高職建筑類專業(yè)《流體力學(xué)》教學(xué)改革探索

秦紀偉　鄒艷　王春麗

【摘要】《流體力學(xué)》是一門理論性很強的學(xué)科，高職學(xué)生理解接受起來比較困難。本文根據(jù)高職教育特點突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法，對教學(xué)中的教學(xué)手段、理實一體化教學(xué)、教學(xué)過程設(shè)計、課程考核方式等進行實踐探索。

【關(guān)鍵詞】高職教育 流體力學(xué) 教學(xué)改革 理實一體化 學(xué)習(xí)工作頁

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0237-02

1.引言

流體力學(xué)是力學(xué)的一個分支，在動力工程、城市建筑工程、環(huán)境工程、航空航天工程、航海工程、水利工程等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[1]。因此《流體力學(xué)》是建筑工程、建筑設(shè)備工程、道路與橋梁工程等高職建筑類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的理論性強，抽象概念多，與數(shù)學(xué)、物理、理論力學(xué)等學(xué)科有緊密聯(lián)系，一直以來都是教師 “難教”、學(xué)生 “難學(xué)”的一門課程。本文根據(jù)該課程在高職建筑類專業(yè)中的應(yīng)用需要，結(jié)合目前高職學(xué)生特點，從教學(xué)手段、理實一體化、教學(xué)過程設(shè)計、課程考核方式等方面進行教學(xué)改革探索，并分析教師和學(xué)生角色轉(zhuǎn)換對教學(xué)效果的影響。

2.教學(xué)中存在的一些問題

2.1學(xué)生基礎(chǔ)差

隨著近幾年高考生源大幅減少，全國各省市的高職高專分數(shù)線降低至200分甚至更低，由此可知高職教學(xué)面對的生源學(xué)習(xí)成績較差，數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)薄弱。因此，學(xué)生基礎(chǔ)差成為目前高職《流體力學(xué)》教學(xué)面臨的一項重大障礙，但是我們無法改變學(xué)生的過去，必須根據(jù)目前教學(xué)對象的特點調(diào)整教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

2.2 教學(xué)手段單一

《流體力學(xué)》是一門傳統(tǒng)經(jīng)典學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容非常固定，于是長年從事該課程教學(xué)的教師往往根據(jù)自己的喜好，采用一種固定的教學(xué)手段。有的教師每次上課都是一本書、一根粉筆，根本不采用現(xiàn)代教學(xué)手段，不宜幫助學(xué)生理解《流體力學(xué)》中抽象的概念或現(xiàn)象；有的教師將教材中的文字轉(zhuǎn)移到PPT課件中照本宣科，學(xué)生很快就會在課堂上進入“夢鄉(xiāng)”。如此單一的教學(xué)手段，勢必事倍功半，教師感覺上課很累，學(xué)生學(xué)習(xí)效果也不好。

2.3 教學(xué)設(shè)計過于簡單

大部分教師仍然采用傳統(tǒng)的以講授為主的“填鴨式”教學(xué)模式，上課只是為了完成自己的講課任務(wù)，不關(guān)心教學(xué)效果，不重視教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計只是采用“集中講授、集中聽課”的簡單過程。

2.4 考核方式單一[2]

《流體力學(xué)》由于其理論性強的特點，傳統(tǒng)教學(xué)中大多數(shù)教師采用單一的期末考試形式評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。考試從一定程度上確實能反應(yīng)學(xué)生對知識的掌握程度，但不能全面反應(yīng)平時的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果，不能反應(yīng)學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。

3.教學(xué)改革

3.1 教學(xué)手段多樣化

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)手段越來越多，多種教學(xué)手段的組合可以充分調(diào)動學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺等各種感官。

（1）PPT課件

PPT課件是目前應(yīng)用最廣泛的一種教學(xué)手段，通過PPT可以充分的展示教學(xué)的文字內(nèi)容和圖片，并且PPT中的動畫設(shè)置可以突出一部分教學(xué)內(nèi)容，吸引學(xué)生注意力。比如“測壓管水頭線和總頭線”的教學(xué)中，可以在PPT圖片中設(shè)置測壓管水頭線和總頭線用不同的顏色顯示，并根據(jù)講解需要自定義線條出現(xiàn)的時間順序。

（2）板書

板書是最傳統(tǒng)的教學(xué)手段，但是在PPT廣泛應(yīng)用的今天，板書的利用率在降低[3]。不過，筆者認為如果將PPT和板書結(jié)合起來能夠發(fā)揮它們各自的長處，比如《流體力學(xué)》計算題的講解，如果只用板書需要將題干內(nèi)容和插圖以及解題過程均書寫到黑板上，費時費力；如果全部以PPT顯示，學(xué)生往往很難體會到解題的過程，且長時間看PPT很容易感覺單調(diào)分散精力；如果將板書和PPT結(jié)合起來，將題干內(nèi)容和插圖在PPT中顯示，而解題過程由教師隨著講解按步驟書寫到黑板上，既節(jié)省了題干書寫和畫圖的過程，又能夠通過板書帶著學(xué)生一步步展開解題過程[4]。

