流體力學課程創新教育的改革與探索

雷紅霞

[摘要]流體力學是大學生必修課程，是一門研究流體的力學運動規律及應用的學科，具有較強的理論性，課程內容抽象、邏輯性強。因此，在實際教學中學生難以掌握，缺少創新思維。高等教育直接目標是傳授知識、提高學生問題分析處理能力、培養創新能力。接下來，筆者結合實踐研究，就流體力學課程創新教育改革進行簡要分析。

[關鍵詞]流體力學課程 創新教育 改革

流體力學一些流線、滯止參數較為抽象，運動方程為多元偏微分方程，學生學習起來具有較大困難。流體力學知識廣泛且與人們生活有密切聯系，也是國家很多重大工程的理論基礎。基于新課程背景下，怎樣進行流體力學課程改革得到了重視，成為教育教學重要研究內容。

一、流體力學課程創新教育改革現狀

（一）教學內容單一

流體力學課程內容單一、學生學習起來較為困難，課堂缺少互動，學生死記硬背，缺少主體地位體現，學生創新思維得不到培養。長此以往，學生學習興趣下降，為應付考試而采取題海戰術，及時通過了考試對實際內容也是不知所云，缺少對知識內容的全面認知與創新性思考。

（二）多元偏微分方程學習的難度大

流體力學教材與教學形式與理科不同，過于強調理論知識的講解，課程內容多為數學課，嚴謹的公式推理有很多多元偏微分方程。經典流體力學中，常見流體運輸公式推導為微分極限定義法，盡管該方法數據分析緊密，但分析過程具有較強的邏輯思維、復雜，學習困難。

（三）與后續課程脫節

流體力學作為一門必修課程，后續課程包含流體輸配管網等，二者之間聯系緊密。在實際教學中發現，很多學生學完流體力學后，在下學期學習流體輸配管網時就會將已學知識忘得一干二凈，重新復習流體輸配管網課程消耗較多時間。

（四）多媒體技術應用受限

雖然多媒體教學能夠提高教學效果，但這并不代表任何課程都適合多媒體技術。例如：流體力學相關理論知識若以幻燈片形式打在屏幕上，學生記筆記困難，速度快而來不及思考，公式推導缺少因果關系闡述，教學重難點不清楚。多媒體教學應是多種媒體，并非單一的幻燈片播放。

二、流體力學課程創新教育的改革

流體力學課程的創新教育改革應立足于多方面、全過程，結合專業課程重視流體力學理論知識、實驗實訓教學，引導學生在掌握理論知識的同時能夠學以致用，對流體力學知識有深刻的理解和掌握。接下來，筆者結合實踐研究，就流體力學課程創新教育改革路徑提出幾點想法建議，為課程創新教育改革提供借鑒。

（一）師資配置

師資隊伍中博士學位5人、教授1、副教授2人。師生比為1：13，主講教師和學生比為1：20，輔導教師和學生比為1：15，教師與學生比為1：20，分布合理。教師均為專業骨干教師，學歷高并主動投入到教學實踐研究中，在科學研究上有了突出成果。主講教師均已定院校重點培養對象。

（二）課程內容改革

制定教學計劃，流體力學課程教學學時為32學時，教學28學時、實驗4學時，增加實驗教學比重。為凸顯創新教育成果，提高學生理論實踐水平選擇《流體力學泵與風機》。

（三）課程設計

第一，教學多元化。教學過程屬于系統工程，其組成部分的相互關系對教學效率具有較大影響。現階段，課程組織氛圍理論講解、課堂討論、多媒體教學、實訓操作、實驗、軟件技術、方法運用、組織競賽。第二，實訓教學。創新教育重視學生創新意識、創新能力培養，教學中只有以實踐教學為根本才能達到創新教育目標。學校可以通過課堂討論、現場評價、拓展延伸、綜合評價，融合多媒體技術重視實驗教學。以學生為主體、教師起到引導作用，全部教師和實驗者深入教學全過程指導學生。實訓教學中增加課外實踐實訓活動、創新活動，實現學以致用、培養創新意識。第三，創新教學方法。教學中引導學生應用COMSOL與FLUENT軟件展開仿真模擬，科學規劃教學模式，借助CFD軟件在流體力學教學的作用開展。首先，軟件模擬結果展示。流體力學一些內容適用于FULENT模擬演示;軟件操作對學生參與積極性的引導。教師為學生講解軟件功能、操作等知識讓學生對流動計算有關軟件有基本的掌握，調動課堂參與積極性。事實證明，多數學生期望更多的認識相關學習軟件，主動融入到創新性計劃項目，培養創新能力。其次，軟件解決科研問題的應用功能。根據科研工作引入CFD軟件解決科研問題的應用實例，例如：食品攪拌機械中流體的運動狀態和粒子追蹤，以CFD軟件為工具解決科研問題教學實例，應用到教學中。再次，課題組創建教學方法。鼓勵學生主動參與創新活動與競賽，課題組教師參與全過程裝備大賽與技能競賽，讓學生主動融入其中從而有所學習、有所收獲。最后，習題練習鞏固知識點。課外練習增加學生知識掌握，擴散事業。

（四）多樣化考核

考核的根本目標是學生全面發展，而傳統單一分數成績的評價形式難以達到創新教育要求。隨著新課程改革的深化，改變傳統教學模式，貫徹落實多樣化考核有助于教學效果提升，達到創新教育目標。例如：口試與開卷考試，教師可以結合實際問題設計背景資料，給予學生充足的思考時間，再由學生將分析過程表達出來得到正確答案。此外，教師也可以設計一些開放性的問題，學生發散思維、主動思考。考核內容包括平時完成作業情況、小測試、課堂表現綜合評估，有助于學生創新能力培養。

結語：

伴隨著新課程改革的深化，創建理論性教學與實踐性教學多元化模式有助于教學方法創新，課堂理論學習、課外實踐、學術活動融合，為學生提供實踐能力培養的機會。學校樹立教育質量觀，重視知識、能力提升，培養創新精神、實踐能力，為今后走向社會奠定基礎。