高職建筑類專業《流體力學》教學改革探索

秦紀偉　鄒艷　王春麗

【摘要】《流體力學》是一門理論性很強的學科，高職學生理解接受起來比較困難。本文根據高職教育特點突破傳統的教學方法，對教學中的教學手段、理實一體化教學、教學過程設計、課程考核方式等進行實踐探索。

【關鍵詞】高職教育 流體力學 教學改革 理實一體化 學習工作頁

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0237-02

1.引言

流體力學是力學的一個分支，在動力工程、城市建筑工程、環境工程、航空航天工程、航海工程、水利工程等領域廣泛應用[1]。因此《流體力學》是建筑工程、建筑設備工程、道路與橋梁工程等高職建筑類專業的一門重要的專業基礎課。該課程的理論性強，抽象概念多，與數學、物理、理論力學等學科有緊密聯系，一直以來都是教師 “難教”、學生 “難學”的一門課程。本文根據該課程在高職建筑類專業中的應用需要，結合目前高職學生特點，從教學手段、理實一體化、教學過程設計、課程考核方式等方面進行教學改革探索，并分析教師和學生角色轉換對教學效果的影響。

2.教學中存在的一些問題

2.1學生基礎差

隨著近幾年高考生源大幅減少，全國各省市的高職高專分數線降低至200分甚至更低，由此可知高職教學面對的生源學習成績較差，數學和物理基礎薄弱。因此，學生基礎差成為目前高職《流體力學》教學面臨的一項重大障礙，但是我們無法改變學生的過去，必須根據目前教學對象的特點調整教學方法，提高教學效果。

2.2 教學手段單一

《流體力學》是一門傳統經典學科，教學內容非常固定，于是長年從事該課程教學的教師往往根據自己的喜好，采用一種固定的教學手段。有的教師每次上課都是一本書、一根粉筆，根本不采用現代教學手段，不宜幫助學生理解《流體力學》中抽象的概念或現象；有的教師將教材中的文字轉移到PPT課件中照本宣科，學生很快就會在課堂上進入“夢鄉”。如此單一的教學手段，勢必事倍功半，教師感覺上課很累，學生學習效果也不好。

2.3 教學設計過于簡單

大部分教師仍然采用傳統的以講授為主的“填鴨式”教學模式，上課只是為了完成自己的講課任務，不關心教學效果，不重視教學設計。教學設計只是采用“集中講授、集中聽課”的簡單過程。

2.4 考核方式單一[2]

《流體力學》由于其理論性強的特點，傳統教學中大多數教師采用單一的期末考試形式評價學生的學習效果。考試從一定程度上確實能反應學生對知識的掌握程度，但不能全面反應平時的學習態度和學習效果，不能反應學生對知識的綜合應用能力。

3.教學改革

3.1 教學手段多樣化

隨著科技的發展，現代教學手段越來越多，多種教學手段的組合可以充分調動學生的視覺、聽覺、觸覺等各種感官。

（1）PPT課件

PPT課件是目前應用最廣泛的一種教學手段，通過PPT可以充分的展示教學的文字內容和圖片，并且PPT中的動畫設置可以突出一部分教學內容，吸引學生注意力。比如“測壓管水頭線和總頭線”的教學中，可以在PPT圖片中設置測壓管水頭線和總頭線用不同的顏色顯示，并根據講解需要自定義線條出現的時間順序。

（2）板書

板書是最傳統的教學手段，但是在PPT廣泛應用的今天，板書的利用率在降低[3]。不過，筆者認為如果將PPT和板書結合起來能夠發揮它們各自的長處，比如《流體力學》計算題的講解，如果只用板書需要將題干內容和插圖以及解題過程均書寫到黑板上，費時費力；如果全部以PPT顯示，學生往往很難體會到解題的過程，且長時間看PPT很容易感覺單調分散精力；如果將板書和PPT結合起來，將題干內容和插圖在PPT中顯示，而解題過程由教師隨著講解按步驟書寫到黑板上，既節省了題干書寫和畫圖的過程，又能夠通過板書帶著學生一步步展開解題過程[4]。

（3）視頻

《流體力學》一些抽象的概念或現象，有時僅僅用語言或圖片很難生動地描述或展示給學生，比如流線的概念，教師可以借助流線演示實驗視頻，通過多媒體展示給學生。視頻至少播放兩遍，第一遍完整播放讓學生對實驗現象先有個初步認識，然后帶著疑問觀看第二遍，第二遍播放過程中教師根據需要點擊暫停鍵進行講解。視頻教學手段的應用有效解決了缺乏實驗裝置無法演示或者學生人數過多實驗裝置現場演示觀看不清的問題。

（4）flash動畫

flash動畫在教學中的應用也越來越廣泛，《流體力學》中一些實驗現象比如雷諾實驗可以做成flash動畫代替視頻演示。教師也可以結合本校的實驗裝置將實驗操作步驟做成flash動畫，在學生實驗操作前通過多媒體演示，比教師守著實驗裝置講解更清晰更生動。

上述教學手段在一次課的教學過程中根據教學內容的需要至少要用到兩種，只有不斷的變換教學手段，才能夠將“愛走神”學生的心思拉回到課堂上來。

3.2 理實一體化

在傳統教學中，往往將《流體力學》課程分為理論教學與實驗教學兩個階段，一般在學期最后1～2周集中進行實驗教學，這種教學方式將理論學習與實驗操作隔離開。筆者改變這種教學方式，將理論教學和實驗教學融為一體，即將實驗教學插入到相關章節理論教學過程中，使學生在實驗室同時完成理論知識的學習和實驗任務。這種理實一體化的教學方式，可以通過實驗現象演示幫助學生理解抽象的理論知識，比如恒定流與非恒定流的演示、虹吸現象演示；通過實驗操作和數據處理，幫助學生掌握理論知識的應用，比如將“畢托管測速實驗”插入到“能量方程的應用——畢托管測速原理”的教學中，“沿程阻力實驗”插入到“紊流沿程阻力系數”的教學中。

