TBL模式在“流體力學數值計算”課程中的應用

徐天宇 于奎 王正君

摘 ? ?要：為了提高研究生課程與課題的緊密度，促進研究生與教師的交流和溝通，文章以黑龍江大學“流體力學數值計算”課程為例，基于TBL教學模式分析該模式在研究生課堂教學上的應用效果，并討論其適用性。

關鍵詞：TBL模式;流體力學數值計算;研究生教學;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2022）03-0069-02

課堂教學是研究生教育的重要組成部分，一般以學分制形式進行考核，科學合理的研究生課程設置及教學模式對改善研究生教育水平十分必要。研究生教育的主要內容是科研課題的探索與研究，這一特點決定了自主學習將成為研究生學習的主旋律。一般而言，負責研究生教育教學的學院多從專業基礎知識教育角度安排研究生課程學習，如何增加研究生課題與教學課程緊密度是現如今研究生教學所面臨的主要問題。在這種情況下，應當尋找一種新的課堂教學方式，以加強研究生基礎知識、基本技能的培養，以及在課題研究過程中交流合作的能力，通過一種互動啟發式教學模式提高教學質量。

研究生課程培養主要強調知識的系統性和應用性，對問題的分析、研究、解決能力重視不夠。主要體現在兩個方面：一方面是研究生導師只關注研究生科研課題進展情況，不重視所學習的教學課程;另一方面，研究生不能正確對待自己學習的課程，認為一些課程與自身科研課題不相關而松懈[1]。

隨著社會的不斷進步，對研究生的要求也越來越高，不僅要有深厚的知識涵養和獨立思考能力，更要有團隊協作精神和解決問題的能力，研究生教育須更加注重培養學生主動研究解決問題能力與團隊協作能力[2]。目前，研究生課程需要在教學內容與方法等方面進行改革以提高教學質量。TBL（Team-Based Learning）教學模式相對以往教學形式來說是一種巨大的進步，該模式更加重視學生解決實際問題和分析、溝通等綜合能力的培養，是一種交互式、引導式的教學模式。為了提高研究生各方面能力，增強研究生教學的課堂質量，本文以“流體力學數值計算”教學為例，采用TBL教學模式，分析其在“流體力學數值計算”教學上的應用效果，討論其在研究生教學上的適用性和具體的實踐方式。

一、TBL教學模式特點

TBL教學模式主要是課程教師提出問題，學生以團隊的形式進行探究，激發學生的創造性和團隊協作能力之后進行成果匯報并提出最優解決方案[3]。研究生經過本科學習階段已具備一定的自學能力，其缺乏的是如何同他人協作更好地解決問題，TBL教學模式的提出使教師和學生能進行更好的互動。

計算流體力學數值模擬在實際工程中應用廣泛，通過應用3D建模軟件模擬流體區域幾何特性，使用Fluent、Comsol等軟件進行實際工程的數值計算，從而找到工程中流體動力學問題的解決方法。“流體力學數值計算”課程的教學目標是讓研究生了解數值模擬計算在工程上的應用范圍，掌握數學建模的基礎知識及相關應用，培養研究生獨立模擬計算完成相關課題的能力。TBL模式可以充分發揮優勢，使學生充分應用流體力學數值模擬解決實際問題，完成知識學習與實踐的結合。

教學過程中教師讓學生組建高效團隊，團隊人數一般為3～4人（根據課程人數也可相應調整），團隊成員配置可以做到優勢互補，團隊成員要有共同興趣愛好，相互信任，并選擇具有高度責任心和善于溝通協調的成員作為團隊負責人[4]。教師布置流體力學數值計算與工程實際應用相關的課題，以“流體力學數值計算”中的實際工程問題為導向，使學生完成從流體域建模到數值模擬分析的全過程，激發研究生團隊協作的熱情和創造力，讓團隊通過課程的學習利用現有知識和方法解決課題問題。最后對團隊報告進行評價，其中包括團隊互評和教師評價兩部分，團隊互評可以提高團隊凝聚力和競爭意識，教師評價可以更好地梳理和總結知識，增加團隊信心。

二、TBL應用效果分析

學生從教師布置的一個驅動性問題開始，分組展開學習討論，合理有效地對資料進行收集并歸納整合，形成問題的解決方案。本研究針對TBL在“流體力學數值計算”課程教學上的應用效果進行分析，結果表明：TBL模式可顯著提升研究生對“流體力學數值計算”課程理論知識的掌握程度，在整個團隊學習過程中，學生對“流體力學數值計算”課程的基本理論有了全面的理解，通過大量查閱相關資料，對“流體力學數值計算”解決實際問題提出了自己的見解。

