《流体力学》课程本硕衔接的教学改革探索

刘宏升 解茂昭

摘要：以《流体力学》课程本硕衔接为主导思想，开展《流体力学》本硕衔接的教学内容与教学方法改革。通过本硕课程的优势互补提高了教学效果，建立了教学内容、教学方法及考核方式统一的《流体力学》课程体系。

关键词：流体力学；本硕贯通；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0107-02

本科教育和研究生教育的教育目标、思路和方法等有着本质的区别，但在知识体系上二者是循序渐进、密切相关的。就目前高校的研究生生源结构而言，主要包括推免生和统考生两类。近年来保送生在高校之间已经可以进行跨校选择，这给考生提供了更多的选择空间[1]。尽管如此，保送本校以及本校统考生在录取人数中仍占有重要比例，如何针对这部分学生把握好本硕课程的递进关系，实现本硕知识的无缝对接，是一个不容忽视的问题。

在能源动力类本科教学体系中，《工程热力学》、《流体力学》及《传热学》这三门课属于专业基础课程，是衔接公共基础课与专业方向课的关键课程，在课程体系中占有重要地位。同时这三门所对应的《高等流体力学》《高等传热学》以及《高等工程热力学》，也是该专业研究生教学体系中极为重要的理论课。课程教学内容的合理衔接是能源动力类研究生理论教学的一项重要课题。笔者作为大连理工大学能源与动力类本科《流体力学》和硕士《高等流体力学》课程的主讲教师，近几年来在该课程本硕衔接上进行了一些探索性的改革与实践，希望相关经验能够为其他专业基础课程的本硕衔接提供有益借鉴。

一、国内外本硕贯通的课程体系现状

我国现行的教育体制对于本硕衔接教育的关注度并不高，相应的举措很少，而且大部分都是集中英语课程晋级教学[2]、推免生毕业设计以及创新实验项目等实践类[3]教学环节上，而理论课的教学衔接方面[4]却很少受到关注，课程贯通与学生连续培养还存在明显脱节现象。在国外一流大学的课程体系中，很多专业都是采用本硕博课程贯通的教学模式[5]，例如：哈佛大学生命科学方向的很多课程都是可以本硕互选的；普渡大学本科学生可以根据个人兴趣与职业规划选择技术选修课，而这些课程就涵盖了大量研究生课程。

我国较早探索本硕博课程贯通模式的高校是上海交通大学，该校机械与动力工程学院于2011年开展了本硕博系列课程建设，将机械工程与能源与动力工程专业融合，形成了28个横向模块和本硕博纵向模块。其中能源动力类的专业基础课《工程热力学》《流体力学》和《传热学》课程就属于横向模块课程。

二、本硕衔接的教学内容改革

教学内容的相互融合、知识互补是课程本硕贯通的核心内容。笔者基于本硕知识一体化思想，在本校能源动力类本科《流体力学》教学内容与知识体系基础上，结合学院现有科研方向与教师多年教学经验，对教学内容加以整合与拓展，力求建立本硕一体化的流体力学知识体系。

作为基础的本科阶段，课程教学重点放在基本概念与基础理論上，以经典流体力学理论为主要内容，其中流体静力学与理想流体流动是重点；而粘性流体流动主要针对圆管内流动和平板边界层两种相对简单情况，进行流动特性分析，损失、阻力计算，以及简单水力计算等，这里引入了大量经验公式与实验结论，知识理论性不足，几乎没有涉及到粘性流体流动的基本方程推演与求解；而这些推演与求解过程正是《高等流体力学》课程的重点之一；而且关于不可压缩粘性流体的湍流流动理论，是本科教学不曾涉猎的领域，但却是研究生教学的另一重点，充分体现硕士课程服务于科学研究的重要特性。

此外，本科阶段《流体力学》课程中有关气体动力学的教学，因受课程学时、学生基础等因素所限，教学内容仅停留在基本概念、气流基本参考状态，以及一维等熵流性质等基础知识层面上，其内容的深度与广度远远不足。区别于本科教学，我们在硕士生的课程中，对气体动力学中的特殊现象，都进行了细致深入分析，而在基本概念方面则一带而过，可以说研究生的《高等流体力学》教学内容是本科知识的延伸与拓展，避免了知识的重复。

总的来看，本科阶段的部分教学内容，学生只知其然而不知其所以然，而研究生的《高等流体力学》课程就是解决了“其所以然”的问题，从而为学生后续的科研经历打下良好的基础。