3.3 教學設計過程化

教學設計主要是以促進學生的學習為根本目的，運用系統方法，將學習理論與教學理論等的原理轉換成對教學目標、教學內容、教學方法和教學策略、教學評價等環節進行具體計劃、創設有效的教與學系統的“過程”或“程序”[5]。隨著對課堂教學的不斷反思，“滿堂灌”的教學方式已為人詬病。如何避免出現“滿堂灌”的教學方式，就需要教師課前進行精心的教學設計，結合教學內容不斷調整教學手段，變換學生行為狀態，讓每一次課堂教學都處于動態變化中，充分調動學生積極性。教學設計要帶著“為什么學”、“學什么”、“如何學”、“如何評價”四個問題進行，進而確定教學目標、教學內容、教學策略、評價策略。

教學目標的設定要將傳統的以知識為出發點的目標轉換為以能力為出發點的目標，比如將“掌握恒定流能量方程”轉換為“（1）使學生能寫出總流能量方程并復述各項的含義；（2）使學生能繪制總水頭線與測壓管水頭線；（3）使學生能應用總流能量方程解決有關工程實際問題”。

教學內容應根據具體專業的需求進行選取，比如管路的計算在建筑設備工程技術專業應用廣泛應增加相應學時比重，而明渠水流應在道路與橋梁工程專業教學中增加學時比重。

教學策略是教學設計的重中之重，是為實現教學目標而制定的、付諸于教學過程實施的整體方案，它包括合理組織教學過程，選擇具體的教學方法和材料，制定教師與學生所遵守的教學行為程序[6]。因此，教師應將課堂教學劃分為幾個階段，比如“沿程阻力系數”一節內容的學習，筆者將其劃分為4個階段。第1階段理論講解綜合應用PPT、視頻錄像、板書等教學手段。第2階段提出沿程阻力系數如何測定的問題，結合實驗裝置布置實驗任務。第3階段各小組合作完成實驗操作與數據處理。第4階段抽查1～2個小組進行匯報。在整個教學過程中充分調動了學生的腦、眼、耳、手各個器官。上課前，教師給每位學生下發提前制作好的學習過程工作頁，讓學生明了每個階段要做的事情，并認真填寫工作頁，也方便教師檢查每位學生的學習過程。

評價策略就是如何對學生的學習過程和成果進行評價，評價是課堂教學的最后環節，也是重要環節，一個科學、合理、公平的評價策略能充分調動學生的積極性，直接影響教學程序的執行情況。比如把課堂回答問題、完成任務的先后順序、成果展示等都賦予一定的分值，讓“掙分”成為教學過程有效執行的動力。

3.4課程考核方式多元化

筆者采用平時表現（遵守紀律、完成作業、課堂作答等，占30%）+實驗操作與數據處理（占30%）+期末考試（占40%）的綜合考核方式，對于平時表現和實驗操作與數據處理取得相應分值比例95%以上的學生采取免考的方式。通過這種考核方式既能全面檢驗學生的學習態度和學習效果，又能最大程度上調動學生學習參與性，讓其重視學習的過程，這與教學設計的過程化是相呼應的。

4.角色轉換

在傳統教學中，教師的角色和學生的角色是固定的，教師是講授者，學生是接受者。《流體力學》教學改革必須率先改革這種陳舊的思想意識，教師的角色應隨著教學設計而不斷變換，可能是講授者，也可能是主持者或輔導者或評價者。而學生的角色也在不斷轉換，可能是實驗操作者，也可能是數據記錄者或團隊代言者或評價者。

教師角色的轉換改變教師的傳統形象，有利于融入學生，增進師生感情交流，提高教學效果。學生角色轉換改變死板學習氣氛，有利于增加學習趣味性，培養學生團隊意識，提高溝通交流、語言表達能力。

5.結語

總之，《流體力學》作為高職建筑類專業的一門重要基礎課程，由于其自身特點和當前高職學生特點，必須不斷進行教學改革，通過教學手段、理實結合、教學設計、考核方式等全過程優化，探索適合該課程的教學方法。教學改革必須以學生為主體，以增強教學效果為根本目的，培養學生知識應用、創新、團隊合作等綜合能力。

參考文獻：

[1]白樺.流體力學泵與風機.北京：中國建筑工業出版社，2005

[2]蘇新兵等. “應用流體力學”課程教學改革情況和幾點體會.中國電力教育，2011（19）

[3]李欣.流體力學課程教學改革探討.沈陽教育學院學報，2011（04）

[4]陳霞.流體力學教學方法的探討和研究.科技文匯，2011（09）上旬刊

[5]鄧澤民等.職業教育教學設計.北京：中國鐵道出版社，2011

[6]（美國）威廉·威倫等.有效教學決策.北京：教育科學出版社，2009

作者簡介：

秦紀偉（1984-），男，河南周口人，北京京北職業技術學院講師，碩士研究生學歷。研究方向：建筑給水排水工程。

鄒艷（1981-），女，山東淄博人，北京京北職業技術學院講師，碩士研究生學歷。研究方向：供熱、供燃氣、通風及空調工程。

王春麗（1986-），女，北京人，北京建筑大學碩士研究生。研究方向：建筑給水排水工程。