創業創新背景下流體力學課程的教學改革

伍儒康 艾超 李曉暉 陳立娟 高偉

摘要：針對創業創新人才培養背景，分析流體力學課程在教學過程中存在的問題，探索流體力學課程在教學內容、教學方式以及教學手段方面的改革。嘗試將設計型工程實際案例融入課堂，使學生了解如何運用課程知識解決工程問題。采用面向市場的項目式教學方式，在講述課程知識的同時強調市場的要求。此外，將Matlab和Fluent等科學計算軟件和計算流體力學軟件等輔助教學手段融入課堂，增強課程在工程實際中的實用性。

關鍵詞：流體力學;教學改革;創新;創業;人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）22-0187-02

2015年6月11日，國務院印發了《關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》指出：“健全創業人才培養與流動機制。把創業精神培育和創業素質教育納入國民教育體系，實現全社會創業教育和培訓制度化、體系化”。高校教育是人才培養的一個重要方式，創業教育是推進創新型人才實現知識經濟轉化的重要途徑[1]。將創新創業教育嵌入專業教育，可進一步提高學生的綜合素質及競爭力[2]。

開展創新創業教育，應當將創業實踐所需的理論知識融入課堂教學之中，強調創業教育重在培養學生創業知識與能力。專業課教學是開展創新創業的基礎和前提，創新創業課是專業課教學的深化和引領。

在創新創業背景下的高校人才培養方案中，課程體系設計、課程目標、教學大綱等都應該與時俱進，與創新創業的主題相結合。結合創新創業的人才培養目標，工程流體力學課程開展了教學內容、教學方法等方面的改革。

一、教學內容的優化改革

傳統的大學教育一般按專業來培養人才，培養的目標是專業領域內的專業人才。課程內容一般針對專業領域的某些問題。在創新創業背景下，學生具有強大的動機通過創新創業來實現個人價值。學生往往在更廣闊的視野上審視各個課程對自身的指導意義和成長價值。當課程內容與自身追求的價值目標不一致時，學生往往缺乏學習動力。因此，將課程內容與學生的個人價值目標有機結合起來，對于提高學生的學習積極性和課堂參與度具有非常重要的作用。

實現課程內容與學生個人價值目標的有機結合，可以分為三部分工作內容：①學生個人價值目標的調查;②課程內容的確定;③尋找課程內容與學生個人價值目標有機結合的工程應用。這三部分的工作內容可以按照以下方法來進行。

1.學生價值目標的調查可以按照工作行業的分類方法來確定。概括而言，人的價值目標都是通過自身的努力，在為社會創造價值的同時實現個人價值。但每個人實現價值的方式是不一樣的，不同的人希望在不同行業中實現個人的價值。按照實現個人價值的行業來劃分，學生的價值目標可以分為尖端科技;重大工程;文化娛樂;運動。學生的價值目標并不需要與學生的首要價值目標完全一致。確定學生價值目標的目的是使價值目標的圈定范圍能夠盡量覆蓋所有學生，保證所有學生都有興趣參與到案例分析中。

2.課程內容一般由專業的人才培養方案基本確定，教師一般圍繞知識點適當組織教學內容和材料。關于流體力學在工程中的運用，教材一般集中在緒論部分講述。在課程的講述過程中，關于課程知識在工程實際中的應用，教材中的習題一般比較具有針對性，問題經過許多簡化，學生難以與真實的問題聯系起來。因此，在教學材料方面，應當圍繞各個知識點增加工程應用方面的材料。豐富的應用案例一方面有利于學生深入理解各個知識點，另一方面可以拓寬學生的視野，為大學生創新創業提供一定的靈感。

3.工程應用教學材料的選擇是整個創新創業型教學改革的核心內容。工程應用教學材料既要符合學生的價值追求，又要與課堂知識相關聯，對教師的整體素質提出了較高的要求。一般來說，設計型的案例比分析型的案例更能引起學生的學習興趣，因為設計型案例強調了人通過為社會創造價值來實現個人價值的價值觀念，符合創新創業人才的培養目標。

為了能同時符合上述三個條件，教師可于工程流體力學教授過程中加入四軸無人飛機設計、水庫大壩的設計、水切割機設計、超音速飛機外形設計、低阻力汽車外形設計、滑翔機翼設計等案例。一方面，這些案例能夠覆蓋較多學生的價值目標;另一方面，這些案例與課程內容比較合適。

