流体力学教学范例6篇

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流体力学教学

流体力学教学范文1

一、流体力学课堂的教学方法

流体力学是工程技术专业的基础课程,其课程性质决定了其课堂教学的内容理论性知识多、记忆量大,比较枯燥。学生在进行学习的过程中,容易产生乏味感和懈怠感,导致流体力学的课堂效果不佳,学生对知识点的掌握情况不好等问题。在课堂上学生无法做到全神贯注地学习和理解,也就使学生无法做到对知识点的有效掌握,就会使学生的学习兴趣下降。特别是流体力学与其他学科和行业都有一定的联系,学生在学习过程中如果不能理解所学的知识点,对其在其他相关学科中的学习也有一定的阻碍。由于流体力学是一门基础性学科,学生在进行学习时,其基本的任务是要将流体力学的理论知识与重点深入地理解和掌握,但学生往往忽视了基础知识以及理论知识的重要性,过分地关注在例如方程推导等内容上,使学生的学习出现断层,无法做到整体的理解和掌握。针对这些问题,教师可以在课堂中进行一定的改革和变化。首先,教师可以在每日上课前对本次课程所要讲解的内容进行引导。通过精彩的引言,将本次课程所讲的内容与前后知识点相结合,使学生能够得到具有极大吸引力以及趣味性的课堂形式。在进行讲解过程中可以将流体力学知识与生活中的自然现象以及科学原理进行阐释,从生活中带入,使学生产生共鸣,进而做到有效的学习。而在课堂结束后,为了保证学生的学习效果,检查学生的记忆效果,则可以为学生进行别致的课后作业,在课后作业的帮助下,使学生能够有效地记忆知识点和概念,使学生能够改善知识点掌握不良的情况,为学生在其他学科的学习中增添助力。而教师在教学过程中,对学生的引导也十分重要。学生在学习过程中,容易出现学习内容理解偏颇、学习方法不当以及学习的重点掌握不明等问题,这时教师应对学生进行积极有效的引导,特别是在概念的记忆方面,引导学生以记忆概念为主的学习方法,防止学生过分追求解题而导致的知识点记忆断层。教师在每章节的教学后,应对学生进行一定的复习教学与指导,帮助学生明确每一章节的重要内容,并对学生的知识理解做到有效的掌握和补充。

二、多媒体教学与传统教学相结合

多媒体教学作为当前较为先进的教学方式,对丰富教学内容,增添教学形式都有重要的地位和作用。多媒体教学目前也成为流体力学教学过程中重要的教学形式之一。多媒体教学与传统教学不同的地方在于,教师不需要在课堂上利用板书进行教学内容的展示和讲解,在教学过程中,能够加快教师的教学进度,使学生能够轻松地完成繁重的教学任务,并通过多媒体教学形式,在较为复杂且理解性较强的知识点的学习过程中,能够通过动画、图像、视频以及声音等内容进行辅讲解,使学生更好地理解所要掌握的内容。但多媒体教学也存在着一定的缺陷,例如在多媒体教学的模式下,教师不需要通过板书进行讲解和推导,学生理解和记忆的时间短,无法保证所有学生都能够做到对所讲知识有效地理解和掌握,而多媒体教学在师生互动方面也存在一定的缺陷,学生与教师的互动减少,教师则无法通过学生的反馈调整教学的进度和速度,使学生在高压高速的课堂氛围下进行学习,长时间就会造成学生注意力不集中,教学效果大打折扣。可见,多媒体教学与传统教学,在教学过程中缺一不可。可以通过对二者的结合,将多媒体教学与传统教学的优势与劣势互补,以做到最有效最积极的课堂教学形式和效果。

三、结语

流体力学教学范文2

【摘要】《流体力学》课程理论性强,概念多、公式繁杂。本文针对流体力学课程的内容特,课程地位重。根据该课程的特点,结合教学实践及教学现状,从提高教学质量、教书育人、教学思想改革、教学内容改革、教学方法改革五个方面进行了探讨。在教学过程采取讲授——自学——联想——解疑——归纳——习题的运行结构。激发学生的学习兴趣,使学生获得系统知识,取得较好的教学效果。

【关键词】流体力学 材料成型与控制工程专业 教学改革

《流体力学》是材料成型与控制工程专业的一门重要的专业基础课。主要研究流体平衡和运动规律及其实际应用的技术科学;具有理论性强、工程实际应用广、概念和方程较多且易混淆、对学生高等数学知识及综合分析和处理问题能力要求较高等特点[1]。公式多而乏味,教师难教,学生难懂[2]。因此,进行流体力学课教学改革,提高流体力学课教学质量,使学生学好本门课程,培养学生分析能力和创新能力,为后续课程的学习、工作和科学研究打下必要的基础。

