创业创新背景下流体力学课程的教学改革

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　　摘要：针对创业创新人才培养背景，分析流体力学课程在教学过程中存在的问题，探索流体力学课程在教学内容、教学方式以及教学手段方面的改革。尝试将设计型工程实际案例融入课堂，使学生了解如何运用课程知识解决工程问题。采用面向市场的项目式教学方式，在讲述课程知识的同时强调市场的要求。此外，将Matlab和Fluent等科学计算软件和计算流体力学软件等辅助教学手段融入课堂，增强课程在工程实际中的实用性。
　　关键词：流体力学;教学改革;创新;创业;人才培养
　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）22-0187-02
　　2015年6月11日，国务院印发了《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》（以下简称《意见》）。《意见》指出：“健全创业人才培养与流动机制。把创业精神培育和创业素质教育纳入国民教育体系，实现全社会创业教育和培训制度化、体系化”。高校教育是人才培养的一个重要方式，创业教育是推进创新型人才实现知识经济转化的重要途径[1]。将创新创业教育嵌入专业教育，可进一步提高学生的综合素质及竞争力[2]。
　　开展创新创业教育，应当将创业实践所需的理论知识融入课堂教学之中，强调创业教育重在培养学生创业知识与能力。专业课教学是开展创新创业的基础和前提，创新创业课是专业课教学的深化和引领。
　　在创新创业背景下的高校人才培养方案中，课程体系设计、课程目标、教学大纲等都应该与时俱进，与创新创业的主题相结合。结合创新创业的人才培养目标，工程流体力学课程开展了教学内容、教学方法等方面的改革。
　　一、教学内容的优化改革
　　传统的大学教育一般按专业来培养人才，培养的目标是专业领域内的专业人才。课程内容一般针对专业领域的某些问题。在创新创业背景下，学生具有强大的动机通过创新创业来实现个人价值。学生往往在更广阔的视野上审视各个课程对自身的指导意义和成长价值。当课程内容与自身追求的价值目标不一致时，学生往往缺乏学习动力。因此，将课程内容与学生的个人价值目标有机结合起来，对于提高学生的学习积极性和课堂参与度具有非常重要的作用。
　　实现课程内容与学生个人价值目标的有机结合，可以分为三部分工作内容：①学生个人价值目标的调查;②课程内容的确定;③寻找课程内容与学生个人价值目标有机结合的工程应用。这三部分的工作内容可以按照以下方法来进行。
　　1.学生价值目标的调查可以按照工作行业的分类方法来确定。概括而言，人的价值目标都是通过自身的努力，在为社会创造价值的同时实现个人价值。但每个人实现价值的方式是不一样的，不同的人希望在不同行业中实现个人的价值。按照实现个人价值的行业来划分，学生的价值目标可以分为尖端科技;重大工程;文化娱乐;运动。学生的价值目标并不需要与学生的首要价值目标完全一致。确定学生价值目标的目的是使价值目标的圈定范围能够尽量覆盖所有学生，保证所有学生都有兴趣参与到案例分析中。
　　2.课程内容一般由专业的人才培养方案基本确定，教师一般围绕知识点适当组织教学内容和材料。关于流体力学在工程中的运用，教材一般集中在绪论部分讲述。在课程的讲述过程中，关于课程知识在工程实际中的应用，教材中的习题一般比较具有针对性，问题经过许多简化，学生难以与真实的问题联系起来。因此，在教学材料方面，应当围绕各个知识点增加工程应用方面的材料。丰富的应用案例一方面有利于学生深入理解各个知识点，另一方面可以拓宽学生的视野，为大学生创新创业提供一定的灵感。
　　3.工程应用教学材料的选择是整个创新创业型教学改革的核心内容。工程应用教学材料既要符合学生的价值追求，又要与课堂知识相关联，对教师的整体素质提出了较高的要求。一般来说，设计型的案例比分析型的案例更能引起学生的学习兴趣，因为设计型案例强调了人通过为社会创造价值来实现个人价值的价值观念，符合创新创业人才的培养目标。
　　为了能同时符合上述三个条件，教师可于工程流体力学教授过程中加入四轴无人飞机设计、水库大坝的设计、水切割机设计、超音速飞机外形设计、低阻力汽车外形设计、滑翔机翼设计等案例。一方面，这些案例能够覆盖较多学生的价值目标;另一方面，这些案例与课程内容比较合适。
　　二、教学方式的改革
　　在工程应用案例的教学方式方面，采用面向市场的项目式教学方式。与理论知识课程内容不同，工程设计案例的一大特点是设计方案的多样性和灵活性。在设计过程中，学生可以充分发挥自主创新能力来选择设计方案。传统的项目式教学比较强调设计产品的实用性，与专业知识结合密切。但在创新创业背景下，设计的产品不仅要考虑实用性，还要考虑产品外观是否符合美学设计、是否符合人体工程学设计、是否容易操作等。教师应该对学生的设计思路从市场、技术、生产等方面给出综合的分析、指导、评价。对于与本课程相关的设计计算部分内容，教师应当严谨对待，明确课程知识理论在设计应用中有指导意义的部分和不足之处。