（3）視頻

《流體力學(xué)》一些抽象的概念或現(xiàn)象，有時僅僅用語言或圖片很難生動地描述或展示給學(xué)生，比如流線的概念，教師可以借助流線演示實驗視頻，通過多媒體展示給學(xué)生。視頻至少播放兩遍，第一遍完整播放讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象先有個初步認識，然后帶著疑問觀看第二遍，第二遍播放過程中教師根據(jù)需要點擊暫停鍵進行講解。視頻教學(xué)手段的應(yīng)用有效解決了缺乏實驗裝置無法演示或者學(xué)生人數(shù)過多實驗裝置現(xiàn)場演示觀看不清的問題。

（4）flash動畫

flash動畫在教學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣泛，《流體力學(xué)》中一些實驗現(xiàn)象比如雷諾實驗可以做成flash動畫代替視頻演示。教師也可以結(jié)合本校的實驗裝置將實驗操作步驟做成flash動畫，在學(xué)生實驗操作前通過多媒體演示，比教師守著實驗裝置講解更清晰更生動。

上述教學(xué)手段在一次課的教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要至少要用到兩種，只有不斷的變換教學(xué)手段，才能夠?qū)ⅰ皭圩呱瘛睂W(xué)生的心思拉回到課堂上來。

3.2 理實一體化

在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往將《流體力學(xué)》課程分為理論教學(xué)與實驗教學(xué)兩個階段，一般在學(xué)期最后1～2周集中進行實驗教學(xué)，這種教學(xué)方式將理論學(xué)習(xí)與實驗操作隔離開。筆者改變這種教學(xué)方式，將理論教學(xué)和實驗教學(xué)融為一體，即將實驗教學(xué)插入到相關(guān)章節(jié)理論教學(xué)過程中，使學(xué)生在實驗室同時完成理論知識的學(xué)習(xí)和實驗任務(wù)。這種理實一體化的教學(xué)方式，可以通過實驗現(xiàn)象演示幫助學(xué)生理解抽象的理論知識，比如恒定流與非恒定流的演示、虹吸現(xiàn)象演示；通過實驗操作和數(shù)據(jù)處理，幫助學(xué)生掌握理論知識的應(yīng)用，比如將“畢托管測速實驗”插入到“能量方程的應(yīng)用——畢托管測速原理”的教學(xué)中，“沿程阻力實驗”插入到“紊流沿程阻力系數(shù)”的教學(xué)中。

3.3 教學(xué)設(shè)計過程化

教學(xué)設(shè)計主要是以促進學(xué)生的學(xué)習(xí)為根本目的，運用系統(tǒng)方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論等的原理轉(zhuǎn)換成對教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)策略、教學(xué)評價等環(huán)節(jié)進行具體計劃、創(chuàng)設(shè)有效的教與學(xué)系統(tǒng)的“過程”或“程序”[5]。隨著對課堂教學(xué)的不斷反思，“滿堂灌”的教學(xué)方式已為人詬病。如何避免出現(xiàn)“滿堂灌”的教學(xué)方式，就需要教師課前進行精心的教學(xué)設(shè)計，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容不斷調(diào)整教學(xué)手段，變換學(xué)生行為狀態(tài)，讓每一次課堂教學(xué)都處于動態(tài)變化中，充分調(diào)動學(xué)生積極性。教學(xué)設(shè)計要帶著“為什么學(xué)”、“學(xué)什么”、“如何學(xué)”、“如何評價”四個問題進行，進而確定教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、評價策略。

教學(xué)目標的設(shè)定要將傳統(tǒng)的以知識為出發(fā)點的目標轉(zhuǎn)換為以能力為出發(fā)點的目標，比如將“掌握恒定流能量方程”轉(zhuǎn)換為“（1）使學(xué)生能寫出總流能量方程并復(fù)述各項的含義；（2）使學(xué)生能繪制總水頭線與測壓管水頭線；（3）使學(xué)生能應(yīng)用總流能量方程解決有關(guān)工程實際問題”。

教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)具體專業(yè)的需求進行選取，比如管路的計算在建筑設(shè)備工程技術(shù)專業(yè)應(yīng)用廣泛應(yīng)增加相應(yīng)學(xué)時比重，而明渠水流應(yīng)在道路與橋梁工程專業(yè)教學(xué)中增加學(xué)時比重。

