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【关键词】工程流体力学 教学改革 探讨
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)14-0056-02
工程流体力学主要研究的是流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中的应用的学科,是热能与动力工程专业的重要的专业基础课。该课程不仅为学生学习后续的专业课提供了必备的基础理论知识,也为从事热能利用有关的专业技术人员进行专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位,教师难教、学生难学已成为师生的共识。因此,新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。
一 工程流体力学“教与学”问题调研
通过对扬州大学能源与动力工程学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行调研,从课程本身的特点、教师教和学生学的方面存在的问题及其对教学质量的影响进行了调查和探讨。
1.课程本身所具有的特点
工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容,课程涉及的知识面比较广泛,尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外,工程流体力学课程本身研究对象是流体,研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了工程流体力学课程教师难教、学生难学,教学效果不理想,并对后续课程的学习造成了不良影响。
2.学生“学”存在的问题
大学二年级的本科学生属于“90后”,独生子女占绝大多数,具有这一代孩子的共同特点,即个性张扬、自我意识很强、不太考虑别人,普遍缺乏基本的责任意识和责任感。他们在学习上表现出以下几方面特点:(1)习惯了小学、中学时代的被动式学习方式,即教师教什么就学什么,课堂不讲的就不学不看,缺乏一种积极的、自发的主动学习意识,不会自学,这一点是影响最大最深远的方面;(2)大学学习环境相对于中学来说自由了很多,学生自主支配的时间占多数,没有教师和家长的督促,学生的自制力不强,玩、逃课的现象严重;(3)课前不能提前预习课程内容,对于大学课堂授课知识量大的特点,学生跟不上教师的思路,容易造成听不懂、学不会的结果;(4)课下不认真复习当天学习内容,作业普遍存在抄袭现象。
3.教师“教”存在的问题
在当前大形势的影响下,教学考核制度“重科研,轻教学”的思想对教师的教学积极性具有很大影响。教师不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因,主要表现在以下几方面:(1)教师上课自己沉浸于“讲”课的过程中,单方面向学生“传授”知识,而不顾及学生“听”课的感受,忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。
这种教学方式造成的更大危害是逐渐使学生彻底丧失了学习的主动性和与教师交流的动力。在这种情况下,教师无法得到学生反馈的信息,进一步影响了教学水平的提高。(2)教学内容老旧,讲课内容局限于教材本身,没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明,理论与实际脱节,导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题和如何解决问题的疑问。(3)过于依赖多媒体课件授课,板书很少,或者几乎就摒弃了板书。此外,课件的制作质量不高也是造成教学效果不理想的一个方面。
二 教学改革的思考与建议
1.教材方面的思考与建议
工程流体力学课程教材的选取要根据本专业特点和要求、学生的层次,有针对性地选择教材。所以,选取的教材在内容组织上重点应侧重于基本原理、基本方法和基本公式的运用,力图做到概念准确、通俗易懂、内容均衡、学以致用。此外,任课教师根据科学的发展能够及时更新和补充最新的学科前沿知识,拓宽学生的知识面,启发和增强学生对本课程知识的理解,以及思考的兴趣。
2.兴趣是重要的前提
爱因斯坦说过,兴趣是最好的老师。而老师则是点燃学生学习兴趣的火炬。如何激发学生的学习兴趣是关键。因此,在工程流体力学教学过程中,如何将教学内容与实际紧密联系起来,激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。通过视频、动画向学生展示自然界和人类生活密切相关的流体力学现象。如高尔夫球运动中,球体表面设计如此多的凹坑是为了起到什么作用;从汽车的发展历史看,车辆形状发生了很大的变化而其外形设计依据是什么;飞机的机翼能够产生升力托起沉重的机身,原理是什么等;以此来增强学生对流动现象的感性认识。通过在日常生活中可以直接看到或者感受到的现象的直观展示,学生可以知道本课程可以解决哪些实际问题,带着疑问和兴趣去学习,激发学生学习本课程的兴趣,相应的学生学习的积极性和主动性就被充分调动起来了。
3.“教”的改革实践
关键词:工程流体力学;教学改革;探索与实践
Research and practice of teaching reform mode of engineering fluid mechanics
Li Xiaochuan, Huang Xiangyong
Yangzhou university, Yangzhou, 225127, China
Abstract: Engineering fluid mechanics is the specialized fundamental course of thermal energy and power engineering (TEPE) specialty. According to present situation in engineering fluid mechanics teaching, the new ways of teaching reform about this curriculum are put forward in this paper on the basis of in—depth research and analysis of the main problems existing in the teaching practice.
