理論聯系實際，都是需要思考的問題。

1基礎力學實驗教學中的現狀

以作者工作所在南通大學(通大)為例，開設基礎力學教學的專業除了土木、機械、環工、交通等，隨著辦學的多樣化還包括附屬三本院校及聯合辦學等部門的相關專業。各專業有自己的學科特點和教學要求，因此在教學環節分別構建了不同的基礎力學課程體系;力學實驗室建設涵蓋了理論力學、材料力學和流體力學的相關內容，包含了動手實驗和觀摩實驗。每學年在力學實驗室的上課人次有數千人，配備的力學實驗室管理教師僅1名，大部分力學任課教師在實驗環節需要兼實驗指導老師。講授加實驗這樣的實驗教學模式效率不高，需要分析和調整。1)實驗進行時理論基礎普遍不扎實。近幾年大學加強了人文學科培養及思想政治課程，另外根據前述文件大學課程中的實踐教學環節，實驗、測量、認知實習及工程訓練等課時數基本保持，理論課程學時大都被壓縮。比如原先58學時理論課+6學時實驗課的材料力學課程現在降到42學時理論課+6學時實驗課。本應該每次實驗之前先對學生講授實驗理論知識，像材料力學實驗相關的應變片橋路、平面應力分析、三種基本變形的應力、設備構造等都需要時間介紹。但因為實驗設備日程安排緊湊，常存在理論知識的滯后，若學生未提前預習加之實驗后不及時深入鞏固，更是達不到實驗課的教學目的。2)實驗少降低了力學學習及思考的積極性。黃再興等［2］通過對比國內外工科專業的力學課程設置，發現15年前國內力學課程學分占比約為6．4%，國外土木專業力學學分占比基本在12%左右。而且從力學課程開設上，國外高校機械和土木專業除了理論力學、材料力學和流體力學的必修課外，還突出了彈性力學。國內現在大部分工科專業僅開設理論力學和材料力學，有些干脆合為一門工程力學課程。學分比例上力學的學分比例偏低，理論力學和材料力學總比例低于5%，不到國外的一半;算上結構力學和彈性力學也不超過9%［3］。南通大學土木專業還要學習結構力學、流體力學兩門基礎力學課，彈性力學在幾年前的課程調整中已經刪減了。涉及到實驗教學需要動手的主要是材料力學和流體力學，分別占大約6學時～8學時;理論力學有部分觀摩實驗，通常機動進行;土力學是土木工程專業教師指導實驗，其實驗課現狀跟其他力學實驗課類似，故合并討論。力學本身為公認的難學課程，動手機會的削減更會降低學生的學習興趣。整體來說，南通大學基礎力學實驗室硬件建設上已取得較大成績，如何充分利用是當前要思考的問題。3)實驗內容主要是傳統實驗，需要融入創新點。已開設的力學實驗大都是驗證實驗，像材料力學的彎曲正應力、彎扭組合、彈性模量的測定、低碳鋼的拉壓等實驗，流體力學的孔板流速測定、沿程水頭損失、雷諾實驗等。學生按照實驗指導書的步驟進行操作就可以得到預定的結果，對培養學生的自主思考和創新能力不利。這些實驗是必要的，但是全中國幾乎所有開設了材料力學課程和流體力學課程的學校都可以進行相關的實驗。反而隨著人工智能、3D打印、納米科技、新材料等的進步，似乎在實驗內容和形式上也需要跟緊技術前進的步伐，讓土木專業畢業生能盡快適應社會需求。大連理工大學通過開設一些研究創新型實驗，取得了較好的教學效果。其中包括了焊接缺陷損傷、殘余應力和結構損傷等的檢測［4］，另外還面向學生創新實踐開放實驗室，值得借鑒。通大歷年為參加實驗力學競賽和結構創新大賽而購置的實驗裝置大多閑置，也造成了資源浪費。

