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流體力學及其工程應用范文1
關鍵詞:高等流體力學;教學內容;教學方法;教學模式
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)10-0192-03
近幾年,計算流體力學與各種工程實際問題的結合越來越密切,已成為解決各種流體流動與傳熱問題的強有力工具,并已成功應用于建筑、環境、流體機械等技術科學領域。過去只能靠實驗手段才能得到的某些結果,現在已可以借助于計算流體力學的手段來完成。在高等建筑院校的土木工程、環境科學與工程等學科中,因涉及大量的流體流動問題,因此,普遍開設了研究生課程――高等流體力學(計算流體力學)。
多年來,計算流體力學的教學內容主要是有限差分法、有限元法、離散化方法等,重點仍然是算法的數學基礎、收斂性的證明及離散精度的討論。在教學過程中發現學生對課程中涉及的大量數學推導感到乏味,課程學完后,如何采用計算流體力學方法對一個具體的流體流動問題進行模擬和分析,學生往往感到無從下手,并且難以正確采用計算流體力學的理論和方法解決工程實際問題,因此學生也不能學以致用。當前的研究生課程教學,不僅在分析問題的深度和廣度上顯得不足,在教學方法上也存在靈活性不足,互動性不夠,缺乏新穎性等問題。因此,結合學科的發展特點對計算流體力學課程現有的教學內容、教學體系及教學方法進行改革,并進一步將計算流體力學理論與解決工程實際問題緊密聯系在一起,培養和提高學生的學習能力和創新能力顯得尤為必要。
我校研究生課程“高等流體力學”的教學內容緊密圍繞計算流體力學的內容,課程組在重慶大學研究生重點課程和重慶市研究生重點課程教改項目“高等流體力學”的資助下,對教學體系、教學內容、教學方法等方面的改革做出了一些嘗試,力圖使其教學內容反映學科的特色,發揮計算流體力學本身應有的優勢。此外,由于研究生課程教學學時有限、學生基礎不均,因此,在教學過程中,合理選擇教學內容、提高教學效率、拓展課程的專業視野、增強學生學習主動性,使得課程學習更好地服務于課題研究,是該課程必須考慮的幾個主要環節。本文圍繞高等流體力學課程教學改革進行了一些探討,并提出了一些建議。
一、優化教學內容
計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)已經超越了其傳統的外延和內涵,不再僅僅是一些數學理論和概念,而正成為一門建立在經典流體力學與數值計算方法基礎之上的新型獨立學科。就CFD本質來講,流體動力學是建立能準確描述具體流動過程的數學微分方程組,依據模擬幾何模型和流動過程特點給予相應的邊界條件,最后,聯立求解方程組,得出一定精度的模擬結果[1]。CFD兼有理論性和實踐性的雙重特點。特別是隨著計算機軟硬件技術的發展和數值計算方法的日趨成熟,出現了基于現有流動理論的商用CFD軟件,可以通過計算機數值計算和圖像顯示的方法,在時間和空間上定量描述流場的數值解,從而達到研究物理問題的目的。商用軟件的出現為學生學習掌握計算流體力學提供了有力的輔助手段,但是計算流體力學所依賴的基本流體力學知識和數學基礎仍然是非常重要的。因此,為順應科學的發展和工程問題研究的需要,計算流體力學作為一門重要的研究生學位課程,在教學中既要注重理論知識講解,還需拓展其實際應用范圍。對于普通建筑工程類專業的研究生來講,最關心的是如何用CFD手段來解決本研究領域的實際問題,所以關鍵是掌握計算流體力學關于建模、離散、湍流模型的選擇、對流差分項的格式及時間積分格式的特點等內容;學會如何編制自己的CFD程序;如何使用現有的商用軟件。
課程的教學目標,要求學生完成高等流體力學課程的學習后,必須掌握流體力學的分析推理方法,常見湍流計算模型以及相關軟件(CFD)的使用,要具備利用高等流體力學知識分析和解決實際問題的能力。在課程內容方面的設計上,應注意內容的系統連貫和循序漸進,便于學生掌握基本理論和分析流體力學問題的基本方法。
優化的教學內容包括以下幾個部分:①矢量場論;②流體力學基本概念及運動描述;③流體力學基本方程組及其求解;④湍流現象及湍流研究的基本方程;⑤粘性流體流動的數值分析方法;⑥離散化方法;⑦對流與擴散以及流場計算;⑧軟件――CFX及其應用。其中,為了加深對流體力學的理性認識和理解,掌握流體力學中的思維特點和較綜合的分析推理方法,使學生在理論修養和實際處理流體力學問題的能力上都有明顯的提高,課程組教師在教學過程中,新增了離散化方法、對流與擴散以及流場計算和軟件應用三個部分的內容。增加了CFD軟件的實踐教學環節,注重學生的對軟件的使用操作的理解,使其學以致用。減少了勢流計算、粘性流動解析解以及邊界層理論這部分內容。加大了CFD應用程序這部分內容。
教材選用本校課程組編寫的《高等流體力學》,帕坦卡編寫的《傳熱與流體流動的數值方法》,和陶文銓編寫的《數值傳熱學》;參考教材選用吳頌平翻譯的《計算流體力學基礎及其應用》,王福軍編寫的《計算流體動力學分析》,張兆順著的《渦流大渦數值模擬的理論和應用》;實踐教材選用孫紀寧編著的《ANSYS CFX對流傳熱數值模擬基礎應用教程》;此外,我們還建立了相關的學習網站,網站上有課程大綱、教學內容、學習輔助材料等。
