流体力学与流体机械课程创新研究范文

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摘要：工程认证理念近年来成为国内工程教育改革发展的重要指导思想。本文介绍了基于工程认证理念的中国地质大学（北京）流体力学与流体机械课程改革实践。以培养学生解决复杂工程问题为核心，围绕毕业要求，进行课程大纲修订和课堂教学改革，有利的促进了课程教学质量的提高。本文介绍的课程改革活动和课程改革方向的思考，为其他院校相关专业提供了借鉴。

关键词：工程认证；复杂工程问题；流体力学；人才培养

流体力学课程是环境、水利、土木、热能、航空航天等专业本科生必修的专业基础课程，在相关专业人才培养中更是具有举足轻重的地位。近年来，国内外学者针对流体力学课程改革进行了较多研究[1][2]3][4]，但从工程认证角度出发进行的探讨还较少。而近年来,工程认证工作在我国工科专业中迅速得到推广，随着我国正式加入《华盛顿协议》，工程认证理念已成为工科专业教学改革的主要方向[5]。以能力培养为主线，以学生为主，以产出为导向的认证理念对国内工科教育人才培养模式符合我国社会经济发展要求，也是工科教育发展的必然趋势。特别是毕业强调培养学生解决复杂工程问题，对打破以往以知识传授为主的工科教育思维模式具有重要作用。本文以中国地质大学（北京）流体力学与流体机械课程改革为例，对基于工程认证的理念的课程改革进行初步探讨，对探索流体力学课程改革方向，提高人才培养质量，具有积极意义。

一流体力学与流体机械课程大纲修订

课程大纲是一门课程的教学工作的指导性文件，对于课程教学工作的开展具有重要作用。中国地质大学（北京）流体力学与流体机械课程是环境工程专业的必修课，2016年，学校启动了课程大纲修订工作。在修订工作中，通过与工程认证的理念对照，总结得出流体力学与流体机械课程原有的教学大纲中主要存在三个问题；首先，没有对应毕业要求，课程教学目标与环境工程专业学生毕业要求之间的关系不清楚；其次，没有强调围绕解决复杂工程问题进行教学；此外没有给出课程应使学生具备的相关能力。因此，在课程大纲修订时，通过仔细研读学生毕业要求和专业培养目标，明确了课程所支撑的毕业要求：即毕业要求1.3（具有解决复杂工程问题的专业基础知识）、2.2（具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，分析复杂工程问题，以获得有效结论）、3.2（掌握给排水工程、环境规划和资源保护等方面的知识）。在课程大纲中明确提出了教学目的以培养学生解决与流体力学有关的复杂工程问题为核心（表1）。通过仔细梳理教学内容和学生培养目标，给出了课程应使学生具备的能力，共4个方面，包括能够对受力和运动状态进行计算、能够建立管道流动计算模型、对实验进行分析、对实际工程进行初步设计等。每个方面分别对应1-2项毕业要求（表1）。在具体的教学安排上，也分别理清了每节课教学内容与教学目标间的对应关系，使教学过程与学生能力培养之间的关系更加清晰。在课程考察环节也进行了相应调整，考察方式仍以考试为主，但是加大了课堂练习环节在期末成绩中的比重。在考试题目类型中完全舍弃了主观题目，将全部题目改为以计算分析为主的主观题（表1），以更好的完成对学生能力的考察，并强调试卷题目应以考察学生对流体力学与流体机械相关的复杂工程问题的解决能力为主。教学内容的课时分配，也根据能力培养的要求做相应的调整，使教师清楚每个课堂教学内容与学生能力培养之间的关系。

二流体力学与流体机械课堂教学改革

在课堂教学方面，在绪论课中将课程安排与课程大纲向学生做详细说明，使学生清楚课程与毕业要求的关系及课程在能力培养中的作用，同时也使学生理解工程认证的理念和自己的毕业要求。不但使教师明白“教什么”，也是学生明白应该“学到什么”。在课堂教学手段中增加互动式、启发式的教学手段的运用，通过提出问题，讲清问题在工程实际中的由来，然后解决工程问题的思路和方法。在课堂教学过程中增加课本知识与工程实际相联系的案例，一方面增加学生的学习兴趣，另一方面也增加学生对工程实际的认识，例如在讲解离心式水泵这部分内容时，通过flash动画方式展示工程中常用的水泵的结构和工作原理，并以图片形式展示各类工程中常用水泵的工程参数和工程应用实例，配合教师讲解，使学生增强解决工程问题的能力。平时成绩向积极参加课堂讨论的学生倾斜，并通过多种方式了解学生对教学的反馈，进而在授课过程中不断改进课堂讨论的方式。在课堂练习中设置与工程实际相联系的综合性题目，通过课堂练习开展课堂讨论，通过讨论巩固所学知识，培养学生的工程思维和解决工程问题的能力。每次讨论结束时进行适当的总结，并指出问题。课后作业的布置，也紧密围绕课程目标和毕业要求，每道作业题目，都与学生应具备的能力相对应，这样使教师能够更好的通过学生作业的。

三未来课程改革的方向

尽管目前流体力学与流体机械课程教学改革取得了一定成效。但目前课程教学工作仍存在一定的不足。包括：实验教学中缺乏探究性实验，学生主观能动性调动不够；网络平台和新技术的应用较少，教师与学生的课下互动交流仍不充分；作业仍以常规的小作业为主，作业在学生能力培养中发挥的功效不够等。因此今后课程改革的主要方向包括以下3方面：（1）尝试设置探究性实验，使学生在实验过程中能够主动发现问题，思考问题并解决问题。增强对学生解决复杂工程问题的能力的培养。（2）努力利用网络平台和新技术、积极探索“雨课堂”、“翻转课堂”等新教学模式。拓宽教师与学生交流的渠道，更好的发挥学生的主观能动性。（3）尝试以大作业代替小作业，设置与流体力学复杂工程问题相关的课题，训练学生综合应用所学知识解决复杂问题的能力。

四结论

本文以中国地质大学（北京）流体力学与流体机械课程大纲修订和课堂教学改革的相关实践为例，对基于工程认证理念的课程改革进行了初步探讨。工程认证的理念促使教师深入思考“为何而教”和“如何教”的问题，对提高课堂教学质量和人才培养水平启到了积极作用。本文的一些探索对其他学校，特别是地矿类院校流体力学相关课程改革具有参考意义。

参考文献

[1]宫伟力,彭岩岩.流体力学教学改革与应用[J].中国科教创新导刊,2014,5:30-31.

[2]李文科.流体力学与流体机械课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报（自然科学版），2006，23(4)：113-114.

[3]郝刚立,王维早,王海渤.流体力学教学改革初探[J].山西建筑,2010,36(21)：191-192.

[4]陈庆光,张明辉,朱绪力,张永超.流体力学课程教学中几个基本概念的教学方法[J].力学与实践，2015，01(37)：138-141.

[5]丁桦,赵宪明,唐正友.通过工程认证促进专业建设[J].中国冶金教育,2015,04：69-71.

作者：高冰 单位：中国地质大学