基于網絡課程平臺的船舶流體力學教學模式分析

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(江蘇科技大學，船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮江 212003)

流體力學課程是船舶與海洋工程、港口航道與海岸工程、熱能與動力、建筑環境與設備工程、土木工程等學科的一門重要的專業基礎課，也是最難開展教與學的課程之一。

目前流體力學教學面臨兩方面的挑戰：一是流體力學學科進入了一個新的發展時期。主要表現在流體力學的分析手段更為先進，處理流動問題的能力更為強大，對流體運動的認識更加深刻；流體力學與工程技術的結合不再局限于專業之間的簡單合作，而是進入了相互融合的階段；流體力學與其他學科領域的交叉滲透進一步深入和擴大等。為了適應這些變化，要求教學體系和內容必須作相應的調整和更新，需要借助于網絡手段充分展示新的研究成果。二是教學課時壓縮。在保證基本內容和適當增加擴展內容的前提下，要求教學內容的編排更加科學合理，敘述精練準確，有利于學生自主學習，并加強多種媒體形式的輔助教學等。目前國內高校的網絡課程教學處于輔助教學階段，大多是將課程內容上傳在網上，讓學生自學，還沒有真正實現以網絡教學改革傳統的教學模式，流體力學課程也不例外。

本文結合船舶流體力學課程教學，探討基于網絡課程平臺的教學模式，為逐步推進網絡課程教學進行探討。

1 網絡環境下流體力學教學模式

教學模式是在一定的教育理念支配下為實現特定的教學目標而創建的一種教學模型。傳統教學模式是以教師為中心，教室為舞臺的單向傳輸的教學模式，強調教師的教與授、學生聽與記，極大地限制了學生的主觀能動性和創新能力的培養。隨著多媒體教學、網絡化學習、遠程教育等現代化教育教學方法的涌現，給傳統教學模式帶來了極大的挑戰，網絡課程教學是將計算機網絡技術應用到教學全過程的一種新的教學模式，其核心是完成教師和學生在教學活動中角色的轉變：教師從知識的傳輸者變為指導者和助學者，學生從知識的被動接受者變為知識的主動建構者，強調教師的主導作用和學生的主體作用。

目前流體力學課程與其它絕大部分課程一樣，教學模式仍然為基于板書的“常規教學”模式和基于PPT+板書的“多媒體輔助教學”模式，其中后者是目前最為廣泛的一種教學模式。這兩種模式的特點是：教師講解為主，學生聽課為輔。根據網絡環境的特點，流體力學課程的網絡教學模式將主要包含以下幾個環節[1-3]。

1)網絡課堂?；ヂ摼W的技術發展，將使傳統的課堂教學模式徹底顛覆，沒有了時空上的障礙。教室將是網絡上的虛擬空間，學生可以分布在各地，只要有網絡終端，就可以隨時聽課，甚至隨時提問。這樣的開放性、可重復性、全天候的課堂教學將給學生帶來極大的便利：隨時、隨地參加某門課程的學習，同時也給學校的教學組織帶來極大的方便，無需專門教室、無需指定時間。

2)網絡自學。學生可以通過網絡課程，隨時瀏覽網絡教學資源。通過電子教材、電子參考書、講授視屏、電子教案，自學教學大綱所規定的課程內容；通過網上提供的例題、習題，自行練習，理解和鞏固所學的內容；通過測試題，可以檢查自己的學習效果。這一切對學生的自學能力都有很好的培養作用。

3)網絡輔導。教師可以通過網絡教學平臺對學生的學習加以輔導。平時傳統課堂教學的時間應該作為教師與學生開展質疑、釋疑的互動。

4)網絡考核。網絡課程學習考核仍然包括網上學習統計、作業遞交和參與討論以及綜合考試。

2 網絡環境下的教學策略

教學策略就是為完成特定的教學目標而采用的教學順序、學習活動程序、教學方法及學習方法、教學的組織形式、教學資源和媒體的組織與呈現的總體考慮[4-8]。

2.1 網絡課堂教學策略

2.1.1 非互動教學組織——學生自主式

教師根據教學大綱和教學計劃組織相關的教學資源，如教案、課件、授課視頻、電子教材和習題等，然后將這些內容存放在網絡平臺上。每位學生可以通過網絡平臺，調用供自學。學生通過網絡平臺的“互動教學”區或課程公共信箱和其它方式隨時提出疑問，征求解答。這種教學策略充分體現學生學習的自主性，但缺乏實時的交互性。