課程學時數共45學時,采用“兩段制模式”教學,即將計算流體力學課程分為既有關聯、又相互獨立的兩部分。第一部分以基礎知識為主,第二部分以應用為主。兩部分獨立講授,第一部分著重講述流體動力學基本方程、離散化特征、對流差分格式、邊界條件的處理、紊流模型等,第二部分講述流體流動仿真與CFD軟件應用。授課對象為學術型碩士、專業型碩士,授課對象是掌握較強流體力學知識的學術型碩士研究生時,強化第一部分內容;授課對象是專業學位研究生時,則側重第二部分內容。
二、豐富教學方法,注重自主學習能力
1.凝練教學內容,提升教學起點。為了使高等流體力學課程的知識更好地為建筑環境與設備工程、市政工程、環境工程等專業服務,需要對教學內容進行凝練。通過參閱其他理工科院校相關院系的教材和講義,從中精選出適合專業需要的內容編寫教材,并對某些不足進行改進,注重內容的系統性和連貫性,使之既能清晰反映高等流體力學的基本理論,又能結合上述幾個專業的實際應用特點,與專業課進行有機銜接和整合。著重收集了與建筑土木工程相關的流體力學內容。
考慮到研究生的知識水平和知識結構與本科生有較大區別,并且多數學生已經掌握了工程流體力學的一些基礎知識,選取的教學內容具有較高的起點,使學生在較高的層面上學會應用流體力學這個理論工具。
2.采用精講多練的教學方法。教學方法由講授、聯想、解疑、歸納、作業這幾個部分組成。其中講授要抓住重點難點,由淺入深的講解,由于課時較少,內容多,要求學生在上課前充分準備每一講的內容。在課程教學中改變教師講、學生聽的習慣做法,使學生在課堂上積極思考、踴躍發言。
高等流體力學課程具有理論性強、數學推導能力要求高的特點;但是另一方面,其課時相對較少,為了解決內容深與課時少的矛盾,在授課方法上側重于精講多練。對關鍵的基礎理論部分(如流體力學基本守恒方程的推導),安排較多的學時講深講透,使學生能夠從本質上掌握流體力學這個理論工具。同時,課后安排與基本理論密切相關的習題和工程問題讓學生加以訓練,使學生加深對理論的理解和消化,同時提高應用理論工具解決實際問題的能力。
3.利用板書、多媒體技術、網絡輔助教學相結合的教學手段。高等流體力學課程是一門理論性和應用性都很強的學科,授課手段不應一成不變。在公式推導過程中較多地采用板書的方式更符合學生的思維習慣;對于一些實際工程問題或自然中存在的流體力學現象,采用動畫或視頻的形式展示更加生動形象,可以幫助學生較快地建立感性認識,從而更好地理解復雜規律。同時,利用網絡及時向學生提供教學資源,包括:課程大綱、授課教案、講義、課后習題、國內外相關教材等資料,旨在給學生提供一個全面、簡便、輕松的教學環境。
4.利用試驗和CFD模擬加深學生對基本理論的理解。本課程利用學校和學院的實驗設備資源,開設演示性實驗、驗證性試驗和設計性試驗。安排適量的CFD程序操作課程,并邀請國內外大型設計院人員講解CFD軟件,加深學生對流體力學工程應用的理解。此外,課題組任課教師所從事的科研活動,也給不少學生提供了實踐的機會和場所。收集了與建筑土木工程相關的工程案例,通過案例討論和分析,增強學生學習理論知識的興趣,提升課程教學的互動效果,增強學生運用理論知識分析并解決工程實踐問題的能力。
5.啟動雙語教學。為了便于學生快速準確地理解國際上關于本學科的新知識和先進技術,使學科技術更好的與國際接軌,我們在教學中逐漸開展了雙語教學。考慮到學校的實際情況、學生英語水平參差不齊等問題,一開始就全部采用外語教學,勢必會影響教學效果,因此在學生學習初期使用母語教學,然后逐漸地部分或全部使用第二語言(英語)進行教學。同時我們加強師資隊伍建設,培養年輕的老師出國深造,能夠更好地講解國外原版的專業教材,使學生能夠閱讀相關技術知識的英文文獻資料,在雙語教學實踐中并且結合工科專業特點,能熟練運用相關的英文編程工具和商業軟件,能夠應用英文處理和交流相關問題,拓展課程中的專業視野。
三、教學模式:互動式教學
保羅?佛萊雷說過:“沒有了對話,就沒有了交流;沒有了交流,也就沒有真正的教育。”[2]互動式教學可以提高學生的學習水平和協作能力,因此成為國際上大力推行的教學策略之一[3]。
相對于本科教育,研究生教學中更注重對學生獨立解決實際問題能力的培養,所以在研究生課程教學中更應該采用互動式教學模式,可以更好地激發學生的創作力和培養獨立思考能力。教學中改變一味地灌輸,注重方法,突出學生的主體地位,發揮其主動性,積極開展討論式、演講式、辯論式、案例式等多種形式的教學方法,激發其主動思維、辨析、討論的熱情。我們在課程教學中設計了以小組為單位,針對實際工程問題,進行仿真案例計算。在教學中應當盡量將講授的新知識轉化為學生感興趣的問題,使抽象的理論內容借助生動具體的案例和多媒體場景形象化;關注學生的個體差異,創造出能夠調動學生積極性和學習興趣的課堂氛圍,使學生在寬松的環境中學習和探索。
四、結束語
在計算流體力學的教學實踐中,作者把握《高等流體力學》中的重要思想方法,流體力學問題的本質,進行深入淺出、生動活潑的講解。同時結合作者的科研項目、生活、生產中的實際問題,向學生傳授治學方法,培養學生的自主學習能力和創新意識,通過近年的實踐收到了良好的效果。
參考文獻:
[1]翟建華.計算流體力學(CFD)的通用軟件[J].河北科技大學學報,2005,26,(2).
[2]保羅?佛萊雷.被壓迫者教育學[M].上海:華東師范大學出版社,2001.