Key words: engineering fluid mechanics; teaching reform mode ; research and practice
工程流体力学是热能与动力工程专业重要的专业基础课,主要研究流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中应用的学科。作为一门重要的专业基础课,本课程不仅为学生学习后续专业课提供必备的基础理论知识,也为从事热能利用的有关专业技术人员从事专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位,由于多方面的原因导致课程的教学效果不是很理想,教师难“教”、学生难“学”已经成为师生的共识。因此,当前新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。根据本学院学生的教学现状,从工程流体力学课程教学中“教”与“学”方面的改革进行一些思考和探索。
1 教学中存在的主要问题分析
为了有针对性地提出工程流体力学课程的改革思路,笔者对本学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行了调研,主要从课程本身的特点、教师“教”和学生“学”方面对教学质量的影响进行了调查、分析和总结。
1.1 工程流体力学课程本身特点
工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容,课程涉及的知识面比较广泛,高等数学、大学物理、工程热力学等,尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外,工程流体力学课程本身研究对象是流体,研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了本课程教师难教、学生难学,教学效果不理想[1]。
1.2 教师“教”的方面
从教师“教”的方法和手段来看,不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因,主要表现在以下几个方面:(1)教学方法单一、教学手段落后,教师上课自己沉浸于“讲”课的过程,单方面向学生“传授”知识,而不顾及学生“听”课的感受,忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。这种教学方式造成的危害是逐渐使学生丧失了学习的主动性和与教师交流的动力,在这种情况下,教师无法得到学生的反馈信息,从而影响教学水平的提高。(2)教学内容老旧,讲课内容局限于教材本身,没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明,理论与实际脱节,导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题、如何解决问题的疑问。(3)过于依赖多媒体课件授课,板书很少或者摒弃板书。学生反映这种授课方式速度偏快,不利于对基础知识、公式等内容的理解和消化。此外,某些教师的课件仅仅是对板书的复制,课件的制作质量不高,无法体现多媒体教学的特点[2]。(4)学生课业繁重以及新校区位置偏远带来的交通不便,导致教师在课后几乎没有时间对学生进行指导。
1.3 学生“学”的方面
通过调查发现,在学生“学”的方面存在以下问题:(1)学生普遍存在学习上怕吃苦、自制力较差、学习态度浮躁的现象。(2)在上课前不提前预习本次课程所讲述的内容。(3)课堂上不能集中思想认真听课,课下提不起兴趣认真复习、做作业。
2 教学改革模式的探索与实践
【关键词】研究型教学模式 流体力学 数值模拟
【中图分类号】G423 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)17-0042-04
