高職院校消防工程技術專業流體力學教學的幾點思考

張思源　王茜茜

【摘 要】流體力學是消防工程技術專業的基礎課，它是學生學習后期學習專業核心課程消防水滅火系統和消防防排煙系統的基礎，在整個教學體系中起著重要的作用。高職院校可在結合自身專業特色，編制針對性校本教材；改進教學手段和方法，使重點突出；采用問題引導式教學方法，提高學生學習的趣味性和積極性；優化課后作業環節，作業布置靈活多樣；改革考核方式，采用過程性評價方案進行考核幾個方面進行反思，這樣才能夠提高學生的分析工程問題能力，為后續專業核心課程學習打下基礎，最終實現培養高素質技術技能型人才的目標。

【關鍵詞】高職院校；消防工程技術；流體力學；教學反思

中圖分類號： G712；D035.36-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0040-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.018

Reflection on Hydrodynamics Education of Fire Engineering Technology Specialty in Higher Vocational Colleges

——Take Zhejiang College of Security Technology for Example

ZHANG Si-yuan WANG Xi-xi

（Zhejiang College of Security Technology Zhejiang Wenzhou 32500， China）

【Abstract】Hydrodynamics is the basic course of fire engineering technology specialty. It is the foundation for the students to study the fire extinguishing system and the fire prevention and smoke control system of the core course for the later period of study， and plays an important role in the whole teaching system. The higher vocational colleges should reflect in combining with their own professional characteristics， compiling targeted school-based textbooks，improving the teaching means and methods， making the focus outstanding，using the problem guided teaching method to improve the interest and enthusiasm of the students， optimizing the work links and diversifying their homework， reforming the assessment methods and using the process evaluation.Only in this way， can we improve the students' ability to analyze engineering problems， lay a foundation for the follow-up professional core courses， and finally achieve the goal of cultivating high-quality technical skills talents.

【Key words】Higher vocational colleges； Fire engineering technology； Hydrodynamics； Teaching reflection

0 前言

流體力學是消防工程技術專業的專業基礎課，主要研究宏觀現象中的流體平衡、運動及流體與固體相互作用等的力學規律。流體力學按研究對象的特點，通常有兩個分支：一個是水力學，研究以水為代表的液體的運動規律；另一個是空氣動力學，研究以空氣為代表的氣體的運動規律。消防工程中主要涉及到水和煙氣的流動。由于該課程涉及到大學物理、高等數學等知識，理論性較強且內容抽象，對學生綜合分析問題的能力要求比較高，學生普遍感覺學習困難。

隨著全國高校教學改革的不斷深入，尤其是高職院校項目化教學模式的推進，如何針對流體力學理論性強、內容抽象的特點，有針對性地對高職院校消防工程技術專業的學生進行授課，本文從以下幾個方面進行了思考。

1 結合自身專業特色，編制針對性校本教材

流體力學分為理論流體力學和工程流體力學。前者偏重理論，適用于理論研究方向，主要針對于碩士生和博士生；后者側重于工程技術中流體力學問題及應用。高職院校主要培養面向一線工作崗位的技術技能型人才，應選用側重工程應用的工程流體力學作為其授課內容。消防工程專業尤其側重水滅火系統、防排煙系統等消防系統的工作原理、安裝調試，其流體力學的知識主要用于解決各消防系統中的流體力學問題。目前，有幾十種各式各樣的流體力學教材在各個高校使用，但這些教材要么理論性較強，要么和消防工程中的流體力學出入較大，沒有一本專門針對高職院校消防工程技術專業的流體力學教材，因此，編制一本符合自身專業特色的教材就顯得尤為重要。筆者以學院教材建設項目為契機，在多年積累的基礎之上，編制了一本適合高職院校消防專業的流體力學教材。教材內容充分考慮了消防工程技術專業的特點，采用項目化教學教材的模式編寫，共由消防工程中的流體力學、消防工程中不可壓縮流體靜壓力的變化規律及應用、消防工程中一元定常流動壓力、流速變化規律及應用、消防工程中的流體機械設備四個項目組成，內容涵蓋了流體靜力學、流體動力學、有壓管道、泵與風機等，大幅減少了理論篇幅，增加了工程應用相關內容，在案例設計時充分和消防專業相結合，并新增了消防工程中常用的兩種流體機械設備泵與風機。

2 改進教學手段，使重點突出

流體力學的難點在于理論的理解和公式得推導，重點在于用理論和公式去解決實際工程問題。例如在項目二消防工程中不可壓縮流體靜壓力的變化規律及應用中，對流體靜力學基本方程的推導就需要用到物理的受力平衡方程及求解微分方程等，這是課程中的一個重點，但對于物理和數學基礎都比較差的高職學生來說，同時又是一個難點。在求解作用在平面和曲面上的井水總壓力和作用點時，又要求學生有力矩和慣性矩的知識以及不同圖形形心的幾何知識，理解能力不強的同學聽了多遍仍不能理解，只能死記公式，根本沒法應用去解決實際問題。針對上述種種情況，教師在教學過程中應盡量利用多媒體課件和道具進行講解。多媒體可充分利用動畫、圖形、聲音將教學內容表現出來，不僅可以提升學生的學習興趣，同時還能夠展示更多內容，提高課堂教學效率，使學生能夠接受更多的內容。但同時多媒體也存在一些問題，如多媒體翻頁較快，學生往往對上面內容印象不深，無法真正掌握內容。因此流體力學的教學要多媒體和板書并重，尤其是在公式的推導和使用時，要使用板書，加深學生的記憶，如在講解流體一元定常流動的伯努利方程時，就應使用板書逐步進行推導；在講解比較抽象的概念；在講解牛頓內摩擦定律時，可采用flash動畫進行演示，這樣可以把抽象的概念直觀地表達出來，增強學生的印象，便于學生記憶和理解。