流體力學及其工程應用范文2
關鍵詞:行業類高校;高等流體力學;電力特色
作者簡介:張莉(1973-),女,河南商丘人,上海電力學院能源與機械工程學院,教授;李永光(1957-),男,湖南長沙人,上海電力學院科研處處長,教授。(上海 200090)
基金項目:本文系上海電力學院研究生學位課程建設項目(項目編號:YKJ-2012004)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)04-0086-02
2007年,上海電力學院(以下簡稱“我?!保崮芄こ潭墝W科首次招生,“高等流體力學”首次開課,授課人數20余人,隨后幾年間授課人數逐年增長。2012年我校動力工程與工程熱物理一級學科又增設了工程熱物理、動力機械及工程兩個二級學科,“高等流體力學”授課范圍擴大的同時,授課人數也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數量較少、研究生培養歷史較短以及師資力量相對薄弱等方面的原因,課程教學的教材只能選用已有的教材。在組織教學內容的過程中發現,大多數教材普遍存在一些問題,如過于強調基本理論、對數學知識的要求偏高、工程應用方面涉獵很少,或者有些工程學科專業的相關研究生教材又往往缺乏理論深度,工程應用背景針對性強,有的強調高速氣動、有的強調水動葉柵流動、有的強調渦動力學等等。鑒于此,作為行業類非重點高校,在“高等流體力學”課程的教學中有必要結合我校電力特色進行教學內容和教學模式的研究和探討。
一、課程教材的調研
為了能更好地做好此次教學研究工作,課程組首先對高校相關研究生專業的“高等流體力學”教材進行了調研,分別對清華大學、西安交通大學、上海交通大學、浙江大學、東南大學、華中科技大學、華北電力大學、東北電力大學等國內若干所大學相關課程的教材及內容做了簡單分析。
從調研情況看,所有高校都對流體力學的基本理論很重視,主要教學內容均包括了流動的基本概念和基本方程、流體運動學、勢流理論、渦旋流動、理想流體流動、粘性流體流動等,目的是使研究生通過學習流體的運動規律,掌握研究流動的方法進而分析解決實際的工程流動問題。同時,各高校的教材和主要教學參考書還注重與自身學科研究方向的結合,課程的某些重點內容與培養方向相接軌,突出了自身的特色。通過調研發現,“高等流體力學”作為研究生學位課,其教學內容在注重理論基礎的同時,還必須要與自身的相關學科研究方向相結合,在注重通用理論的基礎上,形成自己的特色。
二、我校授課對象的情況分析
做好此次的教學研究工作,還必須對我校的授課對象有一個清楚的認識。目前,“高等流體力學”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程三個二級學科的研究生學位課程。盡管上述三個二級學科涉及能源、動力、機械等寬廣的工程領域,但結合我校的電力特色,這三個二級學科主要是為電力行業培養高級的專業人才,而在電力行業中流動現象多存在于流體機械、動力機械、換熱設備、容器、管道等部件,因此,在教學內容上應在透徹講解流體力學微分方程組的基礎上,注重聯系工程實際,偏重于講解流體在上述部件中的流動以及與這些部件間的相互作用。
研究生生源的實際情況也是教學過程中需要考慮的因素。到目前為止,我校共招收6屆研究生,通過向歷屆學生了解發現有以下情況存在:部分同學跨專業(如:數學專業、電力系統及其自動化專業、計算機與信息專業等)考入學校,本科階段沒有學習過“工程流體力學”課程;即使是研究生與本科專業背景相同的同學,他們也普遍認為”工程流體力學”較難,碩士入學考試時,大都不選考“工程流體力學”,這也使得他們可能在大三、甚至大二學完以后,再也沒有系統地梳理過流體力學知識。由于各高校專業方向的側重點不同,大部分同學對電力行業內的流體知識也不是特別了解;考入學校的學生多數為調劑生,入學成績整體不高。這些情況都表明,我校碩士研究生入學時的流體力學知識基礎相對比較薄弱,需要在授課過程中講授深層次新知識的同時,及時地對基礎知識進行回顧和提醒。
三、教學內容的組織
基于以上的調研和分析,課程組首先對教材進行了選取,對教學內容進行了組織。
1.教學目標的明確
“高等流體力學”是為工程熱物理、熱能工程以及動力機械與工程專業研究生設置的專業學位課程。根據專業人才培養的需要,結合長期本科教學的經驗,確定了課程的教學目標:通過對流體力學的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動、粘性不可壓縮流體的流動、層流邊界層與紊流流動、理想可壓縮流體等內容的學習,深化學生對流體力學基本內容的理解,提高學生的理論水平,為相關專業課程的學習、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎。
2.教材的選用
“高等流體力學”是動力工程及工程熱物理學科的一門傳統課程,有很多課程教材可供選用。通過調研比較,西安交通大學有關電力生產的學科研究方向與我校的研究方向比較吻合,其在“動力工程及工程熱物理”一級學科中的學位課 “高等流體力學”選擇了西安交通大學出版社出版、張鳴遠等編著的《高等流體力學》一書作為教材,課程組通過對該書內容的分析,也一致認為張鳴遠等編著的《高等流體力學》比較適合我校側重于電力人才培養的需求,因此決定選用該書作為本?!案叩攘黧w力學”課程的教材。與此同時,將調研中搜尋到的各有特點的教材作為參考書目推薦給學生供他們參考使用。
3.教學內容的組織
在進行“高等流體力學”課程教學內容的組織時,結合我校研究生培養方案和學科建設,既照顧到經典流體力學的通用知識,又重視課程知識的針對性、行業應用的特殊性、學生學習的興趣以及與學校其他研究生課程的關聯性。課程內容的組織主要從以下幾個方面考慮:
(1)奠定扎實基礎?!案叩攘黧w力學”是一門系統性、邏輯性較強的課程,作為碩士研究生的學位課,在加深學生對流動所伴隨的物理現象的認識、概念的建立及規律分析的同時,還應努力加深學生學科知識分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握,提高分析和解決流體力學問題的水平及能力。
(2)突出電力生產特色。針對我校研究生的專業背景和學科研究方向,強調本學科與電力生產流程和設備的結合,強化學生應用流體力學知識,認識并解決相關電力工程問題的能力。教學內容應注重理論與實踐相結合,保持基礎理論知識與工程應用知識的相對平衡。