2基礎力學實驗教學改革探討

以就業率為導向的培養目標指引下，高校引入專業淘汰機制后，提升畢業生專業素養需要讓學生能思考實際問題、提出解決方案并動手實施。基礎力學實驗活學活用，結合理論基礎，能夠幫助解決生產過程中的很多問題，這也是2010年后全國基礎力學實驗競賽開展的初衷?；A力學實驗在高校教學過程中還是要堅持開展、保證學時、強調效果、努力創新。擬采取的改革方案見圖1。完成新工科背景下的基礎力學實驗教學基礎力學試驗教學現狀改革方案錯開章節，保證動手前已熟悉理論時間緊，理論不扎實結合互聯網加微視頻實驗項目少融入力學實驗競賽，教師科研中的力學測試，結構創新大賽等傳統驗證試驗多，創新點少++圖1基礎力學實驗教學改革方案1)實驗室日程安排緊湊的情況下，可在教學內容的次序上稍作調整。比如說材料力學課本通常會按拉壓、扭轉、彎曲內力、彎曲應力、彎曲變形、應力狀態和強度理論、組合變形等順序來安排章節。若所有班級都按部就班地照順序講，就會存在所有班級短期內均需要使用實驗室而造成時間沖突。而拉壓、扭轉、彎曲三種狀態本身理論體系較獨立，在講完截面法后，講授順序是可以調整的。教研室內部實施時，可按教師人數1/3來分，錯峰教學。彎扭組合實驗涉及到的知識點較多，課本組合變形章節又存在拉彎扭、偏心受壓等涉及拉壓的內容，就需要在小章節順序上再適當調整了。在課堂上先普及實驗理論知識再讓學生動手操作，普遍反響良好。流體力學本身開班數較少，教學過程中不需要大調整。一些觀摩實驗通常是在實驗室結合模型即時講授，再結合實例加深理解。2)當下微課、互聯網+教學等層出不窮，力學實驗課也可以結合這些手段積累微視頻來實施課下學習。21世紀不光是信息技術的時代，當下更是要進一步發展人工智能。學生們日常生活中已離不開智能手機或平板電腦，獲取信息的渠道遠非20年前可比。微課立足于微視頻，近幾年如火如荼地開展起來了?；A力學實驗主要內容重復率較高，完全可以考慮采用10min以內的微視頻來實踐課前預習和課后復習。錄制專任老師講解各實驗操作的視頻，通過網絡分發時只配送任課老師自己的視頻給學生即可，保證該課程的連續性和完整性。微視頻輔助教學因為涉及的內容對學生來說較有趣，學起來輕松。這可以解決課程課時減少的問題，同時也不會給學生太多負擔。嘉興學院嘗試進行的力學實驗微視頻教學實踐取得了較好效果，說明其具有可行性［5］。3)授課中可補充力學實驗競賽和老師的科研課題中涉及的力學內容。全國基礎力學實驗競賽從2010年至今已舉辦過幾屆了。作者也擔任過兩次江蘇省基礎力學實驗競賽指導老師。競賽內容分為筆試部分和動手實驗部分。普通高校教學中，常略過彎曲中心、形心主軸、對形心主軸的慣性矩這些概念，而這些內容又會出現在實驗力學競賽中。所以參加實驗力學競賽的學生需要先補充這些知識點。另外，競賽的題目常涉及異形截面、非常規加載、多樣的材料，對學生來說是很好的鍛煉與提高的機會，能借此深入體會理論和實踐如何聯系。力學實驗教學中也可以適當將這部分內容分段做成微視頻，起到啟發學生思考的作用，讓他們明白怎么樣學以致用;同時能豐富力學實驗的內容，提升學習興趣。任課教師還可以結合自己的科研課題，講授中普及新材料力學性能、多樣的加/承載方式、構件設計、流固耦合、結構振動、結構選材等，引導學生進入老師所進行的實驗相關力學環節，既活躍課堂又鞏固力學知識。有些能力強的學生還可以提前融入老師的科研團隊，盡早開發科研潛力。另外大學生創新訓練每年都會開展，適當開放實驗室為學生提供實驗條件也能一舉多得。4)合理利用結構創新大賽的裝置開展結構力學拓展實驗。南通大學先后參加過多屆江蘇省結構創新大賽，積攢下不少賽題、配套裝置及耗材。配套裝置體型不小、設計靈活，有較大的發揮空間，若僅是當屆學生校內選拔或練習使用后就閑置，實屬浪費。隨著專業基礎課程學時的減少，結構力學上機課已取消，學生對該課程的普遍反映是印象不深。大部分同學在進入鋼結構、結構抗震、橋梁設計等課程學習時，需要回顧結構力學。課堂上可以利用這些競賽裝置和模型，展現荷載的合理分配、結構的優化設計等，寓教于樂，一舉多得。

3總結與討論

力學課程相對枯燥，但是力學實驗課是一味很好的調劑方子，學生普遍對基礎力學實驗課程充滿好奇和興趣。通過力學實驗課程積極引導土木專業學生思考并利用力學知識解決實際問題，讓他們畢業后能盡快適應工作需求，是值得實踐并改革的課題。這需要教學中不拘泥于課本知識、保證動手之前已有理論基礎、提供充分的課后力學實驗相關資料。學生也應該積極動手、主動學習。教與學兩方面加強互動，才能提高基礎力學實驗課程的效率。在重視實踐教學的大環境下，更應牢牢把握基礎力學實驗課程，在形式和內容上不斷改革創新，培養高素質人才來服務社會。當下疫情橫行，南通大學基礎力學試驗教學是通過微視頻加理論的方式來完成。這也算是做到了改革方案中的一條，今后教學中應增加競賽或老師科研試驗相關微視頻，為疫情期間的基礎力學試驗教學加點味。

參考文獻:

［1］吳瑩，徐志敏，張凌．適應“新工科”人才培養需求的力學實驗教學新模式［J］．力學與實踐，2019，41(1):86-90．

［2］黃再興，胡海巖．國內外大學工科專業力學課程設置情況對比［J］．力學與實踐，2003，25(1):72-73．

［3］馬宏偉，張偉偉．新工科力學課程體系的幾點思考［J］．高等工程教育研究，2018(3):6-12．

［4］金立強，李書卉，李達，等．基礎力學實驗教學體系的改革與探索［J］．實驗室科學，2017，20(4):143-146．

篇8

1工程的概念

目前有關工程的概念很多，但意思相近。普遍認為工程具有造福人類社會的目的，分歧是它究竟屬于科學還是藝術范疇。目前有學者認為，工程既不是單純的藝術，也不是單純的科學，而是溝通藝術與科學的橋梁，存在于科學、藝術與社會的交界點之上，不是三者簡單的疊加[3]。作為一個獨立自主的范疇，工程具有鮮明的社會目的性，即造福人類。

2工程教育的本質

工程教育是根據一定社會要求和受教育者身心發展規律，由工程教育者有目的、有計劃、有組織地對受教育者身心施加全面系統的影響以達到預期培養目的的社會活動過程[3-5]。它除了具有普通教育的特征外，還具有如下屬性。

1）實踐性：工程的社會性決定了工程教育的實踐性。

2）復合性：工程教育應當培養具備復合型知識背景的工程人才。

3）倫理性：工程活動必須符合法律以及倫理道德規范。

4）全球性：工程應具有全球視野，即培養出的人才能滿足全球大環境的需要。

3我國工程教育認證的要求

為了與全球工程教育接軌，我國對工程教育人才培養提出一些要求[6]：1）具備較好的人文科學素養、較強的社會責任感和職業道德；2）具備從事工程工作所需的數學、自然科學以及一定的經濟管理知識；3）具備綜合運用科學理論和技術手段分析和解決工程問題的能力；4）具備運用現代信息技術獲取所需信息的技能；5）了解國家對本專業職業和行業導向，熟悉環境保護和可持續發展等方面的政策和法規，正確認識工程對社會的影響；6）具備一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力；7）具備終身學習的能力；8）具備國際視野和跨文化交流、競爭和合作的能力。從我國對工程教育的要求來看，就一門單獨的課程而言，成功的工程教育必須讓學生具備積極主動學習和思考的能力、良好的溝通能力、優秀的團隊合作精神、對工程過程良好的認知能力和終身學習的能力。這是本文教學方法改革的依據。

2過程流體機械課程的特點

1理論性強，需要良好的基礎知識

要想較好地學習過程流體機械專業課程，學生不僅需具備扎實的力學基礎知識（如流體力學、工程熱力學、傳熱學、理論力學以及材料力學知識），還需具備良好的專業基礎知識（如機械原理、機械設計等）。對于以“講授”為主的傳統的教學方法而言，學生要想在課堂上完全理解教師講授的教學知識點，緊跟教師的備課思路，就必須對這些現行課程有良好的認識和理解。

2專業性強，內容復雜、繁多

過程流體機械專業課程涉及的內容非常廣泛，包括機構原理、熱力學計算、流體力學原理、動力學計算、結構設計、運行維護、故障診斷、總體方案設計與選型等。每一個知識點似乎都涉及一門獨立的基礎課或者專業課程。如果學生沒有充分的準備，聽課時似乎很難對教師講授的知識做出敏捷的反應，極大地影響課堂的互動氣氛。3知識點與工程實踐緊密聯系過程流體機械專業課程涉及的知識點與工程生產實踐緊密聯系，其理論水平遠高于實際，可用于指導流體機械在企業生產應用中的穩定操作和運行，以及機器的技術改造與新機型的開發。課程講授過程中需要注重培養學生的工程意識與理論聯系實際的意識和能力。結合課程的學習，勢必要學生開展一定的工程訓練，以加強學生的工程觀念，讓學生做到實踐與理論相結合，以及理論與實踐相結合。

3過程流體機械課程教學存在的問題

1基礎知識欠缺

不可否認的是，隨著教學改革的推進，一些非常重要的基礎課程（如工程熱力學和傳熱學）由于學時短缺而被逐漸砍掉。有的課程（如流體力學）雖在開設，但由于學時短或為選修課程，得不到足夠的重視，學習效果不理想，導致學習過程流體機械課程時，學生連最基本的概念（如內能、焓、熵等）都不知道，當涉及一些運用基礎課程知識點來理解工程問題時感到非常吃力。這就導致以講授為主的傳統教學方法很難適應目前的教學形勢，而且教學效果不佳，出現死記硬背、不善于理解應用的學習局面。

2實踐教學環節薄弱

實踐教學環節薄弱似乎是工程教學的通病[7]。實踐教學主要包括實驗、實習、實訓、課程設計、畢業論文（設計）等環節，是培養工科專業學生的必備環節，對學生工程意識與能力的培養至關重要。對于工程性極強的過程流體機械課程而言，實踐環節尤為重要。然而目前普遍存在一些問題。1）實習與實驗教學環節需要加強。就本專業的實習而言，目前主要集中于化工設備制造廠和化工產品生產車間的參觀和學習，基本上忽略了有關流體機械制造廠的參觀和學習，導致學生對流體機械沒有感官認識。而且實驗學時在不斷縮減，目前僅開設往復壓縮機示功圖測試和高速轉子靜平衡兩個實驗。離心泵汽蝕實驗被砍掉，導致學生對離心泵主要性能得不到很好的理解。2）畢業設計環節需要加強。鑒于一系列原因（比如工程熱力學知識的欠缺、有關流體機械書籍和標準的缺乏），目前絕大多數畢業課題僅局限于化工設備設計，基本上很少布置有關流體機械課程方面的畢業課題。這嚴重限制了學生對流體機械課程的進一步理解和工程應用能力的鍛煉。

