新工科背景下伯努利方程的教學改革

郭得鋒

摘 要：伯努利方程是許多工科專業的專業基礎課《流體力學》當中的一個重要知識點。針對我校培養高級應用型專業人才的目標，結合當前的工科背景，分析當前實際教學中存在的普遍問題，以啟發式教育為宗旨，從調整教學內容、改革教學方法、創新評價機制三方面入手，對伯努利方程的教學進行了改革。

關鍵詞：伯努利方程；應用型；啟發式教育；教學改革

一、教學定位

目前，有些應用型高校為了省事兒就簡單的模仿名校，在教學過程中走研究性院校之路：重理論輕應用。這樣問題就出現了：師資力量不夠、生源質量偏低、畢業生能力與社會需求不匹配。其實，高等教育也要拉開檔次，應用型本科教育，就是大眾化高等教育，對促進我國的經濟發展起到了無可替代的重要作用。

實際教學中，工科課程中的伯努利方程教學，簡化推導重視應用。然后采用啟發式教育的思路，展開教學。

二、課堂教學中的出現的弊病

（一）“填鴨式”授課

伯努利方程隸屬于流體力學，其課程特點是抽象、枯燥、難懂，用到的數學知識較多，例如：公式的推導。向來是“教師難講、學生難懂”。再加上教師采用多媒體技術將大量的圖片、動畫甚至影像資料用于課堂教學，使得灌輸量更大。沒有實踐體系支撐的純理論、大容量的教學使學生干脆放棄學習。

（二）信息技術的錯誤利用

現在，網絡信息發達，資源共享。老師足不出戶，就能下載其他院校（尤其是名校）的課件等教學資料，這本來是信息社會的進步，但有些老師不加修改的照搬應用。這樣就違背了教學的一個原則：因材施教。造成外來課件“水土不服”的尷尬局面。

教學設施得到改善，多媒體使用已經普及。它能容納的信息量非常大，多媒體本應該是個輔助的教學設備，顯式內容要提綱挈領，讓文字難以描述的東西形象化、直觀化。而有些老師上課不僅依靠它，而且還往里面加入很多內容，包括圖片、動畫。如此繁多的信息，讓學生來不及學習，索性放棄聽課，課堂效果適得其反。

（三）課堂上，理論與實際聯系不足

伯努利方程是能量守恒方程在一定條件下對流體的表現形式。是流體力學課的重點章節。伯努利方程教學必須理論聯系實際。該課程由于多由力學專業教師授課，老師的授課內容與本專業的工程實際結合較少，致使學生不知為何而學， 也不知如何應用，導致學生學習積極性低，學習效率低。

三、伯努利方程的教學改革

（一）案例引入，調動學生的學習興趣

最好的教學方法是“案例分析法”。一上課，我就以“香蕉”球為案例，分析其原理，引入伯努利方程。學生的注意力主要集中在課堂四十五分鐘的兩端，我在上課的第一個興趣點來臨時講述了大家喜聞樂見又富知識的“香蕉”球現象，這一現象就是伯努利方程的實際應用。這叫良好開端。既沒有埋葬學生的學習興趣，又自然而然的引入正題，干脆利落的拋出本節課重點：伯努利方程。

（二）緊扣培養目標，簡化理論推導，應用為主

傳統的理論推導，是從輸運公式開始，逐漸引入一個個定值條件，使方程簡化、具體化，得出伯努利總流方程式。這個過程應用了大量數學、物理、流體力學基礎知識。在推導公式前，我帶學生回顧高中物理所學的能量守恒定律，從固體的機械能守恒定律擴展到流體的總能量守恒。了解物理意義了，推導伯努利方程時，只需要給出輸運公式和定值條件，推導過程就可以一筆帶過。把重點放在方程的物理意義和應用上。

（三）結合專業課，理論聯系實際

從伯努利方程出發，解釋太極拳大師楊露禪鳥不飛的武林絕技，進而引入翼型葉片的升力問題、汽輪機葉片的設計原理正是來源于此！這樣，聯系到了能動專業的專業課，既理論聯系實際、拓寬了知識面，有增加了興趣、為專業課的學習打下了良好的基礎。實現了趣味與知識的完美結合。

同時，重視實踐教學的每一個環節，既要讓學生認識實物，又要動手操作。老師給學生創造條件，例如，找電廠認識實習；也刺激學生主動參加實踐。

（四）老師指明方向，啟發學生主動學習

快下課時，也是學生注意力集中的黃金時間。我言簡意賅的總結本節課的重點內容，留個思考題：結合我們的專業課汽輪機原理來解釋：為什么凝汽器的壓力比末級葉片的排氣壓力高，而乏汽仍然能排到凝汽器？

這樣既鞏固了課堂知識，又向專業課邁進了一步。使學生學習的方向性更明確了。

四、總結與展望

1、伯努利方程對高等數學要求高、需要有物理基礎，理論性、實踐性都強，既難學又難教。還是流體力學的重點章節，因此必須教好，老師要在教學上下功夫。

2、隨著時代的發展，在教學改革上要不斷的探索，創新。

3、教學改革的重點是培養興趣、啟發教育。

4、如果有條件，希望國家能幫助解決工科學生廠礦實習問題。

參考文獻：

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