所谓研究型教学,就是以先进的教学理念为先导,运用与教学内容相关的实际问题作为载体,让学生在教师的组织和指导下有目的地、相对独立地进行探索研究,在整个学习过程中,注重在探索和研究的教学过程中激发学生的求知欲和学习兴趣,从而促进学生思维水平的发展,提高学生运用知识解决实际问题的能力。相较传统的教学模式,研究型教学模式更重视学生思维模式和能力的培养,强调教学与现代科技和社会的发展以及学科发展相关联,以此保持教学内容的新颖性和增强学生的创新性;更突出教学与训练方法的科学研究特色,强调师生之间的互动,培养学生的批判性思维与探索精神。
现代大学的职能,特别是高水平的研究型大学,强调教学和研究的相互渗透,在教学活动中,教师的作用是启发、引导、指导学生,强调引导学生探索研究自己感兴趣的未知领域,培养学生的观察、阅读、分析、讨论和推理判断能力,实践证明,研究型教学模式有助于学生积极参与教学过程,激发学习兴趣。
流体力学是知识体系庞杂、以大量实验为基础且对实验技能和实验条件要求较高的新兴综合性学科,也是一门重要的基础课程,它已经发展成为一门深入各个科学研究领域的重要学科,特别是随着航空、航天、航海以及能源利用等行业的发展,迫切需要解决许多有关流体力学的问题,这也极大地促进了流体力学学科的发展。流体力学在动力工程类各专业的课程设置中,起着从《高等数学》、《理论力学》、《机械设计》等基础课程到相关专业课程,譬如《发动机原理》、《流体机械原理》的桥梁作用,也是深入研究热能与动力机械的专业基础课。笔者在流体力学的教学过程中,就研究型教学模式进行了探索和实践,在课程设置中,针对某一授课主题,准备流体与流体运动科学中一系列生动的案例,让学生对生活中这些看似熟悉却又非常模糊陌生的现象有清晰的了解,在教学进行中,以具体实例为研究对象,引导学生利用所学的基础知识,并结合现代的研究手段,进行逐步深入的探讨与研究,并对研究结果进行合理的分析。在整个教学活动中,将现代科学研究方法与内容引入课堂,努力激发学生的学习兴趣,加深对基础知识的理解,培养学生从事科学研究的思维模式和严谨的科学态度,引导学生在主动探索、主动思考、主动实践中发展探索能力、实践能力和创新能力。
一 工程流体力学课程研究型教学模式实施方法
1.研究题目的选择与引入
开展研究型教学,对于研究选题有比较高的要求,既要有一定的工程背景,又要符合课程大纲的要求。由于是课堂教学,受时间所限,研究题目要求清晰易懂,又有一定的科学内涵和深入研究的背景。流体运动的连续性方程是工程流体力学课程中最为重要的内容之一,该部分逻辑性较强,对学生的数理推导能力有一定的要求。在教学活动中,拟结合计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,采用循序渐近、逐步推导、深入分析的教学方法。
为激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力,将通过以下两个现象来认识流体连续性方
北京理工大学第十批教育教学改革研究课题
程的物理本质:
第一,黄河壶口瀑布。壶口瀑布,是黄河上唯一的黄色大瀑布,也是中国的第二大瀑布,号称“黄河奇观”,其奔腾汹涌的气势是中华民族精神的象征。那么黄河壶口瀑布是如何形成的呢?
图1 黄河壶口瀑布
第二,乌鲁木齐开往阿克苏5807次列车失事。列车被风吹翻,看似是个笑话,但却实实在在地发生了。2007年2月28日凌晨2时05分,乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车在行至南疆线珍珠泉至红山渠间42千米处时,遭遇13级飓风,风速达到37~41.4米/秒,造成机车后9至19位的后部车厢全部脱轨,导致南疆线被迫中断行车,那么其中的原因该作何科学解释呢?