2.1.2 互動型教學組織——師生互動式

網絡課程教學并不意味著教師作用的弱化，甚至認為任課教師都可以取消了。相反，教師應該通過網絡加強與學生的互動。

現在的網絡技術完全可以實現一對一、一對多的網上互動。教師根據學生預約，通過網絡視頻進行課程教學，或者就學生在學習中遇到的困難和問題進行實時交流，有針對性地輔導。這種教學策略可以實現實時的多媒體交互，教師從學生那里直接了解課程學習的狀況，從而更具針對性和有效性。

2.1.3 討論式教學組織——小組協作式

傳統的課堂沒有了，這并不意味著學生之間的討論、交流就沒有了。相反，通過網絡課堂，可以一改傳統教學模式中課堂上以教師授課的方式，學生可隨意、隨時與同學交流。此時，需要通過教師的組織，甚至可以通過學生自由組合分成小組或團隊，進行自由式的學習交流，針對同一個學習內容或對一些共同感興趣的問題通過網絡交流工具相互討論交流，協同學習，以達到對教學內容比較深刻理解與掌握。它要求學生與學生之間加強協作，既發揮主觀能動性，針對所設置的問題和自己發現的問題發表看法，又要在解決同一學習問題彼此交互與合作，以達到深刻理解與掌握教學內容的目的。小組協作活動中的個體(學生)可以將其在學習過程中思考、發現的信息和學習材料與小組中的其它成員共享，甚至可以同其他組或全班同學共享。在此過程中，學生之間為了達到小組學習目標，個體之間可以對話、商討、辯論，對問題進行充分論證，以期獲得達到學習目標的最佳途徑。通過從學生到教師的角色轉換，促進學生自己的學習、總結和自述，從而進一步鞏固所學知識，同時培養學生互相幫助的協作精神。

2.1.4 激發創新思維教學組織—問題研究式

流體力學教學的目標除了教學大綱所規定的目標外，還需要在教學過程中激發學生的創新思維，通過參加各類競賽以培養、鍛煉學生創新能力。通過網絡課程提供大量的與船舶流體力學相關的信息資源，包括船舶與海洋工程的前沿問題、最新理論、方法、技術以及新的產品，供學生查閱，對他們進行啟發和提示，激發學生利用流體力學知識參與創新研究。工程問題研究式教學強調學生的獨立發現和體驗，突出在研究中學習的過程。這種模式使學生處于積極主動的地位，因而可徹底改變傳統教學過程中學生被動接受信息的局面，能夠有效激發學生學習流體力學課程的積極性和創新性。

2.2 網絡教學輔導策略

影響網絡課程教學效果的重要的一環就是網絡課堂輔導。網絡課堂的輔導可以是非互動式的，即教師根據學生提交的問題，在網絡互動平臺的答疑欄目下進行解答；也可以通過一對一或一對多的方式進行互動答疑，根據學生要求，教師可以控制同時需要互動的人數，事后教師需將問題進行整理。教師根據多年的教學積累，可以在網上設立以往教學中學生遇到的共性問題，請同學參與解答，教師從中啟發指導。解答內容完全公開，可以讓所有學生受益，克服了傳統教學模式中答疑往往是個別答疑，同樣的問題會被重復提問，效率低下且受益面也小。在教學過程中，適當安排集中的面對面輔導答疑，至少應安排首堂課、中間以及集中考核前輔導。

2.3 網絡教學交流策略

網絡教學過程中學生的相互討論和交流也是非常重要的環節。隨著網絡教學的發展，傳統的教學大樓的作用將逐步淡化，但教師的作用必須隨之強化。大學校園功能將只是為學生提供思想碰撞、擦出智慧火花的地方，如圖書館、學術交流室，聊天室等。教師在其中必須以自己的學識組織、引導學生在網絡上或校園里充分開展討論，加深對所學知識的理解，提高知識應用能力，通過交流，擦出思想火花、開啟創新之源。