1 提高教学质量

要搞好教学、提高教学水平和教学质量,首先必须备好课、讲好课、提高讲授水平。教师不仅仅讲授教学知识,而且在传授教学知识的同时,要传授科学思想、科学方法和科学精神,并将它们尽可能完美地结合起来,融为一体。认真备课,大量的收集资料、反复推敲、修改讲稿;同时在讲授时要理论联系实际[3],这样会取得更加理想的效果。例如,讲授压强是标量时,可以举例说:潜水员在水下一定深度时,他的脸部朝任何方向所受的压强都相等,不会因为方向的不同而改变,而矢量却与方向有关,说明压强是标量。这样理论联系生活实际的讲法就使学生感到理论教学学习并非是一堆僵化的、神秘莫测抽象难懂的定义、定理和公式,而是解决实际问题所需要的生动活泼、威力无穷的工具。学生学完本门课程不是只学会了一些公式、定义、定理,而是学会了解决实际问题的科学的理论方法。

2 教书育人

教学中还要注意教书育人,为人师表。教会学生学习方法才是尤其重要的,使他们懂得什么才是对学习内容的真正理解;懂得理解的深度是有多种层次的,看懂书上的方法和推理只是肤浅的第一步,必须反复琢磨这些方法的实质,领会为什么采用这种方法能够成功,体会这种方法是怎样想出来的;只有这样才能创造性地应用和发展这些方法,否则只能模仿地应用。另外,学习科学必须老老实实,来不得半点虚假,必须谦虚谨慎,不能有半点自满和夸耀。学习如此,做人亦如此!

3 教学思想改革

根据时代的要求积极探讨《流体力学》课程建设与教学改革的新理念。《流体力学》课程在高等学校的人才培养中,不仅是一种工具、一种知识、一种语言,而且也是一种素质、一种思维模式、一种文化。在教学中不仅要向学生传授知识,而且要在传授知识的同时,传授《流体力学》的科学思想、科学方法和科学精神,培养学生的学习、分析和解决问题的能力以及创新精神与创新能力。这是本门课程教学改革和建设的出发点和落脚点。

4 教学内容改革

根据《流体力学》学科的特点和当代科学技术发展的趋势,要吐故纳新。积极查阅资料,进行知识更新。在讲解经典内容的同时,要注意渗透现代的思想、观念和方法,采用现代术语和符号,为现代《流体力学》课程适当地提供内容展示的“窗口”和延伸发展的“接口”。

5 教学方法改革

在发挥教师主导作用的同时,充分发挥学生的主体作用的思想,努力推行让学生从知识的被动接受者转变为主动参与者和积极探索者的教学方法。进行将教师课堂讲授、学生自学、联想课堂讨论、答疑和课后习题课相结合的教学方法。以课堂讲授为主,结合学生自学,同时教师以多种形式提出各种问题,激起学生学习兴趣[4],启发学生联想,适时组织学生对其中能反映知识内容本质的一些问题进行探索研究,最后梳理概括使学生获得系统知识,通过做课后作业来进一步加强理论知识的理解。整个教学过程形成讲授—自学—联想—解疑—归纳—习题的运行结构。

5.1 讲授

要抓住重点难点,由浅入深的讲解,同时要联系生活生产实际。

5.2 自学

我国古代就有“学贵自得”“学贵自化”的说法。联合国教科文组织出版的《学会生存》一书也指出“未来的文盲,不再是不识字的人,而是没有学会怎样学习的人”。现代教育更重视培养学生的自我发展能力,这就要求教师不仅要教学生“学会”,而且还要教学生“会学”。自学阶段应要求学生:①初步理解教材的基本内容和思维过程;②复习回忆有关旧知识,并与新知识相联系;③找出教材中的重点内容和自己不理解的问题;④做自学笔记,可适当做些批注,勾划出关键词语;⑤尝试练习,推导过程等。最后让学生闭上课本,围绕教材内容思考以下问题:下节课教师要讲什么,自已懂不懂;与新知识有关的旧知识是什么,是否已经掌握;通过新旧知识对照有什么猜想,还有什么问题未解决等。

5.3 联想

所谓联想思维,即是由一事物想到另一事物的思维过程。世界上的事物都是相互联系、相互影响的。诸多事物反映到人们头脑中,会形成各种不同的联想。根据这一规律,教师可结合教材内容的具体特点,精心设计展望式问题,以启动学生的联想思维。教师要善于以问题为载体,以联想思维训练为主线来组织教学。

5.4 解疑

解疑的过程,是一个讨论、研究、探索的过程,它彻底改变教师讲,学生听的习惯做法,课堂上是学生积极思考、踊跃发言。这种讨论,有时是个人发言,有时是小组讨论、代表发言。讨论的过程也是深入理解的过程,有些学生没有想到或没有理解这个问题,通过听别人讨论、辩解,而获得知识。这种获得知识的方法使得他们记忆的更牢、理解得更深。另外解疑的过程又是个调控过程。教师必须对联想提出的问题进行合理的控制,根据教材要求,把问题分类处理:涉及本节课重点教授的内容,要重点突破。

