混合课堂模式下的《工程流体力学》课程的教学改革

摘 要：沈阳工程学院以电力行业为背景，以培养高素质应用型工程技术人才为目标，鼓励创新教育教学方法，文章以《工程流体力学》课程作为教学改革的研究对象，采用混合课堂教学模式，将整体的理论知识划分为精短知识点碎片，使不同专业、不同层次的学生可以通用在线学习，注重面授教学与在线教学的互补。从资源库建设、教学内容、教学方法、实践教学及成绩考核等几方面对课程进行了改革，可以解决工程流体力学目前普遍存在的教学内容陈旧，理论知识更新较慢、理论与实际脱节等问题，更好地提高教学效果。

关键词：教学改革 混合教学 教学模式 碎片化 通用性

中图分类号：F240 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）04-250-02

《工程流体力学》课程是能源与动力工程专业的主要专业基础课。该课程是前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带，在学生能力培养和知识体系构建中起着承上启下的作用。教学内容包括流体静力学、流体运动学、流体动力学几个部分。教学目的要求学生正确理解并应用其基本原理去分析和解决工业系统中的实际问题。本文针对本专业人才培养目标提出了与之相适应的立体化交叉式教学模式，针对本门课程理论知识的的抽象性与难理解性，以及知识更新速度较慢的问题，提出了混合教学的教学方法。从教学内容、教学方法、实践教学等几方面对该课程的改革与创新进行了总结和探索。

一、课程教学改革目标

沈阳工程学院，秉承“依托行业、面向市场，工程教育、职业取向，打造品牌、人民满意”的办学理念。定位于以服务地方经济建设，培养高素质工程应用型人才为目标的开放性、应用型本科院校。能源与动力工程专业以行业为背景，培养应用型工程技术人才，实现多层次的工程教育模式，这样的人才培养模式应鼓励创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学。那么课程的教学改革，应当鼓励探索融合教学新模式，因校因专业，结合开放课程、混合教学，线上与线下相结合等手段，提高人才培养质量。在《工程流体力学》课程中提出“交叉式”的教学过程，理论知识在实验室讲解，理论知识在网络教学平台讨论，以及online和face to face相结合等创新的教学手段提高了学生自主学习的能力。又提出“立体化”教学实践方式，将“教、学、做”合为一体，结合“基本技能训练”“综合设计训练”“大学生科技创新竞赛”等方式。两者相辅相成，共同促进教学资源、教学内容和教学手段更好地在教学过程中应用。

二、课程教学改革内容

教学改革内容如下图所示，包含对教学资源建设、教学内容、教学方法、教学过程、教学实践以及成绩考核的改革。

（一）以碎片化实现通用性的教学资源库建设

围绕以能源与动力工程为专业背景的工程流体力学课程，建设精品课程、多媒体课件与素材、知识点微视频、教学案例等优质网络教学资源，大力开发数字化教学资源，实现优质教学资源的海量存储及共建共享，实现服务专业、课程建设、自主学习等目的，满足学院教育教学要求，同时兼顾行业、企业需求并支持终生教育，通过现代信息技术，实现为学生、教师和企业推送个性化需求资源的可能。我院的《工程流体力学》课程已建设成为辽宁省资源共享课，课程的建设内容集教学、练习、测验、扩展为一体，通过网络化教学平台来呈现，有课堂教学、实验实践教学和课外学习等多个环节。同时，此课程正在建设微课程资源库，使知识点达到碎片化的特点，以实现通用性的目的，达到按需求学习的目标。

（二）多元化教学内容满足产学研需求

按照以基本原理为基础，以丰富的案例和工程应用为重点，以提高学生的创新能力和实践能力为核心的教学理念，全面革新教学内容，实现多元化。第一，与电力企业互动，实时把企业的工作、生产信息传送到课堂中，满足学生、教师、企业相关工作人员随时、随地、随需的产学研需求。第二，通过对已毕业学生的工作调研，实现反馈侧重教学重点；比如流体机械相关课程，技术工人对风机喘振、泵的汽蚀等现象能做出处理，却解释清楚产生原因；或者企业更侧重对机械超过质保期后的检修方面，所以我们把这些内容联系到《工程流体力学》的教学当中来，使学生可以学以致用，更长远地发展。第三，以电力行业为背景丰富教学内容，同时提高教师在行业里的科研能力；在讲授理论知识的同时引入工程应用实例，让理论内容有应用载体，工程实际有理论支撑，让学生感到学习理论的重要性，例如静力学基本方程的工程实际应用，可以举例，锅炉汽包的液位监测就是利用此原理等。

