專業(yè)認(rèn)證背景下的《流體力學(xué)》課程教學(xué)改革

1、專業(yè)認(rèn)證背景下的流體力學(xué)課程教學(xué)改革摘 要：工程教育專業(yè)認(rèn)證是保障教學(xué)質(zhì)量的重要制度，也是檢驗(yàn)高等工程教育的新標(biāo)準(zhǔn)。在工程教育 專業(yè)認(rèn)證背景下，本文首先分析工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)流體力學(xué)課程改革提出的要求，然后找出教學(xué)過(guò)程 中影響課程目標(biāo)達(dá)成的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題探討流體力學(xué)課程改革的有效措施，以期為工程教育專業(yè)認(rèn)證背 景下的課程改革提供參考。關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；課程教學(xué)改革；流體力學(xué)；復(fù)雜工程問(wèn)題流體力學(xué)課程是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)一門(mén)非常 重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)任務(wù)是通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié) 的實(shí)施，使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本概念和理論，熟 悉流體力學(xué)基本計(jì)算方法和分析方法，為學(xué)習(xí)專業(yè)課、 從事專業(yè)工作、進(jìn)

2、行專業(yè)課題研究打下基礎(chǔ)1-3。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)領(lǐng)域的復(fù) 雜工程問(wèn)題，是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn) 證的畢業(yè)要求。為達(dá)到這一畢業(yè)要求，流體力學(xué) 課程的最終目標(biāo)確定為：能夠利用流體力學(xué)的基礎(chǔ) 知識(shí)和基本原理對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的復(fù)雜工程進(jìn)行模 擬分析、實(shí)驗(yàn)研究并設(shè)計(jì)合理的解決方案。當(dāng)前的 課程教學(xué)不能很好地完成這一目標(biāo)，因此，必須對(duì)流 體力學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革。一、工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)流體力學(xué)課程改 革的要求工程教育專業(yè)認(rèn)證理念4-5中的“學(xué)生為中 心” “成果導(dǎo)向” “持續(xù)改進(jìn)”對(duì)流體力學(xué)課 程改革提出了如下要求：課程改革要以學(xué)生為中心， 以學(xué)生提高學(xué)習(xí)質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)；以達(dá)到畢業(yè)要求為課

3、程改革的成果導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)環(huán)節(jié)、 合理配置教學(xué)資源；要建立教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)和反饋機(jī) 制，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)中存在的問(wèn)題。二、課程教學(xué)中存在的影響課程目標(biāo)達(dá)成的問(wèn)題（一）課程本身的復(fù)雜性導(dǎo)致學(xué)生課程目標(biāo)難 以達(dá)成流體力學(xué)課程由基礎(chǔ)理論、工程應(yīng)用與專 題研究三大部分組成，其知識(shí)體系既與工程力學(xué)、 高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課緊密聯(lián)系，又是油氣 儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。流體力學(xué)理論嚴(yán)密， 描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，導(dǎo)致該課程的 概念抽象，數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁復(fù)，應(yīng)用條件限制較多，學(xué) 生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼感，從而對(duì)基本原理掌 握不足。（二）實(shí)踐教學(xué)資源匱乏使學(xué)生缺乏必要的工 程訓(xùn)練學(xué)生接觸和感受實(shí)

4、際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象 的機(jī)會(huì)較少，缺少對(duì)工程實(shí)際中流動(dòng)現(xiàn)象的直觀觀 察和理解，造成學(xué)生認(rèn)知、理解和解決油氣儲(chǔ)運(yùn)復(fù) 雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。三、基于認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的流體力學(xué)課程教學(xué)改革 本文依據(jù)中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)制定的工 程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和油 氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)畢業(yè)要求，從五個(gè)方面改革流體 力學(xué)課程教學(xué)，具體技術(shù)路線如圖1所示。（一）突顯油氣儲(chǔ)運(yùn)工程特色的案例式教學(xué)針對(duì)教學(xué)過(guò)程存在中的問(wèn)題，實(shí)施突顯油氣儲(chǔ) 運(yùn)工程特色的“流體力學(xué)”案例式教學(xué)改革，從流 體力學(xué)的基本原理出發(fā)，著眼于流體力學(xué)在油氣儲(chǔ) 運(yùn)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用案例，采用案例式教學(xué)法實(shí)現(xiàn) 符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

