《工程流體力學》課程引入PBL教學法探討

謝明祥

【摘 要】針對工程流體力學傳統教學方法不利于調動學生主觀能動性的不足，引入PBL教學法進行教學改革，詳細描述了《工程流體力學》課程PBL教學模式實施步驟，討論了PBL教學法實施效果，最后分析了成功實施PBL教學法需要注意的問題。

【關鍵詞】工程流體力學；問題學習法；教學模式

中圖分類號： G642.3 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）32-0023-002

【Abstract】In Engineering Fluid Mechanics course， the traditional teaching method made it difficult to arouse the students initiative to study. To solve this problem， a teaching method based on PBL was presented. A detailed description of actualizing approaches based on PBL teaching method was demonstrated and the test result was discussed. Finally， the key issues of PBL teaching method were emphasized.

【Key words】Engineering Fluid Mechanics； PBL； Teaching Mode

0 引言

工程流體力學課程作為能源與動力工程專業三大核心專業基礎課程之一，其教學質量的好壞直接影響能動專業本科生后續專業課的學習，甚至影響學生畢業后從事本專業工作的勝任能力。該課程具有概念抽象、公式繁多、推導復雜、應用型強等特點[1]，導致學生在學習時出現積極性不高、學習效率低、對課程產生恐懼心理等不良情況，必須對工程流體力學傳統教學模式進行改革。本文分析了工程流體力學傳統教學模式的不足，引入PBL教學模式進行改革，針對工程流體力學課程提出實施步驟，并對實施效果進行分析，討論了應用PBL教學方法需要注意的問題。

1 工程流體力學傳統教學方法存在的問題

結合工程流體力學課程特性，根據多年工程流體力學課程教學實踐發現，采用傳統教學方法存在以下三方面問題。

（1）傳統教學方法導致學生被動接受知識，沒有充分發揮學生積極性。傳統教學方法中教師主講，學生聽課的模式，以學生熟悉掌握授課大綱內容為目標，教師傾力向學生灌輸知識，學生被動地接受知識，沒有充分調動學生的主觀能動性和學習積極性，在教學過程中沒有充分的思考和理解，只是簡單地對課程知識點進行背誦，學生無法體會到工程流體力學課程魅力所在，也無法體會流體力學知識在生產實踐中應用的美妙之處。

（2）傳統教學方法不利于學生追根尋底精神的培養，阻礙了學生創新能力的培養[2]。采用傳統教學方法，學生對很多流體力學概念主要通過對課本的記憶，或者是通過互聯網搜索而得出，缺少了學生的思考、歸納和總結過程，也導致了整個課程的知識點是凌亂記憶的，存在只見樹木不見森林的學習現象，無法構建系統的知識體系，學生無法將課程各章節之間的關系建立聯系。

（3）傳統教學方法導致課程實踐教學環節效果不理想，不利于學生實踐能力的培養。流體力學的研究方法主要有理論分析法、實驗模擬法、數值仿真法和現場觀測法，這幾種方法相輔相成，相互驗證。在工程流體力學課程中，很多結論和公式不是通過嚴密的理論推導而是基于系統的實驗得出，傳統“填鴨式”教學方式忽略實驗背景知識的講解、實驗原理的探尋、理論與實踐的結合，不僅讓學生無法理解實驗結論的意義以及對相關知識點進行應用推廣，還讓學生在實驗教學時只是根據實驗步驟操作實驗，無法理解其深層次含義。

2 應用PBL教學方法實施步驟

針對傳統教學方法存在的弊端，課程教學采用基于PBL教學法進行改革。PBL教學法是一種以問題為導向以學生為主體的教學方法，也是近年來教育工作者研究的熱點[3-5]。該方法將學生置身于以問題為中心的全新情景中，通過小組合作的方法探尋問題的根源，利用課程知識點來分析和解決問題，達到掌握課程知識點的目的，經過這個過程，促進了學生分析問題和解決問題的能力，培養了學生自主學習、邏輯推理和團隊協作能力。

采用基于PBL教學模式后，需要依據教學大綱內容對傳統教學方法教學設計進行修改，規劃基于PBL教學方法實施過程，從而提高教學質量。基于PBL教學方法的工程流體力學課程實施步驟如下：

（1）創建基于PBL模式的課堂討論小組。以專業為單位進行分組，每組成員4-6人，為便于學生討論和團隊合作，學習可以自行組建團隊，并推薦1名學生作為組長，組長接受教師分配的任務，負責組織本組組員進行討論，協調組員對基于PBL模式所設置的問題進行討論，記錄討論過程，對討論結果進行歸納總結。

