謝明祥

【摘 要】針對(duì)工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方法不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性的不足，引入PBL教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)改革，詳細(xì)描述了《工程流體力學(xué)》課程PBL教學(xué)模式實(shí)施步驟，討論了PBL教學(xué)法實(shí)施效果，最后分析了成功實(shí)施PBL教學(xué)法需要注意的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】工程流體力學(xué)；問(wèn)題學(xué)習(xí)法；教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)： G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）32-0023-002

【Abstract】In Engineering Fluid Mechanics course， the traditional teaching method made it difficult to arouse the students initiative to study. To solve this problem， a teaching method based on PBL was presented. A detailed description of actualizing approaches based on PBL teaching method was demonstrated and the test result was discussed. Finally， the key issues of PBL teaching method were emphasized.

【Key words】Engineering Fluid Mechanics； PBL； Teaching Mode

0 引言

工程流體力學(xué)課程作為能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)三大核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響能動(dòng)專(zhuān)業(yè)本科生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)，甚至影響學(xué)生畢業(yè)后從事本專(zhuān)業(yè)工作的勝任能力。該課程具有概念抽象、公式繁多、推導(dǎo)復(fù)雜、應(yīng)用型強(qiáng)等特點(diǎn)[1]，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)出現(xiàn)積極性不高、學(xué)習(xí)效率低、對(duì)課程產(chǎn)生恐懼心理等不良情況，必須對(duì)工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革。本文分析了工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，引入PBL教學(xué)模式進(jìn)行改革，針對(duì)工程流體力學(xué)課程提出實(shí)施步驟，并對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行分析，討論了應(yīng)用PBL教學(xué)方法需要注意的問(wèn)題。

1 工程流體力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問(wèn)題

結(jié)合工程流體力學(xué)課程特性，根據(jù)多年工程流體力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法存在以下三方面問(wèn)題。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，沒(méi)有充分發(fā)揮學(xué)生積極性。傳統(tǒng)教學(xué)方法中教師主講，學(xué)生聽(tīng)課的模式，以學(xué)生熟悉掌握授課大綱內(nèi)容為目標(biāo)，教師傾力向?qū)W生灌輸知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有充分的思考和理解，只是簡(jiǎn)單地對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行背誦，學(xué)生無(wú)法體會(huì)到工程流體力學(xué)課程魅力所在，也無(wú)法體會(huì)流體力學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的美妙之處。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)方法不利于學(xué)生追根尋底精神的培養(yǎng)，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生對(duì)很多流體力學(xué)概念主要通過(guò)對(duì)課本的記憶，或者是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索而得出，缺少了學(xué)生的思考、歸納和總結(jié)過(guò)程，也導(dǎo)致了整個(gè)課程的知識(shí)點(diǎn)是凌亂記憶的，存在只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林的學(xué)習(xí)現(xiàn)象，無(wú)法構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系，學(xué)生無(wú)法將課程各章節(jié)之間的關(guān)系建立聯(lián)系。

（3）傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)效果不理想，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。流體力學(xué)的研究方法主要有理論分析法、實(shí)驗(yàn)?zāi)M法、數(shù)值仿真法和現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)法，這幾種方法相輔相成，相互驗(yàn)證。在工程流體力學(xué)課程中，很多結(jié)論和公式不是通過(guò)嚴(yán)密的理論推導(dǎo)而是基于系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)得出，傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式忽略實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)的講解、實(shí)驗(yàn)原理的探尋、理論與實(shí)踐的結(jié)合，不僅讓學(xué)生無(wú)法理解實(shí)驗(yàn)結(jié)論的意義以及對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用推廣，還讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟操作實(shí)驗(yàn)，無(wú)法理解其深層次含義。

2 應(yīng)用PBL教學(xué)方法實(shí)施步驟

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的弊端，課程教學(xué)采用基于PBL教學(xué)法進(jìn)行改革。PBL教學(xué)法是一種以問(wèn)題為導(dǎo)向以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，也是近年來(lái)教育工作者研究的熱點(diǎn)[3-5]。該方法將學(xué)生置身于以問(wèn)題為中心的全新情景中，通過(guò)小組合作的方法探尋問(wèn)題的根源，利用課程知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析和解決問(wèn)題，達(dá)到掌握課程知識(shí)點(diǎn)的目的，經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程，促進(jìn)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、邏輯推理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

采用基于PBL教學(xué)模式后，需要依據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，規(guī)劃基于PBL教學(xué)方法實(shí)施過(guò)程，從而提高教學(xué)質(zhì)量?；赑BL教學(xué)方法的工程流體力學(xué)課程實(shí)施步驟如下：

（1）創(chuàng)建基于PBL模式的課堂討論小組。以專(zhuān)業(yè)為單位進(jìn)行分組，每組成員4-6人，為便于學(xué)生討論和團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)習(xí)可以自行組建團(tuán)隊(duì)，并推薦1名學(xué)生作為組長(zhǎng)，組長(zhǎng)接受教師分配的任務(wù)，負(fù)責(zé)組織本組組員進(jìn)行討論，協(xié)調(diào)組員對(duì)基于PBL模式所設(shè)置的問(wèn)題進(jìn)行討論，記錄討論過(guò)程，對(duì)討論結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)。

