半自主学习为理念的横向跨越案例式教学模式探讨

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半自主学习为理念的横向跨越案例式教学模式探讨摘要：针对《工程流体力学》课程理论性强，枯燥无味，学生学习状态欠佳，效果不明显的问题，以CDIO教学改革为基础，以学生兴趣为导向，工程实践为依托，半自主学习为理念，构思并探讨了以具体工程实践为对象，集多课程、多领域的横向跨越案例式教学模式。该教学模式的特点为以学生兴趣为切入点，能够吸引学生的注意力；以工程实践为依托，消除学生的“书本无用论”意识，增强学生学习的动力；以半自主学习为理念，培养学生在教师指导前提下积极踊跃，自主学习科研的半自主学习能力；以具体工程实践为对象，横向融合多学科、多领域知识，建立学生多学科、立体科研学习能力。所做的研宄分析了学生学习状态欠佳、学校效果不明显的原因，并构思、探讨了横向跨越式案例式的教学模式，为高等学校基础理论专业课的教授提供了参考依据。关键词：工程实践半自主学习横向跨越式立体学习科研能力中图分类号：G44文献标识码：A文章编号： 1674-098X(2015)05(a)-0000-00《工程流体力学》是流体传动及控制工程(液压)专业本科教学中一门基础专业课，对其他专业课的讲授及学习有着重要的辅助作用［1］。《工程流体力学》在本科三年级开设，是学生进行专业学习的第一门专业课。目前，学习《工程流体力学》的学生基本为90后，思维活跃，个性张扬，对自己感兴趣的课程投入较大量时间精力，对自己不喜欢的课程会消极对待、出现大量逃课、开小差现象，会引起连带效应，降低其他同学的学习积极性，影响教师的授课效果，给《工程流体力学》课程的教学工作造成较大的困难。1《工程流体力学》课程的教学现状《工程流体力学》课程理论化强，内容枯燥无味，学生学习困难，授课难度大，效果不理想，主要表现如下：1.1学习状态两级分化《工程流体力学》理论化强，需要“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”、“材料力学”等理论课支撑［2］。学生基础知识参差不齐，学习状态两级分化: (1)学习成绩较好的学生基础知识扎实，与《工程流体力学》课程衔接性良好，积极性高，学习状态及效果非常好；(2)大多数学生基础不扎实，知识储备不足，对《工程流体力学》课程理解不充分，积极性低，学习效果不理想，出现课堂睡觉，玩手机及逃课情况。该类学生应引起广泛注意及深刻反思。1.2液压领域发展迅速液压技术在重型装备领域得到了广泛的应用，新兴产品及技术非常多，越来越引起了各行各业的关注。液压专业毕业生面临的新知识非常多，挑战非常大，对液压毕业生的基本知识以及融贯变通能力要求逐渐提高。1.3授课单一，教案老旧《工程流体力学》课程理论性强，知识枯燥，学生理解困难，教师讲授难度大。《工程流体力学》教材及教案老旧，与液压领域的发展相差甚远。教师讲授时采用满堂灌方式，又大大降低了学生的学习积极性，《工程流体力学》的讲授效果大打折扣。1.4专业课时逐渐缩短目前液压领域发展非常快，需要学习的知识多， 学习时间有限，因此许多高校迫于无奈，压缩《工程流体力学》的课时，更使得《工程流体力学》授课难度增加，学生学习效果不理想。2常规的教学模式为了解决《工程流体力学》课时短，授课难度大，学习效果不佳的现状，学校、学院及系部采取了一系列教学改革，推行CDIO教学理念［3-4］，改善了学习状态，提高了学生的学习效果。