2.4 網絡教學監控策略

網絡教學不能放任自流，否則教學效果難以保證。傳統課堂教學是通過聽課、作業、答疑、平時測試和最終考核幾個環節綜合評定的，同樣網絡教學需要抓住這幾個主要環節，這就需要對這幾個環節進行監控。即使采用瀏覽時長和內容的自動記錄功能，但對學生是否真正自學了有關內容還是很難判斷，就像到了課堂是否在真正聽課一樣。因此監控的重點應該側重于提問和作業，通過學生提供的書面或者是人機交互面對面回答問題的程度來判斷學生自學情況。平時測試需要加強，大部分是通過做網上試題庫隨機組合形成的試卷來測試個人學習情況，鞏固所學知識。對于學習效果的監控，還需依賴幾次集中測試和最終的考核。

3 網絡教學系統開發與實際應用

網絡課程教學是個系統工程問題，雖已有一定的理論和模式，在高校完全依賴網絡環境進行教學尚有許多困難。對于本項目，只是基于傳統的課堂教學模式與網絡教學想結合的方式，初步探討網絡教學的效果。

3.1 “流體力學”網絡教學系統

基于教務處網絡課程教學平臺，開發了船舶流體力學精品課程網絡教學系統，系統主界面及各功能模塊見圖1。

圖1 船舶流體力學精品課程網教學系統主界面

網絡課程開設的關鍵要素是教學資源、互動教學、教學監控。鑒于目前學校網絡課程平臺尚不具備實時互動和監控的功能，流體力學課程教學采取的是課堂教學與網絡教學相結合的模式，系統開發的重點是教學資源的組織。

船舶流體力學網絡教學資源主要存放在“課件與教案”和“分類資源”兩個模塊中。課件力求反映教學大綱所要求的基本概念、描述流體運動的基本方程的導出、物理意義的闡述以及解題技巧。教案則主要告訴學生每章內容的重點和難點，以及需要掌握的知識點。“分類資源”模塊中主要包含：圖書資源、網絡資源、參考資料、習題、題庫等。圖書資源主要列出與本課程關聯度較大的參考教材，供學生選用；網絡資源則提供國內相關高校流體力學精品課程網站以及流體中文網的鏈接。通過這些鏈接讓學生充分利用校外重點高校流體力學教學資源，拓展學生知識面；參考資料則主要提供了配套課程教學的電子教材，教材內容按照船舶與海洋工程專業培養方案要求進行編寫，是多年教學的積累和總結；習題則是根據課程教學內容掌握以及對學生解題能力訓練要求選編的，供學生自行練習，以鞏固所學的知識，并提高解題能力。題庫是近20年的測試、考核題的匯總，主要目的是讓學生通過網絡自行練習和測試。

3.2 “流體力學”網絡教學系統實際應用效果

流體力學網絡教學系統于2011年下半年建立，在船舶與海洋工程專業的2009級學生中初步得到使用。2012年對相關教學資源進行了擴充，并在2010級船舶與海洋工程專業本科生的船舶流體力學課程教學中真正使用。

使用效果調查。為了解學生對網絡課程教學的態度、網絡資源的評價和使用效果，在剛剛嘗試流體力學網絡課程輔助教學2010級學生中做了一次問卷調查，參加人員總計206位。設計了8個調查問題。

