《CFD軟件應用》課程教學方法的探索與實踐

范新宇

摘 要：隨著中國“一帶一路”戰略的全面發展與實施，來華留學生規模日漸增加，高等教育的國際化趨勢也愈發顯著。在此背景下，以來華留學生的《CFD軟件應用》課程為例，簡要分析目前在留學生教學過程中存在的部分學生基礎薄弱、紀律性不強、缺乏適用教材和教學方法等問題與不足。綜合考慮留學生現狀和課程特點，對教學內容安排與教學方法進行改進和優化，以提高來華留學生的課堂質量和效率，推進學校的知名度與國際競爭力的提升。

關鍵詞：來華留學生;CFD軟件應用;高等教育;教學方法

1 緒論

中國“一帶一路”戰略的提出已有七年之久，隨著戰略的深入實施，沿線國家和人民的經濟、文化交流合作日趨頻繁。目前，共有65個國家參與了“一帶一路”建設，包括東盟、南亞、中亞、西亞、中東歐和北非等地區，涉及人口數量多達40多億[1]。在此背景下，來華留學生的人數和規模逐步擴大，截止到2018年共有來自196個國家和地區的49萬余名各類外國留學人員在全國31個省（區、市）的1004所高等院校學習[2]。由此可見，高校教育的國際化已經成為我國高校發展的必然趨勢，考慮到留學生的價值理念、宗教信仰、生活習慣等各方面的差異[3，4]，盡快規范化和科學化留學生的高等教育勢在必行：完善培養方案與課程體系，制定合理的教學方式與方法，保證留學生教育質量是重中之重。通過培養高質量的來華留學生，將有助于提升學校的知名度與國際競爭力，并能夠很好地配合國家“一帶一路”戰略的發展需求。本文將以作者所承擔的留學生《CFD軟件應用》課程為例，結合留學生特點對教學過程中存在的問題進行探索與實踐。

2 來華留學生教學現狀分析

根據教育部統計，在來華留學生中亞洲學生占據60%左右，非洲學生約為16.6%，歐洲學生約為15%。來自不同國家的留學生在價值理念、宗教信仰、生活習慣以及文化基礎都存在著明顯的差異[5]，因此在針對留學生的教學過程中存在著諸多問題，具體如下。

2.1 部分學生基礎薄弱，文化程度差異大

“一帶一路”沿線國家的基礎教育與中國相比有較大差異，從而導致來華留學生的基礎知識水平參差不齊，文化程度差異較大，與國內學生相比基礎薄弱，這對教學的開展以及進度安排提出了巨大挑戰。

2.2 部分學生紀律性較差，進取心不強

在以往的課堂中發現，部分留學生的紀律性、組織性較差，經常出現遲到、曠課現象，在課堂上紀律渙散，會有大聲喧嘩、公放音樂甚至隨意走動等情況，嚴重影響了課堂效果和教學進度。部分學生進取心不夠強，僅限于課堂上所講述的內容，缺乏獨立思考、自主學習的態度和行動力。

2.3 非英語母語國家留學生存在的語言交流障礙

部分非英語母語國家的學生口語不夠熟練，僅限于簡單的交流，因此在語言方面的交流障礙也會對教學效果產生一定的影響。

2.4 缺少針對留學生的教材內容和教學方法

目前留學生教學所采用的教材資料等大都是在國內學生相關課程基礎上縮減而來的，并沒有結合留學生實際情況而制定專有教材。部分留學生基礎薄弱，導致在授課過程中會花費大量時間來講解基礎知識，使得課程進度滯后嚴重，與授課計劃不符。就教學方法而言，目前部分教師尚缺乏較強的公共英語實際運用能力，導致教學方法較為單一，因此，繼續加強學習和鍛煉，提高英語水平的同時不斷創新教學模式。

2.5 管理規章制度的不完善

高校針對來華留學生的管理規章制度尚不完善，難以保證留學生的生源質量以及教育質量，主要表現在，針對部分留學生的紀律性較差、經常出現遲到、曠課等情況，難以有效勸導和遏制，缺少科學合理的獎懲措施，從而影響學校整體的學風和紀律。

3 《CFD軟件應用》課程教學內容的遴選

《CFD軟件應用》課程是一門偏應用性質的學科專業課，對于能源與動力工程專業的留學生而言其重要性不言而言，通常在大學階段的第五或者第六學期開始學習本門課程。該課程的教學內容與手段與其他課程相比有很大區別，是以軟件練習和操作為主，理論講述為輔，通過學習讓學生掌握流體計算與分析的基礎知識和軟件操作方法。近年來江蘇科技大學國際教育學院能源與動力工程專業來華留學生逐年增加，為了提高教學質量，針對來華留學生所存在的基礎不同、層次不同以及語言交流等方面存在的困難，對《CFD軟件應用》課程的教學內容進行設計與遴選，以激發學生的學習興趣，提升課堂效果與質量。