主要的具体措施如下：(1)学校、学院及系部对授课教师进行了培训，定期举行教学比赛，进行教改立项，提高了教师的积极性，教师的专业知识更加扎实。(2)学校、学院及系部以CDIO为教学理念，改变了授课内容、形式及考核方式，激发学生自主学习能力；将满堂灌教学方式改为以学生为主，教师为辅的主动学习模式，提高了学习效果。(3)将以前“一张卷”的死考核方式改变为上课、作业、测试、报告及试卷“五位一体”的综合能力考核方式，降低试卷分数，更加注重学生的知识掌握及灵活运用能力。(4)加强学生上课管理，教师点名签到，校督导、院督导实时抽查，彻底消除学生的学习惰性。 学校、学院及系部进行了一系列教学改革，提高了教学效果，学生学习状态显著改善。但由于《工程流体力学》课程的特殊性：与工程领域联系紧密，理论性非常强，使得该课程的讲授效果没完全发挥出来，学习状态改善效果不明显，学生出现了“身在讲堂，心在课外”状态［5］。3横向跨越案例式教学模式步骤为了更好提高《工程流体力学》的讲授效果，改变学生学习状态，采取了“以学生兴趣为导向，工程实践为依托，半自主学习为理念的横向跨越案例式教学模式”，取得良好效果。以《工程流体力学》中伯努利方程为例，详细讲解横向跨越案例式教学模式的具体实施方案。3.1基本知识要点(1)实际流体总流的伯努利方程式及其应用。(2)物理意义：表征流体两点的能量关系，即不考虑能量损失前提下两点间机械能守恒(位置水头+压力水头+动能水头=(201^1)。(3)应用场合：计算流场中各点间机械能、压力与速度关系［6］。3.2具体教学步骤 3.2.1放映纪录片“驼峰航线”放映大型纪录片“驼峰航线”，吸引学生注意力，以影片中飞行员们的英雄胆识及大无畏精神感染学生，进行潜移默化式爱国主义教育；3.2.2讲解“驼峰航线”历史背景教师讲解二战中“驼峰航线”的历史原因及背景P］。（讲解案例）1941年12月，太平洋战争爆发美国对日作战。中国抗日战争进入相持阶段，日军切断滇缅公路，中断中国的战争物资生命运输线。中美两国被迫在印度东北部的阿萨姆邦和中国云南昆明之间开辟了一条转运战略物资的空中通道__驼峰航线[8]。3.2.3讨论、总结失事原因（讲解案例）主力机型：二战时驼峰航线主力机型__C46型战斗机（如图1所示），为陆军航空队二战中最大最重的双发运输机，笨重难看，毛病百出，有时还需飞到24000英尺高空避开高山。（讲解案例）机型缺陷：油箱接头密封差，泄漏不止；去雾器不正常，进气管塞满冰；油管被气化燃料空泡堵塞，发动机功率下降；油管断裂，燃油喷洒到灼热的发动机壳上，造成起火、空中爆炸。 （讲解案例）气候条件：雨季下雨，能见度几乎为零；多变的上升、下降气流和强劲的季节风；严重结冰，飞机被冰层包住；强劲逆风，高达150公里/小时。3.2.4讲解飞机飞行原理以伯努利方程为基础，详细讲解飞机前进动力，垂直升力的产生机理，加深对伯努利方程应用场合的理解。（讲解案例）前进动力：二战期间，军用飞机以单翼螺旋浆飞机为主。飞行时，依靠单固定翼前端的螺旋桨旋转，向后挤压空气，空气给螺旋桨反作用力，推动飞机向前运动，如图2所示。（讲解案例）机翼上、下表面微分别为弧面、平面，上表面距离长，下表面距离短。飞行时，空气流经机翼时间相同，上表面流速vl大于下表面流速v2。假设动能修正系数基本为1。（讲解案例）飞机在几千米甚至更高的高度飞行时，参考点1、2的高度差忽略，则两点的位置水头一致。（讲解案例）参考点1、2在同一缓变过流断面上，能量损失基本忽略，则式（1）简化为：（讲解案例）由于vl>v2,根据伯努利方程式可知，pi