针对能源与动力工程专业的《工程流体力学》教学探讨

熊永莲+候全会+严军

摘 要： 《工程流体力学》作为工科院校的一门专业基础课， 是很多专业的主干课程，文章结合能源与动力工程专业学生特点，对该课程的教学方法、教学内容及考核方式等进行了教学改革的探索，实践证明有利于学生提高学习能力，教学效果明显。

关键词： 《工程流体力学》 能源与动力工程专业 教学改革

一、引言

《工程流体力学》是研究流体的机械运动规律及其实际应用的科学[1]，是能源与动力工程、车辆工程、机械工程、石油工程、化学工程专业等诸多工科专业的一门重要的专业基础课，在各个工程领域都有广泛的应用。其特点是，工程流体力学内容抽象，概念性强，涉及大学物理、材料力学、高等数学等，综合性极强，且教学里包括众多数学公式和偏微分方程的相关推导计算，需要学生有较强的综合能力。而我校是一所二本工科院校，学生在高等数学、大学物理、材料力学等方面的基础良莠不齐，因此存在老师难教、学生觉得枯燥难学的现象[2]，导致《工程流体力学》被公认为是本科中最难学的课程之一。为提高学生学习兴趣和教学质量，有必要对该门课程进行必要的教学改革[3]。

二、教学改革

（一）教学方法改革

针对学生在高等数学、大学物理、材料力学等方面的基础存在良莠不齐的情况，为了更好地增强学生学习《工程流体力学》的学习效果和教学效果，需要在教学实践过程中对教学方法进行相应的改革。首先，为了避免学生觉得枯燥无趣，在教学过程中注意理论联系实际。比如，在《工程流体力学》的第一堂课上，我通过提出如“汽车在行驶过程中所受到的阻力主要来自前部还是尾部”，以及“高尔夫球表面和飞机表面为什么一个是粗糙一个光滑呢”等众多涉及流体力学知识的实际问题，一下子就把学生的兴趣提起来，整整一堂课学生学习兴趣高涨，没有恹恹欲睡的情况存在。在后续的课程中，由于主要围绕连续性方程，伯努利及动量方程等展开，因此在讲授的课程中，为了避免数学基础不够扎实的学生在上课中觉得无趣，我主要是通过讲例题的研究思路、方法，尽量避免变成单纯的数学推导过程，主要告诉学生如何分析，重点介绍公式的成立条件及如何使用。然后通过具体的例题讲解如何使用该公式来解决问题。比如对雷诺公式的理解应用，通过在课堂上播放雷诺试验的视频，并在课后安排学生到实验室进行雷诺实验，以加深对该公式所涉及相关因素的理解。在课程的后面章节，根据学生的认知发展水平重点讲解工程流体理论在实际中的具体应用实例，并选择适当的课题让学生积极参与，并总结出规律，建立适当的数学模型，这样既使学生保持了浓厚的学习兴趣，又很好地做到理论与实际的结合，大大提高学生解决实际问题的能力。

（二）教学内容改革

《工程流体力学》内容涉及面广，如何根据专业培养目标和课程体系的要求，制定合理的教学大纲，教学内容及教学计划显得尤为重要。首先，针对目前《工程流体力学》教材存在理论性强，数学公式推导众多的特点，在教学过程中有意识地弱化公式的数学推导过程，重点突出公式的适用条件和在实际问题中如何应用，尤其是如何利用这些公式来解决实际问题。比如实际流体恒定总流的伯努利方程，通过弱化过程的复杂推导，重点讲解其应用条件，让学生很快就明白该方程的意义，并掌握如何在实际过程中进行应用。

同时通过案例讲学，与学生所在能源与动力专业系紧密结合。比如在讲到流体运动的连续性方程及伯努利方程时，可以讲讲其在内燃机等设计中所起的作用，通过掌握空气和燃油的流动规律，才能设计好空气和燃料的流量比例、流动速度、温度控制等众多流体力学方面的知识。同时选取适当的跟能源与动力系紧密相关的习题，以帮助学生进一步巩固和消化课堂所学。因为现有教材习题偏水利和建筑的居多，所以需要老师在平时多收集和编撰相关的习题，以更好地促进学生掌握相关知识。

（三）考核方式的改革

由于《工程流体力学》所涉及学科多，综合性强，内容难，以前通常采用期末闭卷的方式加平常课后作业进行考核，存在学生平常作业抄袭、习惯老师划重点、考前死记硬背的问题，且考试内容基本都是学生平常见过、练习过的题型，不能很好地体现出该门课程的知识体系和价值，也无法让学生发挥他们的主观能动性。因此，针对以前的考核形式存在的问题，有必要对其进行改革，以更好更全面地反映学生掌握知识和相应能力的情况。

首先，增加课堂与平时考勤环节。现在的学生基本人手一部手机，尽管上课纪律三令五申，仍然存在部分学生上课偷偷玩手机的情况，再加上有些学生平常对自己要求不严，存在上课迟到、旷课、打瞌睡的情况。因此增加课堂考核环节，对上课不遵守课堂纪律、缺勤等，累积到一定次数后会有相应的惩罚措施。在课堂上表现积极，能主动回答老师问题等会有一定鼓励措施，适当地加分以激发学生更浓的学习兴趣，加强学生在课堂上和老师的互动，营造出更好的学习氛围。

其次，增加考试内容，丰富考试题型。从以往考试题型看，主要有填空题、选择题、判断题和计算题四大类型。因为考试内容比较依赖教材，所以不能很好地反映学生对相关知识的理解掌握。鉴于此，增加一些比较贴近相关专业和实际生活的问答题，比如“汽油在油箱里的存贮涉及流体力学里面的什么知识”、“汽车上的中央空调上平行的风扇叶片起什么作用”等，体现了考试内容的灵活性，又考察了相应的考点，能体现出学生对相关知识的具体分析和应用。

最后，完善最终成绩的评定方法。以前的成绩评定主要是期末考试成绩占60%，平时作业占40%，且存在许多同学课后作业照抄的情况。由于平时作业成绩占比过高，增强了不努力同学的侥幸心理，间接也会挫伤努力学习的学生的积极性。为了更好地反映学生的学习态度和对该门课程相关知识的掌握应用情况，综合评定学生的学习能力和实践能力，最终成绩的评定将计入课堂环节、实验环节等，将成绩比例改为：期末考试成绩70%，课堂环节包括考勤10%，平时作业10%，实验成绩10%，促使学生重视课堂纪律，增加课堂互动环节，减少平时作业的比例，增加动手实验的成绩，更能全方位、多元化地评定学生。

三、结语

本文对能源与动力工程专业所学《工程流体力学》的教学方法、教学内容及考核方式等进行了教学探讨与改革。通过在实践中的应用，取得了很好的教学效果，有利于学生学习能力提高和教学效果的增强。

参考文献：

[1]禹华谦.工程流体力学[M].高等教育出版社，2011.

[2]庞赟佶，陈俊俊，陈义胜，吴晅.关于工程流体力学教学过程中的几点思考[J].教育教学论坛，2015，45：143-144.

[3]陈小珊，洪文鹏，张玲.工程流体力学课程改革的思考[J].东北电力大学学报，2006（3）：54.