在課程的教學過程中，結合參考教材的編排順序，將教學內容分為三大部分，如下圖所示。其一，“CFD基本理論”部分主要通過課堂講述的方式讓學生初步了解CFD的基本概念、控制方程和應用領域等，為軟件練習和仿真計算分析等提供基礎知識。其二，“Gambit建模與網格技術”部分屬于計算流體力學的前置軟件技術，主要講述Gambit軟件中點、線、面、體的建模方法、不同網格類型與劃分方式、網格質量評價方法等。其三，“ANSYS/Fluent仿真與分析技術”部分主要講述ANSYS/Fluent軟件中模型的建立方法、求解器的類型及意義、邊界條件的設定以及計算結果后處理技術等。

來華留學生《CFD軟件應用》課程教學內容示意圖

上述內容的安排遵循了理論與實踐相結合的基本原則，按照計算流體力學問題的常規求解思路來進行，并充分考慮到部分來華留學生基礎較弱的實際情況。在教學過程中，為了使學生更好地理解并掌握基礎知識和軟件使用技巧，多采用“案例教學法”等，將上述三部分知識進行串聯講解。以典型換熱器為例，其零件結構相對簡單，需要計算內部的液體流動與熱交換情況。首先簡要講述換熱器的基本工作原理，以及計算中所涉及的流動方程和對流換熱方程;其次講述在前置軟件Gambit中模型建立、網格繪制的方法和技巧，以及在ANSYS/Fluent中求解器的設置、邊界條件的設定以及仿真結果后處理等方法。以理論分析—前置處理—仿真計算—后處理技術為主要思路和樹干，將課程相關的知識點進行添加形成有效的知識網絡。在授課過程中要求學生隨堂練習，針對不同學生遇到的問題一一講解，確保學生的聽課效率和質量。

4 教學方法的改進

目前，大多數高校針對來華留學生的課堂教學基本沿用了國內學生的教學模式與方法。國內學生在學習基礎、課堂紀律、自主學習能力方面均表現不錯，但是缺乏課堂活躍度，與教師的互動性不強，而來華留學生則更樂意在課堂上表達自己的疑問和觀點，因此在教學方法上要有所改進，以提升來華留學生的課堂質量。

4.1 采用小組教學模式，因材施教

依據來華留學生的語言、學習基礎情況，將學生劃分為幾組，對于不同小組分配不同的實際問題，問題難度根據小組學生學習情況和進度而定。強調學生獨立思考問題與解決問題的能力，培養學生學習主動性，同時還要積極了解各小組學生的進展，針對各組學生的問題與想法給予不同的指導，做到因材施教，讓學生在這個過程中充分學習到相關知識。在此過程中鼓勵學生之間的交流和探討，以及與教師之間的溝通，并對其求解結果及時進行評閱和分析。

4.2 加強課堂交流，注重實踐環節

《CFD軟件應用》課程更加注重培養學生的解決實際問題能力，在學習基本理論的基礎上，還需要花費大量的時間來學習軟件的使用方法和技巧。對于這樣的一門課程而言大多數來華留學生都會感到新奇，要將學生的興趣與知識的講授相結合，加強與學生之間的交流，培養學生的動手能力、思考問題能力與解決問題能力。另外由于仿真計算的周期較長，僅靠課堂時間來學習是不夠的，需要給予學生額外的作業以及課外輔導，從而引導學生更快地進入學習節奏中。

4.3 強化教學過程管理，注重考核

針對部分來華留學生存在的課堂紀律性不強等問題，應注重教學過程的管理，提倡多元化的考核方式，適當增加出勤等考核次數和比例，以及平時作業的考核，并降低期末考核的比例，引導學生注重平時的學習與積累，提高自身的綜合能力素質。

5 結語

近年來，“一帶一路”戰略建設發展迅速，沿線國家的來華留學生規模也日漸增加，國內高校教育的國際化已成趨勢。本文以《CFD軟件應用》課程為例，首先分析了來華留學生教學過程中存在的問題與不足，在此基礎上探索適合來華留學生的教學內容安排與教學方法，結合學生特點對教學內容進行優化和遴選，并引入小組教學模式等方法，以提升來華留學生的課堂授課效果，提高學校國際教育教學水平。

參考文獻：

[1]王義桅.“一帶一路”：機遇與挑戰[M].北京：人民出版社，2015：8.

[2]教育部.從“有學上”到“上好學”[EB/OL].2019-09-12.

[3]王融，熊智，許睿，等.高等教育國際化背景下來華留學生電路課程教學改革探索[J].科技資訊，2017，015（028）：148-150.