對分課堂模式在《工程流體力學》教學中的應用

羅大海

【摘要】對分課堂是近年來一種新型教學模式，通過促進學生自主學習來提高教學效果。本文通過對《工程流體力學》課程特點和教學現狀進行分析，提出在課程教學中嘗試引入對分課堂模式，并探討了這種新型教學模式的可操作性，同時總結了實際教學過程中應注意的一些問題。

【關鍵詞】對分課堂 工程流體力學 教學方法

【中圖分類號】TB126-4；G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）38-0240-02

1.引言

《工程流體力學》是上海理工大學能源動力類專業的一門重要的專業基礎課。本課程的學習為相關工科專業的學生提供基礎理論知識，并培養其解決實際問題的能力。課程主要著眼于工程和工業中的流體理論和流體輸運的動力學過程。學習該課程需要具備高等數學、理論力學、工程熱力學等學科的預備知識。該課程涵蓋的知識面較廣，內容較多，概念抽象，并涉及較多的數學公式及推導，學生在學習過程中容易感到枯燥難懂，并逐漸失去學習的興趣和動力，這也使得該課程的教學效果不容樂觀。如何提高教學質量、為學生后續專業課程的學習打下良好基礎是一個亟待解決的問題。

2.工程流體力學課程教學現狀

2.1 課程教學以教師講授為主，學生參與較少

工程流體力學的課程內容涉及流體的物理性質、流體靜力學、流動描述方法、流體動力學、量綱分析、不可壓縮粘性/無粘流體的內流和外流，以及可壓縮流體流動等。該課程的教學方法以教師講授為主，在整個教學過程中，授課教師可以高效地將各章節知識教給學生，但灌輸型的教學方式忽略了學生的主觀感受，學生被動地接受知識，學習效率低下。盡管教師在課堂上講授很有激情，但學生反應平淡、學習積極性不高，授課內容不能給學生留下深刻印象，實際的教學效果不佳。

2.2 課程講授偏于理論，學生學習興趣不大

本門課程中有些知識點理論性較強，比如雷諾輸運定理、流體運動微分方程、邊界層動量積分關系等。教師在講授過程中過多地注重數學上的公式推導，而忽略了這些理論的工程應用背景及其與專業方向的聯系。學生對此普遍感到厭學，只是為了完成老師布置的任務而去學習，學習的主動性不夠。

2.3 學生死記硬背知識點，套用公式，理解不透徹

工程流體力學中的有些知識點需要理解，比如拉格朗日法和歐拉法的區別；有些知識點需要基于簡單的理論加以推導，比如虹吸管內和漸縮噴管出口流速的計算等。對于這些知識點，不少學生不求甚解，只是一味地死記硬背，連一些復雜的公式也照背不誤，以應付考試。學生對這些知識點沒有加以思考，沒有形成自己的認識，這無疑不利于我國創新型人才的培養。

2.4 考查內容不夠全面，形式單一

該課程采用閉卷考試，但限于考試時間，有很多重要的課程內容并沒有被列入考試范圍，考試的深度也有一定的限制。有些學生學習非常有針對性，通過考前突擊復習也可以獲得較好的考試成績，但這并不利于學生打下良好的專業基礎。這種單一的考查方式一定程度上也助長了學生不良的學習風氣。

3.對分課堂模式在工程流體力學課程中的應用

針對工程流體力學課程教學中存在的主要問題，改變目前的教學方式是一個切實可行的方案。對分課堂模式結合了講授式課堂與討論式課堂的優點，其核心理念是把一半課堂時間分配給教師授課，另一半課堂時間留給學生討論，鼓勵學生自主性學習，強調教師與學生、學生與學生之間的互動。對分課堂模式自提出以來，在國內許多高校得到了推廣和應用，并收到了很好的教學成效。對于工程流體力學這樣一門工科專業的理論基礎課，采用對分課堂模式進行教學，具體操作方法如下：