三、基于本硕一体化思想的教学资源建设

目前我国各地高校能源动力类本科《流体力学》教学，虽然采用的规划教材各不相同，但教学内容在总体上看还是很相近的，基本上都涵盖了流体静力学、动力学、量纲理论、边界层理论以及管内流动、平板绕流等实际流动问题，只是在气体动力学及旋涡理论等教学内容的选择上有所区别。但与之相反，各高校硕士生的《高等流体力学》的教学内容，一般都与各自研究生的培养方向相接轨，教学内容差异很大，侧重点各不相同，目前尚未出现一部通用的研究生《高等流体力学》教材。

以我校《高等流体力学》课程为例，该课程已开课30余年，于2012年更名为《高等流体与气体动力学》，其教学资料是从多部参考教材中节选的整体章节，资料之间缺乏有效衔接，存在知识内容相对杂乱、缺乏系统性，公式符号与专业术语前后不统一等问题，给学生的学习带来一定的困扰。

课程组根据能源与动力类本硕教学现状，于2015年出版了本科国家“十二五”规划教材《工程流体力学（第五版）》，同时在本科规划教材基础上进行知识拓展，编写了高等流体与气体动力学教学讲义，力求满足我校研究生后续专业课程需求与科研需求。讲义于2016年用于实际教学，通过在教学实践中不断完善，相关教材的出版工作已在酝酿之中。

教学实践表明该讲义与本科教学能够进行合理有效衔接，避免知识重复与断层现象，知识系统性更强。基于讲义重新制作了课程教学大纲、多媒体教案，通过在教学实践中不断征求学生的反馈意见，及时调整教学内容与授课方式，形成了稳定、完整的流体力学教学资源。

四、本硕优势互补，不断拓展研究型教学方法

对我校能源动力类《流体力学》课程而言，本科教学的优势是课程教学方法[6]与考核方式非常成熟，而硕士阶段的优势在于研究生能够接触到大量的科研成果，其中有一部分是可以转化为教学资源的，因此如果能够将二者的优势互补，则必将会提高课程的教学效果。

在教学实践中，我们一方面非常注重将本科《流体力学》的基础理论与科技前沿相结合，及时将国内外具有代表性的科技创新、科研成果融入到研究生教学；同时结合教师的科研工作，将本专业研究生的科研工作成果，通过将Fulent软件模拟实例引入到本科教学。此外，注重将本科教学中非常成熟的研究型教学法引入到研究生课堂教学，开展了多个层面的研究生教学改革与实践。例如：开展基于实际问题的案例式教学法，通过典型例题与专题讨论课来解决与课程密切相关的实际问题；将过程考核列入总成绩的考核方式改革，加大课后专题作业与课程论文的考核权重，将其列入平时成绩，以此引导学生从注重考试结果向注重学习过程转变，增强学生学习的主动性。实践表明，这些措施虽然增加了教师的课后工作量，但能够强化学生的自律性，有效杜绝逃课、混日子现象，充分调动了学生的学习热情，也得到的广大学生的认可与配合。

五、结语

本文通过对本科《流體力学》与研究生《高等流体力学》课程的教学改革，探索《流体力学》课程本硕衔接的有效途径。通过调整课程教学内容、编写系列教材优化知识体系，把科研成果引入到本科教学，将本科成熟的教学方法与考核方式引入到研究生教学，使二者优势互补，提高课堂教学效果。

参考文献：

[1]黄晓春.本硕衔接教育研究与探索[J].中国大学教学，2011，（2）：36-38.

[2]蔡玲凌，钟晓红.基于“4+2”本硕培养模式下的大学英语教学探索[J].哈尔滨师范大学社会科学学报，2012，（4）：179-180.

[3]沈显生，周丛照.优化实验课程体系兼顾本-硕贯通[J].实验室研究与探索2011，30（6）：142-145.

[4]尚煜，王劲.本硕阶段“内部控制”课程教学衔接探讨[J].中国电力教育，2013，（34）：94-95.

[5]王辉，刘冬.本硕层次学徒制：英国高层次应用型人才培养的另辟蹊径[J].高等教育研究，2014，35（1）：91-97.

[6]任玲，夏德宏.工程流体力学“慕课+翻转课堂”教学模式[J].中国冶金教育，2015，（6）：34-36.