5.5 归纳

这里的归纳既包括对学习内容的梳理与概括,又包括对教学效果的调节与整合。在归纳环节,教师要指导学生把一般性结论进一步强化、引伸,把学得的法则梳理概括。教师归纳的首要任务,是帮助学生弄清知识的来龙去脉,以及各知识点之间的相互联系。使所学知识融为一体,便于记忆和灵活地利用所学知识解决问题。

5.6 作业

课后作业是检查学生对所学知识理解、掌握程度的一种手段,学生必需认真仔细做作业。

6 结论

在教学中积极把握《流体力学》中的重要思想方法,揭示问题的本质,进行深入浅出、生动活泼的讲解。同时结合科研、生活、生产中的实际问题,向学生传授治学方法,培养学生的学习能力和创新精神,收到了很好的效果。

参考文献

[1] 王伟.土木专业工程流体力学课程教学研究[J].山西建筑.2008.Vol.34.No.21.

[2] 吴光林.《流体力学》课程教学改革的思考[J].科技信息(科学教研).2008. No.14. 172-173.

流体力学教学范文3

关键词 流体力学管理 创新能力

流体力学是一门技术基础课,在工程领域应用广泛。流体力学实验室承担了我校农业水利工程、水利水电工程、农业建筑环境与能源工程、土木工程、热能与动力工程、环境工程和气象工程等八个专业的实验课。为了进一步加强基础课教学实验室的建设与管理,提高教学质量,适应开放式实验教学的需要,在学校的大力支持下,我们从硬件建设、计算机系统管理、实验教学方法、实验项目管理与设置等方面进行了改革与实践。建立起较为完整的实验室管理体系。中国农业大学水利与土木工程学院实验室通过了北京市教育委员会高等学校基础课实验室评估。

一、实验室基本设备的更新与完善

实验室仪器设备的水准直接影响到实验教学质量,从1980年到2002年,由于缺少经费,流体力学实验室的实验仪器设备陈旧老化,仪器套数少,远不能满足一个标准班教学实验的使用,造成学生在做实验时动手率低,实验中调试排气需占用大量时间。书本上经常提到一些流动现象,如:层流、紊流、射流、真空度、旋涡、水击、虹吸、空化和边界层等基本概念,由于没有必要的教学仪器,学生不能直接观察,难以理解透彻。

我们和清华大学水力学实验室联合开发了31台(套)新型实验仪器:静水压强实验仪、静水总压力实验仪、能量转换实验仪、文透里流量计实验仪、雷诺实验仪、局部水头损实验仪、沿程水头损实验仪、水面曲线实验仪等,同时对原有实验设备进行了设计、改造和更新。目前流体力学实验室建有小型水槽1个、大型水槽2个、明槽非均匀流水面曲线实验仪,实用剖面堰与宽顶堰溢流实验仪,明槽水跃实验仪,有压地基渗流水电比拟实验仪,调压井水击实验仪,空气粘性实验仪和流线漩涡流谱实验仪以及各种模拟实验仪和管流实验仪等設备,用这些设备可完成17种教学实验。

更新改造后,实验仪器设备更具优势:满足了把理论与实践相结的实验教学的需要。在测量精度、可视性及实验原理方面,均达到国内最先进水平。 在可视性强方面,学生能直接观察,容易理解旋涡、射流、突然扩大、突然缩小、空化等流动现象,所以对基本概念理解得更加透彻。小型化的实验设备、供水系统自成一体且占地面积仅为0.98M2 。而传统的流体力学实验设备却与之相反。这为学生独立操作创造了有利条件。小型化的实验设备,测试性能强,调试排气占用时间少,测量精度高。我们还对雷诺实验仪的恒定水头稳水段进行了改造,设计了隔水板,让水流形成绕流状态,使临界雷诺数的测定准确度大大提高,层流状态也很容易调试成功。

二、流体力学实验室的管理

我们对流体力学实验室实行了规范化管理,建立了计算机系统管理:实验项目管理,实验项目综合管理,实验专业班级管理,仪器设备管理,低值仪器设备工具明细管理,实验课计划管理,实验运行记录管理,学生实验报告存档管理,并建立了新的规章制度。设备帐目管理网络化,实验室与学校设备处直接网上连通。

三、实验教材的更新和完善

为了适应开放式实验教学,满足仪器更新和高标准实验的需求,我们新编了实验指导书,这部实验指导书,把测量流体、水位、流量的传统方法和现代方法一一作了重点介绍。并将各种实验设备的基本数据重新率定,实验成果分析的思考题注重理论与实践相结合,使学生拓展了思路,扩大了知识面,为未来创新奠定了基础。

