流体力学泵与风机的类游戏模式教学方法探讨

郭秀娟 巩学梅 张丽娜

【摘要】流体力学泵与风机的课程体系完整、内容抽象且知识点多，注重理论知识的透彻理解及其在实践中的应用。本文结合专业培养目标与当今课堂教学现状开展了基于情景设计的类游戏教学模式的探讨，构建了一套吸引力较强的课堂教学方法。

【关键词】流体力学 泵与风机 类游戏模式教学

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）07-0213-01

在当今互联网+和移动学习的社会背景下，传统教学过程中的三个重点环节（教师、学生与教学条件）以及三者之间的关系都发生了显著的变化，教师的作用因网络教育教学资源的开放共享而弱化，学生获取知识的渠道越来越多样化，课堂对学生的吸引力正在变弱，而手机和游戏则具有了绝对的吸引力。教师必须与时俱进地对课堂教学方式进行革新，不仅体现在多样化教学手段的运用[1，2]，更应该是教学理念上的创新[3，4]。游戏对故事情节的充分设计和给玩家的浸润式场景体验，使玩家的心理满足感达到最大。既然如此，我们也可以尝试将情景设计和角色代入引入到课堂教学中，让学生置身于由系统知识点组成的学习情境中，增加学生的自主性和参与度，从而提高课堂教学对学生的吸引力。

流体力学泵与风机是公认的几门“难学”课程之一[5]。以激发学生积极性和强化知识点的系统应用性学习为目标，推进课堂教学方式改革是提高教学质量的关键。流体力学泵与风机的类游戏教学模式是以教師角色自由切换为先导，以基于知识点精梳的情景设计为主线，以浸润式教学为辅助的创新性课堂教学方法，实现了教师、学生与教学手段的和谐发展，从而全面激发学生的学习热情。

1.知识点梳理

梳理好知识点是讲好一门课的基础和关键。本课程系统性极强，为了便于学生学习和理解，需要绘制涵盖课程重点内容的网格图，确定某重点内容的经纬度坐标，并在对应的二维空间上细化此重点内容的相关知识点和应用拓展典型案例，采用最有效的方法将涉及到的知识点层次展开。

2.情景设计

情景设计是以重点内容为核心开展的群簇教学，包括实践（工程）背景、问题引入点、学习主线/副线和节点设置等几个主要环节。针对某重点内容开展的情景设计需要教师以案例或可视化资源作为切入点，引起学生们的讨论和共鸣；通过简单的背景介绍抛出问题的症结，与学生讨论和解决问题，制定以问题引入点至重点内容的学习主线和副线操作；为了增加学生的学习成就感和实现阶段性自检这一功能，需要在学习主线上合理设置几个节点，开展闯关问答环节，添加可行的激励或奖励操作；最后还需做好不同情景之间的衔接。

3.浸润式教学

实现浸润式教学包括课堂教学和课后网上互动两个环节，通过多情景模式的开展，给学生较好的学习体验。实施过程可以采用视频、现场考察图片、报道采访或多媒体资源等形式的耦合带来最有震撼的思想冲击，且需将这种激励的情绪贯穿整个情景展开的始终，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4.案例讨论分析

按照类游戏模式教学方法的要求，本课程知识点涵盖了能量方程、流动阻力损失、管路串并联和泵与风机在管路中的应用4个经度上的重点内容，每个内容又涉及了2～3个纬度上的重点内容，从而形成了课程网格。以能量方程的情景设计为例，首先通过伯努利实验（虚拟仿真技术与水力学实验结合）的实操和现象观察让学生发现能量守恒规律的存在，并通过数据的整理得出能量方程的个性化表达式，随后让学生调节参数去验证此规律的准确性，当出现不符合案例时要详细分析原因；在先导案例的充分铺垫下，教师和学生一起在课堂教学时讨论问题，通过流线、一元流动模型和过流断面3个纬度上重点内容的引入引导学生去解决问题；课后还需要布置网络闯关作业以巩固前期教学成果，增强学生的自主学习意识。

在类游戏模式的课堂教学中，教师不是传统意义上的“教师”，教室也不再是唯一的教学阵地，它可以利用多样的可视化教育资源将教学变得极其有趣，使学生学得酣畅淋漓。但开展的前提是教师及其教学团队投入大量的时间开展角色切换，由“教书匠”变成项目策划师、数据分析师、心理咨询师和游戏开发工程师等，其中一部分工作可以由专业人员完成，但教师仍然且必须是主角，这也是时代发展的必然。

参考文献：

[1]詹水清.新形势下流体力学课程教学改革的探索与实践[J].课程教学，2017（32）：122-124.

[2]戎瑞，吴正人，张磊，董帅.“流体力学及泵与风机”创新性实验研究[J].实验室科学，2017（1）：10-12.

[3]王发辉，桑俊勇，张丹.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育，2009（151）：102-103.

[4]王贞涛，徐荣进，王晓英.流体力学精品课程教学改革与实践[J].高等建筑教育，2014（2）：74-77.

[5]尹雪梅，张文慧. 制冷与低温工程专业“流体力学”教学改革探索[J].中国电力教育，2012（10）：98-99.