教學(xué)策略是教學(xué)設(shè)計的重中之重，是為實現(xiàn)教學(xué)目標而制定的、付諸于教學(xué)過程實施的整體方案，它包括合理組織教學(xué)過程，選擇具體的教學(xué)方法和材料，制定教師與學(xué)生所遵守的教學(xué)行為程序[6]。因此，教師應(yīng)將課堂教學(xué)劃分為幾個階段，比如“沿程阻力系數(shù)”一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，筆者將其劃分為4個階段。第1階段理論講解綜合應(yīng)用PPT、視頻錄像、板書等教學(xué)手段。第2階段提出沿程阻力系數(shù)如何測定的問題，結(jié)合實驗裝置布置實驗任務(wù)。第3階段各小組合作完成實驗操作與數(shù)據(jù)處理。第4階段抽查1～2個小組進行匯報。在整個教學(xué)過程中充分調(diào)動了學(xué)生的腦、眼、耳、手各個器官。上課前，教師給每位學(xué)生下發(fā)提前制作好的學(xué)習(xí)過程工作頁，讓學(xué)生明了每個階段要做的事情，并認真填寫工作頁，也方便教師檢查每位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。

評價策略就是如何對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果進行評價，評價是課堂教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，也是重要環(huán)節(jié)，一個科學(xué)、合理、公平的評價策略能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，直接影響教學(xué)程序的執(zhí)行情況。比如把課堂回答問題、完成任務(wù)的先后順序、成果展示等都賦予一定的分值，讓“掙分”成為教學(xué)過程有效執(zhí)行的動力。

3.4課程考核方式多元化

筆者采用平時表現(xiàn)（遵守紀律、完成作業(yè)、課堂作答等，占30%）+實驗操作與數(shù)據(jù)處理（占30%）+期末考試（占40%）的綜合考核方式，對于平時表現(xiàn)和實驗操作與數(shù)據(jù)處理取得相應(yīng)分值比例95%以上的學(xué)生采取免考的方式。通過這種考核方式既能全面檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果，又能最大程度上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)參與性，讓其重視學(xué)習(xí)的過程，這與教學(xué)設(shè)計的過程化是相呼應(yīng)的。

4.角色轉(zhuǎn)換

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師的角色和學(xué)生的角色是固定的，教師是講授者，學(xué)生是接受者。《流體力學(xué)》教學(xué)改革必須率先改革這種陳舊的思想意識，教師的角色應(yīng)隨著教學(xué)設(shè)計而不斷變換，可能是講授者，也可能是主持者或輔導(dǎo)者或評價者。而學(xué)生的角色也在不斷轉(zhuǎn)換，可能是實驗操作者，也可能是數(shù)據(jù)記錄者或團隊代言者或評價者。

教師角色的轉(zhuǎn)換改變教師的傳統(tǒng)形象，有利于融入學(xué)生，增進師生感情交流，提高教學(xué)效果。學(xué)生角色轉(zhuǎn)換改變死板學(xué)習(xí)氣氛，有利于增加學(xué)習(xí)趣味性，培養(yǎng)學(xué)生團隊意識，提高溝通交流、語言表達能力。

5.結(jié)語

總之，《流體力學(xué)》作為高職建筑類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，由于其自身特點和當(dāng)前高職學(xué)生特點，必須不斷進行教學(xué)改革，通過教學(xué)手段、理實結(jié)合、教學(xué)設(shè)計、考核方式等全過程優(yōu)化，探索適合該課程的教學(xué)方法。教學(xué)改革必須以學(xué)生為主體，以增強教學(xué)效果為根本目的，培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用、創(chuàng)新、團隊合作等綜合能力。

參考文獻：

[1]白樺.流體力學(xué)泵與風(fēng)機.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005

[2]蘇新兵等. “應(yīng)用流體力學(xué)”課程教學(xué)改革情況和幾點體會.中國電力教育，2011（19）

[3]李欣.流體力學(xué)課程教學(xué)改革探討.沈陽教育學(xué)院學(xué)報，2011（04）

[4]陳霞.流體力學(xué)教學(xué)方法的探討和研究.科技文匯，2011（09）上旬刊

[5]鄧澤民等.職業(yè)教育教學(xué)設(shè)計.北京：中國鐵道出版社，2011

[6]（美國）威廉·威倫等.有效教學(xué)決策.北京：教育科學(xué)出版社，2009

作者簡介：

秦紀偉（1984-），男，河南周口人，北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士研究生學(xué)歷。研究方向：建筑給水排水工程。

鄒艷（1981-），女，山東淄博人，北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士研究生學(xué)歷。研究方向：供熱、供燃氣、通風(fēng)及空調(diào)工程。

王春麗（1986-），女，北京人，北京建筑大學(xué)碩士研究生。研究方向：建筑給水排水工程。