图2 5807次列车失事图片
黄河壶口瀑布及列车被风吹翻现象中均蕴含着流体动力学连续性方程的物理本质。问题提出后,首先引导学生根据自己对于问题的理解,通过教学过程中的情境创设,利用流体力学基本原理进行理论分析和解释。根据对上述现象进行物理问题简化,提出一元流动连续性方程的推导过程。
设想有一根管道,流体在由入口断面A1、出口断面A2和管壁(三者构成控制面)围成的流域(控制体)内流动,如图3所示。
图3 一元流动连续性方程推导示意图
假设流体是不可压缩的均质流体,意味着流域内的
质量不变,且密度ρ为常数,则 。又
因沿管壁没有流体的流入与流出,有:
得到不可压缩流体流动总流所必须满足的连续性方程:u1A1=u2A2。
由于假设入流断面和出流断面的速度都为匀速(断面平均速度),故这也是一元流动的连续性方程,表明总流沿任意过流断面的流量是相等的。
在这一部分的教学中,强调教师选择教材内容、案例或课题,学生利用案例资料,独立思考,自主发现新知识,掌握内在规律,从现象中发现物理本质问题,从而获得新的感悟。在整个教学过程中,要特别注意引导学生去理解和分析问题,并采用不断提出问题的方式,吸引学生注意力,并激发学生进行深入探索的兴趣。
2.数值计算模拟仿真在教学中的应用
把现代研究工具与理念融入到日常教学中,是研究型教学模式的重要内容和任务。传统的流体力学教学内容与方法,基本上是基于理论的教学,并辅之以部分简单的实验,教学内容比较抽象和单一,不能反映当前流体力学学科发展的趋势。计算流体力学CFD技术,是解决工程中复杂流动的一种有效手段,也是一门新型的独立学科,它以经典理论和数值计算为基础,通过计算机的数值计算和图像显示,从空间和时间上定量描述各种场变量,从而达到对物理问题研究的目的。将CFD数值计算模拟方法和部分简单应用的实际上机练习引入到教学中,既可以开阔学生视野、生动课堂,增强学生对流体力学知识的理解,培养其解决实际问题的能力,又可以激发学生学习流体力学的兴趣,有助于学生养成善于尝试和探索规律的习惯。
为了使学生加深对流体运动连续性方程的理解和应用,在课程设计上,将设计以下CFD算例“喷管内二维流动”,问题的描述如下:空气在一个大气压的作用下通过平均背压Pexit=0.9atm的缩放型喷管。通过对流域的建模、计算和后处理,对本问题进行了流动过程的数值模拟仿真研究。对这一部分教学内容,应该对流场的边界条件、边界类型、湍流模型和计算方法等进行较详细的介绍和讲解。鉴于大学本科教学内容和流体专业知识的限制,可对流场的边界条件和边界类型多做一些讲解,例如速度边界、压力出流边界等;对湍流模型的来源及其应用做简单介绍,而对诸如SIMPLE、PISO算法等仅仅介绍一下怎样选取和使用即可。通过计算可以得到可视化的流动结果(速度矢量图和压力分布图等)。
(a)速度矢量分布图 (b)压力分布云图
图4 喷管内流动的CFD计算结果
将这些计算结果直观地呈现在学生面前,引导学生基于连续性方程的基本物理内涵去对计算结果进行分析,
由速度矢量图可以清晰地看出:在喷管喉口处,速度较大,这是由于此处流通截面积较小。对于喷管内的一元流动,通过喷管内通流界面的流量是相等的,流体的流速与管内通流截面积成反比,因此,在喉口处的速度最大。另外,在计算中,我们还可以通过检查质量流量的连续性来检查通过区域的质量流量是否满足质量守恒定律。通过在软件中进行相关的设置,我们可以看到进、出口质量流量的差异,在理想状态下,进口处的质量流量应该恒等于出口处的质量流量,考虑到计算误差,这一误差保证在总流量的1%即可。
图5 进、出口质量流量的差异
这一部分的教学,要求学生不仅掌握流体力学的基础知识,还要学会利用所学知识去分析工程实际问题。教学中要特别注重引导学生去不断地提出问题,并利用所学的知识去进行解释。这是进行研究型教学过程的关键。另外,如果有条件,最好采用师生互动,共同进行仿真计算和研究的方法。教学和训练方法要表现较强的科学研究特色,注意培养学生的批判和探索精神。
通过前面的教学,使学生对数值模拟这一现代研究手段及研究过程有了初步的了解,达到了将现代研究方法引入课堂的目的。为了更加有效地掌握教学内容,在介绍完数值模拟平台的使用,并对问题进行了初步研究之后,还必须引导学生进一步思考和研究。具体到本次教学,可进一步引导学生去思考课前所提出的两个问题,解释“黄河壶口瀑布形成原因”,以及“列车被风吹翻的原因”。
二 工程流体力学课程研究型教学中需注意的问题
在工程流体力学课程研究型教学中,既要照顾到流体力学课程的基本原理,又要反映现代计算技术在流体力学中解决实际问题的新发展。在教学实施过程中,根据笔者的实践和体会,需要注意以下几个问题:
1.坚持教学与科研相结合