（2）根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)設(shè)置基于PBL模式問(wèn)題。根據(jù)工程流體力學(xué)課程教學(xué)大綱要求，對(duì)課程按照章和小節(jié)進(jìn)行劃分，以每2個(gè)學(xué)時(shí)作為時(shí)間單元，針對(duì)流體力學(xué)課程需要掌握的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)提問(wèn)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)提問(wèn)問(wèn)題時(shí)需要考慮到問(wèn)題的難度和廣度等因素，使得學(xué)生能通過(guò)自身的努力達(dá)到目標(biāo)，合理地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（3）通過(guò)查閱相關(guān)資料，小組內(nèi)部交流解決問(wèn)題。教師在每次授完課后布置基于PBL模式問(wèn)題給學(xué)生，小組組長(zhǎng)在課后組織本組組員進(jìn)行分工合作，查閱流體力學(xué)相關(guān)教材、電子數(shù)據(jù)庫(kù)等不同形式的參考資料，通過(guò)組員之間的深入交流和討論，提出基于流體力學(xué)知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題解決方案或者對(duì)問(wèn)題給出合理解釋?zhuān)⒂涗浾麄€(gè)討論過(guò)程，總結(jié)討論結(jié)論。

（4）小組對(duì)問(wèn)題的解決進(jìn)行匯報(bào)。每次上課前，教師檢查學(xué)生對(duì)問(wèn)題的解決情況，隨機(jī)抽取1-2組的學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)，考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解情況。在學(xué)生匯報(bào)時(shí)，老師盡量做到每次請(qǐng)不同的學(xué)生來(lái)進(jìn)行匯報(bào)，保證班上所有的同學(xué)都積極參與到問(wèn)題的探討，這樣也便于教師對(duì)問(wèn)題學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)，掌握整個(gè)班級(jí)的學(xué)情情況。endprint

（5）教師點(diǎn)評(píng)與分析。通過(guò)學(xué)生的匯報(bào)，教師可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對(duì)表現(xiàn)良好的學(xué)生給予肯定，同時(shí)也能了解到學(xué)生在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)所涉及的前修課程知識(shí)和學(xué)生個(gè)性差異等情況，更加深入地了解班級(jí)學(xué)情情況，在接下來(lái)講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)可以做到有的放矢，更加突出講課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生也在有基礎(chǔ)的情況下認(rèn)真聽(tīng)課，在聽(tīng)課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)思考的片面性、不夠深入等問(wèn)題，同時(shí)聽(tīng)課也是對(duì)課前小組討論問(wèn)題的再一次復(fù)習(xí)，取得了良好的教學(xué)效果。

3 PBL教學(xué)方法實(shí)施效果

通過(guò)課后無(wú)記名問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括是否有必要采取基于PBL教學(xué)模式、對(duì)課程印象最深刻的知識(shí)點(diǎn)、對(duì)課程最感興趣的知識(shí)點(diǎn)、對(duì)教師講授印象最深的知識(shí)點(diǎn)、對(duì)小組討論印象最深的知識(shí)點(diǎn)等內(nèi)容，學(xué)生將調(diào)查結(jié)果以書(shū)面形式提交給教師。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超過(guò)80%的學(xué)生認(rèn)為PBL教學(xué)方法對(duì)學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，值得提倡和推廣，很多學(xué)生認(rèn)為該教學(xué)方法提高了自主學(xué)習(xí)積極性，增加了同學(xué)之間的友誼，鍛煉了知識(shí)點(diǎn)歸納和分析的能力，增加了學(xué)習(xí)成就感。

同時(shí)也對(duì)采用PBL教學(xué)方法的班級(jí)進(jìn)行了縱向?qū)Ρ?，在試題題型、分值分布一樣且試題難度相當(dāng)?shù)钠谀┛荚囍?，采用了PBL教學(xué)方法的班級(jí)比往屆平均分高出5-8分，特別是在選擇題、填空題方面掌握程度明顯偏高，說(shuō)明PBL方法加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，提高了教學(xué)質(zhì)量。

4 基于PBL教學(xué)方法討論

通過(guò)采用PBL教學(xué)方法可以提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，極大地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。然而，要成功采用PBL教學(xué)方法，教師還需要處理好以下三個(gè)方面問(wèn)題。

（1）PBL教學(xué)方法要求教師具有更深厚的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。在采用PBL教學(xué)模式后，教師不再是教學(xué)的主體，而變成學(xué)生是主體，學(xué)生在討論時(shí)所提出的問(wèn)題可能涉及面廣、凌亂且發(fā)散的，這就要教師需要更深厚和寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，及時(shí)歸納和總結(jié)學(xué)生提出的相關(guān)問(wèn)題，并將這些問(wèn)題巧妙地與課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，靈活地駕馭整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

（2）設(shè)計(jì)PBL教學(xué)問(wèn)題是關(guān)鍵。教師在設(shè)計(jì)PBL教學(xué)問(wèn)題之前，要對(duì)學(xué)生先修知識(shí)掌握情況進(jìn)行了解，要充分分析整個(gè)班級(jí)的學(xué)情情況，結(jié)合這些實(shí)際情況充分提煉課程知識(shí)點(diǎn)，形成難度適中又包括課程知識(shí)點(diǎn)的PBL教學(xué)問(wèn)題。

（3）調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性是核心。學(xué)生作為PBL教學(xué)方法的主體，其參與程度直接影響教學(xué)效果，在課程實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，討論小組的組合和組長(zhǎng)的選舉對(duì)教學(xué)影響很大，一個(gè)優(yōu)秀的組長(zhǎng)和配合默契的組員可以順利地完成所分配的問(wèn)題和任務(wù)，反之，便會(huì)出現(xiàn)任務(wù)完成不及時(shí)、完成質(zhì)量差、不能充分調(diào)動(dòng)所有組員積極性等問(wèn)題。

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