針對能源與動力工程專業的《工程流體力學》教學探討

熊永蓮+候全會+嚴軍

摘 要： 《工程流體力學》作為工科院校的一門專業基礎課， 是很多專業的主干課程，文章結合能源與動力工程專業學生特點，對該課程的教學方法、教學內容及考核方式等進行了教學改革的探索，實踐證明有利于學生提高學習能力，教學效果明顯。

關鍵詞： 《工程流體力學》 能源與動力工程專業 教學改革

一、引言

《工程流體力學》是研究流體的機械運動規律及其實際應用的科學[1]，是能源與動力工程、車輛工程、機械工程、石油工程、化學工程專業等諸多工科專業的一門重要的專業基礎課，在各個工程領域都有廣泛的應用。其特點是，工程流體力學內容抽象，概念性強，涉及大學物理、材料力學、高等數學等，綜合性極強，且教學里包括眾多數學公式和偏微分方程的相關推導計算，需要學生有較強的綜合能力。而我校是一所二本工科院校，學生在高等數學、大學物理、材料力學等方面的基礎良莠不齊，因此存在老師難教、學生覺得枯燥難學的現象[2]，導致《工程流體力學》被公認為是本科中最難學的課程之一。為提高學生學習興趣和教學質量，有必要對該門課程進行必要的教學改革[3]。

二、教學改革

（一）教學方法改革

針對學生在高等數學、大學物理、材料力學等方面的基礎存在良莠不齊的情況，為了更好地增強學生學習《工程流體力學》的學習效果和教學效果，需要在教學實踐過程中對教學方法進行相應的改革。首先，為了避免學生覺得枯燥無趣，在教學過程中注意理論聯系實際。比如，在《工程流體力學》的第一堂課上，我通過提出如“汽車在行駛過程中所受到的阻力主要來自前部還是尾部”，以及“高爾夫球表面和飛機表面為什么一個是粗糙一個光滑呢”等眾多涉及流體力學知識的實際問題，一下子就把學生的興趣提起來，整整一堂課學生學習興趣高漲，沒有懨懨欲睡的情況存在。在后續的課程中，由于主要圍繞連續性方程，伯努利及動量方程等展開，因此在講授的課程中，為了避免數學基礎不夠扎實的學生在上課中覺得無趣，我主要是通過講例題的研究思路、方法，盡量避免變成單純的數學推導過程，主要告訴學生如何分析，重點介紹公式的成立條件及如何使用。然后通過具體的例題講解如何使用該公式來解決問題。比如對雷諾公式的理解應用，通過在課堂上播放雷諾試驗的視頻，并在課后安排學生到實驗室進行雷諾實驗，以加深對該公式所涉及相關因素的理解。在課程的后面章節，根據學生的認知發展水平重點講解工程流體理論在實際中的具體應用實例，并選擇適當的課題讓學生積極參與，并總結出規律，建立適當的數學模型，這樣既使學生保持了濃厚的學習興趣，又很好地做到理論與實際的結合，大大提高學生解決實際問題的能力。

（二）教學內容改革

《工程流體力學》內容涉及面廣，如何根據專業培養目標和課程體系的要求，制定合理的教學大綱，教學內容及教學計劃顯得尤為重要。首先，針對目前《工程流體力學》教材存在理論性強，數學公式推導眾多的特點，在教學過程中有意識地弱化公式的數學推導過程，重點突出公式的適用條件和在實際問題中如何應用，尤其是如何利用這些公式來解決實際問題。比如實際流體恒定總流的伯努利方程，通過弱化過程的復雜推導，重點講解其應用條件，讓學生很快就明白該方程的意義，并掌握如何在實際過程中進行應用。

同時通過案例講學，與學生所在能源與動力專業系緊密結合。比如在講到流體運動的連續性方程及伯努利方程時，可以講講其在內燃機等設計中所起的作用，通過掌握空氣和燃油的流動規律，才能設計好空氣和燃料的流量比例、流動速度、溫度控制等眾多流體力學方面的知識。同時選取適當的跟能源與動力系緊密相關的習題，以幫助學生進一步鞏固和消化課堂所學。因為現有教材習題偏水利和建筑的居多，所以需要老師在平時多收集和編撰相關的習題，以更好地促進學生掌握相關知識。

（三）考核方式的改革

由于《工程流體力學》所涉及學科多，綜合性強，內容難，以前通常采用期末閉卷的方式加平常課后作業進行考核，存在學生平常作業抄襲、習慣老師劃重點、考前死記硬背的問題，且考試內容基本都是學生平常見過、練習過的題型，不能很好地體現出該門課程的知識體系和價值，也無法讓學生發揮他們的主觀能動性。因此，針對以前的考核形式存在的問題，有必要對其進行改革，以更好更全面地反映學生掌握知識和相應能力的情況。

首先，增加課堂與平時考勤環節?，F在的學生基本人手一部手機，盡管上課紀律三令五申，仍然存在部分學生上課偷偷玩手機的情況，再加上有些學生平常對自己要求不嚴，存在上課遲到、曠課、打瞌睡的情況。因此增加課堂考核環節，對上課不遵守課堂紀律、缺勤等，累積到一定次數后會有相應的懲罰措施。在課堂上表現積極，能主動回答老師問題等會有一定鼓勵措施，適當地加分以激發學生更濃的學習興趣，加強學生在課堂上和老師的互動，營造出更好的學習氛圍。

其次，增加考試內容，豐富考試題型。從以往考試題型看，主要有填空題、選擇題、判斷題和計算題四大類型。因為考試內容比較依賴教材，所以不能很好地反映學生對相關知識的理解掌握。鑒于此，增加一些比較貼近相關專業和實際生活的問答題，比如“汽油在油箱里的存貯涉及流體力學里面的什么知識”、“汽車上的中央空調上平行的風扇葉片起什么作用”等，體現了考試內容的靈活性，又考察了相應的考點，能體現出學生對相關知識的具體分析和應用。

最后，完善最終成績的評定方法。以前的成績評定主要是期末考試成績占60%，平時作業占40%，且存在許多同學課后作業照抄的情況。由于平時作業成績占比過高，增強了不努力同學的僥幸心理，間接也會挫傷努力學習的學生的積極性。為了更好地反映學生的學習態度和對該門課程相關知識的掌握應用情況，綜合評定學生的學習能力和實踐能力，最終成績的評定將計入課堂環節、實驗環節等，將成績比例改為：期末考試成績70%，課堂環節包括考勤10%，平時作業10%，實驗成績10%，促使學生重視課堂紀律，增加課堂互動環節，減少平時作業的比例，增加動手實驗的成績，更能全方位、多元化地評定學生。

三、結語

本文對能源與動力工程專業所學《工程流體力學》的教學方法、教學內容及考核方式等進行了教學探討與改革。通過在實踐中的應用，取得了很好的教學效果，有利于學生學習能力提高和教學效果的增強。

參考文獻：

[1]禹華謙.工程流體力學[M].高等教育出版社，2011.

[2]龐赟佶，陳俊俊，陳義勝，吳晅.關于工程流體力學教學過程中的幾點思考[J].教育教學論壇，2015，45：143-144.

[3]陳小珊，洪文鵬，張玲.工程流體力學課程改革的思考[J].東北電力大學學報，2006（3）：54.