流體力學與流體機械課程創新研究范文

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摘要：工程認證理念近年來成為國內工程教育改革發展的重要指導思想。本文介紹了基于工程認證理念的中國地質大學（北京）流體力學與流體機械課程改革實踐。以培養學生解決復雜工程問題為核心，圍繞畢業要求，進行課程大綱修訂和課堂教學改革，有利的促進了課程教學質量的提高。本文介紹的課程改革活動和課程改革方向的思考，為其他院校相關專業提供了借鑒。

關鍵詞：工程認證；復雜工程問題；流體力學；人才培養

流體力學課程是環境、水利、土木、熱能、航空航天等專業本科生必修的專業基礎課程，在相關專業人才培養中更是具有舉足輕重的地位。近年來，國內外學者針對流體力學課程改革進行了較多研究[1][2]3][4]，但從工程認證角度出發進行的探討還較少。而近年來,工程認證工作在我國工科專業中迅速得到推廣，隨著我國正式加入《華盛頓協議》，工程認證理念已成為工科專業教學改革的主要方向[5]。以能力培養為主線，以學生為主，以產出為導向的認證理念對國內工科教育人才培養模式符合我國社會經濟發展要求，也是工科教育發展的必然趨勢。特別是畢業強調培養學生解決復雜工程問題，對打破以往以知識傳授為主的工科教育思維模式具有重要作用。本文以中國地質大學（北京）流體力學與流體機械課程改革為例，對基于工程認證的理念的課程改革進行初步探討，對探索流體力學課程改革方向，提高人才培養質量，具有積極意義。

一流體力學與流體機械課程大綱修訂

課程大綱是一門課程的教學工作的指導性文件，對于課程教學工作的開展具有重要作用。中國地質大學（北京）流體力學與流體機械課程是環境工程專業的必修課，2016年，學校啟動了課程大綱修訂工作。在修訂工作中，通過與工程認證的理念對照，總結得出流體力學與流體機械課程原有的教學大綱中主要存在三個問題；首先，沒有對應畢業要求，課程教學目標與環境工程專業學生畢業要求之間的關系不清楚；其次，沒有強調圍繞解決復雜工程問題進行教學；此外沒有給出課程應使學生具備的相關能力。因此，在課程大綱修訂時，通過仔細研讀學生畢業要求和專業培養目標，明確了課程所支撐的畢業要求：即畢業要求1.3（具有解決復雜工程問題的專業基礎知識）、2.2（具有一定的實驗設計，創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，分析復雜工程問題，以獲得有效結論）、3.2（掌握給排水工程、環境規劃和資源保護等方面的知識）。在課程大綱中明確提出了教學目的以培養學生解決與流體力學有關的復雜工程問題為核心（表1）。通過仔細梳理教學內容和學生培養目標，給出了課程應使學生具備的能力，共4個方面，包括能夠對受力和運動狀態進行計算、能夠建立管道流動計算模型、對實驗進行分析、對實際工程進行初步設計等。每個方面分別對應1-2項畢業要求（表1）。在具體的教學安排上，也分別理清了每節課教學內容與教學目標間的對應關系，使教學過程與學生能力培養之間的關系更加清晰。在課程考察環節也進行了相應調整，考察方式仍以考試為主，但是加大了課堂練習環節在期末成績中的比重。在考試題目類型中完全舍棄了主觀題目，將全部題目改為以計算分析為主的主觀題（表1），以更好的完成對學生能力的考察，并強調試卷題目應以考察學生對流體力學與流體機械相關的復雜工程問題的解決能力為主。教學內容的課時分配，也根據能力培養的要求做相應的調整，使教師清楚每個課堂教學內容與學生能力培養之間的關系。

二流體力學與流體機械課堂教學改革

在課堂教學方面，在緒論課中將課程安排與課程大綱向學生做詳細說明，使學生清楚課程與畢業要求的關系及課程在能力培養中的作用，同時也使學生理解工程認證的理念和自己的畢業要求。不但使教師明白“教什么”，也是學生明白應該“學到什么”。在課堂教學手段中增加互動式、啟發式的教學手段的運用，通過提出問題，講清問題在工程實際中的由來，然后解決工程問題的思路和方法。在課堂教學過程中增加課本知識與工程實際相聯系的案例，一方面增加學生的學習興趣，另一方面也增加學生對工程實際的認識，例如在講解離心式水泵這部分內容時，通過flash動畫方式展示工程中常用的水泵的結構和工作原理，并以圖片形式展示各類工程中常用水泵的工程參數和工程應用實例，配合教師講解，使學生增強解決工程問題的能力。平時成績向積極參加課堂討論的學生傾斜，并通過多種方式了解學生對教學的反饋，進而在授課過程中不斷改進課堂討論的方式。在課堂練習中設置與工程實際相聯系的綜合性題目，通過課堂練習開展課堂討論，通過討論鞏固所學知識，培養學生的工程思維和解決工程問題的能力。每次討論結束時進行適當的總結，并指出問題。課后作業的布置，也緊密圍繞課程目標和畢業要求，每道作業題目，都與學生應具備的能力相對應，這樣使教師能夠更好的通過學生作業的。

三未來課程改革的方向

盡管目前流體力學與流體機械課程教學改革取得了一定成效。但目前課程教學工作仍存在一定的不足。包括：實驗教學中缺乏探究性實驗，學生主觀能動性調動不夠；網絡平臺和新技術的應用較少，教師與學生的課下互動交流仍不充分；作業仍以常規的小作業為主，作業在學生能力培養中發揮的功效不夠等。因此今后課程改革的主要方向包括以下3方面：（1）嘗試設置探究性實驗，使學生在實驗過程中能夠主動發現問題，思考問題并解決問題。增強對學生解決復雜工程問題的能力的培養。（2）努力利用網絡平臺和新技術、積極探索“雨課堂”、“翻轉課堂”等新教學模式。拓寬教師與學生交流的渠道，更好的發揮學生的主觀能動性。（3）嘗試以大作業代替小作業，設置與流體力學復雜工程問題相關的課題，訓練學生綜合應用所學知識解決復雜問題的能力。

四結論

本文以中國地質大學（北京）流體力學與流體機械課程大綱修訂和課堂教學改革的相關實踐為例，對基于工程認證理念的課程改革進行了初步探討。工程認證的理念促使教師深入思考“為何而教”和“如何教”的問題，對提高課堂教學質量和人才培養水平啟到了積極作用。本文的一些探索對其他學校，特別是地礦類院校流體力學相關課程改革具有參考意義。

參考文獻

[1]宮偉力,彭巖巖.流體力學教學改革與應用[J].中國科教創新導刊,2014,5:30-31.

[2]李文科.流體力學與流體機械課程教學改革與實踐[J].安徽工業大學學報（自然科學版），2006，23(4)：113-114.

[3]郝剛立,王維早,王海渤.流體力學教學改革初探[J].山西建筑,2010,36(21)：191-192.

[4]陳慶光,張明輝,朱緒力,張永超.流體力學課程教學中幾個基本概念的教學方法[J].力學與實踐，2015，01(37)：138-141.

[5]丁樺,趙憲明,唐正友.通過工程認證促進專業建設[J].中國冶金教育,2015,04：69-71.

作者：高冰 單位：中國地質大學