5、的流體力學(xué)課程目標(biāo)。突出專業(yè)特色的課程教學(xué)案例庫(kù)構(gòu)建在流體力學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上，將流體力學(xué)在 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程領(lǐng)域常用的案例添加到相應(yīng)章節(jié)，重 新構(gòu)建流體力學(xué)課程體系規(guī)劃框架。搜集油氣管圖1流體力學(xué)課程改革技術(shù)路線圖圖1流體力學(xué)課程改革技術(shù)路線圖結(jié)合工程案例的教學(xué)組織設(shè)計(jì)在進(jìn)行教學(xué)組織設(shè)計(jì)之前，調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)方 法、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)成績(jī)等情況，全面 掌握授課班級(jí)學(xué)情，動(dòng)態(tài)綜合分析。在此基礎(chǔ)上， 結(jié)合油氣儲(chǔ)運(yùn)工程實(shí)例進(jìn)行教學(xué)組織設(shè)計(jì)：布置問(wèn) 題、學(xué)生調(diào)研、課堂分享、師生研討。按照教學(xué)要求、 教學(xué)進(jìn)度、分步循序漸進(jìn)，將團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問(wèn)題分析、 討論與辯論等課下團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)與課堂討論相結(jié)合。（二）引導(dǎo)“

6、觀摩實(shí)踐”，開(kāi)發(fā)第二課堂當(dāng)下，學(xué)生觀察和理解自然現(xiàn)象的能力較弱， 學(xué)生很少有機(jī)會(huì)接觸和感受自然界中實(shí)際的流動(dòng) 現(xiàn)象，更不用說(shuō)工程上的流動(dòng)現(xiàn)象。針對(duì)教學(xué)過(guò) 程中這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，基于油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中典型的 流動(dòng)案例，構(gòu)建包含自制的多媒體課件、收集和 自建的影音資料庫(kù)、錄制的微課及慕課視頻的流 體力學(xué)教學(xué)資源庫(kù)，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)際 觀摩油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中典型流體流動(dòng)案例。觀摩前 布置作業(yè)，在觀摩過(guò)程中進(jìn)行分組研討。觀摩后 提交總結(jié)和體會(huì)，促使學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合。（三）依托大賽，“模擬工程師”訓(xùn)練在學(xué)生完成一定的流體力學(xué)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)后， 在案例討論的基礎(chǔ)上，以具有石油工程背景的全國(guó) 石油工程設(shè)計(jì)大賽和

7、全國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程設(shè)計(jì)大賽為 切入點(diǎn)，讓學(xué)生參與工程設(shè)計(jì)大賽，把流體力學(xué)知 識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)際中，讓他們學(xué)會(huì)用流體力學(xué)的知 識(shí)解決油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中的復(fù)雜工程問(wèn)題。以團(tuán)隊(duì)的形式參與這些工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)大賽， 每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員在具體工程設(shè)計(jì)中按職責(zé)扮演不同的 工程師角色，按照工程項(xiàng)目要求，模擬開(kāi)展工程設(shè)計(jì)。 讓學(xué)生在模擬的情境中熟悉、掌握具體的工程設(shè)計(jì) 和計(jì)算流程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，并為學(xué)生 進(jìn)入專業(yè)實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)。最終，通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽的訓(xùn)練, 提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程設(shè)計(jì)能力。（四）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生“演練實(shí)踐” 在組織學(xué)生觀摩并動(dòng)手驗(yàn)證流體力學(xué)中的典型實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，改進(jìn) 或

8、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證課程所學(xué)基本原理。通過(guò)直 觀教學(xué)，讓學(xué)生感知流體，加深對(duì)課堂所學(xué)理論知 識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問(wèn)題的能力。為增進(jìn)學(xué)生對(duì)工程的了解，提高學(xué)生分析和解決 油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)中增加學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生掌握基本的流體 力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法后，鼓勵(lì)學(xué)生大膽將自己的想法用實(shí)驗(yàn) 的手段加以驗(yàn)證，全面提升學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。（五）改革課程考核方式，構(gòu)建教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系 增加形成性過(guò)程考核，改變一次考試定成績(jī)的流體力學(xué)課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將考核成績(jī)分布于平 時(shí)教學(xué)與實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)。注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程考 核，考核項(xiàng)目包括平時(shí)的課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課堂提問(wèn) 與討論、專題報(bào)告討論等教學(xué)活動(dòng)中的參與度?？?核中體現(xiàn)對(duì)學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)，注重提升學(xué)生工程 知識(shí)學(xué)習(xí)能力、所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用能力、分析解 決工程問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用能力等。課程教學(xué)與課程考核完成后，進(jìn)行課程評(píng)價(jià)， 評(píng)價(jià)每門(mén)課程目標(biāo)的達(dá)成度，分析每位學(xué)生各門(mén)課程目標(biāo)的達(dá)成情況。評(píng)價(jià)內(nèi)容為：分析課程目標(biāo)與 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系、分析課程教學(xué)內(nèi)容支 撐相應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)的合理性、分析課程教學(xué)方式支持能 力培養(yǎng)要求的合理性、分析課程考核方式和考核內(nèi) 容合理性、分析每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度。四、結(jié)語(yǔ)工程教育專業(yè)認(rèn)證是保證工程教育