流體力學泵與風機的類游戲模式教學方法探討

郭秀娟 鞏學梅 張麗娜

【摘要】流體力學泵與風機的課程體系完整、內(nèi)容抽象且知識點多，注重理論知識的透徹理解及其在實踐中的應用。本文結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標與當今課堂教學現(xiàn)狀開展了基于情景設計的類游戲教學模式的探討，構(gòu)建了一套吸引力較強的課堂教學方法。

【關鍵詞】流體力學 泵與風機 類游戲模式教學

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）07-0213-01

在當今互聯(lián)網(wǎng)+和移動學習的社會背景下，傳統(tǒng)教學過程中的三個重點環(huán)節(jié)（教師、學生與教學條件）以及三者之間的關系都發(fā)生了顯著的變化，教師的作用因網(wǎng)絡教育教學資源的開放共享而弱化，學生獲取知識的渠道越來越多樣化，課堂對學生的吸引力正在變?nèi)酰謾C和游戲則具有了絕對的吸引力。教師必須與時俱進地對課堂教學方式進行革新，不僅體現(xiàn)在多樣化教學手段的運用[1，2]，更應該是教學理念上的創(chuàng)新[3，4]。游戲?qū)适虑楣?jié)的充分設計和給玩家的浸潤式場景體驗，使玩家的心理滿足感達到最大。既然如此，我們也可以嘗試將情景設計和角色代入引入到課堂教學中，讓學生置身于由系統(tǒng)知識點組成的學習情境中，增加學生的自主性和參與度，從而提高課堂教學對學生的吸引力。

流體力學泵與風機是公認的幾門“難學”課程之一[5]。以激發(fā)學生積極性和強化知識點的系統(tǒng)應用性學習為目標，推進課堂教學方式改革是提高教學質(zhì)量的關鍵。流體力學泵與風機的類游戲教學模式是以教師角色自由切換為先導，以基于知識點精梳的情景設計為主線，以浸潤式教學為輔助的創(chuàng)新性課堂教學方法，實現(xiàn)了教師、學生與教學手段的和諧發(fā)展，從而全面激發(fā)學生的學習熱情。

1.知識點梳理

梳理好知識點是講好一門課的基礎和關鍵。本課程系統(tǒng)性極強，為了便于學生學習和理解，需要繪制涵蓋課程重點內(nèi)容的網(wǎng)格圖，確定某重點內(nèi)容的經(jīng)緯度坐標，并在對應的二維空間上細化此重點內(nèi)容的相關知識點和應用拓展典型案例，采用最有效的方法將涉及到的知識點層次展開。

2.情景設計

情景設計是以重點內(nèi)容為核心開展的群簇教學，包括實踐（工程）背景、問題引入點、學習主線/副線和節(jié)點設置等幾個主要環(huán)節(jié)。針對某重點內(nèi)容開展的情景設計需要教師以案例或可視化資源作為切入點，引起學生們的討論和共鳴；通過簡單的背景介紹拋出問題的癥結(jié)，與學生討論和解決問題，制定以問題引入點至重點內(nèi)容的學習主線和副線操作；為了增加學生的學習成就感和實現(xiàn)階段性自檢這一功能，需要在學習主線上合理設置幾個節(jié)點，開展闖關問答環(huán)節(jié)，添加可行的激勵或獎勵操作；最后還需做好不同情景之間的銜接。

3.浸潤式教學

實現(xiàn)浸潤式教學包括課堂教學和課后網(wǎng)上互動兩個環(huán)節(jié)，通過多情景模式的開展，給學生較好的學習體驗。實施過程可以采用視頻、現(xiàn)場考察圖片、報道采訪或多媒體資源等形式的耦合帶來最有震撼的思想沖擊，且需將這種激勵的情緒貫穿整個情景展開的始終，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

4.案例討論分析

按照類游戲模式教學方法的要求，本課程知識點涵蓋了能量方程、流動阻力損失、管路串并聯(lián)和泵與風機在管路中的應用4個經(jīng)度上的重點內(nèi)容，每個內(nèi)容又涉及了2～3個緯度上的重點內(nèi)容，從而形成了課程網(wǎng)格。以能量方程的情景設計為例，首先通過伯努利實驗（虛擬仿真技術(shù)與水力學實驗結(jié)合）的實操和現(xiàn)象觀察讓學生發(fā)現(xiàn)能量守恒規(guī)律的存在，并通過數(shù)據(jù)的整理得出能量方程的個性化表達式，隨后讓學生調(diào)節(jié)參數(shù)去驗證此規(guī)律的準確性，當出現(xiàn)不符合案例時要詳細分析原因；在先導案例的充分鋪墊下，教師和學生一起在課堂教學時討論問題，通過流線、一元流動模型和過流斷面3個緯度上重點內(nèi)容的引入引導學生去解決問題；課后還需要布置網(wǎng)絡闖關作業(yè)以鞏固前期教學成果，增強學生的自主學習意識。

在類游戲模式的課堂教學中，教師不是傳統(tǒng)意義上的“教師”，教室也不再是唯一的教學陣地，它可以利用多樣的可視化教育資源將教學變得極其有趣，使學生學得酣暢淋漓。但開展的前提是教師及其教學團隊投入大量的時間開展角色切換，由“教書匠”變成項目策劃師、數(shù)據(jù)分析師、心理咨詢師和游戲開發(fā)工程師等，其中一部分工作可以由專業(yè)人員完成，但教師仍然且必須是主角，這也是時代發(fā)展的必然。

參考文獻：

[1]詹水清.新形勢下流體力學課程教學改革的探索與實踐[J].課程教學，2017（32）：122-124.

[2]戎瑞，吳正人，張磊，董帥.“流體力學及泵與風機”創(chuàng)新性實驗研究[J].實驗室科學，2017（1）：10-12.

[3]王發(fā)輝，桑俊勇，張丹.“流體力學”立體化教學體系的構(gòu)建[J].中國電力教育，2009（151）：102-103.

[4]王貞濤，徐榮進，王曉英.流體力學精品課程教學改革與實踐[J].高等建筑教育，2014（2）：74-77.

[5]尹雪梅，張文慧. 制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學”教學改革探索[J].中國電力教育，2012（10）：98-99.