（2）根據課程知識點設置基于PBL模式問題。根據工程流體力學課程教學大綱要求，對課程按照章和小節進行劃分，以每2個學時作為時間單元，針對流體力學課程需要掌握的知識點設計提問問題，在設計提問問題時需要考慮到問題的難度和廣度等因素，使得學生能通過自身的努力達到目標，合理地調動學生學習積極性。

（3）通過查閱相關資料，小組內部交流解決問題。教師在每次授完課后布置基于PBL模式問題給學生，小組組長在課后組織本組組員進行分工合作，查閱流體力學相關教材、電子數據庫等不同形式的參考資料，通過組員之間的深入交流和討論，提出基于流體力學知識點的問題解決方案或者對問題給出合理解釋，并記錄整個討論過程，總結討論結論。

（4）小組對問題的解決進行匯報。每次上課前，教師檢查學生對問題的解決情況，隨機抽取1-2組的學生進行匯報，考查學生對知識點的理解情況。在學生匯報時，老師盡量做到每次請不同的學生來進行匯報，保證班上所有的同學都積極參與到問題的探討，這樣也便于教師對問題學生進行針對性的輔導，掌握整個班級的學情情況。endprint

（5）教師點評與分析。通過學生的匯報，教師可以了解學生對知識點的掌握情況，對表現良好的學生給予肯定，同時也能了解到學生在相關知識點所涉及的前修課程知識和學生個性差異等情況，更加深入地了解班級學情情況，在接下來講解相關知識點時可以做到有的放矢，更加突出講課的重點和難點，學生也在有基礎的情況下認真聽課，在聽課過程中發現自己對相關知識點思考的片面性、不夠深入等問題，同時聽課也是對課前小組討論問題的再一次復習，取得了良好的教學效果。

3 PBL教學方法實施效果

通過課后無記名問卷調查，調查內容主要包括是否有必要采取基于PBL教學模式、對課程印象最深刻的知識點、對課程最感興趣的知識點、對教師講授印象最深的知識點、對小組討論印象最深的知識點等內容，學生將調查結果以書面形式提交給教師。調查結果發現，超過80%的學生認為PBL教學方法對學習有促進作用，值得提倡和推廣，很多學生認為該教學方法提高了自主學習積極性，增加了同學之間的友誼，鍛煉了知識點歸納和分析的能力，增加了學習成就感。

同時也對采用PBL教學方法的班級進行了縱向對比，在試題題型、分值分布一樣且試題難度相當的期末考試中，采用了PBL教學方法的班級比往屆平均分高出5-8分，特別是在選擇題、填空題方面掌握程度明顯偏高，說明PBL方法加深了學生對知識點的理解，提高了教學質量。

4 基于PBL教學方法討論

通過采用PBL教學方法可以提高工程流體力學課程教學質量，鍛煉學生學習自主性和分析問題解決問題的能力，培養團隊協作精神，極大地提高學生的綜合素質，為學生后續專業課程的學習奠定良好基礎。然而，要成功采用PBL教學方法，教師還需要處理好以下三個方面問題。

（1）PBL教學方法要求教師具有更深厚的專業基礎知識。在采用PBL教學模式后，教師不再是教學的主體，而變成學生是主體，學生在討論時所提出的問題可能涉及面廣、凌亂且發散的，這就要教師需要更深厚和寬廣的專業知識，及時歸納和總結學生提出的相關問題，并將這些問題巧妙地與課程知識點進行結合，靈活地駕馭整個教學過程。

（2）設計PBL教學問題是關鍵。教師在設計PBL教學問題之前，要對學生先修知識掌握情況進行了解，要充分分析整個班級的學情情況，結合這些實際情況充分提煉課程知識點，形成難度適中又包括課程知識點的PBL教學問題。

（3）調動學生積極性是核心。學生作為PBL教學方法的主體，其參與程度直接影響教學效果，在課程實施過程中發現，討論小組的組合和組長的選舉對教學影響很大，一個優秀的組長和配合默契的組員可以順利地完成所分配的問題和任務，反之，便會出現任務完成不及時、完成質量差、不能充分調動所有組員積極性等問題。

【參考文獻】

[1]謝翠麗，倪玲英.《工程流體力學》本科課程引入CFD教學的探討[J].力學與實踐，2013，35（3）：91-93.

[2]龐赟佶，陳俊俊，陳義勝，等.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]高志軍，陶玉鳳.基于項目的學習（PBL）模式在教學中的應用[J].電化教育研究，2009（12）：92-95.

[4]李立，杜潔敏.大學英語分科教學背景下學術英語PBL教學模式研究[J].外語教學，2014，35（5）：55-58.

[5]汪青.國內醫學院校PBL教學模式的應用現狀及問題剖析[J].復旦教育論壇，2010，18（5）：88-91.endprint