輔助教學軟件在《流體力學》教學中的實踐

摘要：筆者根據《流體力學》課程的特點和教學的要求，設計和開發了《流體力學》輔助教學軟件。該軟件突出基礎知識，加強理論聯系實際，方便學生檢查學習效果，包括系統管理、課程要點、工程實例、自我測試四個模塊。使用該軟件的問卷調查統計結果表明：該軟件靈活輔助學生學習，提高學生學習興趣，改善教學效果。

關鍵詞：輔助教學軟件;流體力學;教學模式

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）40-0273-02

一、引言

多媒體技術，尤其是網絡技術在現代教育教學中應用越來越廣泛，能創建新型的教學模式，改善傳統課堂教學的效果。應用計算機技術開發教學軟件，幫助學生自主選擇學習內容，彌補課堂教學的不足，及時檢驗所學知識的掌握程度，這種教學方式稱為CAI（Computer Assist Instruction），即計算機輔助教學[1]。《流體力學》是很多工科專業的一門專業基礎課，如安全工程、環境工程、土木工程等。該課程是一門理論與實踐緊密結合的課程，涉及的高等數學和物理學的知識比較多，基本概念比較多，計算公式比較多。學生普遍反映該課程的學習難度比較大，理解和掌握該課程的內容比較困難，學習的積極性和主動性不高[2]。隨著教學模式的變化及研究型教學的要求，如何提高學生學習興趣、培養學生能力、及時檢查學習效果，最大程度地調動學生的學習積極性和主動性，是教學面臨的主要問題之一。作者在近幾年的教學實踐中，根據《流體力學》課程的教學要求及特點，設計并開發了《流體力學》輔助教學軟件，在教學實踐中取得了良好的教學效果。

二、教學軟件的結構設計

本課程開發的《流體力學》輔助教學軟件包括四個模塊：系統管理、課程要點、工程實例、自我測試。

1.系統管理。系統管理模塊包括用戶管理、試題管理、學習記錄等功能。《流體力學》輔助教學軟件需要登錄，登錄界面包括學號和密碼兩個部分。學生以用戶身份進入軟件后，可以修改密碼、查看學習記錄，但不能使用試題管理功能。教師用戶用管理員賬號登錄，可以增加、刪除用戶，能增刪和修改試題，并能瀏覽學生學習的詳細情況和掌握測試結果等。

2.課程要點。課程要點模塊主要包括《流體力學》課程各章節的內容，如：基本概念、流體靜力學、流體動力學、流動阻力計算、流體出流及管流等，可根據教學的實際情況增加和刪除內容。基本概念部分將課程各章的主要概念集中起來，每章均選取比較重要的、需要學生掌握的內容放在軟件中，尤其是對重點的計算公式進行解釋，讓學生能夠有重點地進行學習，提高學習的效率。

3.工程實例。該部分收集了與流體力學知識相關的工程實例，尤其是重大工程實例以及近年來的一些熱點問題實例，這樣能引起學生的積極性和興趣。工程實例對應各章內容，包括文字描述、圖片、視頻等，并提出相關流體力學問題。比如：南水北調工程、長江三峽大壩工程、飛機導彈的研制、潰壩事故、臺風登陸等，使學生能理論聯系實際、拓寬知識面、提高學習興趣，培養學生分析問題、解決問題的能力。

4.自我測試。自我測試模塊根據不同的知識點設計有不同的題型，主要包括填空題、判斷題、選擇題、簡單計算題和應用題。學生可以自主選擇不同題目進行測試，及時了解知識掌握程度和學習效果，查看試題答案可以及時發現自己的薄弱環節。教師查看測試成績可以了解學生掌握相關知識的情況，發現教學中存在的問題，有針對性地進行改進。教師事先建立測試試題庫，并能不斷完善。學習完成選擇的測試題后可以隨時查看成績和正確答案，教師對主觀題可以給出詳細的評閱，指出出錯的關鍵點。

三、教學軟件功能的實現

1.開發工具的選擇。《流體力學》輔助教學軟件的開發選取B/S的開發模式，學生能方便使用該軟件。選用Visual Basic 6.0作為軟件開發語言，VB6.0提供了可視化的Windows界面設計功能，具有強大和快速的數據處理能力。本軟件的數據庫選取Access數據庫，能方便和快速管理各類數據。Access的優點在于它有豐富的開發界面及使用環境，有著強大的報表創建功能[3]。

2.各模塊功能的實現。《流體力學》輔助教學軟件按照各模塊的功能，采用友好的界面實現各部分功能。在菜單中點擊各按鈕可以進行各模塊界面，再點擊進入各子功能模塊;也可以在下拉菜單中選擇子菜單直接進入各子功能模塊。自我測試模塊先選擇題型，再進行各種題型的答題操作。答題時可隨時返回重新選擇試題，查看試題答案時可以通過鏈接查看相關知識要點，有針對性地復習課程的基礎知識，以便牢固掌握易混淆、難理解的知識點。學生利用互聯網的優勢，可以不受課堂的限制，隨時主動、靈活地選擇學習內容，及時查缺補漏，充分調動學習的主動性、積極性。圖1為應用題測試界面。

四、輔助教學的效果評價

該輔助教學軟件在《流體力學》的教學中連續運用了幾年，并不斷進行了完善。為了評價該輔助教學軟件的效果，設計了調查問卷，以便了解該軟件的應用效果。調查問卷如表1所示。

經過幾年的教學實踐，對回收的有效問卷進行了統計分析。從統計結果看，該《流體力學》輔助教學軟件有效彌補了課堂教學的不足，教學內容選擇恰當，重點突出，充分體現了計算機輔助教學的優點，軟件簡便、實用。95%以上的學生愿意使用該輔助教學軟件，認為能充分利用課余時間，積極、主動地選擇自己感興趣的內容，拓寬了自己的知識面，激發了學習興趣，對自己的學習有較大幫助，希望不斷豐富和完善該教學軟件。

五、結語

素質教育的一個顯著特點就是要使學生能主動地學習，采取個體化教學方式，理論聯系實際。采用計算機輔助教學軟件，學生可以量身定制自己的學習計劃，不受時間和空間限制自主選擇學習內容，實時檢驗學習效果，提高學習的興趣和積極性，取得最佳的學習效果。輔助教學軟件的應用是傳統課堂教學方式的有益補充，對提高學生的綜合素質和能力有重要的促進作用。

參考文獻：

[1]胡鄉峰，沈慧娟.多媒體CAI課件的制作與評價[J].通化師范學院學報，2012，（6）：44-47.

[2]謝振華.基于工程實例改善《流體力學》的教學效果[C]//應用型人才培養研究與實踐：中國勞動關系學院教育教學改革文集（三）.中國工人出版社，2015：156-160.

[3]陳會.基于VB及ACCESS開發的學生管理系統[J].煤炭技術，2016，（2）：247.