高等學校汽車流體力學與液壓傳動技術課程建設探索

張智明 張娟楠 朱暉 王毅剛 章桐

摘要：流體力學與液壓傳動技術課程是車輛工程本科生的一門重要專業基礎課程，是必不可少的先修課程。文章從課程建設的角度出發提出方法，力爭通過各個教學環節，使學生掌握流體力學與液壓傳動的基本知識（基本概念、原理和研究方法）、有關的計算方法和必要的實驗技能，具備應用流體力學與液壓傳動知識對實際問題進行分析和計算的能力，為后續專業課的學習和將來從事科學研究和專業技術工作打下良好基礎。

關鍵詞：汽車專業;流體力學與液壓傳動;課程建設;方法

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）40-0135-02

一、背景

目前我國汽車產業發展勢頭良好，為車輛工程專業發展提供了廣闊的舞臺，同時也對工程技術人員的基礎能力提出了更高的要求。高校教學成果直接滲透到學生專業課程的學習中，是車輛工程學生基礎能力培養中的重要一環。

流體力學與液壓傳動課程是車輛工程專業本科生的一門重要專業基礎課程，是必不可少的先修課程。本課程的目的就是要通過各個教學環節，使學生掌握流體力學與液壓傳動的基本知識（基本概念、原理和研究方法）、有關的計算方法和必要的實驗技能，具備應用流體力學與液壓傳動知識對實際問題進行分析和計算的能力，為后續專業課的學習和將來從事科學研究和專業技術工作打下良好基礎。

二、課程建設的主要思想

流體力學與液壓傳動是汽車學院一門重要的技術基礎課程，是必不可少的先修課程。但是該課程的傳統教學內容以液壓傳動為主、流體力學為輔，不適宜于車輛工程方向更重視車輛內外流流動、兼顧液壓傳動的特點;同時，筆者總結近年來對車輛工程學生的實際教學體會，認為作為重要的技術基礎課程，要從課程的內容體系、課程結構到授課方式（增加試驗內容）等方面進行多方位改革，實現通過各個教學環節，使學生掌握課程的基本知識（基本概念、原理和研究方法）、有關的計算方法和必要的實驗技能，具備應用知識對實際問題進行分析和計算的能力，為后續專業課的學習和將來從事科學研究和專業技術工作打下良好基礎的教學思想和教學理念。

三、教學方法的創新

在教學方法上，采用實驗引導法將課堂教學與實驗教學結合起來，按照“由感性到理性”的教學改革思路，創新流體力學課程教學與實踐方案，其體系結構分為三個階段：基礎階段為基于雷諾數準則的流態顯示法，使學生形成與流體力學相關的基本物理現象的感性認知，激發學生的學習興趣和熱情;應用階段則基于水槽、水箱、細孔及相關實驗設備，培養學生形成與流體靜力學、流體動力學、理想不可壓縮流體流動、相似原理及量綱分析相關的具體科學及工程問題的屬性辨別及理性解答能力，提高學生的學習能力和專業素養;創新階段為學生依據粘性不可壓縮流體繞物體流動的知識，將前兩個階段的課題進行綜合和創新，基于縮比模型風洞設計一個以縮比模型車為對象的風洞實驗。通過三個階段的教學實踐，由感性認知到問題解決，再到創新研究，使學生最終能夠廓清與流體力學相關的不同物理現象及工程問題的屬性，形成解決方法、規劃研究方案。課程由簡單到復雜、由單一到綜合，經過這三個階段的訓練，能夠較大程度地提升學生的實際問題解決能力、綜合創新能力、科技開發能力。