(3)注重課程的關聯性和完整性。在關聯性方面,首先與本科階段的教學內容要有恰當的分工和銜接,其次要避免與其他相關課程之間缺乏銜接;在自身內容體系的完整性方面,既要注意到對數學知識回顧和補充的必要性,又要對工程中不常見的復雜流動概念的介紹有所兼顧。
考慮以上幾個方面,課程組將教學內容梳理成五部分,第一部分安排了“矢量運算分析”、“場論知識”的回顧以及曲線坐標、張量分析知識的補充;第二部分“流體力學的基本方程”主要介紹流體力學的基本概念,流體力學的控制方程組以及一些相關的重要定理;第三部分“理想不可壓縮流體的流動”介紹平面勢流,空間軸對稱勢流和理想流體中的旋渦運動,其中對平面勢流里的復位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點講解;第四部分“粘性不可壓縮流體的流動”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解,小雷諾數流動,層流邊界層流動和紊流,其中對工程中應用較多的層流邊界層流動和紊流做重點講解;第五部分“理想可壓縮流體的流動”分別介紹一維流動和平面流動,其中對一維流動做重點講解。
四、教學模式的探討
學生的學習情況在不斷地發生變化,這就需要教師不斷根據實際情況,進行教學模式的探討,充分調動學生學習的主動性和積極性,使他們在有限的學習時間中學習好內容繁多的“流體力學”。
1.教學方法
“高等流體力學”是一門基礎課,基本概念和基礎理論部分內容較多,涉及的公式推導也比較多,傳統的“黑板板書”的教學手段對教學信息的處理和呈現都比較單一,造成學生對于傳熱學內容的理解和掌握有一定的難度。為此,課程組以教材為藍本編制了電子課件,教學中采用板書與多媒體相結合的教學模式,突出傳統板書中能夠清晰講解復雜理論推導的優點,充分利用多媒體教學信息量大、圖像清晰生動的特點。經過一段時間的嘗試,這種教學方法既達到了避免研究生在課堂上因長時間精力高度集中而產生疲勞的問題,又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論的教學效果。
2.教學手段
盡管本課程以課堂講授教學方式為主,但要避免“填鴨式”的講授,要注重以啟發式講授為主的多種教學方法的綜合應用,提高課堂教學的趣味性,以提高學生學習興趣和主動性。課程組結合本科“工程流體力學”多年的教學經驗,在教學過程中注意做到幾個注重:注重物理概念與數學方法的有機結合,強調物理含義的數學表示以及數學內容的物理解釋;既注意嚴格的理論推導,又注意敘述的深入淺出;注重教學思路,教學方法,在引進概念介紹方法時,突出解決問題的思維方法及推理要點;注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內容,以豐富學生思維和聯想能力;注重引導學生圍繞課程內容,發現問題、提出問題、解決問題,同時再結合課程組教師的科研積累,搜集并提煉出了大量與電力生產緊密關聯的工程案例,通過案例的討論和分析,增強學生學習理論知識的興趣,提升課堂教學的互動效果,增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。
3.輔助教學
僅僅通過課堂上對教材的學習是遠遠不夠的,還必須配套地做大量的習題,才能較好地使學生掌握具有理論性強、公式多、數理基礎要求高的“高等流體力學”課程??紤]到我校研究生教學的特點,課程組根據教材的主要內容編寫了典型習題集。習題集力圖做到習題具有典型性,能夠對應教學內容的各個知識點,學生通過習題的練習,能有效地掌握教材中的基本知識。此外,習題集中的習題也盡可能地結合電力生產中的流動問題,幫助學生對專業關聯工程問題進行認識和思考,培養學生應用知識的能力。
4.課程考核
課程考核成績應該能夠較為客觀地反映學生對課程的整體學習情況。為了全面地反映學生的全程學習過程和最終的學習效果,課程組經討論明確了課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合評定得出,平時成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時成績包含作業、考勤、課堂表現等幾部分。期末考試采用筆試形式,考試試卷從建立的試卷庫中隨機抽取。
期末考試是課程考核的重頭戲,為了提高學生的學習積極性,同時也為了增強教師的工作責任心,實行考、教分離是一個較好的督促辦法。為此,2012年課程組根據課程的教學要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學大綱的要求,內容豐富、形式多樣、題型一致,試題表述清楚,要求明確,無偏題、怪題,難易得當,考核的知識點覆蓋面寬,能考核學生掌握知識以及應用知識進行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份,至少夠三年使用,隨著試卷庫的使用,課程組還擬將對試卷庫進行不斷擴充。
五、結束語
“高等流體力學”的日常教學工作一個任重而道遠,為了適應高等流體力學服務于日新月異的學科發展的需求,提高該學位課程的教學效果,更好地為本校研究生人才培養服務,課程組將把教學研究工作不斷地持續進行下去,搜集最新最前沿的相關信息以補充教學內容,探討教學模式以提高教學效果,及時對習題庫和試卷題庫進行更新。相信只要教師多花一點時間,多動一點腦筋,多找一些教育學生的切入點,因材施教,一定能取得好的教育效果。
參考文獻:
[1]張鳴遠.高等流體力學[M].西安:西安交通大學出版社,2006.
[2]董守平.高等流體力學[M].東營:中國石油大學出版社,2006.
[3]王獻孚.高等流體力學[M].武漢:華中科技大學出版社,2006.
[4]王松嶺.高等流體力學[M].北京:中國電力出版社,2011.
[5]周云龍.高等流體力學[M].北京:中國電力出版社,2008.
流體力學及其工程應用范文3
【關鍵詞】專業認證流體力學教學改革考核方式
1.教學現狀及分析
流體力學是一門專業基礎課,其主要的先修課程有高等數學、大學物理、理論力學、材料力學等。由于流體力學對知識儲備要求高,研究對象又是不具固定形狀的流體,其理論教學比較抽象,因此教學現狀有以下幾個特點。課堂教學盡管采用多媒體方式,但流體力學的理論性太強,使得現有的多媒體教學課件形式單一,內容不夠豐富,導致教學仍以口授與板書為主,課堂互動性明顯不足,學生學習缺乏主動性、積極性;缺乏實踐性教學環節;缺少有效的師生溝通平臺。由于師生交流少,容易造成“教”、“學”分離,給課程的教學效果大打折扣。