“流體力學數值計算”是一門專業性很強的課程，運用專業課程解決實際工程問題具有很強的可操作性，同時又存在理論難度大、學生接受困難的挑戰。在教學過程中使用TBL教學模式，能夠充分發揮課程專業性與系統性的優勢，調動學生的熱情，解決學生接受困難的難題，每個學生團隊都能充分發揮主觀能動性，全面學習理論知識和應用技能。在課上教學方面，教師要以學生為中心，集中講解重點、考點知識，針對提出的問題進行組內討論，通過課程的學習進行建模分析，從而得出相應滿意的答案。以學習小組為單位進行專業知識、專業問題的討論，團結協作;組內思考討論后，對于重點問題可以及時與教師溝通，教師和學生思想碰撞、知識傳遞，使得學生的學習態度發生由“被動”到“主動”的轉變。在課下反饋方面，教師按照重點發布教學任務，讓學生在課后深入學習流體力學數值計算，鞏固所學知識，增強動手操作能力。組長是師生溝通的橋梁，應及時向教師反映學習過程中發現的問題，起到推動小組學習朝著有助于效率提高的方向進行的作用。

通過理論與實際相結合，學生思考的積極性與思考的深度也得到了提高和鍛煉。與傳統教學方法相比，該教學模式通過合理分配興趣小組，培養了學生團隊合作與互動交流的能力，并使學生學會了掌握和解決問題的能力。

三、討論與結論

相對于本科生教育來說，研究生教學有自己的特點。研究生教學應當以培養研究生的科研能力為核心，結合學生的研究方向，針對學生特點，合理調整教學重點、考評方式，充分發揮研究生學習的主動性。與傳統灌輸式的教學模式相比較，TBL教學模式具體優勢主要集中在三個方面：（1）增強學習的目的性和積極性。

學生從教師布置的一個驅動性問題開始，分組展開學習討論，使得學生學習的趣味性和主動性更強，可主動參與到學習中，目標更加明確。（2）提高效率，加深理解。在課堂教學中，學生可充分合作，提高學習效率，使學生深刻理解所學知識，驗證并鞏固專業知識。（3）培養專業思維，提高專業能力。TBL教學法的應用，能讓學生掌握本課程的基礎知識，使學生能夠運用專業工具解決實際工程問題，達到專業培養要求。同時該方法也存在一定的局限性，具體表現在三個方面：（1）對學生要求更高。在TBL教學中，重點從一個驅動性問題入手開展教學內容，學生應當重視專業知識的邏輯性和系統性，及時進行相關訓練，否則難以達到學習目標。（2）教師教學投入更多。在課堂教學前教師需要更加全面地備課，要有更加豐富的教學經驗，以應對各種課堂情況，要提出既典型又新穎的問題，同時根據學生的交流學習狀態采取相應對策，掌握課堂節奏，及時引導學生的討論方向等。（3）需要合理的教學評估系統。在課堂上，既要考察學生對知識的掌握程度，還要評價學生的課堂表現和在團隊中的貢獻程度，從不同方面全面、客觀、合理地評價每一個學生，從而建立與TBL教學模式相匹配的評估系統。對知識系統的梳理和歸納以及對學生課堂表現的反饋，是教師在課堂上的重要工作。

在該模式下，課堂質量以及教師的互動性明顯改善，研究生得以深刻掌握專業知識，了解本學科的先進性和實用性。同時在該教學模式下，學生思維不受限制且主動性和積極性增強，能夠有效地搜集與流體力學相關的資料和理論知識，打破了傳統學科界限，加深了不同學科之間的聯系與理解，實現了研究生教學提高學生科研能力的目標。然而，TBL教學模式還需進行多學科融合教學模式，最大程度地發揮多學科互補優勢;應根據授課內容的難易程度靈活地選擇教學方法;應配備合理的教學評估系統，建立與TBL教學模式成套的評估系統。因此，教學過程同時滿足上述要求是采用TBL教學模式的前提。

TBL教學模式成為師生比較認可的課堂教學方式。TBL教學模式使以往的授課形式發生變換，也改變了學生的學習方式，對教師教學水平的提高和學生綜合能力的培養都有非常重要的積極意義。從TBL模式在課堂教學中的實踐效果看，TBL模式相比傳統的教學模式可充分提升學生的學習質量，進一步提高研究生科研能力，因而在研究生教學過程中具有較高的應用價值。

參考文獻：

[1]張秀芬，朱明新，蔚剛，等.研究生教學模式現狀分析與策略? ? 研究[J].教育現代化，2017（40）.

[2]劉洋，劉耀陽，鄭勇軍，等.翻轉課堂聯合TBL教學法在外? ? 科手術學基礎教學中的應用[J].中國繼續醫學教育，2020（27）.

[3]黎慧玲，梁培迅，楊園園，等.PBL結合TBL教學法在局部? ? 解剖學實驗教學中的應用[J].科技風，2021（10）.

[4]李華秀.TBL教學模式在形勢與政策課程中的運用[J].亞? ? 太教育，2016（31）.

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