3 采用問題引導式教學方法，提高學生學習的趣味性和積極性

學生普遍反應流體力學難，不好學，最主要的原因還是在于學生學習的主動性不夠，積極性不高。愛因斯坦曾經說過：“興趣是最好的老師。”而教師就應該是激發學生興趣的那一把火炬，如何提升學生的學習興趣是教師在設計教學內容時首要考慮的問題。

流體力學是一門和生活、工程實際結合非常緊密的學科，工程和生活中的很多現象都是都可以利用流體力學的原理來進行解釋，教師可以采用問題引導式的教學方法，在講解內容之前，列舉一些問題來引導學生進行思考。比如在講解流體靜壓強的基本公式時，可設置如下問題：為什么虹吸管能將水輸送到一定的高度（也是我們常說的“水往高處流”）？若人能承受的最大壓力是1.247Mpa，則潛水員的極限潛水深度是多少？這些問題都是學生在日常生活中經常遇到的問題或者現象，問題一旦拋出，必然會引起學生的思考，激發他們的學習興趣。待講解完流體靜壓強的基本公式，學生就能夠自行上述問題進行分析作答。再如在講解流體運動的能量方程也就是伯努利方程時，可設置如下問題：為什么工廠都把煙囪修的那么高，它對排出煙氣有什么幫助嗎（也是我們常說的“煙囪效應”）？為什么比較窄的通道處風會比較大（“文丘里效應”）？飛機是如何起飛的？待我們講解完伯努利方程及它所表示的物理意義、幾何意義，學生就會豁然開朗。通過類似上述問題的設置，使學生知道流體力學可以解決哪些實際問題，帶著興趣去學習，從而使他們有成就感，提高他們學習的趣味性和積極性。

4 優化課后作業環節，作業布置靈活多樣

由于高職院校自身的特點，流體力學這門課程課時不多，但其內容卻不少，課上不會留有大量的時間給學生進行練習，學生想要更好地理解和掌握所學內容，需在課后通過作業和練習進行鞏固。課后作業環節是課程教學的重要組成部分，是授課教師培養學生分析問題能力，了解學生掌握程度，把握授課進度的一種手段，是對課堂教學的重要補充。目前多數的課后作業仍沿用傳統的題海戰術形式，即老師布置大量的練習題，讓學生反復套用方程、公式計算解題，這樣做雖然有一定的效果，但是學生容易感覺疲倦和枯燥，且起不到啟發學生的自主學習和思考的作用。對于課后作業的布置要靈活多樣，可采用拓展作業、專題作業和分組作業。例如，在學習流體力學基礎知識時，可布置拓展作業，以讓學生閱讀相關資料，搜索整理有關流體力學知識在古代的應用，如都江堰水利工程、興安靈渠水利工程等，并在課上進行總結匯報；在學習靜止流體作用在平面和曲面上的總壓力時，壓力體的形狀多種多樣，靈活多變，可布置專題作業，讓學生盡可能多掌握不同類型的習題；在學習流體動力學三大方程時，即連續性方程、伯努利方程和動量方程，可以讓學生分成若干小組，搜索相關資料，舉出消防工程中三大方程的應用實例，并進行分析和計算。多樣化課后作業布置，既能鞏固學生課上所學內容，又使學生有興趣去完成作業不覺得枯燥，同時還能鍛煉學生的自主學習能力，團隊協作能力，一舉多得。

5 改革考核方式，采用過程性評價方案進行考核

目前，多數院校在期末考核方式上，一般是期末考試占70%，平時成績占30%。這種傳統的考核方式雖兼顧了平時成績表現和期末成績，但也有一定的弊端，即期末考試占比過重，平時成績占比較小，一些同學靠考前突擊、考試作弊等手段即可蒙混過關。高職院校主要培養應用型技術技能型人才，秉承“理論夠用”的原則，側重培養學生實際動手、解決問題的能力，對學生的考核更關注能否解決實際問題，因此采用過程性評價方案對學生進行考核。過程性評價是側重于學生平時學習表現的一種考核方式，由考勤、課堂表現（是否認真聽講、回答問題是否積極等）、課后作業、實驗成績和期末成績等五部分組成，分別占比5%、15%、30%、20%和30%。過程性評價貫穿于學生整門課程的學習，學生最終的成績主要取決于他們平時的學習表現，采取此種方法進行考核既能督促學生平時投入課程的學習，又有效避免了靠考前突擊、考試作弊等蒙混過關的現象，使課程考核更加合理，更加適合高職院校的特點。

6 結語

總之，對于高職高專院校消防工程技術專業，流體力學作為一門專業基礎課，既有較強的工程實用性又是后續專業核心課程的基礎，想要更好的發揮它的專業服務作用，體現其課程價值，必須要立足于專業，與專業緊密結合，建立基于消防工程技術的內容體系；以生為本，采用引導式的教學方法，提高學生學習的積極性和趣味性；優化課后作業及考核環節，促進學生學習，這樣才能使學生真正掌握流體力學這門課程的精髓，助力學校實現培養高素質技術技能型消防工程技術人才的目的。

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