　　在实际操作中，教师应当将工程应用贯穿于整个课程学习过程，让学生带着问题进行学习。在课程开始的第一节课，就把所有可选的题目提供给学生选择，并让学生自由组成小组选择其中一个课题。在提出不同案例的同时，还要明确告诉学生解决不同案例需要使用的知识点是哪些及其在课本的哪个章节。这样有利于学生在学习的过程中带着问题去学习，提高学习的兴趣。
　　三、教学手段的改革
　　在教学手段方面，应当在传统板书和多媒体教学的基础上，适当在课堂教学中加入Matlab、Fluent等科学计算软件和计算流体力学软件的辅助教学手段。流体力学这门课程的特点是公式多、推导复杂、理论性强。由于流体力学理论复杂，实际工程应用一般很少直接使用流体力学的理论，更多的是使用其中比较具有概括性的结论。这一特点也导致学生认为这一课程实用性不强，学习兴趣不高。Matlab和Fluent等科学计算软件和计算流体力学软件是流体力学理论解决工程实践问题的一个重要手段。在课堂上展示这些流体力学的较新研究成果，有助于提高学生的学习兴趣。但必須注意的是，Matlab和Fluent等科学计算软件和计算流体力学软件只应该作为辅助手段使用，不能过多依赖，否则容易导致学生过于注重软件而忽略对理论的学习。 　　四、结论
　　以创新创业人才的培养目标为前提，对流体力学进行了教学内容、教学方式及教学手段改革。在教学内容方面，在讲授理论知识的基础上，引入工程实际设计型案例，使学生了解如何将课程知识运用于工程实际当中，拓宽学生的视野，为大学生创新创业提供一定的灵感。在教学方式方面，将面向市场的项目式教学融入课堂，在讲述专业知识的同时强调市场的多方面要求。在教学手段方面，增加Matlab和Fluent等科学计算软件和计算流体力学软件等辅助教学手段，增强课程在实际操作中的实用性。
　　參考文献：
　　[1]刁衍斌，于玺.新工科体验式创业教育系统模式的构建[J].系统科学学报，2019，（04）：77-80.
　　[2]金洪国.创新创业教育嵌入专业教育的模式与路径分析[J].现代商贸工业，2019，40（23）：72-73.
　　Teaching Reform of the Course in Fluid Mechanics under the Background
　　of Entrepreneurship and Innovation
　　WU Ru-kang1， AI Chao1， 2， LI Xiao-hui1， CHEN Li-juan1， Gao Wei1
　　（1. School of Mechanical Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167， China;
　　2. School of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）
　　Abstract： In view of the background of training innovative entrepreneurs， this paper analyses the problems existing in the course of Fluid Mechanics， and explores the reform of the teaching content， teaching methods and teaching means. It tries integrating the practical design-oriented engineering case into the class to enable students to understand how to use knowledge to solve engineering problems. The market-oriented project-based teaching method is adopted to emphasize market requirements during the knowledge teaching. In addition， scientific computing software and computational fluid dynamics software， such as Matlab and Fluent are integrated into the class to enhance the practicability of the course in engineering practice.
　　Key words： Fluid Mechanics; teaching reform; innovation; entrepreneurship; talent cultivation
　　收稿日期：2019-09-18
　　基金项目：南京工程学院高层次引进人才科研启动基金（2016，南京工程学院，YKJ201603;2019，南京工程学院，YKJ201944）
　　作者简介：伍儒康（1989-），男（汉族），广东清远人，博士，讲师，研究方向：流体机械和波浪能的利用;艾超（1982-），男（汉族），河北唐山人，博士，副教授，研究方向：流体传动及控制。
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