3課程評價存在問題

由于課程學時的縮減，目前過程流體機械課程評價基本上是“一錘定音”——期末考試，忽略了大作業的訓練和熱點研究方向文獻的閱讀和總結。這種考核方式不能實事求是地反映學生對知識點的掌握和理解，更談不上運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。因此，教師也很難及時對教學存在的問題給予修正和彌補。

4過程流體機械課程教法改革思路

眾所周知，教學方法并不是一成不變的，它隨著社會的進步和科技的發展不斷地發展和演變。工程教育也是如此。大約二戰時期，工程教育從工程實際技術教育過渡到工程科學教育，這就要求涉及工程教育的教學方法也必須進行相應的調整和改革。傳統的教學方法是單向性的，類似“學徒式”的教育，即以教師的“教”為主，學生只是被動地接受教學內容。這種教育方式僅適用于以技術教育為主的工程教育，很難適應以科學教育為主的工程教育方式。為此，發展了以學生為中心，積極主動的、學習式的教學方法，即將學生視為教師的角色[8]。學生能夠從教學活動過程中隱性地獲取知識，而教師主要的任務是開展有效的指導。教師和學生的角色界限模糊，二者有效地完成自身的任務，即教師良好的教學任務、學生有效的學習任務。過程流體機械課程教學方法的改革正是沿著該思路進行的。針對過程流體機械課程教學存在的問題，同時為了適應現階段工程教育的目的，下面從課程的準備、課程的講授和課程效果評價三個階段提出相應的改革措施。

1課程準備

首先，為了有效地完成教學任務，教師必須全面深入地理解教學內容。這必然要求教師大量查閱和學習與教學內容相關的資料（如與過程流體機械有關的國內外專著和書籍），彌補所選教材的缺點。查閱資料時，教師必須注意角色的轉換，查閱資料是為了更有效、更準確、更生動地給學生講解，而不是為了個人學習。教師通過大量地閱讀文獻，將教學內容給予重新組織和編排，以最合理的順序將教學內容呈現給學生，便于學生理解接受，而不是照本宣科。其次，教師備課時要充分了解學生前期課程的學習情況，從而合理安排教學內容，彌補存在的問題，避免影響學生對本課程知識點的理解；同時教師要了解學生個體在前期課程學習上存在的差異，這樣分組討論學習時便于優良搭配，學生之間互相學習，克服個人因前期課程學習不足而對本課程知識點理解帶來的障礙。再次，鑒于當前的教學方法，以引導和啟發學生自主學習和討論為主，教師的講解和訂正為輔。這就要求教師在備課時要制訂引導學生開展自主學習的教學方案。對教師備課提出更高的要求，教師課前要告知學生：1）每節課要學的教學知識點；2）理解知識點需具備的基礎知識；3）學生需要查閱的書籍和準備的內容；4）本節課內容在課程中和工程實際中的重要程度?？梢哉f，備課是否充分直接決定了教學是否成功，因此，備課必須要做到備內容、備學生和備方法。

2課堂學習

課堂學習是教學的關鍵環節，直接決定了教學效果的好壞。課堂教學，不是以教師單向傳輸為主的教學，而是教師根據備課時制訂的教學方案，引導學生積極主動地討論教學內容，避免學生消極被動地思考教師到底在講或者要講什么內容。教師通過學生對教學內容積極主動地討論，發現和記錄教學存在的不足，便于課后進一步的思考、改進和反饋。教師上課時應做到：1）上課時，教師首先要給出本節課主要的學習內容、重點和難點；2）教師要給出每節課的“引子”，提出問題，并組織學生討論，評價每組學生給出的討論結果；3）最后教師要給出總結，要評價本節課程內容在工程實際應用中的重要性；4）對于難以理解的、抽象的概念，教師要引導學生與日常生活聯系起來，使之形象化，便于學生理解。比如“余隙容積”這個概念，如果僅是書上給出的解釋“活塞行至終端止點時氣缸剩余的容積”，學生很難理解，很難想象這部分空間是怎么回事；但如果將其與蓋房子用到的“公攤面積”類比的話，就很容易理解：二者對于用戶來講都是有害的，但是必須具備的，只能盡力減小，卻不能避免。