2.考核現狀及分析
現階段流體力學的考核方式,大部分仍然采取30%的平時成績和70%期末考試成績。本課程包含大量的經驗公式及公式推導過程,對比近兩年的學生成績,目前該課程的考核方式并不理想。
3.改革措施
3.1教學改革措施
流體力學課程需要掌握的概念多、公式多,學生學習積極性不高,需要教師對課程不斷開展改革探索。為解決目前流體力學課堂教學中存在的問題,針對教學環節提出以下幾個改革方案。
3.1.1完善教學大綱
根據工程教育認證標準,應進一步修訂和完善教學大綱和教學計劃,優化學時分配。在保證《流體力學》基本概念、基本原理以及基本理論授課時間的基礎上對課程設計進行改革。比如,適當增加數學知識基礎;導入課程最好用動畫或者試驗吸引學生的注意力,提高學生學習的興趣;適當增加學生課后的作業,以討論性的分析和推導公式為主。
3.1.2增設案例及課堂討論環節
增加相關內容的案例,設置科學問題,然后分組討論,引導學生分析問題。以流體靜力學的基本公式為例,通過電視節目中模擬的桶裂實驗為引導,提出問題,留有懸念。然后通過公式推導理論驗證,最后給同學們討論的時間。另外,有條件的還可以專門設置一堂實驗課,課上分組展示并講解學生在課下自行設計的桶裂實驗。
3.2考核評價改革措施
增加平時考核的占比是課程改革的趨勢。根據專業認證的要求,增加平時的教學工作量,為學生準備與重點知識相關的小課題,增加課堂討論環節是一個新思路。根據課堂表現進行部分考核,提高學生平時考核成績。從而去除純記憶類題目,只考核綜合理解類和綜合應用類試題,適當增加期末考核難度,以督促學生平時注意積累。
3.3自編應用型教材
教材是學習的依據,作為機械類流體力學教材要體現理論與實際相結合,突出應用性。對于有經驗的教師,可以在總結多年知識積累和教學、科研成果的基礎上,結合相關流體力學書籍,撰寫屬于自己的機械類教材《流體力學》。自編教材對學生而言更實用,體現在以下幾點。一是自編教材主要以教學大綱為依據,整體上與課堂教學具備較高的統一性。內容編排按課堂教學節次循序漸進,學生自學時,邏輯和思路清晰,課上課下的自然銜接,更具有啟發性;二是可以根據課上學生的反應精簡方程式數學推導內容和過程,盡量將抽象概念形象化、簡單化和透徹化,使之通俗易懂?;蛘咴谡n堂上減少推導過程,而在書中將推導過程編寫的更加詳細,甚至添加多種推導方法,便于自學;三是理論聯系實際,集教學與科研成果于一體,使得課堂內容具有較高的客觀性、有效性和科學性,如此更有利于解決實際問題,指導工程實踐和生產活動;四是豐富例題和習題,除計算題外還設有簡答題、選擇題等多種題型,并給出參考答案。
流體力學及其工程應用范文4
[關鍵詞]教學效果 流體力學 專題討論 學習興趣
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)09-0106-03
一、流體力學教學的特點
高等教育不僅是知識的傳授,更為重要的是能力的培養。能力的培養不僅包括學習知識的能力,還包括將所學知識靈活加以運用,解決實際問題的能力。這些能力的培養很難依靠傳統的教學手段來獲得,需要不斷探索新型的課程教學體系。[1]
流體力學作為一門既具有基礎課程性質又具有鮮明專業技術特點的課程,是實踐上述教學思想的理想平臺。[2]流體力學以牛頓運動定律、質量守恒定律和熱力學基本定律為基礎,研究在力的作用下流體的狀態,流體與固壁、流體與流體、流體與其他運動形態間的相互作用,是力學的重要分支之一。一方面,流體力學與每個人的日常生活緊密相連;另一方面,流體力學覆蓋了眾多理工科專業領域,它所衍生出的研究方法正在向金融、管理等領域滲透,成為兼具深厚研究底蘊與前沿研究方向的學科。
二、一般工科院校流體力學教學的特點及存在的主要問題
以西安建筑科技大學為例,流體力學課程定位為建筑環境與設備工程、給水排水工程、環境工程、環境科學及土木工程等專業的主干課程,是進一步學習工程熱力學、傳熱學、河流動力學、流體輸配管網及其他專業課程的基礎,對后續專業課教學起著非常重要的作用。長期以來,因概念抽象、學生缺乏工程概念和工程背景,使得流體力學課程既難教也難學,要想讓學生將學到的知識與相關的實際問題結合起來尤為困難。
盡管流體力學具有悠久的歷史,豐富的內涵和外延,但是作為專業基礎課,流體力學為專業課服務的定位極大地限制了課程的教學時間。在學生素質參差不齊的情況下,使得培養學生扎實的基礎和拓寬知識面兩方面不能兼顧,顧此失彼。這一問題的存在不但限制了學生學習的積極性,也不利于培養學生在工程中分析問題和解決問題的能力。因此有必要對這一問題進行研究,找到解決問題的方法,改善流體力學教學的效果。
三、流體力學專題討論的教學形式
對流體力學教學途徑的探索和改革一直在開展,其中提高學生學習的興趣是改善教學效果的核心,而專題討論是有效的手段之一?,F階段,不同學校的專題研討具有以下特點:第一,內容不局限于書本知識,而是更接近學術前沿,甚至是尚未完全成熟的理論;第二,討論專題不同但都保持一致的風格,既需要學生獨立思考,形成自己獨特的見解,又需要小團隊的協作精神;第三,研討內容的選擇更多地考慮了人的因素,討論題目大都是基于任課教師和學生的興趣。
哈佛大學率先在專題討論的教學模式上進行了嘗試。他們采用專門的新生研討課的形式,由教授直接面向一年級新生開設,至今已有50余年的歷史。通過新生研討課,學生的學習熱情得到提高,更為重要的是它為學生提供了濃厚的學術氣氛。一般情況下,新生研討課每年的主題都會發生變化或完全不同,而為了保證教授和學生之間的充分交流,學生人數一般會有所限制。
其他院校也有在不同課程中開展專題討論課的教學實踐。清華大學從2003年起就開始由流體力學的知名學者為新生開設了“智能流體及應用”的研討課,得到了新生的普遍歡迎和好評。麻省理工學院從1986年開始嘗試,每門研討課的學生為8至10人,每年有800至900名新生參加,主要在大一、大二學生中進行。加州伯克利分校的流體力學新生研討課則著眼于生活,更加注重應用,具有鮮明的特色。中國科學院力學研究所主要以流體力學史和經典流體力學問題的課前討論為主,面向碩士和博士研究生。這些嘗試都證明新穎的教學形式可以提高學生的興趣,使學生帶著問題進入正式課程的學習,增加學生學習的積極性,對學生具有非常正面的影響。
四、流體力學小專題討論的實施、效果分析及后續工作