四、创建开放型实验室和设计性综合实验

(一)创建开放型实验室。为了培养学生的实践能力,加强实验操作的基本功训练,实验室向学生开放,这为学生提供了创造性实验的环境和机会。学生可以自命题目、自行设计方案、也可选择大纲以外的实验项目进行实验,学生需首先向实验室提出书面申请,方可安排进行实验。学生也可以按各专业教学大纲的要求,1-3人自由组合进行实验,如果该实验结果不理想,所得数据不准确,未能达到要求,他们可以重做而不需要做书面申请。在实验过程中,指导教师随时进行辅导。

(二)在实验教学中,我们开设了设计性综合实验,其特征主要表现为:内容的复合性,方法的多元性,手段的多样性。这样能够使学生开阔思路去探究,去发现问题,然后找出解决问题的方案。设计性综合实验改变了原有的理论式的传统模式,这有利于学生实践与创新能力的培养。在教师的指导下, 学生自已动手,将自己的设想付诸于实践。学生在实验的过程中培养了自己的创新意识。这种把理论与实践相结合的实验方法,倍受学生欢迎。

以上我们所试行的流体力学实验教学与管理的探究,受到了学生的普遍欢迎,取得了理想的教学效果,提高了学生创新和综合实践的能力。我们将继续努力,为了21世纪中华民族的伟大复兴,培养出更多的优秀人才。

流体力学教学范文4

关键词:流体力学;教学方法;应用型本科院校

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)12-0033-02

流体力学是宿迁学院土木工程专业的一门重要的专业基础课。流体力学具有基本概念多、公式复杂、内容抽象等特点,是一门既有较强理论性又有较强工程实际意义的课程,因此,该课程既可以培养学生良好的逻辑思维能力和分析推理能力,又可以培养学生分析问题和解决问题的能力。然而学生的实际情况是由于在大学前两年接触最多的是固体力学,已形成一定的思维定式,而且由于精简学时的原因很多流体力学课程中需要的高等数学知识没有讲解,到了大三一旦遇上流体力学这个新鲜事物,可能接受起来会碰到许多困难[1]。学生普遍感觉该课程枯燥乏味、难学,存在畏难、厌学情绪,期末考试不及格率较高。在学校提倡培养应用型人才的大背景下,有必要根据课程性质从提高教师教学水平和提高学生学习效果进行探讨。

一、引导学生重视,激发学生的学习兴趣

(一)强调课程的地位和重要性

教师除了说明流体力学在整个专业教学中的地位和作用外,还可补充说明它是注册结构工程师基础考试中公共基础考试科目。此外,还可说明往年期末考试通过率的情况,以给学生适当加压。当然,更重要的是还要说明该课程的学习方法,以帮助学生树立信心。

(二)通过人物、工程实例及专业应用调动学生的学习兴趣

“兴趣是最好的教师,而教师则是点燃学生学习兴趣的火炬”。如何调动学生的学习兴趣是教师考虑的首要问题。在教学过程中可以穿插举出古今中外的科学家、工程师生平事迹和工程实例以调动学生的学习兴趣。如大禹采取疏壅导滞的方法治水三过家门而不入;理想流体力学奠基人欧拉16岁就获得硕士学位,双目失明后仍然从事科学研究直至去世当天还在进行科学研究等[2]。如两千多年前李冰利用“深淘滩,低作堰”建造的都江堰;大约在同时期,古罗马人建成了大规模的供水管道系统等。除此之外,还可以介绍流体力学在土木专业及其他专业的应用,如美国华盛顿州塔科马大桥被大风摧毁、汽车“风阻”和飞机“音障”等事例。

(三)将CFD技术引入课堂调动学生兴趣

计算流体动力学(简称CFD)技术日趋成熟,已经成为研究流体力学的一种重要方法。在流体力学教学过程中引入CFD技术,不但可以将理论性较强的内容形象化,加深学生对基础理论的理解,而且可以开阔学生的眼界,激发学生的学习兴趣和探索精神。如对欧拉法中流线的模拟、圆管中层流和湍流流速的分布、局部阻力损失的流场分析[3]。

二、教学内容的取舍和教学环节设计

(一)教学内容的取舍

流体力学知识面广,内容繁多,在学时限制的条件下要结合专业教学要求合理取舍。对土木工程专业而言需要掌握的内容有:(1)流体物理性质;(2)流体静力学;(3)流体运动学和流体动力学;(4)阻力损失;(5)管道流、明渠流及渗流。

1.重要问题的处理。首先,要从力学角度分析流体的流动性。流体与固体的主要区别在于流体的流动性,其根本原因是流体和固体对承受剪切力的表现。为了形象说明,可以引用“抽刀断水水更流”的诗句[4]。当然,还需说明无论流体静止还是运动均不能承受拉力。

其次,要理解连续介质假设的概念。微观上,流体是由大量分子构成的,是离散的,不连续的,这给我们研究流体力学问题带来了困难。连续介质假设认为流体是由内部无间隙的连续流体质点构成。这里要理解流体质点微观上“充分大”、宏观上“充分小”的含义。如此流体在空间上就变为连续的,可以借助高等数学的方法来研究。