3課程評價

教學活動的最終環節是評價學生的學習效果。通過教學評價，教師一方面可以了解每個學生對知識點的理解程度，發現和思考教學存在的問題，便于及時反饋；另一方面能夠了解學生運用所學知識解決實際問題的情況。為了保證教學質量，及時了解學生對知識點的掌握情況和對所學知識的應用情況，課程的評價應從多個角度出發，絕不能是僅以考試為基準“一錘定音”。為此，教師應從兩個方面對學生的學習效果進行評價。1）對知識點理解的評價。通過課堂上觀察學生的一系列反應，如面部表情、提出的問題，及時了解學生存在的問題，并給予及時的解釋和補充；另一方面通過作業、課程考試來綜合評價學生對知識的掌握程度和理解情況，便于教師在以后的教學中調整和彌補不足的地方和存在的問題。特別是學生提出的問題非常重要，一方面，可以測試教師對內容的理解程度；另一方面，教師可以了解學生存在的困惑，明白師生間對知識點理解存在的偏差和分歧。教師應對學生的問題積極反思，對教學內容給予重新編排和闡釋，以便改進教師本身對基礎知識的理解。2）對學生運用所學知識解決實際問題能力的評價，可以通過實訓、大作業、課程設計乃至畢業設計的形式進行，并將存在的問題匯總和分析，彌補教學存在的問題。總之，教學評價是個連續的過程，合理的教學評價是為了保證教學質量和促進教學改革，而不僅僅是為了給學生一個“成績”。

5教學改革對工程教育的促進

簡單的講，通過上述教學方法的運用和實施，學生獲得的技能基本能滿足工程教育的要求。具體體現在：1）通過對所學內容的思考、提問和討論，學生獲得了良好的交流技術；2）通過對教學內容的準備和講解，學生具備了一定的職業責任感；3）通過對教學內容和大作業的分組準備和討論，教學在團隊內相互進行，學生改進和具備了一定的團隊合作精神；4）通過“教”這一環節，學生對所學內容進行精選和重組，增加了學生對知識的理解程度，拓寬了學生的視野；5）通過一定的工程訓練，學生對待工程的態度和信心發生積極的變化，增加了對工程設計過程的理解；6）通過學生自己對知識的準備和理解，學生掌握了學習方法，具備了終身學習的素養。

6結束語

篇9

關鍵詞: 荷載與結構設計方法課程 對策 教學方法改革

20世紀末教育部對土木工程專業進行了新的劃分,原建筑工程專業、交通土建專業、地下工程專業及礦山建設專業合并為土木工程專業,其課程體系設置也作了相應調整,增設了荷載與結構設計方法這門專業基礎課。但是,幾年來在荷載與結構設計方法課程的教學過程中,我們發現該課程的設置存在一些問題,使其教學過程面臨困難。為解決這些問題,我們作了相關的探討和實踐。

一、荷載與結構設計方法課的內容及要求

荷載與結構設計方法屬于專業基礎課程。教學內容主要可分為兩部分[1-2]:第一部分是結構在使用年限內可能遇到的各種荷載及其相應的計算方法,包括重力引起的豎向荷載計算、側壓力計算、風荷載計算、地震荷載計算、其他作用計算等。這部分內容主要是各種荷載的作用機理和計算公式的推導以及計算作用在結構上產生的荷載效應,要求學生掌握各種荷載的計算方法。第二部分是介紹結構設計方法,包括荷載統計分析、抗力統計分析、結構可靠度分析及概率極限設計方法,要求學生掌握滿足可靠度的結構設計方法。因此,該課程的學習效果對于學生掌握專業基礎知識,深入學習后繼專業課程具有重大影響[3]。但是第二部分內容不再涉及各類荷載的計算,因此這兩部分內容在概念體系上不是充分相關的。

二、荷載與結構設計方法課面臨的困難

要完成荷載與結構設計方法課的教學任務,我們先要分析該課程的前修課程有哪些[4]。

重力引起的豎向荷載計算包括結構自重荷載、土的自重荷載、雪荷載、車荷載、樓屋面活荷載及行人荷載。在結構自重荷載、雪荷載、樓屋面活荷載及行人荷載的計算中,往往要將這些荷載計算到不同構件層次上。為此,我們需要知道建筑物的構造方法、結構體系及力的傳遞路徑,而這些知識有賴于房屋建筑學、各類結構設計與板殼力學的知識。

側壓力計算包括土的側壓力、水壓力、波浪荷載、凍脹力等。土的側壓力是以土的材料性能和強度理論為基礎,我們必須學習土力學和彈性力學才能很好地理解和掌握。水壓力和波浪荷載計算需要以流體力學為基礎。

風荷載計算需要知道空氣流體的特性,以及結構的動力響應特性,需要流體力學和結構動力學的知識支撐。

地震荷載計算較難,涉及到地震基本知識、結構地震設防和結構的動力響應特性等,不先學習結構抗震工程和結構動力學是不可能做到的。

其他作用中的爆炸作用需要空氣動力學課的知識,而本專業一般不開設該課,因此只能直接介紹爆炸作用的計算公式。預加力涉及到預應力知識,主要在混凝土結構設計原理和施工技術里講解。

