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[摘 要]工程流体力学是目前高等院校普遍开设的本科生课程。该课程基础理论抽象，与实践脱节，学生学习起来感觉有一定难度，整体教学效果不好。本文结合教改项目的实施，在课程结构调整、教学方式及教学资源建设等方面进行了改革和实践，提出了“师、生双主体的两段制”课程结构和基于“项目式”的研讨式教学方法，加强实践环节，建立了基于网络的教学平台，着重培养学生的科研精神和创新思维能力，全面提高学生的学习兴趣与教学效果。
[关键词]工程流体力学；教学改革；创新能力；研讨式教学方法
中图分类号：G643；O35-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0222-01
总言
工程流体力学是随着计算机的发展而产生的一门涉及数学、流体力学和计算机科学的交叉学科，主要是通过计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程，对流体力学问题进行模拟和分析。目前，流体力学广泛应用于多个工程领域，且发展迅速。工程流体力学课程是我校土木工程专业的一门专业课程，目的是使学生理解和掌握工程流体力学的一些基本原理和基本计算方法，学会运用计算机模拟去解决一些流动数值计算问题，为将来从事工程技术工作、进行科学研究及开拓新领域打下坚实的基础。
1 工程流体力学课程的教学现状
工程流体力学课程主要讲授流体的基本概念、流体运动的基本方程和流体力学实验过程。通过实际案例，学生能掌握常见的流体力学知识，提高运用理论知识指导工程计算的能力，为日后专业课的学习和进入工作岗位的实践操作打下坚实的理论基础。由于流体力学知识体系相对成熟固定，逻辑性、系统性、理论性较强，专业术语比较抽象，因此，流体力学课程被认为是一门比较难学的课程。目前，工程流体力学课程在教学内容、手段、方法和考试等方面存在很多问题，这在一定程度上降低了学生对这门课程的学习热情。教材中的例题大多涉及满足假定条件的理想力学模型，具有通用性。教学中对理论推导和论证过程的讲解重于对实践知识的强调，专业特色不易体现。学生在学习中缺乏明确的工程目标，不但学习热情很难调动起来，而且分析和解决问题的能力也很难加强。在实验环节上，与课程相配套的实验大多是验证性实验，体现创新的设计性、综合性实验很少开展，反映工程实际的实例也没有引入。实验大多保持着近十几年相似的操作，缺乏新鲜感和趣味性。学生做实验单纯是为了取得实验操作的平时成绩，实验教学对学生实际动手能力的培养效果并不显著。在教学手段上，授课方法墨守成规，“满堂灌”现象普遍存在，教学效果不甚理想。在考核方式上，对学生的考核仍然沿用传统的手段，大多数学生还是为了考试而考试，获取知识的自觉性较差。“学习是为了应用”的教学理念并未得到很好的贯彻。
2 基于工程实践能力培养的课程改革的具体方式
2.1 采用“师、生双主体的两段制模式”进行课程结构调整
传统的工程流体力学课程教学思想是“以教师为中心”，课堂上普遍采用由教师到学生的“单向灌输式”教学模式。学生被动接受知识，失去了学习的主体地位，学习效率低下，缺乏学习的自主性、能动性和创造性。现代高等教育的理念是以学生为中心，教学工作要为学生的全面成才服务。另外，教学活动有其自身的规律，教师不能一味迁就个别学生的无理要求而妨碍了正常的教学活动。考虑到该课程具有理论性和实践性的双重特点，教学中将工程流体力学课程体系分为两部分。第一部分是流体力学的基本理论和基本方法，我们改变了传统的教师授课的单一教学模式，邀请在流体力学领域有不同专长的教师共同授课。这样既可以更透彻地讲解流体力学的基本理论知识，又可以拓展学生的视野，启发学生的思维。第二部分是商用软件的操作技能训练，采用以学生为主体的教学模式，教师根据教学进度，按不同层次、不同类别将学生分组并布置研究任务，让学生进行实战演练，并分批次汇报各小组的成果，包括研究背景、物理问题的简化、數学模型的建立、具体的求解过程与参数设置，以及结果的详细分析及讨论。这种“双主体、互动式”的教学模式使学生在具体的实践过程中，提高了对流体力学技术的应用能力，同时也加深了对流体力学基本理论的理解。
2.2 基于“项目式”的研讨式教学方法