2.公式推导的处理。流体力学学习过程中会遇到大量复杂的公式,特别是实际流体伯努力方程的推导让人很难掌握。笔者在处理公式推导问题时强调公式推导的目的是让学生学习一种思想,学习一种处理问题的方法,将精力集中在公式建立的基本原理和适用条件上,从思路上进行分析整理,淡化烦琐的数学推导过程。这样学生有了独立思考的空间,教师也有了更多的时间来讲解基本概念和基本方法。需要强调的是,流体力学中很多公式都是在一定条件下推导出的,因此其应用也是具有一定范围的,公式的应用往往也有一定的技巧,如伯努力方程的“三选一列”。

(二)教学环节的设计

1.调整习题或考题构成,重视习题课。这里有两个问题需要注意。一方面,流体力学习题历来存在重计算、轻概念的现象,特别是考题如果全是计算题,就会形成无形的指挥棒。这就不利于学生从整体上掌握该课程的重点,习题或考题的题型应丰富,除了计算题之外,还应有填空、选择、判断、作图、名词解释等考查基本概念的题目。另一方面,在精选题目时,要注意将理论教学和实际应用结合起来,如查找资料的技能培养。在流体力学的牛顿内摩擦定律、能量损失计算和管道流等部分很多数据都是要查有关工程手册和图表的[5]。

习题课是流体力学教学的重要环节,为了能够在学时紧张的前提下开展习题课,教师必须重视习题选择和习题评讲两个方面。一方面,教师应选择具有代表性的题目,另一方面,习题讲评应使学生从解题过程中获得解决问题的思路、方法和技巧,达到触类旁通的效果。

2.重视实验教学,强化实践环节。实验教学是流体力学教学中的重要组成部分,通过实验,不但可以加深学生对流体力学基本原理的理解,而且有助于培养学生的动手能力、独立工作能力和创新能力。如通过水静压强试验,学生明确了测压管水头的含义;通过雷诺实验,学生加深了层流、湍流及临界雷诺数的理解。当然,由于实验室条件的限制,目前的实验主要以验证性居多,在条件许可的情况下应进行设计性实验。

此外,每学期笔者都会布置一个任务,让学生留意身边感兴趣的流体力学现象,然后根据课堂所学知识和个人理解撰写论文,以此增强学生的实践应用能力和培养其创新能力。

三、教学方法和手段的改进

(一)注重讨论法与案例教学法的运用

1.讨论式教学方法。教学活动应该是双向的师生互动过程,不应是教师的一言堂。教师应创造和谐、轻松的课堂气氛,鼓励学生积极发言,表达自己的疑问、见解,激发学生的学习积极性和创造性。如在课堂上通过提问的方式回顾上次课的主要内容,通过“自学―提问―讨论―总结”的方法学习新内容,在考虑学生接受能力的前提下,甚至可以让学生来讲一次课。如通过反证法证明流体静压强的方向,通过隔离体分析法证明流体静压强的大小。通过讨论式的教学方法不但可以调动学生的学习积极性,树立信心,而且还可以培养学生勤于思考、善于发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.案例式教学方法。通过将生活和工程案例引入课堂,不但可以增强学生的学习兴趣,而且可以加深学生对理论知识的理解,提高学生运用所学理论知识解决实际问题的能力。生活案例有马利奥特容器原理应用于点滴吊瓶和家用饮水机[6]、洗衣机为什么老翻衣服兜[7]、捞面条的学问等。工程案例如1993年青海省沟后水库在低于设计水位0.75m的情况下突然垮坝的事故;三峡工程如何在最大流量10×104m3/s、水头高达100m、最高流速高达45m/s的情况下不会产生巨大的破坏力等[8]。

(二)综合运用各种教学手段

流体力学概念抽象、繁多,仅靠传统的一块黑板、一支粉笔不能激发学生的学习兴趣。借助于多媒体技术,利用其形象、生动、直观、易于理解并可加强记忆的优点,通过动画、视频资料、数值模拟等手段将复杂的流动现象展示给学生,可取得事半功倍的效果。但是,考虑到多媒体技术授课和传统的授课方法各自的优缺点,结合流体力学课程特点,采用取其长而避其短、两者兼顾而又两者不弃的原则。

“教学有法,但无定法,贵在得法”。我们要不断更新教学理念,努力提升自身的综合素质,及时总结教学过程中出现的问题并加以改进,注重教学过程中的每一个环节,多管齐下,才能保证学生取得良好的教学效果。

参考文献:

[1]王伟.土木专业工程流体力学课程教学研究[J].山西建

筑,2008,(21).

[2]张志宏,顾建农,王家楣.“流体力学”课程教学改革的实

践与探索[J].高等理科教育,2006,(5).

