土木专业流体力学课程改革

土木专业流体力学课程改革

摘要:本文阐述了本校土木工程专业流体力学课程的教学改革。在理论教学和实验教学方面同时进行探索。重点关注了案例教学。调动了学生学习的积极性和教师教学的创新性,从而使教学相长,提高了教学质量。

关键词:流体力学;教学改革;案例教学;创新

流体力学是土木工程专业学生的一门重要的专业基础课程,2012年教育部颁布了新修订的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,可以看出流体力学课程的专业基础课地位在土木工程领域不断上升。土木工程专业的同学在学习该课程之前,已经有了理论力学,材料力学的力学基础,并且也具备了高等数学知识的支撑。但是流体规律的揭示注重理论、计算和实验三个方面,而且地位都很重要。这就需要学生承前启后,灵活运用已有知识来进行学习。这对教师和学生都提出了新一轮的教学要求。

1.目前的教学现状

1.1学生对课程学习的兴趣不浓厚,出现教师难教,学生难学的局面

流体力学课程内容知识点非常多,学时紧张的教学中不可避免地会有很多非常抽象的概念、理论和大量复杂的公式推导。传统的板书和陈旧的案例使学生感到枯燥乏味。此外,目前学生毕业后主要都是在工业和民用建筑领域工作,和流体力学直接接触的机会相对较少。在这种情况下,许多学生认为流体力学课程不需要花大力气去学习,思想上不重视该课程,学习的积极性也大打折扣。长期以来,流体力学课程的教学已经呈现出“难教难考、难学难懂”的局面。

1.2学校实验程式化,缺乏新意

流体力学教学除了对理论讲述环节要求高,对实践性教学环节的要求也很高。例如平面静水总压力实验、能量方程实验和雷诺实验等实验在流体力学实验教学中至关重要。然而,目前大部分高校的现状是实验设备和实验场地参差不齐,能开设的几个实验多年没有改变,流于形式,没有新意。所以,一般实验教学也就仅限于几个演示性和验证性实验。学生的动脑和动手能力受到了极大的约束。

2.教学改革

2.1理论教学改革

都说兴趣是最好的老师。要让学生对流体力学课程感兴趣,那么上好第一堂绪论课是关键。国外哈弗大学从1959年开始就开创了新生研讨课,国内清华大学从2003年也开始了这类课程。中外多年的教学经验均证明第一次的学习接触非常重要[1]。因此,当我们没有开设新生研讨课时,绪论课就充当起这个角色。教师激发学生的兴趣通常是通过精彩有趣的实例来实现的。我们把校友也列入网络课程学习的名单。这样做既丰富教学案例,又解决了实际工程问题,对于参与的校友、在校的学生以及任课的教师都大有益处,展现了“多赢”的局面。“有血有肉”的案例多了,我们可以采用多媒体、板书或是实物展示给学生的东西也多了,学生上课的兴趣也跟着提高。教学改革的初衷就是变被动学为主动学,实现知识的有效传承和发扬。

2.2实验教学改革

众所周知,人类对流体的认知从来都离不开实验。但是,由于各大高校的办学基础不同,所以教学改革各有侧重。例如北京航空航天大学对实验和实践类课程改革的指导思想是尽量与科研课题相结合,减少演示性和验证性实验[2]。但是对于一些地方性高校,正想方设法改善条件,让学生较多的看到演示性实验或自己动手可以成功实现验证性实验。我校就属于后者。在教学改革中,我们从实验内容设置开始,保证基础实验,开创综合实验。虽然任课教师出题不易,但是这对于培养学生综合应用已有的各类知识解决实际问题非常有益,而且这也是大势所趋,毕竟现在许多学生还会继续读研,本科教学的深度还可以挖掘。此外,实验内容设置调整带来了一系列教学资料的改革。教师需要对实验指导书、实验报告书以及实验考核进行相应的梳理和调整。

2.3考核和教学改革结果

理论教学和实验教学同时进行了改革探索之后最大的问题就摆在了教师面前,那就是如何进行考核。所以我们的教学改革也包括考核机制。在考核理论知识时,从其他成功的力学课程改革中借鉴而来的“半开卷”方式从提出就受到了学生的一致认同,解决了学生的后顾之忧,注意力自然的就落到了对问题的求解以及对思维的训练上来。此外,一系列课堂考勤、案例讨论、中期考核、课后作业、期末考试以及多类型实验报告均是最终成绩的组成部分。对教师来说,教学显得“麻烦”了许多,但是对学生来说则是好事。经过试点,对比改革前,学生的成绩单没有以前“好看”,平均成绩有所下降。但是学生评价却比教改前高。

3.结束语

教学改革是教与改的同步改革,老师的教给了学生启发,学生的问给了老师灵感,教学相长。这正是我们教学改革最愿意看到的景象。

参考文献:

[1]王振东.关于流体力学方法论问题,力学与实践,2004,26(2):83-85

[2]马宝峰,李岩,郭辉等.基于科研问题的力学综合实验教学研究与实践,力学与实践,2012,34(1):103-105

作者:金春花 曹小建 徐小丽 单位:南通大学建筑工程学院