二、教學方式的改革

在工程應用案例的教學方式方面，采用面向市場的項目式教學方式。與理論知識課程內容不同，工程設計案例的一大特點是設計方案的多樣性和靈活性。在設計過程中，學生可以充分發揮自主創新能力來選擇設計方案。傳統的項目式教學比較強調設計產品的實用性，與專業知識結合密切。但在創新創業背景下，設計的產品不僅要考慮實用性，還要考慮產品外觀是否符合美學設計、是否符合人體工程學設計、是否容易操作等。教師應該對學生的設計思路從市場、技術、生產等方面給出綜合的分析、指導、評價。對于與本課程相關的設計計算部分內容，教師應當嚴謹對待，明確課程知識理論在設計應用中有指導意義的部分和不足之處。

在實際操作中，教師應當將工程應用貫穿于整個課程學習過程，讓學生帶著問題進行學習。在課程開始的第一節課，就把所有可選的題目提供給學生選擇，并讓學生自由組成小組選擇其中一個課題。在提出不同案例的同時，還要明確告訴學生解決不同案例需要使用的知識點是哪些及其在課本的哪個章節。這樣有利于學生在學習的過程中帶著問題去學習，提高學習的興趣。

三、教學手段的改革

在教學手段方面，應當在傳統板書和多媒體教學的基礎上，適當在課堂教學中加入Matlab、Fluent等科學計算軟件和計算流體力學軟件的輔助教學手段。流體力學這門課程的特點是公式多、推導復雜、理論性強。由于流體力學理論復雜，實際工程應用一般很少直接使用流體力學的理論，更多的是使用其中比較具有概括性的結論。這一特點也導致學生認為這一課程實用性不強，學習興趣不高。Matlab和Fluent等科學計算軟件和計算流體力學軟件是流體力學理論解決工程實踐問題的一個重要手段。在課堂上展示這些流體力學的較新研究成果，有助于提高學生的學習興趣。但必須注意的是，Matlab和Fluent等科學計算軟件和計算流體力學軟件只應該作為輔助手段使用，不能過多依賴，否則容易導致學生過于注重軟件而忽略對理論的學習。

四、結論

以創新創業人才的培養目標為前提，對流體力學進行了教學內容、教學方式及教學手段改革。在教學內容方面，在講授理論知識的基礎上，引入工程實際設計型案例，使學生了解如何將課程知識運用于工程實際當中，拓寬學生的視野，為大學生創新創業提供一定的靈感。在教學方式方面，將面向市場的項目式教學融入課堂，在講述專業知識的同時強調市場的多方面要求。在教學手段方面，增加Matlab和Fluent等科學計算軟件和計算流體力學軟件等輔助教學手段，增強課程在實際操作中的實用性。

參考文獻：

[1]刁衍斌，于璽.新工科體驗式創業教育系統模式的構建[J].系統科學學報，2019，（04）：77-80.

[2]金洪國.創新創業教育嵌入專業教育的模式與路徑分析[J].現代商貿工業，2019，40（23）：72-73.

Teaching Reform of the Course in Fluid Mechanics under the Background

of Entrepreneurship and Innovation

WU Ru-kang1， AI Chao1， 2， LI Xiao-hui1， CHEN Li-juan1， Gao Wei1

（1. School of Mechanical Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167， China;

2. School of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： In view of the background of training innovative entrepreneurs， this paper analyses the problems existing in the course of Fluid Mechanics， and explores the reform of the teaching content， teaching methods and teaching means. It tries integrating the practical design-oriented engineering case into the class to enable students to understand how to use knowledge to solve engineering problems. The market-oriented project-based teaching method is adopted to emphasize market requirements during the knowledge teaching. In addition， scientific computing software and computational fluid dynamics software， such as Matlab and Fluent are integrated into the class to enhance the practicability of the course in engineering practice.

Key words： Fluid Mechanics; teaching reform; innovation; entrepreneurship; talent cultivation

收稿日期：2019-09-18

基金項目：南京工程學院高層次引進人才科研啟動基金（2016，南京工程學院，YKJ201603;2019，南京工程學院，YKJ201944）

作者簡介：伍儒康（1989-），男（漢族），廣東清遠人，博士，講師，研究方向：流體機械和波浪能的利用;艾超（1982-），男（漢族），河北唐山人，博士，副教授，研究方向：流體傳動及控制。