[3]赵琴,杨小林,严敬.CFD技术在工程流体力学教学中的

应用[J].高等教育研究,2008,(1).

[4]刘建龙,王汉青,寇广孝.激发学习兴趣提高流体力学教

学效果[J].中国电力教育,2008,(20).

[5]徐艳萍.《工程流体力学》教学探讨[J].江西电力职业学

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[6]毛根海.应用流体力学实验[M].北京:高等教育出版社,

2008:8-10.

[7]武际可.拉家常・说力学[M].北京:高等教育出版社,

2008:1-7,25-30.

流体力学教学范文5

关键词:辅助教学软件;流体力学;教学模式

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0273-02

一、引言

多媒体技术,尤其是网络技术在现代教育教学中应用越来越广泛,能创建新型的教学模式,改善传统课堂教学的效果。应用计算机技术开发教学软件,帮助学生自主选择学习内容,弥补课堂教学的不足,及时检验所学知识的掌握程度,这种教学方式称为CAI(Computer Assist Instruction),即计算机辅助教学[1]。《流体力学》是很多工科专业的一门专业基础课,如安全工程、环境工程、土木工程等。该课程是一门理论与实践紧密结合的课程,涉及的高等数学和物理学的知识比较多,基本概念比较多,计算公式比较多。学生普遍反映该课程的学习难度比较大,理解和掌握该课程的内容比较困难,学习的积极性和主动性不高[2]。随着教学模式的变化及研究型教学的要求,如何提高学生学习兴趣、培养学生能力、及时检查学习效果,最大程度地调动学生的学习积极性和主动性,是教学面临的主要问题之一。作者在近几年的教学实践中,根据《流体力学》课程的教学要求及特点,设计并开发了《流体力学》辅助教学软件,在教学实践中取得了良好的教学效果。

二、教学软件的结构设计

本课程开发的《流体力学》辅助教学软件包括四个模块:系统管理、课程要点、工程实例、自我测试。

1.系统管理。系统管理模块包括用户管理、试题管理、学习记录等功能。《流体力学》辅助教学软件需要登录,登录界面包括学号和密码两个部分。学生以用户身份进入软件后,可以修改密码、查看学习记录,但不能使用试题管理功能。教师用户用管理员账号登录,可以增加、删除用户,能增删和修改试题,并能浏览学生学习的详细情况和掌握测试结果等。

2.课程要点。课程要点模块主要包括《流体力学》课程各章节的内容,如:基本概念、流体静力学、流体动力学、流动阻力计算、流体出流及管流等,可根据教学的实际情况增加和删除内容。基本概念部分将课程各章的主要概念集中起来,每章均选取比较重要的、需要学生掌握的内容放在软件中,尤其是对重点的计算公式进行解释,让学生能够有重点地进行学习,提高学习的效率。

3.工程实例。该部分收集了与流体力学知识相关的工程实例,尤其是重大工程实例以及近年来的一些热点问题实例,这样能引起学生的积极性和兴趣。工程实例对应各章内容,包括文字描述、图片、视频等,并提出相关流体力学问题。比如:南水北调工程、长江三峡大坝工程、飞机导弹的研制、溃坝事故、台风登陆等,使学生能理论联系实际、拓宽知识面、提高学习兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力。

4.自我测试。自我测试模块根据不同的知识点设计有不同的题型,主要包括填空题、判断题、选择题、简单计算题和应用题。学生可以自主选择不同题目进行测试,及时了解知识掌握程度和学习效果,查看试题答案可以及时发现自己的薄弱环节。教师查看测试成绩可以了解学生掌握相关知识的情况,发现教学中存在的问题,有针对性地进行改进。教师事先建立测试试题库,并能不断完善。学习完成选择的测试题后可以随时查看成绩和正确答案,教师对主观题可以给出详细的评阅,指出出错的关键点。

三、教学软件功能的实现

1.开发工具的选择。《流体力学》辅助教学软件的开发选取B/S的开发模式,学生能方便使用该软件。选用Visual Basic 6.0作为软件开发语言,VB6.0提供了可视化的Windows界面设计功能,具有强大和快速的数据处理能力。本软件的数据库选取Access数据库,能方便和快速管理各类数据。Access的优点在于它有丰富的开发界面及使用环境,有着强大的报表创建功能[3]。

2.各模块功能的实现。《流体力学》辅助教学软件按照各模块的功能,采用友好的界面实现各部分功能。在菜单中点击各按钮可以进行各模块界面,再点击进入各子功能模块;也可以在下拉菜单中选择子菜单直接进入各子功能模块。自我测试模块先选择题型,再进行各种题型的答题操作。答题时可随时返回重新选择试题,查看试题答案时可以通过链接查看相关知识要点,有针对性地复习课程的基础知识,以便牢固掌握易混淆、难理解的知识点。学生利用互联网的优势,可以不受课堂的限制,随时主动、灵活地选择学习内容,及时查缺补漏,充分调动学习的主动性、积极性。图1为应用题测试界面。

