船舶流体力学优质课程建设的探索与实践

刘丽丽，曹爱霞，杨春萍

（青岛黄海学院，山东青岛266000）

船舶流体力学不仅是青岛黄海学院船舶与海洋工程专业的主干课程，而且在人才培养和课程体系结构中起到桥梁作用，可为后续的船舶原理、船舶设计原理等课程内容打下理论基础。2017年该课程被评为校级优质课程，在优质课建设过程中，建设成员及时反思、反复斟酌，对教学中出现的各种问题进行了探索与思考，并取得了宝贵的经验。

当前，流体力学的研究手段日新月异，与其他工程专业所学内容交叉与融合程度和范围更加深入、广泛[1]。一方面突显出学习船舶流体力学的重要性，另一方面也表明了这门学科的复杂程度[2]。虽然流体在日常生活中无处不在，但学生普遍缺乏对流体的感性认识。另外，由于流体力学理论性较强、概念抽象、数学功底要求高，导致船舶流体力学课程成为公认的教师难教、学生难学的课程之一[3]。针对这一实际问题，课程建设团队成员在对照国内外先进教学经验的基础上，注重激发学生的学习兴趣和培养动手实践的能力，为学生提供分析和讨论实际流体力学问题的平台，鼓励学生多动手、多思考、多实践，从而建成了具有一定特色的课程。

船舶流体力学课程由青岛黄海学院汽车与船舶工程学院船舶与海洋工程教研室承担建设，该课程的师资队伍梯度合理，教学经验丰富。尤其是近几年，为了进一步提高教学质量，适应新时期本科教育的发展需要，该课程在内容的组织和安排、教学方法和手段、考试形式等方面进行了改革，取得了一定的成果。

1 课程建设的指导思想

目前，许多高等院校都体会到了优质课程的益处，并认识到建设优质课程的重要性和必要性。青岛黄海学院启动了首批优质课程建设项目，要求最大程度优化整合课程，从而加快教学内容、教学方法和手段的改革进度。课程建设是高等院校本科教学工作的一项重要工作，代表着学校的办学特色和学科专业优势，是学校重点专业建设、培养高层次专门人才、开展科学研究的重要基础。为加强课程建设，团队教师整合了课程教学资源，深化了课程改革，提高了课程教学质量。

2 课程建设的具体方法

2.1 精简教学内容

船舶流体力学是船舶与海洋工程的专业主干课，通过各教学环节，学生能够掌握有关流体运动的基本概念、基本计算过程。该课程是后续课程的理论学习和知识体系构建的必要条件，并能综合运用流体力学的基本理论解决有关船舶阻力、海洋结构物结构分析等实际问题。陈旧的教学模式过于追求课程的完整性和相对独立性，重视运动学和水波理论中公式的数学推导演变过程；某些教学内容简单重复；部分内容较抽象，容易混淆，忽视了课程的基础作用，加大了流体力学的学习难度。鉴于此，优质课程建设中删除了已学的简单重复性内容；调整了后续课程如海洋工程环境课程会涉及的波浪理论教学内容。教学过程中，要拓宽学生的知识面，积极引导学生了解课程相关的前沿动态与最新研究成果，如适当引入湍流理论、非定常流动和CFD软件等内容和最新研究方法[4]。

2.2 改进教学方法和丰富教学手段

先进的教学方法和丰富的教学手段是优质课程的命脉，是其先进性的标志。优质课程应与计算机网络充分结合，采取现代化的教学手段和多样化的教学方法，将传统教学内容生动活泼地展现出来[5]。

2.2.1 建设教学网站

利用网络教学平台中的超星平台，建设船舶流体力学优质课程教学网站，上传课程简介、教学目标、课程进度安排、教学内容、实验授课录像、相关书籍和题库资料电子版并实现对外开放，实现在线学习及资源共享。这样，学生不仅可以在课堂上接受新知识，还可以在课下随时通过超星平台进行知识点复习，从而加深对课堂内容的理解，提高学习质量。学生还可利用网络平台提出问题，组建讨论小组，教研组成员可以看到留言内容并及时答疑。此外，学生的考勤可利用自动定位功能实现，提问环节可利用摇一摇功能随机抽取。学生对这种新型教学手段充满新鲜感，学习兴趣也较浓厚。实践表明，教学网站的建设对提高教学质量有显著效果。