原有“照本宣科”式的教学方法明显与目前的教学要求不相符，而且会压制本科生的学习主动性，对本科生以后的研究工作不利。如果教学中将所学知识与其在实际中的应用相结合，使学生了解生产过程中的真实需求，并利用流体力学技术解决问题，从而满足这种需求，不仅能大大激发学生的学习兴趣，而且能在有限的教学时间内提高本科生掌握知识的能力，真正实现学以致用。“项目式”教学方法是一种建立在建构主义学习理论基础上的，有别于传统教学方法的新方法。该理论认为，教学过程中要以学生为中心，教师作为帮助者，充分发挥学生的主体性和创新精神，使学生利用协作式学习模式有效地达到对当前所学知识的意义建构。
2.3 远程综合教学平台建设
对于本科生来讲，依靠单纯的课堂学习所获得的信息量已远远不能满足学习的要求，学校需要提供多样性的教学环境和资源来进行补充。因此，工程流体力学课程立足于网络课程建设平台，实现了课堂教学与网络平台的有机结合，构建了包含多媒体课件、视频教材、网络资源、流体力学软件等元素的教学平台，以丰富的资料充实教学内容。这种真实直观的网络教学平台，不仅大大吸引了学生的注意力，激发了学生的学习兴趣，而且加深了其对工程流体力学基本理论的掌握。另外，本科生可以根据自己的实际需求，利用该网络互动平台自主打造学习方案，充分利用学校的网络资源和知识资源进行自主学习和协作学习。教师从工程项目的难易程度及与课程的关联度等方面考虑，设置比较前沿的开放探索性题目，学生可以通过网络平台进行虚拟仿真中心的实验预约。该网络教学平台为学生拓展视野、培养科研兴趣、提高分析及解决问题的能力提供了良好的机会。
结论
针对目前工程流体力学课程存在的基础理论知识抽象、理论与实践脱节的现状，我们以解决常见的工程实际问题为出发点，将课程结构分隔为师、生双主体的两段制，在介绍工程流体力学理论的同时，增加商用流体力学软件的操作技能培训；通过本科生对真实工程项目的研讨性学习，拓展课程教学内容；依托远程网络教学平台的建设，使课堂教学与虚拟仿真教学互为补充，弥补课堂学时的不足。我们通过工程流体力学课程教学改革，旨在探索一种能够唤醒本科生的学习热情，全面提高本科生科研素质和创新精神的人才培养模式，强化理论与工程实践的有机结合与融会贯通。
参考文献
[1] 黄卫星，肖泽仪，伍勇，魏文韫.过程装备专业工程流体力学课程的地位与教学要求[J].化工高等教育，2010，01：21-24.
[2] 张轶，丛燕青，孙培德.环境工程专业《工程流体力学》精品课程建设的探索研究[J].中国校外教育，2010，02：86+88.
[3] 张秀芳.关于土木力学本科专业《流体力学》课程设置的新思考[J].科技信息，2010，26：412.
[关键词]工程流体力学；教学改革；创新能力；研讨式教学方法
中图分类号：G643；O35-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0222-01
总言
工程流体力学是随着计算机的发展而产生的一门涉及数学、流体力学和计算机科学的交叉学科，主要是通过计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程，对流体力学问题进行模拟和分析。目前，流体力学广泛应用于多个工程领域，且发展迅速。工程流体力学课程是我校土木工程专业的一门专业课程，目的是使学生理解和掌握工程流体力学的一些基本原理和基本计算方法，学会运用计算机模拟去解决一些流动数值计算问题，为将来从事工程技术工作、进行科学研究及开拓新领域打下坚实的基础。
1 工程流体力学课程的教学现状
工程流体力学课程主要讲授流体的基本概念、流体运动的基本方程和流体力学实验过程。通过实际案例，学生能掌握常见的流体力学知识，提高运用理论知识指导工程计算的能力，为日后专业课的学习和进入工作岗位的实践操作打下坚实的理论基础。由于流体力学知识体系相对成熟固定，逻辑性、系统性、理论性较强，专业术语比较抽象，因此，流体力学课程被认为是一门比较难学的课程。目前，工程流体力学课程在教学内容、手段、方法和考试等方面存在很多问题，这在一定程度上降低了学生对这门课程的学习热情。教材中的例题大多涉及满足假定条件的理想力学模型，具有通用性。教学中对理论推导和论证过程的讲解重于对实践知识的强调，专业特色不易体现。学生在学习中缺乏明确的工程目标，不但学习热情很难调动起来，而且分析和解决问题的能力也很难加强。在实验环节上，与课程相配套的实验大多是验证性实验，体现创新的设计性、综合性实验很少开展，反映工程实际的实例也没有引入。实验大多保持着近十几年相似的操作，缺乏新鲜感和趣味性。学生做实验单纯是为了取得实验操作的平时成绩，实验教学对学生实际动手能力的培养效果并不显著。在教学手段上，授课方法墨守成规，“满堂灌”现象普遍存在，教学效果不甚理想。在考核方式上，对学生的考核仍然沿用传统的手段，大多数学生还是为了考试而考试，获取知识的自觉性较差。“学习是为了应用”的教学理念并未得到很好的贯彻。