要培养具有创造能力的人才,必须将教学与科研有机结合起来。教师只有通过本专业及有关学科的科研活动,才能加深对本专业本学科的理解和认识,更新教学
手段,丰富知识结构,激发学生的学习和研究热情。实施研究型教学作为一种趋势,已经得到了全球教育界的认可,这种人才培养模式的收效显著、发展前景可观,是一种值得我们研究与使用的教学模式。
2.教学题目的选取和教学过程的实施必须有针对性
采用研究型教学模式进行教学,应以讲解研究方法和研究过程为宗旨。其中题目的选取至关重要,一般来说,题目应来自于工程实际,有工程背景和深入研究的空间。同时也要注意题目不宜选得过于复杂,且与课程的教学内容结合得比较好。在实施过程中,可针对不同专业、不同需要的学生,建立不同的教学体系。例如与流体接触密切的专业,如流体机械及工程方向的学生,设置的CFD 部分理论和上机实验内容可略多。而对于车辆工程、机械设计及工程等普通工程类专业的学生来讲,可少讲理论,主要参与简单的工程实际流动问题的模拟解决实验。上机实验的内容也可以根据专业特点来选定,结合不同专业进行不同的案例计算和分析。
3.进一步确定学生在教学过程中的主体地位
注重在以探索和研究为基础的教学过程中培养学生的研究能力和创新能力。譬如在数值计算中需要正确地设置边界条件和初始条件,合理地选择数学模型,恰当地划分网格和进行迭代计算,最后还需要判断计算结果是否可用,并进行必要的调整和修改。因此,要求学生对问题的发生、发展直至达到平衡的全过程进行认真思考和分析,形成独立思考的习惯和能力。此外,通过改变边界条件或初始条件等因素,低成本、高效率地求得在不同条件下的计算解。因此,数值模拟为多角度、多方位地分析问题提供了进行各种尝试的机会,有助于学生养成善于尝试和探求规律的习惯,树立创新意识。
【关键词】实践教学体系;成功智力理论;物流The Design of the logistical practice teaching system of higher vocational institute based on successful intelligence theory
FENG Jia(Zhongshan polytechnic, Zhongshan Guangdong 528404)
【Abstract】Based on reflections on the position of the practice teaching system of higher vocational institute, this paper cleared the fundamental and strategic position. Based on the successful intelligence theory and the requirement of companies to higher vocational students, this paper redesigned the practice teaching system of higher vocational institute, from the idea route, objective, content, management and security system.
【Keywords】the practice teaching system; the successful intelligence theory; logistics【中图分类号】G642.0【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)09-0053-02
1对高职实践教学体系的定位思考
对高职实践教学的正确定位和理解来自于对高职教育人才培养目标的深刻认识。2006年12月14日教育部的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)中明确指出,高职教育肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。
通过大量的企业访谈和高职学生就业情况反馈,笔者清楚的认识到高职学生的培养规格是不同于科研分析型或者管理型人才的培养。企业把对高职学生的第一线实际操作技能的要求和职业化素养放在最基本的位置上,然后再进一步要求学生具备一定的应变能力、管理能力、系统分析能力以及创新、创业能力,并且具有较强的岗位针对性和实用性要求。
从高职院校培养人才的责任来看,首先,通过培训学生第一线实操技能和职业化素养,使学生获得相应行业的谋生手段。其次,高职院校在谋生的基础上给学生铺垫一条由基层操作人员向管理人员发展的职业成长路径。可见,高职实践教学体系在高职教学体系中应该处于基础性和战略性的地位!