四、辅助教学的效果评价

该辅助教学软件在《流体力学》的教学中连续运用了几年,并不断进行了完善。为了评价该辅助教学软件的效果,设计了调查问卷,以便了解该软件的应用效果。调查问卷如表1所示。

经过几年的教学实践,对回收的有效问卷进行了统计分析。从统计结果看,该《流体力学》辅助教学软件有效弥补了课堂教学的不足,教学内容选择恰当,重点突出,充分体现了计算机辅助教学的优点,软件简便、实用。95%以上的学生愿意使用该辅助教学软件,认为能充分利用课余时间,积极、主动地选择自己感兴趣的内容,拓宽了自己的知识面,激发了学习兴趣,对自己的学习有较大帮助,希望不断丰富和完善该教学软件。

五、结语

素质教育的一个显著特点就是要使学生能主动地学习,采取个体化教学方式,理论联系实际。采用计算机辅助教学软件,学生可以量身定制自己的学习计划,不受时间和空间限制自主选择学习内容,实时检验学习效果,提高学习的兴趣和积极性,取得最佳的学习效果。辅助教学软件的应用是传统课堂教学方式的有益补充,对提高学生的综合素质和能力有重要的促进作用。

参考文献:

[1]胡乡峰,沈慧娟.多媒体CAI课件的制作与评价[J].通化师范学院学报,2012,(6):44-47.

流体力学教学范文6

【关键词】有效教育 流体力学 EEPO教学模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0036-02

流体力学是人类在同自然界做斗争、长期的生产实践中,通过科学实验逐步发展起来的。流体力学是船舶与海洋工程专业的一门专业必修课,对该课程的掌握程度决定以后其他相关学科学习的好坏。流体力学的基础若不牢固,对流体专业课的深入学习及研究无疑是无源之水,这样就不能很好地做到融会贯通,更不要说在此基础上做出创新和发展。课堂上,流体力学教学已基本上从“粉笔+黑板”过渡到了“板书+幻灯片”,虽然教学方法上有了一定的发展,但对学生而言,流体力学课程的学习仍困难重重,因此流体力学课程教学模式的探索与改革迫在眉睫。

孟照彬教授提出的EEPO(Effective Education in Participatory Organizations)新教学模式,被称为“第六种教学模式”。该模式要求老师上课要讲效率、课堂组织过程要讲优化,教学是通过师生、生生间的组织和参与来实现的,该理念给传统的死气沉沉的流体力学课程教学注入了新的活力。

一 目前流体力学课程教学中存在的主要问题

1.研究对象复杂化、抽象化

流体力学隶属于自然科学,它的研究对象是气体和液体。众所周知,气体和液体没有固定的形状,它们运动的状态往往也随着时间的变化而改变。因此,与固体研究对象相比,流体力学的研究对象显得更加抽象与复杂。在实际教学中突出表现为概念抽象、公式复杂、理论深奥。

2.教学方法单一化

目前,流体力学课程教学模式一般只是“板书+幻灯片”,课堂中基本上是老师讲学生听,很少再有其他教学元素出现,更不要说元素之间的相互转换。在这种单一的教学模式下,老师过多地强调了“讲”,与学生缺乏沟通,导致老师不清楚学生对知识的理解和掌握程度。造成目前流体力学课堂中经常会出现这种现象:老师滔滔不绝地讲,学生却一脸茫然、不知所云,这就是教学模式单一化造成的。

3.学习兴趣淡薄

学生学习兴趣淡薄是现在高校的一种普遍现象,这与现行的高考制度有一定的关系。高考制度本身是一种应试制度,虽然它起到了一定的选拔人才的作用,但同时也限制了许多学生的思维发展。在这种制度下,学生往往从步入大学校门开始就发现自己失去了学习的目标,不知道自己在高校里要做什么,自己的未来要怎么走,学习热情也在学习压力“由紧到松”的情况下慢慢变淡,对学习的兴趣也就日趋淡薄。

二 EEPO有效教育的重要理论

众所周知,中国教育擅长培养学生对知识的掌握,西方教育擅长培养学生的个性和创造性,而EEPO有效教育的思想就是把两者有机地结合起来,使之成为大众化教育。该教学方式汲取了西方教育与中国教育的精华,教育理念先进,操作性强,能很好地满足目前的中国小、中、大学教育。EEPO还是一个集“学习方式―课型方式―评价方式”于一体的教学方法,实践证明,其操作方法可以被大部分教师所接受,尤其是年轻教师。EEPO教学模式是在传统教学模式的基础上发展起来的,其创新性更强,更加符合新课程教学改革的教育理念。它注重的是教师在课堂教学中的宏观调控,强调师生之间、生生之间互动的实效性以及充分利用课堂中的一切有利资源,并更加重视学生的创造性、个性和团队合作精神的培养。其主要操作系统如下:(1)备课方式,一般分为图文备课式和模块结构式。(2)教师教学课型方式一般有三种:要素组合方式、平台互动方式、哲学方式。(3)学生学习方式包括小组学习、团队合作、约定与规则动静转换以及人力资源和教室资源利用等。(4)教学评价方式包括单要素评价、经典型评价、过程评价、学科性评价、项目性评价。

