如何提高工程类基础专业课的教学效果

赵建华　田学斐

【摘要】《工程流体力学》理论性强，内容晦涩，学习效果不明显，因此本文以90后学生兴趣为切入点，以工程应用为依托，以学生半自主学习为目的，探讨了多课程、多领域横向跨越案例式教学模式。该模式能够很快使学生们理解教学内容，消除 “书本无用论”错误意识，改善学习积极性，激发学生积极自主学习的意识，培养学生多学科、立体学习能力。

【关键词】工程流体力学 多课程 多领域 横向跨越式 立体学习能力

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）04-0125-02

前言

《工程流体力学》是液压专业本科教学的一门基础专业课，对其他课程的学习具有重要指导作用。

学生学习时，消极对待、被动学习，积极主动性较低，出现大量逃课、开小差现象[1]，不仅自己的专业知识没有学习扎实，而且会引起连带效应，降低其他同学的学习积极性，同时更会影响授课教师的授课积极性[2]，给《工程流体力学》课程的教学工作造成较大的困难。

1.教学现状

《工程流体力学》理论化强，学生学习困难，教师讲授难度大，效果不理想，主要如下：

1.1 学生出现两级分化

（1）好学生基础扎实，很快理解课程内容，学习动力足，效果明显。

（2）其他学生基础差，不能很好与《工程流体力学》衔接，出现课堂睡觉，玩手机及逃课情况[3]。

1.2 液压技术发展迅猛

液压技术发展突飞猛进，专业毕业生面临较多新知识，压力大，需要较高的融贯变通能力。

1.3 授课模式单一，讲义老旧

教材、讲义老，与工程实际严重脱节；授课采用满堂灌方式，学生学习积极性较差[4]，效果大打折扣。

1.4 课时逐渐缩短

学生所需要学习的知识多，但是时间有限，大部分高校压缩《工程流体力学》授课学时，使得授课难度增加，效果大打折扣。

2.横向跨越案例模式实施步骤

为了提高《工程流体力学》讲授效果，采取了“以学生兴趣为切入点，工程实践为依托，半自主学习为目标的横向跨越案例式教学模式”，取得非常良好的效果。

2.1 知识要点

以Bernoulli方程为例，讲述横向跨越案例式教学模式的具体实施方案。

2.1.1 Bernoulli方程

（1）

2.1.2 物理意义

表征流场中两点间的机械能守恒（位置水头+压力水头+动能水头=常数）关系。

2.1.3 运用场合

各点间压力与速度间的关系。

2.2 教学步骤

2.2.1 放映大型纪录片

放映纪录片“驼峰航线”，引起学生们的注意力，用飞行员英勇胆识感染学生，进行爱国主义教育；

2.2.2 历史背景

太平洋战争爆发后，中国抗日战争进入了相持阶段，中国经海路和陆路获取战争物资的生命线—滇缅公路别切断，被迫在印度阿萨姆邦和中国昆明间开辟驼峰航线。

2.2.3 讨论总结失事原因

学生讨论飞机的失事原因，教师进行评价总结。

（1）主力机型：主力机型—C46型战斗机（如图1所示）笨重难看，毛病百出。

（2）机型缺陷：油箱接头密封太差；去雾器工作异常；进气管结冰；油管堵塞；发动机失效；油管断裂。

（3）气候条件：天气恶劣，能见度几乎是零；上升、下降气流；强劲的季节风多变。

图1 C46战斗机

2.2.4 讲解飞机升空原理

结合Bernoulli方程，讲解飞机前进动力，垂直升力产生机理。

（1）前进动力：二战期间以单翼螺旋桨飞机为主，飞行时螺旋桨旋转，向后压迫空气，空气施加给螺旋桨一个反向的作用力，带动飞机最终向前分型，如图2所示。

图2 飞机螺旋桨

（2）垂直升力：飞机机翼断面如图3所示，上部为凸面，下部为平面。飞行时，空气分别从飞机固定翼上、下两面流过。

图2 飞机的机翼形状

假设飞机机体固定，空气以相反方向等速运动，如图3所示。

图3 机翼的流速、压力

選取飞机固定翼某一表面垂直两点作为参考点，建立Bernoulli方程，如式（1）所示。假设两点动能修正系数基本为1。

空气流经上表面时路程长，下表面路程短，而时间一致，则机翼上表面空气流速v1大于下表面空气流速v2。

飞机的飞行高度为几千米甚至更高，参考点1、2的高度差基本可以忽略，位置水头z1、z2相等。

参考点1、2的机械能损失相等，则Bernoulli方程简化为：

（2）

v1>v2，则p1

3.横向跨越案例式教学模式特点

（1）以学生的兴趣为导向 将教学知识与学生兴趣联系起来，以激发学习的主观能动性[5]。

（2）以具体的工程实践为依托 消除“书本无用论”的错误意识，学习欲望增强，状态大大提高。

（3）以培养半自主学习为理念 积极引导学生，发挥学生的主观能动性，学习状态及效果大大提升。

参考文献：

[1] 强蕊. 基于CDIO教育理念的大学物理实验教学与考试模式[J]. 西安科技大学：高校研究， 2014， （1）： 63-64， 67.

[2] 王荫， 施艳艳. 电气信息类专业的工程教育模式探索[J]. 求知导刊， 2014， （8）： 43-44.

[3] 李琳. 地方高校应用本科教育的转型探索：CDIO的视角[J]. 高等农业教育， 2014， （8）： 51-53.

[4] 姚年春， 唐义锋. 基于CDIO的PLC课程教学改革研究[J]. 信息通讯，2014， （6）：267-268.

[5] 候振杰， 王晖， 林逸峰. 工程教育理念下的高级程序设计类课程的改革与探索[J]. 信息通讯，2014， （6）：268-269.