2成功智力理论
“成功智力”理论是美国心理学家斯腾伯格(Robert. J. Sternberg)1985年基于批判传统智力理论的弊端及其对教育的不利影响而提出的。所谓成功智力是指个体在现实生活中用以达成人生目标的智力。斯腾伯格认为,为了达到个人、群体的文化目标而去适应、选择和塑造环境的能力,成功智力包括实践性智力、分析性智力和创造性智力三个方面。
2.1实践性智力。 实践性智力是指人们在日常生活中将想法及其分析的结果以一种行之有效的方法来加以使用,将理论转化为实践、将抽象思想转化为实际成果的能力。实践性智力体现在个体所表现出来的示范、展现、操作、使用和应用等能力上。缄默知识是实践性智力的核心。缄默知识是基于区别可以结构化、编码化的理论知识等显性知识形式而提出的。
2.2分析性智力。 分析性智力是指个体在遇到问题时所体现出来的知觉、记忆、比较、分析、解释、评价和判断等能力。个体运用分析性智力,在问题初现时便能觉察到其所在;能准确地定义问题,甄别出问题的轻重缓急;仔细地制定解题的策略,尤其注重长远的规划;能尽可能准确地表征信息,以确保信息的有效使用;能斟酌风险和回报的比率,以保证资源分配的最优化;能对其问题解决进行监控和评估,及时发现并纠正错误。
2.3创造性智力。 创造作智力是指个体打破已有知识结构进行重新组合、运用而产生新颖有趣结果的能力。个体的创造性智力主要包括想家、假设、构思、创造和发明等能力.
斯滕伯格的成功智力理论的提出大大拓展了传统智力概念的内涵,揭示了智力形成与后天实践、智力水平和个性特征、智力发挥与具体情境之间的关系。
3高职物流实践教学体系设计
实践教学体系是由实践教学话动的各要索构成的有机联系的整体,具体包含实践教学话动的目标、内容、管理和质量保障等要素。
3.1物流实践教学体系设计总思路。 根据斯滕伯格的成功智力理论和企业对高职学生的要求,本文将高职学生能力划分为三个层次:第一层次是就业能力,主要表现为高职学生一线岗位操作技能和职业化素养;第二层次是晋升能力,主要表现为高职学生的应变分析管理能力;第三层次是可持续发展能力,主要表现为高职学生的创新创业能力。这三个层次能力又依次对应了高职学生职业发展的路径:初次就业岗位——晋升岗位——未来成就。如图1所示。
根据成功智力理论和企业要求对高职学生能力层次的划分,本文将高职物流实践教学体系也对应地划分为“点”、“线”、“面”三个层次。
图1高职学生能力层次与其职业发展的关系示意图
“点”物流实践教学体系是指以商务谈判、仓储和货运等多门专业课程为载体,设计一个多“点”的实践教学体系,培训学生在物流第一线岗位操作技能和职业化素养,使之能胜任初次就业岗位的要求。由于“点”实践教学项目的基础性、系统性、学生人数的大量性和教学节奏与生产经营节奏的差异性等多方面原因,“点”实践教学项目采用以课程为载体,进行校内实训的组织形式较为合理,并且可以聘请企业第一线技能操作专家来校承担“点”实践教学项目的指导。
“线”物流实践教学体系是指以不同岗位的物流业务流程为指导,以多门课程组成的课程系列为载体,设计一个多“线”的实践教学体系,培训学生物流业务流程操作技能和应变能力,使之具备从初级就业岗位向晋升岗位发展的基础。“线”实践教学体系涉及多项技能和多个岗位之间的衔接合作,是不同岗位业务流程的完整实现,所以在完成相应课程系列的教学后,采用进行校内整周实训的组织形式较为合理。如果有条件也可以让学生到企业去进行轮岗实训。
表1 高职物流人才培养的目标物流岗位分类和要求