三 EEPO有效教育在流体力学课程教学中的优势

EEPO有效教育教学模式与经典教学模式相比,有以下几点优势:

1.备课方式的转变

以前备课主要是在把握课程的教学目的和教学意义下,熟练掌握教学内容,一般不太注重教学方法和教学策略的准备。在学习了EEPO教学模式后,笔者了解到备课方式应更加注重教学方案的呈现形式,主要有图文结构式和模块结构式。此外,EEPO教学模式在教案中侧重的是教学方法、教学策略和操作方法的准备。在使用了EEPO备课方法后,最大的感受就是备课方式清晰地呈现了教学目标、环节设计过程,最值得一提的是,各环节有了时间的界定,这样环环相扣,教者可在设定范围内适当调控自己的时间,可以使整个教学环节变得有张有弛。

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* 基金项目:广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目(编号:桂教高教〔2011〕66号)、轮机工程专业综合改革试点项目(编号:桂财教〔2013〕169号),通讯作者:蓝尉冰。

2.课堂授课方式的转变

传统教学模式中老师是知识的传授者和学生的管理者,教学方法也只是简单的老师教、学生学,课堂上老师注重的是把知识讲懂、讲透,而没有给学生活动和思考的时间,没有给学生提供自我展示的机会,唯恐学生学不会,实际禁锢了学生的思维和创造性。EEPO教学模式中老师是学生学习的促进者和引导者。落实到课堂,就是做好学习方式的训练,强调做好“听、看、讲、想、做、动、静”七个要素间的合理转换,做好讲课策略的准备以及学生小组讨论、分组合作的训练,通过各要素的相互组合,达到学生学习效率的提高和创造性思维的培养。测试结果表明,传统的讲授式课堂教学效果只能达到30%,若合理巧妙地运用七种要素,课堂教学效果高达90%以上。

听了孟照彬教授亲自讲授EEPO教学模式后,在流体力学课程教学中,笔者放弃了传统的讲授式,采用要素组合方式并适时地进行动静转换,让学生在“枯燥”的学习中始终保持饱满的热情和浓厚的兴趣,极大地提高了学生的学习效率。此外,课堂中讲到的重点和难点要强化,这样才能让学生记住并记牢。值得注意的是,强化次数不同于不断重复,而是要在动静转换、要素合理组合的过程中反复强调关键项,这样学生才不会觉得教师讲课唆,从而提高学生听课的效率。

3.学生学习方式的转变

EEPO的学习组织形式主要有两种:分组讨论与小组合作,而小组合作学习被称为EEPO学习方式的“灵魂”。它是以学习小组为基本单位形式,充分利用课堂的种种有利资源,同学间相互帮助、相互关怀,在和谐的学习氛围中,为完成任务,小组成员间既有明确分工又相互合作地学习。传统的学习方式是老师布置作业,要求课后学生独立完成。与之相比,现在老师不需要课后布置大量作业,在课堂中就能轻松愉快地完成以前的课堂学习和课后练习。流体力学课程使用EEPO教学模式的学习组织形式后,课堂中没有了过去的沉闷与浮躁,多的是积极思考,活跃中多了一份对学习的热情与向往,更多了一份和谐与尊重。

四 课堂效果

采用EEPO教学模式教学后,学生的学习氛围和课堂效果有了明显的改变。课堂中,学生不再是枯燥无味的被动式接受学习,而是在轻松愉快的学习环境中积极主动地学习,课堂效果主要表现在以下几点:(1)学生有了明显的自主学习意识,自己想学习、爱学习。课堂中采用多种要素组合形式,学生消除了听课疲劳,提高了学生的学习效率,开发了学生的创造性思维。(2)EEPO课堂授课方式是一种以学生为主体的授课方式,在这样的课堂中,学生更加活跃,每个学生都学有所得,在轻松愉快的环境下得到整体提升。(3)分组讨论与小组合作时,成员间各有分工与密切合作,消除学习成绩较差的同学的自卑感,让他们走出学习成绩差的阴影,从而更加积极、主动地去学习,使成绩明显提升。

五 结束语

把EEPO教学模式运用到流体力学教学中,无论是学习氛围还是课堂环境都得到了明显的改善。在这样的学习环境下,学生更加轻松、愉快地去自主学习,比较容易的能做到举一反三、融会贯通,为以后的深入学习和工作实践打下坚实的基础。

参考文献

[1]孟照彬.MS-EEPO新基本功[M].昆明:云南人民出版社,2007:1~10