融合理論教學和實驗教學的教學方法改革與實踐

關多嬌 李廷玉 宋樂忠 張哲

【摘要】本文以《工程流體力學》課程作為教學方法改革課程，闡述融合理論教學和實驗教學的教學方法實際應用的情況。實踐表明這些教學方法的運用有助于提高學生學習的主動性和實效性，激發教師對教學方式方法的研究。

【關鍵詞】情景/探究型 ?CDIO ?案例學習-專題研討

【基金項目】2013年學院大學生創新實驗項目。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0223-01

前言

我國高等教育多年來一直在探討“誰應該是教學主體”這一問題，很多教師即使感到應該“以學生為主”，也苦于合班教學人數多，教學內容重等情況，組織正常的教學活動還要擔心時間問題。而實驗教學中，由于實驗教學屬于理論教學，是理論教學的輔助性教學，以驗證性和演示性內容為主，實驗設備陳舊、臺套數較少，學生缺乏興趣，實驗報告抄襲問題屢禁不止。

一、人才培養目標與教學方法改革

沈陽工程學院能源與動力專業在近年來的人才培養模式改革中多次強調“無論是專業改革、還是課程改革都要緊密圍繞人才培養目標這一中心來開展”。既然我們要培養工程應用型的人才，那么教學方法就要改革，要充分體現“以學生為主體”的教育理念。為此，我們以《工程流體力學》課程作為改革課程，在教學方法上做了一些嘗試，效果良好。

二、教學方法的改革與實踐

（一）課堂講授型教學內容采用情景/探究型教學方法

情景/探究型教學的教學方法是以問題的發現、解決、應用為主線;以實驗、模型或電教為手段;以強能、創新、發展為目的，教師“導”，學生“動”，在探究問題中學習，在學習過程中創新。比如在講授流體繞物體流動的內容時：①提出所有球類運動的旋轉運動、飛機是怎樣起飛的、鯊魚皮泳衣如何減少阻力等問題;②學生很容易進入討論模式，然后形成幾種比較一致的看法;③這些看法是否正確呢，讓學生分組在課下做一些試驗去自我驗證;④在揭曉最后的原理時，把學生帶入實驗室，讓學生動手觀察繞流翼型這一典型的流體繞物體流動案例產生升力以及失速過程。 ⑤對問題的原理再次做闡述，對學生的完成情況進行簡要評價。“把情境引入到教學中來”，經過這個學習過程，學生會因解決教育問題情境而探索其中的知識原理，因此，引入情景/探究型教學方法一定會激發學生學習的興趣，提高學生研究和創新的能力。

（二）課堂拓展型教學內容采用CDIO項目教學方法

CDIO工程教育方法主要是針對綜合設計訓練的題目，通過課程教學的實踐環節實現“立體化”教學模式。CDIO項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，有針對性地采取任務驅動、項目導向、課堂教學與操作實習的一體化等行為導向的教學方法。

比如學到層流紊流的能量方程和相關阻力損失后，提出設計題目“工程流體力學綜合實驗臺的設計與測試”。整個設計題目的實施過程是：①布置任務，說明綜合實驗臺需要實現的功能;②各組學生在實驗室實際考察后，經討論研究提交實驗臺的設計圖及實驗步驟說明;③選擇優秀的設計作品和操作團隊完成實驗臺的搭建工作;④由其他小組對實驗臺功能進行測試;⑤完成后進行評審及合格驗收。此項目后來被推薦成為2013年學院大學生創新實驗項目，被評為優秀項目。圖是學生完成后的“工程流體力學綜合實驗臺”的主視圖，利用該實驗臺也可以完成“流體動力粘度的測試”，一舉多得。該綜合實驗臺可同時完成以往常規的實驗，如伯努利方程實驗、雷諾實驗、沿程、局部阻力損失實驗。

綜合性試驗系統

（三）應用型教學內容采用案例學習-專題研討的教學方法

案例學習-專題研討的教學方法指教師使用案例，以團體和小組討論、角色扮演、撰寫案例分析報告等多種方式增進成員之間的交流。這種方法的應用需要選擇一些應用性很強的知識內容。比如，講等角速度旋轉容器中相對靜止流體的知識點，有鍋爐汽包的旋風分離器，煤粉的粗粉分離器等;關于影響繞流阻力大小的因素分析部分，可以討論運輸車輛外形的變化歷史;關于卡門渦街問題，提出美國 Tacoma Narrow 橋梁事故等問題作為討論內容等等。

結語

（一）教學形式因教學方法而定，教學方法服務于教學內容，適合于不同教學形式的內容應采用不同的教學方法，這要求教師對課程內容要認真梳理，找出理論和實驗密切相關的知識點，在實施教學之前做好課堂教學設計環節才行。

（二）如果實驗設備允許，原有的從屬于課程的實驗應該獨立設課，這樣更有助于學生動手能力、分析問題能力的提高。若是暫不具備，通過教師在課堂上提出具有應用性，或是具有可研究性的問題，讓學生經過討論、分析、設計、實際操作等環節的訓練，也可以達到相同的培養效果，只是要找到合適的、能融合理論教學和實驗教學的教學方法，才能事半功倍。

參考文獻：

[1]梁延鵬，曾鴻鵠，李艷紅.基于實踐能力培養的流體力學實驗教學改革[J].當代教育理論與實踐，2012，4（11）：155-157.

[2]孫成通.國際創新課程教學模式的研討[J].臨沂師范學院學報，2009，5（31）：36-39.

作者簡介：

關多嬌（1978-），女，遼寧沈陽人，副教授，碩士。研究方向：課程建設，教學方法改革。