另外，結合車輛工程專業本科生的自身特點，將液壓傳動技術教學內容與學生專業方向緊密結合，教材編寫中注重工程實踐，灌輸學生工程技術觀點，通過引入不同的汽車液壓零部件及汽車液壓技術工程實例，有力地輔助課堂教學完成車輛工程液壓傳動技術的教學。教學過程中緊密圍繞與汽車液壓傳動技術密切相關的零部件和工程應用實例，重點突出汽車發動機液壓調速、液壓懸架、液壓轉向、液壓制動和自動變速器液壓制動系統，提高學生的學習積極性。將車輛工程專業教學中涉及的汽車理論、汽車構造和汽車設計課程中的液壓傳動技術系統全面地介紹給學生，便于學生歸納和學習，以提高教學效率和教學效果。

四、教學實施過程的把控

在教學實施環節，主要關注以下幾點：

（一）建立新的內容體系

課程內容安排按照以流體力學為主、兼顧液壓傳動的原則，在此基礎上探索新的認識體系。作為基礎課程，要將靜力學、運動學、動力學和相似原理與量綱分析作為重點之一，在課時分配和講授中給予重視，將五個不同類型的流動問題和液壓傳動作為基本理論的基礎應用和工程應用進行講授和學習。

在上述內容體系中，將傳統的由簡到繁的認識規律和教學的模式（如流體力學基礎部分由靜力學到運動學，再到動力學的教學過程），以及從一般到特殊、再到一般的認識規律和教學的模式相結合，加強學生對基本概念、觀點、理論和方法的認識，提高解決和分析問題的能力。

（二）理論方法和實驗的融合

流體力學與液壓傳動課程包括基礎理論和工程應用，內容多，且抽象難懂。增加實驗課時，同時結合實驗過程講解理論方法，簡化教學過程，提高學生的理解能力。

（三）靈活的授課方式

根據課堂教學情況，將啟發式、探究式、討論式、案例式、參與式等教學傳授方式融入教學中。

（四）用多媒體手段講解重點和難點

充分利用多媒體的有效手段，把流體運動顯示出來，讓學生在屏幕上看到“流動”，利用視頻技術把流體的高速運動圖像放慢、定格，讓學生觀察到流場的細節，以加深對流動規律的認識等。這些手段無疑對學生建立正確的物理概念具有重要意義，是傳統教學方法無法做到的。

五、教學效果實現

（一）培養能力

根據這門課的特點，學生能力的培養主要通過下述環節實現：

1.實驗課：通過實驗方案討論、設計、實施、實驗結果獲取、分析、編寫實驗報告等，培養學生的學習能力、動手能力、表達能力、交流能力、溝通能力等。

2.作業：通過獨立完成作業培養學生的學習能力、分析問題和解決問題的能力等。

3.課堂互動：利用啟發式、探究式、討論式、案例式、參與式等教學傳授方式讓學生參與其中，鍛煉其綜合能力。

4.盡可能地參與一些科研活動，培養學生的綜合能力。

（二）人格養成

根據這門課的特點，通過下述環節實現學生人格的培養：

1.實驗課：通過實驗方案討論、設計、實施、實驗結果獲取、分析、編寫實驗報告等，培養學生的刻苦鉆研精神、團隊合作、責任心等。

2.盡可能地參與一些科研活動，培養學生的綜合能力。

（三）網站建設

通過該門課的網站建設，將課程的教學內容和成果放到網頁上，方便學生交流使用，并通過特定窗口開展網上問答環節。此外，還要以動畫的形式將主要課程內容的流體和液壓流動狀態放到網站上，方便學生從抽象到具體地學習。

（四）考核方式及成績評定

將試卷評價和平時的作業、試驗成績、課堂互動情況、科研活動情況等綜合能力和人格養成作為評價參量，并賦以不同的權重，建立多元化評價學生的制度，注重學生知識、能力、人格協調發展的培養，對學生進行綜合評定。

綜上，流體力學與液壓傳動技術課程要以課程建設的主要思想為導入，通過創新的教學方法、嚴格的教學過程把控，注重學生能力的培養，使學生具備應用流體力學與液壓傳動知識對實際問題進行深入分析的能力，為后續專業課的學習和將來從事科學研究和專業技術工作打下良好基礎，最終達到培養社會主義建設者和接班人的目標。