2 基于工程实践能力培养的课程改革的具体方式
2.1 采用“师、生双主体的两段制模式”进行课程结构调整
传统的工程流体力学课程教学思想是“以教师为中心”，课堂上普遍采用由教师到学生的“单向灌输式”教学模式。学生被动接受知识，失去了学习的主体地位，学习效率低下，缺乏学习的自主性、能动性和创造性。现代高等教育的理念是以学生为中心，教学工作要为学生的全面成才服务。另外，教学活动有其自身的规律，教师不能一味迁就个别学生的无理要求而妨碍了正常的教学活动。考虑到该课程具有理论性和实践性的双重特点，教学中将工程流体力学课程体系分为两部分。第一部分是流体力学的基本理论和基本方法，我们改变了传统的教师授课的单一教学模式，邀请在流体力学领域有不同专长的教师共同授课。这样既可以更透彻地讲解流体力学的基本理论知识，又可以拓展学生的视野，启发学生的思维。第二部分是商用软件的操作技能训练，采用以学生为主体的教学模式，教师根据教学进度，按不同层次、不同类别将学生分组并布置研究任务，让学生进行实战演练，并分批次汇报各小组的成果，包括研究背景、物理问题的简化、數学模型的建立、具体的求解过程与参数设置，以及结果的详细分析及讨论。这种“双主体、互动式”的教学模式使学生在具体的实践过程中，提高了对流体力学技术的应用能力，同时也加深了对流体力学基本理论的理解。
2.2 基于“项目式”的研讨式教学方法
原有“照本宣科”式的教学方法明显与目前的教学要求不相符，而且会压制本科生的学习主动性，对本科生以后的研究工作不利。如果教学中将所学知识与其在实际中的应用相结合，使学生了解生产过程中的真实需求，并利用流体力学技术解决问题，从而满足这种需求，不仅能大大激发学生的学习兴趣，而且能在有限的教学时间内提高本科生掌握知识的能力，真正实现学以致用。“项目式”教学方法是一种建立在建构主义学习理论基础上的，有别于传统教学方法的新方法。该理论认为，教学过程中要以学生为中心，教师作为帮助者，充分发挥学生的主体性和创新精神，使学生利用协作式学习模式有效地达到对当前所学知识的意义建构。
2.3 远程综合教学平台建设
对于本科生来讲，依靠单纯的课堂学习所获得的信息量已远远不能满足学习的要求，学校需要提供多样性的教学环境和资源来进行补充。因此，工程流体力学课程立足于网络课程建设平台，实现了课堂教学与网络平台的有机结合，构建了包含多媒体课件、视频教材、网络资源、流体力学软件等元素的教学平台，以丰富的资料充实教学内容。这种真实直观的网络教学平台，不仅大大吸引了学生的注意力，激发了学生的学习兴趣，而且加深了其对工程流体力学基本理论的掌握。另外，本科生可以根据自己的实际需求，利用该网络互动平台自主打造学习方案，充分利用学校的网络资源和知识资源进行自主学习和协作学习。教师从工程项目的难易程度及与课程的关联度等方面考虑，设置比较前沿的开放探索性题目，学生可以通过网络平台进行虚拟仿真中心的实验预约。该网络教学平台为学生拓展视野、培养科研兴趣、提高分析及解决问题的能力提供了良好的机会。
结论
针对目前工程流体力学课程存在的基础理论知识抽象、理论与实践脱节的现状，我们以解决常见的工程实际问题为出发点，将课程结构分隔为师、生双主体的两段制，在介绍工程流体力学理论的同时，增加商用流体力学软件的操作技能培训；通过本科生对真实工程项目的研讨性学习，拓展课程教学内容；依托远程网络教学平台的建设，使课堂教学与虚拟仿真教学互为补充，弥补课堂学时的不足。我们通过工程流体力学课程教学改革，旨在探索一种能够唤醒本科生的学习热情，全面提高本科生科研素质和创新精神的人才培养模式，强化理论与工程实践的有机结合与融会贯通。
参考文献
[1] 黄卫星，肖泽仪，伍勇，魏文韫.过程装备专业工程流体力学课程的地位与教学要求[J].化工高等教育，2010，01：21-24.
[2] 张轶，丛燕青，孙培德.环境工程专业《工程流体力学》精品课程建设的探索研究[J].中国校外教育，2010，02：86+88.
[3] 张秀芳.关于土木力学本科专业《流体力学》课程设置的新思考[J].科技信息，2010，26：412.