（三）“混合课堂”为主的教学方式提高学生自主学习能力

我国高等教育多年来一直在探讨“教师和学生谁应该是教学过程的主体”这一问题，很多教师即使感到应该在课堂教学中以学生为主，也苦于没有实现的途径只能暂时放弃，比如合班教学的情况，学生人数多，教学内容重，组织正常的教学活动还要担心时间问题，就更没有多余的时间留给师生进行互动了，但多媒体、网络技术的运用为教学方法的改革提供了物质基础和技术保障。例如，近些年，各高校加大公共基础课环节，而对专业基础课和专业课进行了压缩，如《工程流体力学》由原来的80学时压缩到64学时，教师在有限的课堂时间内，“满堂灌”才能完成教学计划，学生处于被动接受地位，这种单一灌输式教学模式，单一板书或者幻灯片的教学手段，都束缚了学生的自主学习意识。所以“以学生为主体，老师为主导”的混合课堂，可将教学方式转变为线上学习与线下讨论相结合，学生除了教材之外，可以不受时间和地点限制去学习丰富的在线教学内容，在线教学以知识点碎片化展开教学，改革后的课程将以某个知识点的精短片段为单位，而不是以课为单位，组建碎片知识点资源库，在碎片视频之间可以插入知识点考核，以强化刚刚讲过的内容，这种以微视频为主的课程资源建设模式，可以提高学生学习的兴趣和效率。比如，静力学中的帕斯卡原理，可单独作为一个知识点片段，深度讲解，并结合小练习，加强学生对重点知识点的掌握。同时采用多形式的课堂教学方法，如问题式引导式教学、开放讨论式教学、合作教学、案例教学等，增加学生的参与性与师生的互动性，实现面授教学与在线教学的互补，培养学生的自主学习能力。

（四）教学过程中采取“交叉式”教学方式

“交叉式”教学手段：实现网络、课堂、实验室相辅相成的理论课程的“交叉式”教学手段，实现理论从实践中来，再到实践中去，促进理论与实际的更好结合。第一，online和face to face，课堂外，学生结合网络教学平台、虚拟实验室，微课视频资源库等的线上自主学习，教师通过在线测试，对学生学习情况形成反馈，线下师生在传统教室、实验室、企业或公司，通过师生间的讨论探究与具体实践，达到《工程流体力学》专业知识信息化，提高专业技能，培养能力素质与情感的目的。第二，实验室教学，课堂理论讲授在实验室进行，如果教学内容比较抽象又与工程实际结合紧密，可在实验室进行理论教学。例如，流体绕流翼型的边界层问题，只用PPT单一去讲，学生很难理解，就可以校园内的风机实物叶片进行说明，或者结合飞机起飞过程中升力的产生原理，也可通过实验让学生理解绕流翼型的边界层这一知识点。这些都会增加学生的好奇心，从而使学生的自主学习成为可能。

（五）“立体化”实践教学促进人才培养

“立体化”教学实践：第一，开设虚拟实验室，利用现代化的教学手段，开发虚拟实验环境及虚拟实验操作过程，更直接地提高了实践教学和技能培养。本院已完成工程流体力学的四个基础实验的虚拟实验室建设，正在实践过程中，学生反响积极。第二，开设验证型和设计性实验，主要培养学生的仪器操作能力、观察能力，巩固基础课程知识。也培养了学生数值计算、计算机编程等能力，整体上提高了学生实践与创新的手段和能力。第三，“大学生创新实验”项目竞赛，以开发项目为动力，在教师指导下，学生进行自我设计，培养学生知识融会贯通能力、综合分析能力、探索与创新能力。“立体化”教学实践集“教、学、做”为一体，对教学内容进行了深化和拓宽。

（六）成绩考核机制保障教学质量

工程流体力学作为工科课程，考察的不是学生记忆公式的能力，而是要学生掌握在具体的实际问题中解决问题、分析问题的能力。在混合课堂教学模式中，采取在线测试、试卷库、教学跟踪信息、自评与互评相结合的考试机制，并通过教师的引导，给每个学生都有能考取好成绩的希望，课程结束后能够好好梳理一下这门课程所学过的知识，培养掌握重点，解析难点的能力，这是考试的最终目的。

三、结论

一是教学改革是教与学的同步改革，实现“以学生为主体，老师为主导”的课堂角色转换。教师由过去以自身为中心的讲授式模式转换为以学习者为中心、强调学习者讨论式、参与式、探究式的教学方法。

二是混合教学是教师提高教学质量，学生提高自主学习能力的有效方式。

三是在线课程的知识点碎片化，实现工程流体力学这门课程对各专业、各层次的通用性。

四是“交叉式”教学过程，“立体化”实践教学，实现理论从实践中来，再到实践中去，促进理论与实际的更好结合。

五是教学模式是人才培养模式中的重要环节，教学模式改革是为了更好地实现人才培养目标，满足社会和行业对人才的要求。

[基金项目：辽宁省教育科学“十二五”规划2013年度一般课题立项项目，课题批准号：JG13DB120。]

参考文献：

[1] 李欣，郭仁东，马新宇.在流体力学教学中如何使用多媒体[J].沈阳教育学院学报，2010（12）

[2] 雒婧，吴怡.“工程流体力学”教学调查研究[J].中国电力教育，2009（6）

[3] 王发辉，桑俊勇，张丹.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育，2009（12）

[4] 李会芬，陈国栋.地方性综合大学“工程流体力学”课程教学改革与实践[J].广西大学学报（哲学社会科学版），2011（6）

[5] 戴玲，董翔，王钰.网络教学平台辅助课堂教学研究实践[J].合肥学院学报（自然科学版），2011（21）

[6] 张翠英，温卫中，郑秀红，王洪涛，韩如成.基于立体化教学模式的微机原理课程教学改革[J].教育教学论坛，2012（36）

[7] 张奠宙，李士琦，李俊.数学教育学导论[M].北京：高等教育出版社，2003

[8] 张景斌，彭刚.PISA对我国数学教育评价改革的启示[J].数学通报，2004（8）

[9] 孙文策.工程流体力学[M].大连.大连理工大学出版社，2007

（作者单位：沈阳工程学院能源与动力学院 沈阳辽宁 110136作者简介：唐美玲，沈阳工程学院能源与动力学院工程师，硕士，长期从事实践教学、课程建设等方面的研究。）

（责编：贾伟）

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