荷載的統計分析和結構抗力的統計分析涉及到概率與統計知識。

綜上所述,荷載與結構設計方法的前修課程有概率與統計、房屋建筑學、結構力學、彈性力學、土力學、流體力學、結構抗震工程、結構動力學、混凝土結構設計原理和施工技術等課程,特別是概率與統計、土力學、結構動力學和建筑抗震工程。沒有這些前修課程的支撐,要學好荷載與結構設計方法課中的第一部分內容猶如空中建樓,是不可能實現的。由于荷載與結構設計方法課是專業基礎課,在教學計劃中這些課程不可能全部安排在該課程之前,否則不利于教學活動的組織?；炷两Y構設計原理、結構抗震工程和施工技術等課程一般安排在大學后期學習。

另外,荷載與結構設計方法課的很多內容與其他專業課程重復,如土的側壓力與土力學知識重復,地震作用與結構抗震工程內容重復,水壓力與流體力學內容重復,等等。由于該課程學時有限,內容涉及面廣,但又沒有相關課程內容講的深入,教師只能點到為止,不能深入其里,學生容易產生混淆和負遷移。我們在課堂教學過程和學生的問卷調查中均發現,學生在學習第一部分內容時新鮮感大打折扣;而第二部分內容理論性強,沒有具體結構作為講解載體,學習起來較為枯燥乏味。這就使得教學效果不理想,教學過程面臨困難。

三、問題與對策

荷載與結構設計方法課對前修課的要求及其與現有教學計劃的矛盾屬于教學計劃層面上的結構性矛盾,其根本解決思路應從結構調整上入手。我們在教學實踐經驗基礎上,對這問題作了探討,認為要解決這個問題,可以取消荷載與結構設計方法課,把該課程的教學內容拆分,再重組到相應的課程上講解。

第一部分內容不再強調荷載的作用機理和計算公式的推導,致力于從應用層面上講解各種荷載的計算。把與土有關的荷載在土力學課上講解,與水有關的荷載在水力學課上講解;地震作用在結構抗震工程上講解;風荷載和爆炸作用可在流體力學課上講解;雪荷載、結構自重荷載和樓屋面荷載相對比較簡單,可以在混凝土結構設計大作業或課程設計中講解;溫度作用和變形作用可以在結構力學中講解。如此一來,既能使學生學習各種荷載的計算方法,又能解決荷載與結構設計方法課這部分內容所面臨的矛盾。

第二部分內容是結構設計方法,不再涉及各類荷載的具體計算,混凝土結構設計課程也涉及到結構設計方法。因此可以把兩門課程的這部分內容結合起來,放在混凝土結構設計課程中講解。把結構可靠度設計理論和結構設計方法應用到具體結構的設計上,從應用層面上來講解,直觀形象,學生感覺這部分內容學來即用,比單純的理論學習效果要好。

把荷載與結構設計方法教學內容拆分重組,既可以保證教學計劃的系統性,又可以避免教學內容上的重復。現在有不少學校在實踐這種方法,如東南大學將荷載與結構設計方法和混凝土結構設計兩門課程結合起來,統稱為工程結構設計原理。

四、教學方法改革

在課程體系尚未執行,不能從教學計劃上作調整時,為了提高教學效果,權宜之計是在教學方法方面進行改革。我們發現,在教學中若過于重視荷載的產生機理和計算公式的推導,很容易使學生陷入概念、符號、公式系數中,產生畏懼感,喪失信心、失去興趣。因此教學方法改革很有必要。

1.創設啟發式、討論式教學氛圍。

為調動學生學習的主動性,促使其養成勤于思考的習慣,教師在一開始就要形成問題情景,啟發學生進行初步探索,激發學生的探究心理,調動學習積極性。我們采用課前、課中、課后提問,將問題情景貫穿教學全過程。在講授教學內容前提出問題,學生大都能積極思考、預習,因為學生有思考和準備,所以回答問題很踴躍,自然形成了討論式、師生互動的氛圍。而課前提問即是將要進行課堂教學內容的關鍵、核心所在,所以教師是在引導學生積極思考、與自己同步思維,在回答問題的過程中使教學層層深入,最終解決問題。提出課后問題以幫助學生進一步理解、吸收所學知識。教師在精心創設的問題情景中,對每個問題都不是單向灌輸,學生在回答問題的過程中也在體會學習的方法、解決問題的方法。

2.以工程實例為載體,授課方法以知識應用型為主。

教師在課程中,應積極引進案例、提出需要完成的任務,在授課中注重教學互動,并利用校內實訓場進行現場模擬教學,特別是典型惡性事故的講解、觀察分析身邊工程結構思考開放性問題、錄像、大作業訓練、課程設計、參觀實習等,在整個教學過程的各個環節中多側面、多角度將理論聯系實際,幫助學生加深對理論知識的理解,增強工程意識,盡量縮短理論與實踐之間的差距。在可能的環節中盡量讓學生動手參與,使他們成為課堂上的主體[5]。這樣的教學方式能夠激發學生強烈的求知欲望,強化他們的創造性思維能力。

3.提供網絡平臺,為學生課外學習營造良好環境。

教師可以充分利用現代教學手段與方法,建立荷載與結構設計方法的課程網站,通過網絡平臺承載更多的信息,上傳多媒體課件、工程圖片、作業習題,對一些難點和重點進行知識延伸和鏈接,解決課程內容多、學生感性認識少、平面表達難度大的問題,教學課件與大量工程資料圖片、錄像結合,利用分析軟件模擬工程結構工作狀態與動畫演示,等等,加大信息量,可以激發學生的學習興趣,提高教學效果。