2.2.2 利用多媒体资源

精心制作用于船舶流体力学课程的多媒体教学课件。流体力学的难度主要体现在其概念多、抽象化[6]，而且由于流体没有固定的形状，在流动过程中的规律较复杂，所以在讲解时常需借助图形和视频来表示流场的存在，体现其运动规律。教学中充分利用多媒体的图片及动画效果，大幅度减少教授过程中在黑板上的绘图及写字时间，同时图片、动画、视频等资源可使教学内容变得生动、直观，提高讲课效率和教学效果。利用计算流体力学软件，如Flunet、Ansys等，进行管流及横掠平板、卡门涡街等简单实例的讲解与演示，实时显示流动的流线，获得相关特征参数，可加深学生对流动的感性认识。在教学中采取以多媒体教学为主、板书为辅的教学手段，收到了较好的教学效果。这种新颖的授课方式能够成功地激发学生学习流体力学的兴趣，在以后的教学过程中可以适当增加此类型的案例教学。

2.2.3 增设实验项目

实验教学是船舶流体力学教学过程中必不可少的关键环节，它不仅可以提高学生的学习兴趣、加深对理论知识的理解，而且还可以培养学生的动手操作能力、分析问题及解决问题的能力。同时，实验还起到穿针引线的作用，能够实现知识点和实际现象的有机结合，从而形成较完整的知识链体系。教研组教师根据购置的实验设备和实验条件，初步自编了船舶流体力学实验指导书，包括静力学实验、管道沿程阻力实验、水击实验、圆柱体绕流及压力分布等多项实验，阐述实验装置的组成和各部分作用、明确了实验原理、实验步骤、实验结果处理与分析要求及实验中的注意事项等内容；购置了壁挂式自循环流动显示仪器，熟悉操作流程后，学生可自行操作，观察实验现象，形象直观，演示性实验实现了实验教学的多样化，提升了实验教学的质量和效率。

2.2.4 改革考试形式

由于船舶流体力学中运动学、动力学、水波理论、粘性流体力学等教学内容中公式较多、数量较大，而单纯记忆这些公式的形式并无多大意义[7]。所以，综合前三届学生的期末成绩来看，需要对考试形式进行改革。通过对以往的闭卷考试形式进行反思和深入探讨，发现闭卷考试存在一些弊端，并不适合对船舶流体力学知识的考查。

首先，考试中客观题所占分值通常较大，而客观题具有标准答案，正确率也存在随机性。因为学生即使没有掌握相关知识，判断题回答正确的概率也有50%，选择题选择正确的概率也有25%。此外，客观题会使得课程教学成为趋同性教学，不利于学生发散思维的培养。

其次，传统试卷考试中由于采用闭卷形式，计算题中所涉及到的公式均需学生记忆。而记忆性的知识虽可以通过短期突击学习迅速获取，但由于印象不深刻，也会很快模糊，甚至完全忘记。这会造成考试不公平现象，并不利于学生的可持续性发展。

第三，期末考试成绩所占份额过大。学生的平时表现及出勤率占10%、期中考试成绩占20%、实验成绩占10%和期末考试成绩占60%构成总评成绩，可见期末成绩所占份额过大，平时成绩所占份额过小，这就导致了学生不重视平时上课与积累。

第四，计算题难度较小，需提升。由于采用闭卷考试形式，计算题比较简单，无法完全反映出学生的思维能力。要想拓宽学生的思维能力，培养发散思维，需要采用灵活的题型和新颖的方式进行考查。

为适应素质教育的要求，采用选择性半开卷的考试形式，即学生可以选择携带三张A4纸，纸上内容学生需要自己手写，不可打印；在考试内容上，减少了客观题，增加主观题，注重内容的应用性、灵活性和综合性，注意考查学生对基本知识的掌握程度及灵活应用知识的能力。既能保证一般水平学生的及格等级数量，又能突出优秀学生的创造性思维，激发其能力的发挥。也可选择原始的闭卷考试形式，考试内容与难度相对较简单，但需要记忆较多知识点。

优质课程的建设需要一定的周期，建设效果可以从以下几个方面评价：一是学生的调查问卷。通过学生的思考和回答，初步检测课程建设的实施效果，并根据学

生的意见或建议继续改善课程的实施过程。二是教师的阶段性反馈评价表。通过一学期的实施，教师在教学过程中一定会有所感悟，对于实施过程的改进意见可通过阶段性反馈评价表来体现。三是学生的课程考核成绩。本次优质课程的建设成果可直接以学生的课程考核成绩呈现。因为考核成绩中不仅包含了平时表现、期中考试成绩、期末考试成绩，而且还体现着实验操作及实验报告成绩。四是相关知识大赛。学生对于本课程的掌握情况参差不齐，可以通过组织相关的知识大赛进行得分统计，并汇总形成柱形图，最终以图表的形式反映课程建设改革的具体成效。

3 结语

船舶流体力学是船舶与海洋工程专业的一门专业主干课，概念抽象，理论性较强，且具有一定的实践性。深入研究优质课程的建设，与同行交流经验，提高船舶流体力学教学水平，进而帮助学生更好地理解和掌握船舶行业相关的流体力学知识，最终达到灵活应用知识点，解决工程中流体力学的应用问题的目的。