高等学校汽车流体力学与液压传动技术课程建设探索
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作者:张智明 张娟楠 朱晖 王毅刚 章桐
摘要：流体力学与液压传动技术课程是车辆工程本科生的一门重要专业基础课程，是必不可少的先修课程。文章从课程建设的角度出发提出方法，力争通过各个教学环节，使学生掌握流体力学与液压传动的基本知识（基本概念、原理和研究方法）、有关的计算方法和必要的实验技能，具备应用流体力学与液压传动知识对实际问题进行分析和计算的能力，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础。
关键词：汽车专业;流体力学与液压传动;课程建设;方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）40-0135-02
一、背景
目前我国汽车产业发展势头良好，为车辆工程专业发展提供了广阔的舞台，同时也对工程技术人员的基础能力提出了更高的要求。高校教学成果直接渗透到学生专业课程的学习中，是车辆工程学生基础能力培养中的重要一环。
流体力学与液压传动课程是车辆工程专业本科生的一门重要专业基础课程，是必不可少的先修课程。本课程的目的就是要通过各个教学环节，使学生掌握流体力学与液压传动的基本知识（基本概念、原理和研究方法）、有关的计算方法和必要的实验技能，具备应用流体力学与液压传动知识对实际问题进行分析和计算的能力，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础。
二、课程建设的主要思想
流体力学与液压传动是汽车学院一门重要的技术基础课程，是必不可少的先修课程。但是该课程的传统教学内容以液压传动为主、流体力学为辅，不适宜于车辆工程方向更重视车辆内外流流动、兼顾液压传动的特点;同时，笔者总结近年来对车辆工程学生的实际教学体会，认为作为重要的技术基础课程，要从课程的内容体系、课程结构到授课方式（增加试验内容）等方面进行多方位改革，实现通过各个教学环节，使学生掌握课程的基本知识（基本概念、原理和研究方法）、有关的计算方法和必要的实验技能，具备应用知识对实际问题进行分析和计算的能力，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础的教学思想和教学理念。
三、教学方法的创新
在教学方法上，采用实验引导法将课堂教学与实验教学结合起来，按照“由感性到理性”的教学改革思路，创新流体力学课程教学与实践方案，其体系结构分为三个阶段：基础阶段为基于雷诺数准则的流态显示法，使学生形成与流体力学相关的基本物理现象的感性认知，激发学生的学习兴趣和热情;应用阶段则基于水槽、水箱、细孔及相关实验设备，培养学生形成与流体静力学、流体动力学、理想不可压缩流体流动、相似原理及量纲分析相关的具体科学及工程问题的属性辨别及理性解答能力，提高学生的学习能力和专业素养;创新阶段为学生依据粘性不可压缩流体绕物体流动的知识，将前两个阶段的课题进行综合和创新，基于缩比模型风洞设计一个以缩比模型车为对象的风洞实验。通过三个阶段的教学实践，由感性认知到问题解决，再到创新研究，使学生最终能够廓清与流體力学相关的不同物理现象及工程问题的属性，形成解决方法、规划研究方案。课程由简单到复杂、由单一到综合，经过这三个阶段的训练，能够较大程度地提升学生的实际问题解决能力、综合创新能力、科技开发能力。
另外，结合车辆工程专业本科生的自身特点，将液压传动技术教学内容与学生专业方向紧密结合，教材编写中注重工程实践，灌输学生工程技术观点，通过引入不同的汽车液压零部件及汽车液压技术工程实例，有力地辅助课堂教学完成车辆工程液压传动技术的教学。教学过程中紧密围绕与汽车液压传动技术密切相关的零部件和工程应用实例，重点突出汽车发动机液压调速、液压悬架、液压转向、液压制动和自动变速器液压制动系统，提高学生的学习积极性。将车辆工程专业教学中涉及的汽车理论、汽车构造和汽车设计课程中的液压传动技术系统全面地介绍给学生，便于学生归纳和学习，以提高教学效率和教学效果。
四、教学实施过程的把控
在教学实施环节，主要关注以下几点：
（一）建立新的内容体系
课程内容安排按照以流体力学为主、兼顾液压传动的原则，在此基础上探索新的认识体系。作为基础课程，要将静力学、运动学、动力学和相似原理与量纲分析作为重点之一，在课时分配和讲授中给予重视，将五个不同类型的流动问题和液压传动作为基本理论的基础应用和工程应用进行讲授和学习。
在上述内容体系中，将传统的由简到繁的认识规律和教学的模式（如流体力学基础部分由静力学到运动学，再到动力学的教学过程），以及从一般到特殊、再到一般的认识规律和教学的模式相结合，加强学生对基本概念、观点、理论和方法的认识，提高解决和分析问题的能力。
（二）理论方法和实验的融合
流体力学与液压传动课程包括基础理论和工程应用，内容多，且抽象难懂。增加实验课时，同时结合实验过程讲解理论方法，简化教学过程，提高学生的理解能力。
（三）灵活的授课方式
根据课堂教学情况，将启发式、探究式、讨论式、案例式、参与式等教学传授方式融入教学中。
（四）用多媒体手段讲解重点和难点
充分利用多媒体的有效手段，把流体运动显示出来，让学生在屏幕上看到“流动”，利用视频技术把流体的高速运动图像放慢、定格，让学生观察到流场的细节，以加深对流动规律的认识等。这些手段无疑对学生建立正确的物理概念具有重要意义，是传统教学方法无法做到的。
五、教学效果实现
（一）培养能力
根据这门课的特点，学生能力的培养主要通过下述环节实现：
1.实验课：通过实验方案讨论、设计、实施、实验结果获取、分析、编写实验报告等，培养学生的学习能力、动手能力、表达能力、交流能力、沟通能力等。
2.作业：通过独立完成作业培养学生的学习能力、分析问题和解决问题的能力等。
3.课堂互动：利用启发式、探究式、讨论式、案例式、参与式等教学传授方式让学生参与其中，锻炼其综合能力。
4.尽可能地参与一些科研活动，培养学生的综合能力。
（二）人格养成
根据这门课的特点，通过下述环节实现学生人格的培养：
1.实验课：通过实验方案讨论、设计、实施、实验结果获取、分析、编写实验报告等，培养学生的刻苦钻研精神、团队合作、责任心等。
2.尽可能地参与一些科研活动，培养学生的综合能力。
（三）网站建设
通过该门课的网站建设，将课程的教学内容和成果放到网页上，方便学生交流使用，并通过特定窗口开展网上问答环节。此外，还要以动画的形式将主要课程内容的流体和液压流动状态放到网站上，方便学生从抽象到具体地学习。
（四）考核方式及成绩评定
将试卷评价和平时的作业、试验成绩、课堂互动情况、科研活动情况等综合能力和人格养成作为评价参量，并赋以不同的权重，建立多元化评价学生的制度，注重学生知识、能力、人格协调发展的培养，对学生进行综合评定。
综上，流体力学与液压传动技术课程要以课程建设的主要思想为导入，通过创新的教学方法、严格的教学过程把控，注重学生能力的培养，使学生具备应用流体力学与液压传动知识对实际问题进行深入分析的能力，为后续专业课的学习和将来从事科学研究和专业技术工作打下良好基础，最终达到培养社会主义建设者和接班人的目标。
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