4.建立從“整體到局部”的教學模式。

長期以來荷載與結構設計方法遵循“從局部到整體”的教學模式,即由各種荷載計算到荷載組合,兩部分內容相互割裂,缺乏聯系,任何結構不可能只承受一種荷載,而總是同時有幾種荷載作用在結構上。從單個荷載出發的教學模式,一開始就缺乏整體感,沒考慮到學生能否自己完成把各種荷載組合成結構的受力狀態,其結果是學生孤立地學習了一些荷載知識,卻未建立起較清晰的整體結構荷載概念,不清楚基本工程結構在多種荷載作用下的工作性能、受力特點,更不清楚一個工程結構應承受和傳遞哪些荷載,以及為保證傳遞過程的完成而應采取的各種措施。教師在教學過程中,從整體結構出發展開教學,易于以工程應用為目的直接面向工程,實現理論與實踐相結合,將工程實例貫穿教學始終,使學生充分理解其工程背景和目標。由于面對的是整體,考慮問題必須從整體出發,分析解決問題需考慮各種枝節問題,學生整體思維能力、整體結構概念及工程意識、綜合分析及解決工程問題的能力能得到培養,思維品質會得到提升。

參考文獻:

[1]柳炳康.荷載與結構設計方法[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003.

[2]白國良,劉明.荷載與結構設計方法[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]張小剛,林小嵩.適應大土木要求的荷載與結構設計方法知識點講解研究[J].高等建筑教育,2006,15,(4):74-78.

篇10

關鍵詞：液壓傳動；教學改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0085-02

液壓傳動課程是機械類專業的一門重要的專業基礎課，具有實踐性較強，與生產聯系緊密等特點。液壓技術滲透到各個領域，不斷在工程機械、機床裝備、冶金機械、塑料機械、船舶、汽車、航空等行業得到大幅度的應用和發展。但由于長期受到重理論輕實踐思想觀念的影響，學校缺乏對學生進行工程意識和動手能力的培養，因此，培養的人才難以適應當代社會及企業發展的需求。論文結合我校在液壓傳動方向教學中存在的問題，從理論教學和實踐教學方面，探討課程教學改革，培養學生獲取知識的能力和創新意識，提高其分析、解決問題的工程能力。

一、液壓傳動課程教學中存在的問題

1.課程內容與課程體系不合理。目前在液壓方面的課程主要分為《流體力學》和《液壓傳動》兩門課程。課程設置較為單一，且課時總數較少，無法具體講授重點和難點。且講授《流體力學》和《液壓傳動》這兩門課程為不同的教師單獨教授，不能將這兩門課程的相互關聯分析透徹。同時隨著液壓技術和電氣傳動技術的發展，電液相結合是一種必然趨勢，而當前的液壓傳動類課程和電氣傳動類的課程基本上是分開設置的，導致學生不能真正理解液壓與電氣的相互交叉優勢，且側重理論知識及專業知識的傳授，缺乏工程實踐訓練和綜合素質與能力的培養。

2.教學實踐對學生工程素養的培養力度不夠。多年來，實踐教學平臺依然選用專用的本科教學液壓試驗臺，這種試驗臺的液壓回路均已事先設計好，對學生而言只是單純的記錄數據，無創新可言。目前的本科教學平臺設計的實驗技術滯后于時展的技術，甚至部分實驗手段和方法的原理也出現錯誤。比如液壓動態流量的檢測，大多本科教學平臺采用容積式的流量計進行檢測，事實上，由于容積式的流量計的動態響應較慢，根本不能檢測動態流量。而超強的能力和素質對剛踏入社會的畢業生而言無疑是最大的籌碼，但目前絕大多數畢業生在面臨實際的工程項目問題時，多表現為動手能力差，不能獨立思考，創新意識不強，缺乏團隊合作精神和應有的工程意識及能力。

3.教學模式偏重于傳統教學方式。目前，教學過程以教師為中心，按自擬的教學方案進行授課，照本宣科；但在教學過程中沒有注重學生的興趣，這些不利于學生對液壓傳動知識的掌握和運用?，F行的教學仍沿用傳統的灌輸方式，缺乏啟發式、討論式的教學方式以及師生之間的互動交流，導致學生缺乏獨立思考的能力和創新精神。

4.與企業社會溝通和交流過少。許多工科院校在實踐培養環節上存在較多問題，如與相應的企業聯系不夠緊密，致使學生不僅不能明確區分課堂教學和企業生產、制造、檢驗和調試的不同；而且缺乏對基礎設備、工藝裝備技術及國家行業標準的了解，使其在工作過程中表現為自身的專業性不強。

