胡昊 黃健 朱曙光

[摘 要] 新時代對人才需求的變化及大學生思想行為的變化，為高等學校的教育帶來了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教學模式亟待改變。針對“流體力學”課程在新形勢下表現(xiàn)出的一些問題，探討了在其教學模式、教學內容、教學活動與組織、教學方法、教學手段及教學評價方面進行教學改革的可行性，采用國際公認的CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式與“以學生為中心”的教學方式相結合，展開“流體力學”課程的教學改革實踐探索。結果表明：該教學模式提升了學生的學習積極性和動手操作能力，是一種適合新形勢的“流體力學”的教學模式。

[關鍵詞] CDIO;學生中心;流體力學;教學改革

[基金項目] 2019年度安徽建筑大學校級質量工程“基于CDIO工程教育模式的流體力學課程教學改革（2019jy17）”;2019年度安徽省一流本科人才示范引領基地“環(huán)能一流本科人才示范引領基地（2019jrcsfjd058）”;2020年度安徽省級質量工程“水質工程學教學團隊”（2020jxtd061）

[作者簡介] 胡 昊（1981—），男，安徽淮南人，工學博士，安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院講師，碩士生導師，主要從事海綿城市雨水凈化與資源化利用研究;朱曙光（1976—），男，安徽淮北人，博士，安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院教授，院長（通信作者），主要從事水環(huán)境綜合治理與控制研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）19-0071-05? ?[收稿日期] 2020-12-24

一、引言

新時代對人才需求的變化推動著教育不斷改變;大學生所處的環(huán)境發(fā)生變化，使得大學生的思想和行為特質也發(fā)生了變化，這些都對高校的教學方法提出了新的挑戰(zhàn)[1]。教師的教學觀念也漸漸發(fā)生改變，教學方式逐漸由教師主導型向以學生為主體的方式轉變。此外，計算機和網(wǎng)絡的飛速發(fā)展使學生獲取知識的方式也不斷增多，這對傳統(tǒng)的教學方式產生了很大影響[2]，教師應該從傳統(tǒng)的灌輸式教學向引導型教學轉變，引導學生自主學習，培養(yǎng)學生自主學習能力。筆者團隊教授的“流體力學”是學校老牌專業(yè)給排水科學與工程專業(yè)的基礎課，開設時間較久，教學資料較為完整和齊全，具有較強的師資力量。同時本團隊也長期服務于土木工程、道路橋梁及應用物理等相關專業(yè)的“流體力學”教授工作。與理論課相配套的“流體力學實驗室”成立于1987年，經(jīng)過多年的積累，儀器設備齊全。本課程所依托的給排水科學與工程專業(yè)建立了多個校外實踐基地，通過校外實訓基地的實習，學生可清晰深刻地了解流體力學在工程上的應用。

本課程的教學雖有一定基礎，但是在新形勢下仍表現(xiàn)出一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）理論教學與實際工程差距較大，造成學生學習完理論后在實踐工程中很難應用，制約了學生的實踐工程應用能力;（2）公式復雜和理論繁多，采用傳統(tǒng)的教學方式學生沒有興趣，教學困難，教學效果差;（3）傳統(tǒng)的筆試，考核方式單一，造成學生學習均以應試為目的，考核的結果也很難衡量學生實踐工程能力。因此，本課程教學改革汲取麻省理工學院的工程教學理念CDIO，即構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）的教學模式[3]，擬將CDIO教育理念引入“流體力學”的課程教學中，提高學生的工程實踐能力。此外，學生的認知建構是在課堂這個特定社會環(huán)境中形成的，其是由學生和教師共同來完成的[4]。因此，學習目標確定、學習效果的考核等都應當讓學生參與，以提高學生的學習主動性。本研究提出“CDIO工程教育模式耦合以學生為中心教學方式的‘流體力學教學改革”。

二、教學改革的實現(xiàn)

（一）教學模式

采用傳統(tǒng)教學模式與現(xiàn)代教學模式相結合的教學模式。一方面采用教師系統(tǒng)地傳授和學生全面學習課本知識的傳統(tǒng)教學模式，另一方面以學生為中心，教師引導學生在教學和實踐活動中自主學習，兩種教學模式相結合。一堂課可采用一種教學模式，或者兩種教學模式相結合，靈活多變，相互補充，既發(fā)揮了傳統(tǒng)講授型教學模式的優(yōu)點，又結合了現(xiàn)代以學生為中心教學模式的特點，可以取得較好的教學效果。

（二）教學內容

傳統(tǒng)的“流體力學”教學內容已經(jīng)不能滿足當今社會對流體力學類工程人才的要求?；贑DIO工程教育理念構建的新課程體系對教學內容有大的調整，強化工程實踐環(huán)節(jié)，通過實踐加強學生對基礎知識的積累和運用能力，重視對學生動手能力的培養(yǎng)。同時，課程內容也會介紹流體力學的最新發(fā)展，以構建新型、多層次課程教學內容，極大地吸引學生的學習興趣。

（三）教學活動與組織

教學活動與組織一般布置三個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)，教師系統(tǒng)地傳授理論知識，學生系統(tǒng)地學習理論知識;第二個環(huán)節(jié)，教師輔導學生設計方案解決流體力學實際工程問題;第三個環(huán)節(jié)，設置學生互評和教師點評相結合的評價機制，制訂每次任務的打分細則，給每個同學評價打分。

第一個環(huán)節(jié)主要以教室為教學活動場所，第二個環(huán)節(jié)主要以實驗室或實訓基地為主要教學活動場所，第三個環(huán)節(jié)以教室和實驗室/實訓基地相結合為教學活動場所。多方位教學活動場所使學生的注意力回歸到教學活動中，運用靈活多樣的教學活動，引導學生從被動式學習轉化為主動式學習，提高學生的操作動手能力和工程思維。

（四）教學方法

采用巴班斯基提出的三類教學方法相結合的教學方法：第一類：組織和自我組織學習認識活動的方法;第二類：激發(fā)學習和形成學習動機的方法;第三類：檢查和自我檢查教學效果的方法[5]。

（五）教學手段

采用傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代化教學手段相結合。傳統(tǒng)教學手段主要采用教科書、粉筆、黑板等;現(xiàn)代化教學手段采用各種電化教育器材和教材，把投影儀、計算機、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術平臺和軟件等引入課堂。本研究采用雨課堂加網(wǎng)絡課堂的教學手段，學生通過微信小程序加入雨課堂，可以實時與教師互動，留言提問，查看教師上課PPT，提交發(fā)布作業(yè);教師可以通過雨課堂進行學生分組，布置任務，查看學生作業(yè)，評價學生作業(yè)，課堂上教師可通過雨課堂隨機點名和提問。