如何提高工程類基礎專業課的教學效果

趙建華　田學斐

【摘要】《工程流體力學》理論性強，內容晦澀，學習效果不明顯，因此本文以90后學生興趣為切入點，以工程應用為依托，以學生半自主學習為目的，探討了多課程、多領域橫向跨越案例式教學模式。該模式能夠很快使學生們理解教學內容，消除 “書本無用論”錯誤意識，改善學習積極性，激發學生積極自主學習的意識，培養學生多學科、立體學習能力。

【關鍵詞】工程流體力學 多課程 多領域 橫向跨越式 立體學習能力

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）04-0125-02

前言

《工程流體力學》是液壓專業本科教學的一門基礎專業課，對其他課程的學習具有重要指導作用。

學生學習時，消極對待、被動學習，積極主動性較低，出現大量逃課、開小差現象[1]，不僅自己的專業知識沒有學習扎實，而且會引起連帶效應，降低其他同學的學習積極性，同時更會影響授課教師的授課積極性[2]，給《工程流體力學》課程的教學工作造成較大的困難。

1.教學現狀

《工程流體力學》理論化強，學生學習困難，教師講授難度大，效果不理想，主要如下：

1.1 學生出現兩級分化

（1）好學生基礎扎實，很快理解課程內容，學習動力足，效果明顯。

（2）其他學生基礎差，不能很好與《工程流體力學》銜接，出現課堂睡覺，玩手機及逃課情況[3]。

1.2 液壓技術發展迅猛

液壓技術發展突飛猛進，專業畢業生面臨較多新知識，壓力大，需要較高的融貫變通能力。

1.3 授課模式單一，講義老舊

教材、講義老，與工程實際嚴重脫節；授課采用滿堂灌方式，學生學習積極性較差[4]，效果大打折扣。

1.4 課時逐漸縮短

學生所需要學習的知識多，但是時間有限，大部分高校壓縮《工程流體力學》授課學時，使得授課難度增加，效果大打折扣。

2.橫向跨越案例模式實施步驟

為了提高《工程流體力學》講授效果，采取了“以學生興趣為切入點，工程實踐為依托，半自主學習為目標的橫向跨越案例式教學模式”，取得非常良好的效果。

2.1 知識要點

以Bernoulli方程為例，講述橫向跨越案例式教學模式的具體實施方案。

2.1.1 Bernoulli方程

（1）

2.1.2 物理意義

表征流場中兩點間的機械能守恒（位置水頭+壓力水頭+動能水頭=常數）關系。

2.1.3 運用場合

各點間壓力與速度間的關系。

2.2 教學步驟

2.2.1 放映大型紀錄片

放映紀錄片“駝峰航線”，引起學生們的注意力，用飛行員英勇膽識感染學生，進行愛國主義教育；

2.2.2 歷史背景

太平洋戰爭爆發后，中國抗日戰爭進入了相持階段，中國經海路和陸路獲取戰爭物資的生命線—滇緬公路別切斷，被迫在印度阿薩姆邦和中國昆明間開辟駝峰航線。

2.2.3 討論總結失事原因

學生討論飛機的失事原因，教師進行評價總結。

（1）主力機型：主力機型—C46型戰斗機（如圖1所示）笨重難看，毛病百出。

（2）機型缺陷：油箱接頭密封太差；去霧器工作異常；進氣管結冰；油管堵塞；發動機失效；油管斷裂。

（3）氣候條件：天氣惡劣，能見度幾乎是零；上升、下降氣流；強勁的季節風多變。

圖1 C46戰斗機

2.2.4 講解飛機升空原理

結合Bernoulli方程，講解飛機前進動力，垂直升力產生機理。

（1）前進動力：二戰期間以單翼螺旋槳飛機為主，飛行時螺旋槳旋轉，向后壓迫空氣，空氣施加給螺旋槳一個反向的作用力，帶動飛機最終向前分型，如圖2所示。

圖2 飛機螺旋槳

（2）垂直升力：飛機機翼斷面如圖3所示，上部為凸面，下部為平面。飛行時，空氣分別從飛機固定翼上、下兩面流過。

圖2 飛機的機翼形狀

假設飛機機體固定，空氣以相反方向等速運動，如圖3所示。

圖3 機翼的流速、壓力

選取飛機固定翼某一表面垂直兩點作為參考點，建立Bernoulli方程，如式（1）所示。假設兩點動能修正系數基本為1。

空氣流經上表面時路程長，下表面路程短，而時間一致，則機翼上表面空氣流速v1大于下表面空氣流速v2。

飛機的飛行高度為幾千米甚至更高，參考點1、2的高度差基本可以忽略，位置水頭z1、z2相等。

參考點1、2的機械能損失相等，則Bernoulli方程簡化為：

（2）

v1>v2，則p1

3.橫向跨越案例式教學模式特點

（1）以學生的興趣為導向 將教學知識與學生興趣聯系起來，以激發學習的主觀能動性[5]。

（2）以具體的工程實踐為依托 消除“書本無用論”的錯誤意識，學習欲望增強，狀態大大提高。

（3）以培養半自主學習為理念 積極引導學生，發揮學生的主觀能動性，學習狀態及效果大大提升。

參考文獻：

[1] 強蕊. 基于CDIO教育理念的大學物理實驗教學與考試模式[J]. 西安科技大學：高校研究， 2014， （1）： 63-64， 67.

[2] 王蔭， 施艷艷. 電氣信息類專業的工程教育模式探索[J]. 求知導刊， 2014， （8）： 43-44.

[3] 李琳. 地方高校應用本科教育的轉型探索：CDIO的視角[J]. 高等農業教育， 2014， （8）： 51-53.

[4] 姚年春， 唐義鋒. 基于CDIO的PLC課程教學改革研究[J]. 信息通訊，2014， （6）：267-268.

[5] 候振杰， 王暉， 林逸峰. 工程教育理念下的高級程序設計類課程的改革與探索[J]. 信息通訊，2014， （6）：268-269.