在借鑒國外高校和國內知名院校經驗的基礎上,我們開展了課前小專題討論提高流體力學教學效果的改革嘗試。這一方式已在西安建筑科技大學環境與市政工程學院的不同專業進行了嘗試,其中在環境工程專業開展了兩輪嘗試,其余專業各開展了一輪嘗試。目前已匯總了學生的研討論題50余份,在此基礎上對實施過程進行分析,得到一些有益的結果,下面從小組人數、內容選擇、時間安排、討論形式、成績評定及教師作用五個方面進行闡述。
討論小組中學生的組成、人數是實施這一舉措的關鍵。在實施過程中我們嘗試了以自由組合、按學號分組等方法組建討論小組,每個小組學生的人數通常按照總課時和班級總人數來確定,每個組員分工負責、各司其職,例如分別負責資料收集、PPT制作和講解工作。根據上述原則,在不同的班級中,小組的成員人數在1至4人間變化。從討論效果可以看到,確定小組成員的人數是專題討論中的關鍵環節。當小組人數較少時,一般選題不夠深入,PPT的質量略顯粗糙;而當小組人數較多時,專題討論質量會上升,但會導致部分學生的參與流于形式。此外,討論課初始階段學生的示范作用非常重要,當這一階段專題討論的質量非常高時,往往能帶動和影響后續學生專題討論的質量,反之則起到不良的示范作用,因此很有必要在最初的實施過程里加以重點引導。在有多個行政班的情況下,還可以考慮穿插安排,在各個專業班級之間形成無形的競爭關系,這可以在一定程度上提高學生參與的積極性。
專題討論的時間安排在課前5~10分鐘為宜。這一安排的主要出發點是在不影響整體教學進度的情況下,將小規模的專題討論有機地融入課堂教學,而不需要額外安排時間,這是我們區別于以往其他院校專題討論課的最主要的方面。小專題討論以清楚闡述一個主題為原則,避免過大的論題造成時間的拖沓。學生課前預先準備好演示所需的硬件條件,可以有效提高時間的利用率。按照一次課2×50分鐘計算,每次10分鐘的小專題討論所占用的時間完全可以通過其他環節的調整獲得,不影響教學計劃的正常進行。
考慮到學生的知識面和授課進程,在討論內容方面以流體力學范圍內目標明確的小專題或流體力學史及流體力學經典問題為主。后者的選擇主要是考慮到課程初期學生對流體力學沒有認識或認識比較粗淺,可以通過國內外人物介紹和經典問題進行一段時間的過渡。在課程的中后期,學生的論題選題大都具有明確的針對性和時代氣息。從現有的選題來看,學生的選題非常靈活和廣泛,典型論題包括綠茵場上的流體力學、拳頭大的雨滴見過沒有、水旋石球、汽車阻力、高爾夫球效應等。選題內容與教材銜接緊密,其中有關邊界層繞流阻力問題所占比例最大,約為40%,其次依次為流體力學史、伯努利方程、湍流及虹吸現象等。需要特別指出的是,在實施過程中需要對工程問題與科學問題加以區分引導,這主要是考慮到工科院校學生對工程問題的關注程度較高,而忽略了基礎科學問題,教師有意識地引導將有助于彌補這一缺陷。
討論通過PPT的形式進行展示,學生講解后回答其他同學提出的簡短問題。在條件許可的情況下,多媒體的運用可以使得其他學生更好地接受所講述的內容,而且有助于鍛煉學生凝練問題和闡述問題的能力,為他們提供展示能力的機會。盡管如此,多媒體講述并不是唯一的選擇,實物演示和提問式互動都可以很好地提升問題的闡述效果。例如,在講述紙飛機的問題中,由于學生課前準備充分,將講述中所提到的九種紙飛機的疊法都以實物的形式呈現在課堂上,并分發到其他同學手中,依據實物講解其中紙飛機的穩定性、飛行距離等性能,效果突出。解答其他同學提出的問題是互相學習的過程,目前這一環節在實際討論中因為時間受限而不能過度展開,需要在今后的實施過程中加以改進。
教師的定位是這一舉措中的又一關鍵環節。任課教師通常需要對論題進行點評和拓展,并依據小專題討論的總體效果將其計入平時成績。教師在本方法中的引導尤為關鍵,這就要求教師具有較為寬廣的知識面,要詳細了解流體力學的發展史。教師應在平時不斷學習和積累相關的知識,加強對有關前沿內容的跟蹤和了解,并能夠積極地在基本的教學任務之外主動參與到本環節中來。同時,在教學中對所討論中涉及的內容進行再次強調,引導學生參與到課堂教學中來,提高他們學習的主動性。另外,討論課也為師生之間的交流提供了一個平臺,有利于加強師生間的溝通。最后,盡管學生對于討論課的熱情與討論課的成績評定沒有直接的關聯,但是計入平時成績仍是必要的手段。
五、結論與討論
流體力學作為物理學和力學的一部分,理論內涵豐富,同時又兼具工程問題的典型特點,是不同專業后續課程的基礎,它的研究方法和研究思想具有很大的普遍性,研究內容也在不斷地更新和發展。
通過引入小專題討論的形式,增強了學生學習流體力學課程的積極性,強化了學生創造性思維和能力的培養,使得學生在跨出校門或進入更高層次學習階段時具備很好的起點。從教學效果來看,該方法可以使學生更好地領會課程核心的內容,加深對伯努利方程、邊界層擾流阻力等重點、難點內容的理解,擴展了知識面,了解流體力學在新能源、環境、納米科技等新興領域中的應用。在實施過程中,大部分學生都熱情參與,表現出新時期大學生的特點。通過學生自選題、給定前沿問題或與專業相關的典型問題,可以使學生帶著問題進入正式課程的學習,有效避免了直接接觸復雜數學推導而帶來的枯燥感。
小專題討論方式仍有大量后續工作需要開展。首先,需要研究面向不同專業引入針對性小專題研討的可能性,確定小專題討論的合理規模、形式和不同專業的側重點,形成具有繼承性的教學傳統。其次,在后續工作中,需要對專題討論的素材進行整理,并針對部分學生繼續培養其科研興趣,或結合其他本科生教學活動,如本科生科研訓練項目和大學生創新性實驗計劃等,繼續對選題進行深入研究。最后,形成學生PPT課件集錦,供后續學生選題使用,或在課堂教學中進行相關引導。該方法的研究可以在有豐富內涵和歷史的大課時專業基礎課中加以推廣,如大學物理、固體力學等。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 戴世強.授之以“魚”,還是授之以“漁”?――學習和實踐錢偉長教學方法論的一些體會[J].上海大學校報(電子版),2007:513.
[2] 樊洪明.在“流體力學”教學中應努力實現傳授知識與增長能力的統一[J].建筑教育改革理論與實踐,2006,(8):268-271.
[3] 劉建龍,王漢青,寇廣孝.激發學習興趣提高流體力學教學效果[J].中國電力教育,2008,(20):60-61.
[4] 辛軍哲.在流體力學課程中實踐啟發式教學的幾點體會[J].高等建筑教育,2004,13(2):51-53.
[5] 朱克勤,任仲泉.關于美國幾所著名高校的流體力學新生研討課[J].力學與實踐,2005,27(1):78-80.
