高職院校消防工程技術(shù)專業(yè)流體力學(xué)教學(xué)的幾點思考

張思源　王茜茜

【摘 要】流體力學(xué)是消防工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課，它是學(xué)生學(xué)習(xí)后期學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程消防水滅火系統(tǒng)和消防防排煙系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在整個教學(xué)體系中起著重要的作用。高職院校可在結(jié)合自身專業(yè)特色，編制針對性校本教材；改進教學(xué)手段和方法，使重點突出；采用問題引導(dǎo)式教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性；優(yōu)化課后作業(yè)環(huán)節(jié)，作業(yè)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(xué)生的分析工程問題能力，為后續(xù)專業(yè)核心課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的目標。

【關(guān)鍵詞】高職院校；消防工程技術(shù)；流體力學(xué)；教學(xué)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(xué)是消防工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究宏觀現(xiàn)象中的流體平衡、運動及流體與固體相互作用等的力學(xué)規(guī)律。流體力學(xué)按研究對象的特點，通常有兩個分支：一個是水力學(xué)，研究以水為代表的液體的運動規(guī)律；另一個是空氣動力學(xué)，研究以空氣為代表的氣體的運動規(guī)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(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等知識，理論性較強且內(nèi)容抽象，對學(xué)生綜合分析問題的能力要求比較高，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)困難。

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

1 結(jié)合自身專業(yè)特色，編制針對性校本教材

流體力學(xué)分為理論流體力學(xué)和工程流體力學(xué)。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(cè)重于工程技術(shù)中流體力學(xué)問題及應(yīng)用。高職院校主要培養(yǎng)面向一線工作崗位的技術(shù)技能型人才，應(yīng)選用側(cè)重工程應(yīng)用的工程流體力學(xué)作為其授課內(nèi)容。消防工程專業(yè)尤其側(cè)重水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防系統(tǒng)的工作原理、安裝調(diào)試，其流體力學(xué)的知識主要用于解決各消防系統(tǒng)中的流體力學(xué)問題。目前，有幾十種各式各樣的流體力學(xué)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(xué)出入較大，沒有一本專門針對高職院校消防工程技術(shù)專業(yè)的流體力學(xué)教材，因此，編制一本符合自身專業(yè)特色的教材就顯得尤為重要。筆者以學(xué)院教材建設(shè)項目為契機，在多年積累的基礎(chǔ)之上，編制了一本適合高職院校消防專業(yè)的流體力學(xué)教材。教材內(nèi)容充分考慮了消防工程技術(shù)專業(yè)的特點，采用項目化教學(xué)教材的模式編寫，共由消防工程中的流體力學(xué)、消防工程中不可壓縮流體靜壓力的變化規(guī)律及應(yīng)用、消防工程中一元定常流動壓力、流速變化規(guī)律及應(yīng)用、消防工程中的流體機械設(shè)備四個項目組成，內(nèi)容涵蓋了流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、有壓管道、泵與風(fēng)機等，大幅減少了理論篇幅，增加了工程應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，在案例設(shè)計時充分和消防專業(yè)相結(jié)合，并新增了消防工程中常用的兩種流體機械設(shè)備泵與風(fēng)機。

2 改進教學(xué)手段，使重點突出

流體力學(xué)的難點在于理論的理解和公式得推導(dǎo)，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(guī)律及應(yīng)用中，對流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)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(shù)學(xué)基礎(chǔ)都比較差的高職學(xué)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(xué)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(xué)聽了多遍仍不能理解，只能死記公式，根本沒法應(yīng)用去解決實際問題。針對上述種種情況，教師在教學(xué)過程中應(yīng)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(xué)內(nèi)容表現(xiàn)出來，不僅可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時還能夠展示更多內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效率，使學(xué)生能夠接受更多的內(nèi)容。但同時多媒體也存在一些問題，如多媒體翻頁較快，學(xué)生往往對上面內(nèi)容印象不深，無法真正掌握內(nèi)容。因此流體力學(xué)的教學(xué)要多媒體和板書并重，尤其是在公式的推導(dǎo)和使用時，要使用板書，加深學(xué)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(yīng)使用板書逐步進行推導(dǎo)；在講解比較抽象的概念；在講解牛頓內(nèi)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(xué)生的印象，便于學(xué)生記憶和理解。

3 采用問題引導(dǎo)式教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性

學(xué)生普遍反應(yīng)流體力學(xué)難，不好學(xué)，最主要的原因還是在于學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不夠，積極性不高。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“興趣是最好的老師。”而教師就應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生興趣的那一把火炬，如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教師在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時首要考慮的問題。