1)如果有以下3種課堂教學模式，你會選擇哪一種？

A 傳統課堂純板書式；B 傳統課堂板書+多媒體輔助式；C 基于互聯網的網絡課堂模式；D 其它模式。

超過55%的學生選擇傳統課堂教學與多媒體輔助相結合的模式，說明大部分學生目前對基于互聯網的網絡課堂模式還不是很認同，見表1。

表1 課堂教學模式調查結果

2)網絡課程教學吸引你的特性有哪些(多項選擇)？

A 開放性； B 重復性；C 隨時隨地性；D異地交流性；E 其它。

結果表明網絡課程的開放性、重復性和隨時隨地性被大部分同學認為是其優點，尤其近73%的同學認為網絡課程不隨空間和時間的約束，為自主學習到來便利。見表2。

表2 網絡課程教學吸引力調查結果

3)網絡課程教學模式與傳統教學模式相比，以下哪些教學方式更具優勢(多項選擇)。

A 自主學習；B 分組交流；C 師生互動；D任務驅動；E 問題研究；F 其它。

從統計結果看，近74%的同學認同網絡課程教學模式更有利于自主學習，在師生互動方面，近35%的學生認為較傳統教學模式有優勢，見表3。

表3 兩種教學比較結果

4)網絡課程教學中，誰應該是主體。

A 學生；B 教師；C 網絡資源；D 其它。

調查結果中60.7%的學生認為學生是主體，近25%的學生選擇了網絡資源，說明了網絡資源在網絡教學中有相當重要的作用。但依然有占總人數10.7%的學生喜歡老師為主體，見表4。

表4 網絡課程教學中主體地位調查結果

5)網絡課程教學中，教師的作用應該體現在哪些方面(多項選擇)。

A 視頻講授；B 輔導答疑；C 互動交流；D 教學資源整合；E 其它。

從學生選擇結果看，教師的作用與前面提到的完全一致，即主要在教學資源整合、互動交流和輔導答疑方面，見表5。

表5 網絡課程教學教師作用調查結果

以下6～8題針對江蘇科技大學船舶流體力學課程網絡課程教學平臺設置。

6)你瀏覽該教學平臺嗎？

A 經常；B 有時；C 很少；D 沒有。

課程教學采用傳統課堂教學模式，學生經常到網上瀏覽有關資源的人數只達到10.2%，18%的學生從來沒有瀏覽過網絡平臺，見表6。

7)網絡平臺資源對你學習有幫助的是哪幾項(多項選擇)？

表6 教學平臺瀏覽情況

A自編參考教材；B 課堂教學PPT；C 樣卷樣題；D 推薦的校外教學網站

從回答結果看，對學生最有幫助的還是樣卷樣題，接近75%，另外就是課堂教學多媒體課件，另外自編的參考教材相對于使用的教材，更貼近于學生自學和理解以及解題方法的掌握，盡管本學期才放在網絡平臺上，有36.4%的學生認為對課程學習有幫助。見表7。

表7 對教學平臺的關注情況

8)請從自主學習、自由學習角度，對現有船舶流體力學網絡課程教學平臺提出整改意見，并提供教學資源整合、教學組織和教學考核建議。

主要意見和建議如下。

1)網絡課程有時無法登陸，一些例題、習題及課件等無法下載；

2)教學視頻不夠豐富，提供每章節的精彩教師講課視頻，并羅列和詳細講解重點；

3)豐富例題類型，及時更新詳細解答。

4)缺少答疑平臺，希望安排老師在固定時間段進行答疑，或公布老師的郵箱，提供交流平臺。

4 結論

雖然關于網絡課程教學的模式、策略和教學設計理論體系的研究成果近幾年不斷涌現，且基本形成共識，但由于網絡教學是個系統工程，它同時受到軟硬件，如高校整個教學體系和管理模式以及學生上網硬件等條件的制約，研究成果難以得到普遍推廣。流體力學作為一門重要的專業基礎課，就學校目前情況，尚不具備全部依賴網絡課堂進行教學的條件，因此只能采用傳統課堂教學與網絡課堂相結合的模式組織教學。

1)繼續完善和豐富網絡教學資源。包括教學視頻，配套電子教材，包括課程教材、例題與習題集，試題庫的擴充，網上虛擬實驗室等。

2)搭建網絡交流互動平臺。加強師生之間的交流，特別是網絡資源利用、課程輔導、答疑、問題討論方面要充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用。

3)繼續開展網絡課堂教學方法和教學手段的探索。通過研究，找到適合流體力學課程網絡教學的更加有效的模式、方法和手段。

4)建立網絡課程教學的監控和考核系統。

5)按照網絡課程教學的要求，單獨建立“流體力學網絡課程教學”網站，從輔助傳統課堂教學逐步過渡到網絡課程教學為主。

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