流體力學及其工程應用范文5
關鍵詞:流體力學;教學改革;現狀;思考
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2013)-01-0148-01
流體力學是土建類專業的一門專業基礎課,也是全國勘察設計注冊工程師基礎考試必考科目。流體力學作為力學的一個重要分支,主要研究流體在靜止或運動時所遵循的基本規律及其在工程中的應用,是高等學校眾多工科專業的必修課。流體力學也是一門理論性和工程實際意義都較強的課程,具有理論不易掌握、概念和方程較多且易混淆、對學生高等數學知識及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點,與枯燥、繁多的理論以及教學時數的減少形成了尖銳的矛盾。因此,尋求一種新的有效的教學手段,視聽結合,充分發揮多媒體教學的優越性,加大課堂教學的信息密度和知識密度,拓寬課堂教學的新思路成為必然。
一、流體力學課多媒體教學現狀
根據在流體力學教學中應用多媒體課件的情況來看,多媒體課件的應用使單位時間內教學內容大為增加得到公認,但對教學效果的看法反映并不一致。為了解使用多媒體課件的教學效果,我們兩次發出不記名問卷。其中一次讓學生給打分,30名同學中認為現在使用的流體力學多媒體課件有較大幫助和有所幫助的各有10名,合計占67%。經討論分析,多媒體課件之所以會出現授課效果不佳的情況,主要是因為在課件的制作和使用的過程中,存在如下這些“問題”:
1.原有課件的制作和應用沒有充分體現以學生為主體,只是將教師從粉筆、黑板中解放出來。有些章節內容單調甚至照抄課本內容,成了文本教材的電子化;有些則忽略了教學內容的連貫性和邏輯性。
2.多媒體課件中,圖片、動畫的選擇不符合整體教學的安排。要么簡單拼湊,造成課件的形式缺乏多樣性;要么將簡單的問題復雜化,缺乏合理的思路,其結果是大量的圖片分散了學生的注意力,浪費了時間,造成教學質量下降。
3.課件包含知識過多,文字描述繁瑣。為了讓學生能夠在有限的課時內學到更多的知識,教師過于擴大多媒體課件的知識量,造成了屏幕上顯示的內容過多、講解時屏幕翻滾過快,學生對教師所講授的內容沒有留下印象,也不知道大量的知識點該從何處著手記錄,導致學生不容易跟上教師的思路,不易復習。
4.課件內容“乏味”,不能吸引學生注意力。部分課件內容陳舊,有些內容與講課內容結合不緊密,還有一些音像不夠清晰,影響視聽效果。
二、課程多媒體教學改革的思考
1.總方案設計。通過問卷調查及調研等方法,對流體力學多媒體教學的需求性、優缺點、教學效果等方面進行全面分析。調查研究存在于各個主要教學環節中的問題,并進行匯總分析,以確定出總體方案。
2.教學設計。根據《流體力學》教學目標,對教學內容、教學方法和教學過程等方面進行安排,建立課程層次結構。多媒體課件內容的選取要以教材為藍本,從實現教學目標、完成教學任務的需要出發,但又不能為課本所束縛,要充分增加課件的含金量。一個優秀的課件不能只是教材的幻燈片演示,而應該增加它的生動直觀的作用,因此教材內容的選取很關鍵。隨著對課件制作認識的提高,我們做課件的每一部分時,都應該做到心中有數,對于每一頁面的制作都要做到精益求精,這樣做出的課件才能流暢的運行。
3.結構設計。設計合理的流程,使教學內容通過多媒體課件的方式表現出來。多媒體教學擺脫了黑板加粉筆的呆板表現形式,依賴于大量的多媒體素材,把以往受時間和空間限制的內容搬進課堂,體現了其特有的優勢。素材的選取依授課內容而決定。制作課件時,老師本身就是一名導演,怎樣把“演員”(即素材)放到適合的位置,并使它表演得出色,全部依賴于導演的水平。因此教師要吃透教學內容,在參透文字稿本的基礎上,反復構思,進行創作,設計出符合教學的課件來。
4.版面設計。設計技術性、藝術性以及應用性良好的版面,提高課件的教學效果。課件制作過程要求熟悉電腦的基本操作、掌握相關軟件的使用方法。做課件并不是說我只要掌握了課件制作軟件的使用就可以了,它需要多種軟件協同工作,比如圖像制作、聲音錄制、文字編輯、動畫制作等等,所以要求我們平時注意多學一些操作方法,或在計算機專業人員的配合下共同完成課件的制作,以使課件不僅具有教學內容的教育性、科學性,而且要有課件的技術性,藝術性。
5.收集使用反饋意見。為保證課件的正常使用,還需要多次測試,以便能夠發現課件在運行當中存在的問題,及時修改,不斷完善。一個課件的好與壞,只有通過實踐才能真正得出結論。課件制作完成后,應用于課堂教學,然后根據學生的反饋信息,再將課件加以修改,從而使其達到最優。如果制作的課件引不起學生的興趣,在課堂上起不到應有的效果,那么這樣的課件無疑是失敗的。因此還需要不斷地對課件進行修改、完善與升級,使之更加適合教學的要求。
根據《流體力學》課程教學內容的特點,精心設計、制作多媒體素材,集圖、文、聲、像的綜合表現功能,融教育性、科學性、藝術性、技術性于一體的課件,可以有效調動和發揮學生學習的積極性和創造性,最大限度地發揮學生的潛能,強化教學效果,提高教學質量,從而促進大學生對流體力學基礎知識的掌握和應用,并提高利用所學知識解決實際問題的能力。
參考文獻
流體力學及其工程應用范文6
關鍵詞:教學目標;流體力學;理念
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)07-0199-02
一、引言
隨著新信息技術的發展,高等院校課程的教學模式已從粉筆加黑板傳統單一的授課方式進化為應用現代化教學設備如多媒體課件、微課、幻燈片等多元化的授課模式?,F代化的教學手段使枯燥的理論知識、復雜的運行狀態、難解的裝置結構呈現在屏幕上,化解了問題難點,開闊了學生視野,拓展了學生思維,節省了授課時間,為更新內容創造了條件。本人作為教學一線教師,充分認識到有些課程,特別是專業基礎課和專業課的概念抽象,理論晦澀難懂,學生產生了抵觸情緒。經十余年教學經驗總結,以流體力學課程為例提出采用現代化教育手段激發學生發散性思維從而達到提高學習興趣的目的,在講授過程中與實際應用緊密聯系在一起,使學生達到舉一反三、觸類旁通,并通過課上提問、隨堂測驗、實驗檢測與期末考試來考核學生學習效果的理念。流體力學課程在教學過程中遵循“以人為本”的教育理念,充分發揮教師的主導作用和尊重學生的主體地位,根據學生特點精心做好教學設計方案;教學隊伍成員教學思想活躍,積極開展教學改革和教學研究工作,承擔校級教學研究課題,大大推動教學改革工作;課堂教學采用啟發式教學方法,加強習題課、討論課比重,注重學生能力培養等等。