流體力學(xué)是一門和生活、工程實際結(jié)合非常緊密的學(xué)科，工程和生活中的很多現(xiàn)象都是都可以利用流體力學(xué)的原理來進行解釋，教師可以采用問題引導(dǎo)式的教學(xué)方法，在講解內(nèi)容之前，列舉一些問題來引導(dǎo)學(xué)生進行思考。比如在講解流體靜壓強的基本公式時，可設(shè)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(xué)生在日常生活中經(jīng)常遇到的問題或者現(xiàn)象，問題一旦拋出，必然會引起學(xué)生的思考，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。待講解完流體靜壓強的基本公式，學(xué)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(shè)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(yīng)”）？為什么比較窄的通道處風(fēng)會比較大（“文丘里效應(yīng)”）？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(xué)生就會豁然開朗。通過類似上述問題的設(shè)置，使學(xué)生知道流體力學(xué)可以解決哪些實際問題，帶著興趣去學(xué)習(xí)，從而使他們有成就感，提高他們學(xué)習(xí)的趣味性和積極性。

4 優(yōu)化課后作業(yè)環(huán)節(jié)，作業(yè)布置靈活多樣

由于高職院校自身的特點，流體力學(xué)這門課程課時不多，但其內(nèi)容卻不少，課上不會留有大量的時間給學(xué)生進行練習(xí)，學(xué)生想要更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，需在課后通過作業(yè)和練習(xí)進行鞏固。課后作業(yè)環(huán)節(jié)是課程教學(xué)的重要組成部分，是授課教師培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力，了解學(xué)生掌握程度，把握授課進度的一種手段，是對課堂教學(xué)的重要補充。目前多數(shù)的課后作業(yè)仍沿用傳統(tǒng)的題海戰(zhàn)術(shù)形式，即老師布置大量的練習(xí)題，讓學(xué)生反復(fù)套用方程、公式計算解題，這樣做雖然有一定的效果，但是學(xué)生容易感覺疲倦和枯燥，且起不到啟發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思考的作用。對于課后作業(yè)的布置要靈活多樣，可采用拓展作業(yè)、專題作業(yè)和分組作業(yè)。例如，在學(xué)習(xí)流體力學(xué)基礎(chǔ)知識時，可布置拓展作業(yè)，以讓學(xué)生閱讀相關(guān)資料，搜索整理有關(guān)流體力學(xué)知識在古代的應(yīng)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(jié)匯報；在學(xué)習(xí)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(yè)，讓學(xué)生盡可能多掌握不同類型的習(xí)題；在學(xué)習(xí)流體動力學(xué)三大方程時，即連續(xù)性方程、伯努利方程和動量方程，可以讓學(xué)生分成若干小組，搜索相關(guān)資料，舉出消防工程中三大方程的應(yīng)用實例，并進行分析和計算。多樣化課后作業(yè)布置，既能鞏固學(xué)生課上所學(xué)內(nèi)容，又使學(xué)生有興趣去完成作業(yè)不覺得枯燥，同時還能鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，團隊協(xié)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(shù)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(tǒng)的考核方式雖兼顧了平時成績表現(xiàn)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(xué)靠考前突擊、考試作弊等手段即可蒙混過關(guān)。高職院校主要培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才，秉承“理論夠用”的原則，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生實際動手、解決問題的能力，對學(xué)生的考核更關(guān)注能否解決實際問題，因此采用過程性評價方案對學(xué)生進行考核。過程性評價是側(cè)重于學(xué)生平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)的一種考核方式，由考勤、課堂表現(xiàn)（是否認真聽講、回答問題是否積極等）、課后作業(yè)、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(xué)生整門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生最終的成績主要取決于他們平時的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，采取此種方法進行考核既能督促學(xué)生平時投入課程的學(xué)習(xí)，又有效避免了靠考前突擊、考試作弊等蒙混過關(guān)的現(xiàn)象，使課程考核更加合理，更加適合高職院校的特點。

6 結(jié)語

總之，對于高職高專院校消防工程技術(shù)專業(yè)，流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，既有較強的工程實用性又是后續(xù)專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)，想要更好的發(fā)揮它的專業(yè)服務(wù)作用，體現(xiàn)其課程價值，必須要立足于專業(yè)，與專業(yè)緊密結(jié)合，建立基于消防工程技術(shù)的內(nèi)容體系；以生為本，采用引導(dǎo)式的教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和趣味性；優(yōu)化課后作業(yè)及考核環(huán)節(jié)，促進學(xué)生學(xué)習(xí)，這樣才能使學(xué)生真正掌握流體力學(xué)這門課程的精髓，助力學(xué)校實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型消防工程技術(shù)人才的目的。

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