（一）課前準備

教師應針對選課學生的專業方向選擇一本合適的教材，同時制定一個清晰完整的教學大綱，在首堂課上了解學生的基本情況并向學生提供自己的基本信息，這便于日后師生間的交流與互動。教師將教材的內容按章節提煉出各個知識點，列出每次課的學習目標和內容，并在第一次上課后就將大綱的電子版群發給班里的學生，讓學生明白課程的大致內容、進程安排和考核方式。

（二）課堂講授

工程流體力學中的許多定理以及一些數學推導在傳統的課堂上講解都非常費時費力，學生現場也難以接受這種偏于理論的教學內容。采用對分課堂教學，教師無需對課程內容講解得特別細致，只需從宏觀層面把握，理清各知識點之間的關聯，告訴學生定理是基于哪幾個條件推導而來，應用范圍和需要注意的事項，具體的數學推導可以留給學生課后完成。

（三）課后作業

教師布置課后作業，不限于教材后的習題，也可以是一些針對本堂課的思考題，要求學生下次課當場交作業，并計入學生的平時成績，但需控制作業的分量以免給學生造成過重的負擔。教師無需對每次作業仔細批改，從中隨機以3～4次作業的打分作為學生該門課的作業成績。大部分作業不予以評分，由學生在課堂上相互批改，并作為課堂討論內容，這讓學生明白抄襲作業并沒有多少意義，同時也利于學生之間互相學習。

（四）課堂討論

課堂討論先以小組為單位進行，通常4人一組，時間在十五分鐘以內。學生就作業中自己的解題思路進行闡述，同時將自己的作業與小組成員進行對比，互相解答疑難和困惑。小組討論結束后，教師隨機抽查幾個小組，每個小組隨機抽查一人，要求學生就討論的過程和結果進行概述。接下來是學生自由提問，教師可以自己回答也可以由其他學生回答，增加學生之間的互動。教師最后總結作業中的應注意的問題，就大多數同學的共性問題進行解答。

（五）成績考核

成績考核側重于對學生學習的過程性評價，增加平時成績的比重，比如考勤占20%，作業占30%，考試成績占比不超過50%。對分課堂對學生在討論中的表現不予以評分，減小學生學習的功利性，讓學生認識到這門課程的學習不僅僅只是為了一個分數。

4.對分課堂模式在教學過程中應注意的問題

（1）靈活分配教師授課和學生討論的時間

工程流體力學 這門課程畢竟知識點較多，采用對分課堂模式進行教學，可以適當增加教師的授課時間，根據章節內容，靈活分配學生的討論時間。對分課堂不僅僅重視學生的討論環節，教師的講授也應予以重視。在選擇授課內容時，避免講解一些空洞的理論和過于數學化的公式推導過程，應注重課程中重要原理的實際應用。

（2）作業布置針對特定的知識點，難度適中

作業的布置需要教師精心挑選，題量不可太多題目也不應過于簡單。作業題難易應具有一定的層次，每道題考查的知識點都應具有針對性，避免重復。

（3）督促學生參與討論，鼓勵學生自主學習

在小組討論環節，教師應督促學生參與討論，調動學生參與討論的積極性，而不讓學生渾水摸魚。教師可以在課堂中展示一些優秀的作業，鼓勵學生課后自主學習。

（4）靈活調整成績考核各部分比重

如果按照學校規定，課程的平時成績只能設定30%，教師在遵從學校規定的前提下可以調整考勤與作業成績各部分比重。

5.結束語

對分課堂通過增加老師與學生、學生與學生之間的互動來調動學生學習的積極性，更多地關注以學生作為主體的學習感受，目的在于提高教學成效，并具有現實的可操作性。為了改變目前工程流體力學教學中學生應付式學習的現狀，采用對分課堂是一個值得嘗試的教學模式。這種新的教學模式在具體實施時需要教師靈活運用和深入探索，使課程改革符合現代高等教育發展的要求。

參考文獻：

[1]歸柯庭，汪軍，王秋穎. 工程流體力學[M]. 北京：科學出版社，2015.

[2]張學新. 對分課堂：中國教育的新智慧[M]. 北京：科學出版社，2016.endprint