流體力學課程是我校建筑環境與設備工程、給排水科學與工程、環境工程、熱能動力工程等多個專業中核心專業基礎課程之一,是其他專業的主要專業基礎課程,在專業培養方案及整個教學體系中處于承上啟下的重要位置。但由于該課程理論性較強,概念抽象,學生普遍缺乏對流體的感性認識,使流體力學課程歷來被認為是教師難教、學生難學的課程之一。因此,需要在教學方法、內容及形式上做出改進,在此基礎上本文提出了基于IAE(Interest,Apply,Exam)理念的教學模式。
二、學習的興趣――Interest
流體力學學科既是基礎學科,又是用途廣泛的應用學科,它不但涵蓋了經典理論而且與各類工程專業緊密結合。所以又可以稱之為既古老又充滿活力,不斷發展的學科。在教學內容上我們科學地處理了“基礎”與“前沿”、“經典”與“現代”、“理論”與“實際”的關系,建立了完善的培養方案和課程體系,流體力學課程體系可分為基本理論、基本應用與專門課題三大模塊。對于這樣一個課程如何提高學生學習興趣,首先,從開課伊始便讓學生對授課老師產生興趣,繼而對該課程產生興趣。為此需老師通過豐富的閱歷、發散性的思維、淵博的知識、新穎的教學方法等來吸引學生、激發其學習興趣。課程內容固定,但教學方法是靈活的,結合實際生活、學科的前沿知識引導學生去提問、思考和探索。比如講到流體的物理學性質――粘性,學生看到教材上枯燥的長篇理論,深奧的道理很可能興趣全無,在講授過程中將日常生活中常用的水與食用油作為切入點,對比兩者粘性大小,引起學生好奇,達到活躍思維,激發創新的目的。另外,在高科技技g引領下,每個人都離不開智能手機,學生也不例外,甚至課堂上玩手機,既然離不開手機,索性將一些枯燥的理論制作成生動的視頻,與學生共享,在枯燥的課堂上用現代的技術手段(微課或慕課)活躍氣氛,激發學生學習的積極性。這樣學生通過發散性的思維模式去理解抽象的概念往往會有意想不到的結果,進而將書本知識內容融會貫通、學以致用,即使是再枯燥的理論也會產生濃厚的興趣。
三、實際的應用――Apply
當前流體力學課程的發展進入了一個嶄新時期,分析手段更加先進,與其他學科的交叉滲透更加廣泛深入,與實際工程聯系更為緊密。為有效提高教學效果,更好地實現培養目標,經過多年的摸索,我校形成了能夠理論聯系實際,課內外結合,融知識傳授、能力培養和素質教育于一體的顯著教學效果組織形式,即理論課教學―實驗實習―課程設計互動的綜合教學模式。遵循了從實踐中來到實踐中去的原則,符合學生對知識從感性認識到理論學習再應用到實踐的認識規律。這種教學內容的組織與安排模式各環節緊密銜接,理論與實踐結合得更加緊密,使學生在學習知識時能夠融會貫通,對培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力具有較好的效果,促進了學生綜合素質的提高。該課程的基本應用是指應用流體力學的基本理論及相關方程求解與專業相關的典型工程流動問題,如孔口、管嘴及有壓管路流動,以及氣體射流流場特征與參數求解等。專門課題是指對流體力學領域中的一些典型或熱點課題,如“流體減阻理論與方法”及“有壓管中的水擊現象”等給予生動形象的講解。并將該課程應用到專業前言知識中去,比如海綿城市建設,智慧水務與智慧城市構建、水資源開發利用存在問題等,能夠達到更好的教學效果。
四、考核的方式――Exam
學生考核的可靠性和可行性問題一直是我們探討的問題。教學過程中全面考核學生的能力,主要方式有以下幾種:
1.隨堂測驗與課后作業:流體力學知識點較多,每次課都需留3―4道習題練習,以便學生掌握鞏固課堂所學內容,考核知識積累能力。教師通常批改一半作業,另外通過輔導答疑了解學生的學習情況,從而在課堂上有針對性地進行教學總結,提出存在的問題,研究解決辦法,提出改進措施,教師對每個學生每次的作業都要有成績記錄。
2.實驗考核:該考核可檢測學生理論聯系實際、分析問題的實踐能力,實驗指導教師對實驗報告全批全改。學生完成作業和實驗報告質量較高,教師對作業和實驗報告的批改量≥70%,且有成績記錄。通過基礎性實驗教學加強學生對基本概念、理論的理解掌握,使學生掌握靜壓強、動壓強、流量、水頭損失等基本參數的測量方法及基本技能;通過綜合性實驗,培養學生對實際工程中涉及的流體力學問題進行實驗研究的興趣,使其在實驗的安排與設計、儀表的選用、現象的觀察、實驗數據的處理、結果的分析及報告的撰寫等方面均得到較好的訓練,從而為學生創新能力和綜合素質的培養創造條件。
3.期末考試:該環節主要考核學生綜合分析和解決問題的能力。通常考試是檢驗學習效果的一個重要途徑,但是我們要避免一考定最終成績的現象,因這樣有些同學會在考前死記硬背課本上的內容,或“臨陣磨刀”,甚至“越磨越糟”,往往適得其反。多年來,流體力學一直使用試題庫出題,考題難易適度,試卷內容包括基礎知識與基本理論、分析計算能力、靈活應用知識,符合教學大綱要求,體現了教學過程中加強基礎知識、基本理論及基本能力的教學思想。
4.總評成績:綜合以上幾方面確定學生的最終成績,即平時成績、實驗成績與期末考試成績的加權組合。實踐證明此計分方法,既激發了學生的學習積極性,又全面考核了學生全學期的學習成績。
除此以外,我們利用校園網絡平臺,建立流體力學網絡輔助教學體系,在網上提供教學大綱、電子教案、教學日歷、自我測試題、電子版流體力學題庫、題解、學習指南、模擬試卷、多媒體課件、教學錄像及網上答疑系統等,建設豐富的網絡教學資源,給學生課后復習、自學、輔導和練習創造條件。
五、結語
本文提出的基于IAE理念的教學模式已在我校部分院系逐步發展,但仍處于探索階段,為了提高教學質量,有效地實施高等院校的素質教育,培養創新型人才,我們應該隨著時代的步伐,技術的革新不斷地去調整教學模式與方法,更好地適應時代的發展。通過采用有效的教學方法、先進的教學手段和靈活的教學方式,使教學更加科學化、規范化、生動化和形象化,將所要講授的內容與一系列問題相結合,啟發學生思考和研究,鼓勵學生提出問題,開展課堂討論,鼓勵學生大膽發表不同見解。有效地調動學生的學習積極性,使學生容易掌握重點和難點,所學知識能夠連成線,穿成串,結成網,形成體,教學效果顯著,同時培養了學生獨立思考、創新意識和創造性思維能力。
參考文獻:
[1]王文禮.MOOC的發展及其Ω叩冉逃的影響[J].江蘇高教,2013,(02):53-57.
[2]劉利.手機微課在審計教學中的應用研究[J].集寧師范學院學報,2016,(02):73-77.
[3]王建平.力學課程教學改革淺析[J].教育科學,2009,(01):183.