二、教、學、做一體化教學內容改革

1.課程體系的改革。將《流體力學》與《液壓傳動》相結合，將流體力學的各個基本知識交叉在《液壓傳動》的基本知識內，并將電氣傳動中與液壓課程交叉較多的知識點，全面提高實驗學時數。液壓系統由包含多種液壓元件的各種回路組成，各種回路之間協調工作，完成液壓系統的既定功能。在液壓系統工作過程中，需要控制各種閥的開啟、關閉和比例調節，這就需要通過適當的電氣回路設計實現液壓閥和液壓回路的相應功能，因此液壓傳動的講授還應與電氣傳動知識點相結合，真正地實現機電液一體化。

2.啟發式、項目式與精講相結合的教學方式?！兑簤涸方虒W中教師發揮主導作用，學生發揮主動學習精神。新增課程《液壓系統仿真和設計》在學生基本掌握新知識的基礎上，只要求教師發揮主導作用，學生發揮主動學習精神，結合教師精講使學生進一步加深對新知識的理解。在課程的教學中，除配備有綜合性系統實驗支持外，課程的教學內容實現講授與現場教學（科研實驗室進行）、講授與研討（專題討論）、講授與自主學習（科研論文及宣講）等綜合型教學模式，培養學生的綜合素質。

3.強調實踐與研究融入教學過程。在實施教、學、做一體化的教學中，將部分課堂放在實驗室，講解元件結構、原理時，直接使用實物，輔助動畫教學，并讓學生動手拆裝，使學生對元件及系統設計有更為直觀的理解，通過教、學、做一體化教學方式增加主動學習和動手實踐的機會，強調分析問題和解決問題的能力。給學生科學實踐的時間和空間，增加課內實踐教學學時，教學中安排豐富的設計項目，讓學生親自動手和全情投入。設置討論型、項目訓練型課程，采用課堂教學、科研項目訓練與學生論文宣講相結合的教學模式激發學生的學習興趣。

三、實踐教學方法改革

建設完善的專業實驗教學體系，包括基本型，綜合型、設計型、創新性型實驗等多個系列，注重培養學生的個人實踐能力、團隊合作能力以及調控系統能力。建立實驗實踐結合、課內課外結合、校內校外結合、理論實驗互動，能促進學生能力培養，模塊化、分層次的實驗教學體系。在教學體系設計中，注重遵循教育規律，科學地設置實驗類型，通過基礎層、綜合層、設計層和創新層實驗項目的訓練，全面培養學生的科學作風、實驗技能以及綜合分析問題的能力，使學生具有良好的創新精神和實踐能力。如圖1所示為流體傳動與控制等基礎課程模塊化、分層次的實驗教學體系。

第一層次為基礎能力的培養。學生通過基礎的實驗項目的全面訓練，掌握本學科實驗的基本操作方法及技能，掌握液壓元件的基本結構、拆裝方法和工作原理，理解液壓元件的基本性能測試方法，學校液壓基本回路的控制特性，同時培養學生正確使用儀器、處理實驗數據和寫作實驗報告的方法，達到培養學生嚴肅認真的實驗精神的目的。第二層次為綜合能力的培養。即學生通過提高型、綜合型和設計型實驗項目的訓練，達到學生會自己設計實驗內容，自組簡易實驗，實驗后會總結經驗，培養學生的綜合實踐能力和素質。第三層次為設計能力與自主思考的培養。通過增加大量的液壓實訓模型，比如挖掘機模型、叉車模型、推土機模型、起重機模型等，培養學生理論聯系實際的能力，學生通過創新研究型實驗項目的訓練，培養學生對實際液壓技術的觀察能力、發現問題及分析問題的能力，并將所掌握的理論知識實驗方法應用到實際中，培養其研究與解決問題的能力。第四層為創新能力的培養。該層是對課內實驗教學的重要補充，通過創新研究型實驗項目的訓練，即由創新想法到創新設計，再到創新模型制作，最后形成產品創新的實踐全程訓練，培養學生提出自主創新課題、自主創新構思、創新設計和創新實踐動手的能力。在實驗過程中，鼓勵學生自主命題，自行制定實驗目標，進而完成自主設計、分析、實踐、總結與匯報等全部環節。另一方面，可組織部分高年級學生，尤其是立志想讀研究生的學生，參與教師的科研項目研究，輔助教師做一些試驗性實驗，為后期的科研實踐打下基礎。

傳統的演示性、驗證性實驗已不能滿足現代人才的要求。因此，在實驗教學中，應引導學生向研究型、創新型發展，以小組為單位增加設計型和研究型實驗。教師在實驗中起指導性作用，以學生為主體，這樣不僅能提高學生的動手實踐能力，還有助于其創新思維的發展。

四、結束語

隨著液壓傳動技術的迅速發展，不斷地對教學改革提出新的目標和要求。本文從實際情況出發，提出了理論教學和實踐教學相結合的方案，通過學生的實踐環節和老師的科研環節，培養學生的創新思維和能力，有助于提高教學效果，培養學生的動手實踐能力，實現教、學、做一體化的教學目標。

參考文獻：

[1]李輝.液壓與氣壓傳動課程教學改革探索和實踐[J].裝備制造技術，2013，（1）：202-203.

[2]左倩.液壓傳動實驗教學改革的思考[J].廊坊師范學院學報，2009，9（5）：125-126.