相关物流岗位类型岗位技能要求具体岗位企业物流岗位具备商务谈判、产品采购、订单处理和生产运作管理等技能OP、采购员、生产计划员、PLM、跟单员等流通或物流企业储运岗位全面掌握仓储原则、仓储规划、库存控制、分拣、配装作业和运输配送线路优化等技能仓储管理员、理货员、库存管理员、分拣员、配送员等国际物流岗位在进出口业务中能熟练进行报价商谈、报关、报检等相关作业订单业务员、报关员、报检员、外贸跟单员、货运等 “面”物流实践教学体系是指以综合内容课程为载体,设计一个或多个“面”的实践教学体系,培训学生应变能力、管理能力、系统分析能力和创新创业能力为主,使之全面适应社会的环境和竞争。“面”实践教学体系要求学生必须走出去,在企业的实际生产经营中进行实践学习,所以采用“校中厂”、“厂中校”或者顶岗实习等组织形式较为合理,企业指导教师和学校指导教师共同承担学生的“面”实践教学指导任务。
“点”、“线”、“面”物流实践教学体系是逐级包含的子系统,子系统之间相互联系,相互影响,共同组成高职物流实践教学体系。
3.2物流实践教学目标体系设计。 物流专业实践教学目标体系是根据高职人才培养目标和培养规格的要求,结合相关物流岗位的技能要求和职业标准,所设置的各个具体实践教学项目目标的集合体。本文可以把高职物流人才培养的目标物流岗位分成三类,它们的岗位技能要求和具体岗位如表1所示。
3.3物流实践教学内容体系设计: 物流专业实践教学内容体系是实现实践教学目标任务的具体方式。通过对“点”、“线”和“面”物流实践教学体系的合理设置,使学生在物流实践教学系统中获得在物流目标岗位的就业能力、晋升能力以及可持续发展能力。高职物流专业实践教学内容体系设计如表2所示。表2 高职物流专业实践教学内容体系设计
学期物流目标岗位类型高职物流实践教学体系的课程载体“点”实践教学体系的课程载体“线”实践教学体系的课程载体“面”实践教学体系的课程载体第一学期军训、心理教育、沟通与礼仪、经济法、现代物流等第二学期企业物流岗位商务谈判、应用文写作、企业采购实务、生产运作、连锁经营等“采购-生产-销售”一体化整周实训第三学期流通或物流企业储运岗位仓储实务、配送实务、运输实务、物流成本管理、物流信息技术等“仓储-配送”一体化整周实训第四学期国际物流岗位国际贸易实务、报关实务、货运、外贸跟单、物流英语等进出口业务一体化整周实训第五学期管理岗位企业管理实务、创新创业实务等企业生产实训第六学期顶岗实习需要特别说明的是,“线”实践教学项目都必须在完成系列课程的教学后开设。以上物流实践教学内容体系中的载体在不同学期中的分配主要考虑的是不同目标岗位类型的要求和业务流程包含的环节,没有充分考虑各学期课时总量、课时的平衡以及课程之间的承前启后的关系,所以在表2的基础上,还必须根据各高职院校实际情况进行调整。
3.4物流实践教学管理体系设计: 物流专业实践教学管理体系包括物流实践教学管理机构、管理人员和管理规章制度等内容。管理对象包括了校内物流实训设施设备、校内物流实训教师、校外物流实训基地、校外物流实训教师以及校内外物流实践活动等。
物流实践教学管理体系在很多高职院校都较为薄弱甚至是混乱,除了其管理对象多、制约因素多、教学过程复杂和可控性差等原因外,校内外实践教学基地日常管理机构缺位,校内外实践教学基地日常管理人员缺位和常规化管理形式缺位也是重要原因。
“点”、“线”、“面”物流实践教学体系必须要在各门课程载体间进行统筹规划管理实践教学项目,并且不断的反馈改进实践教学效果,有必要由专职的日常物流实践教学管理机构定期组织物流实践教学会议。该会议要求物流专业负责人、校内外物流实践教学基地日常管理人员和校内外实践教学指导教师的共同参加。
3.5物流实践教学保障体系设计: 物流专业实践教学保障体系由校内外物流实践教学基地日常管理机构、日常管理人员、校内外实践教学指导教师、相关设施设备和保障制度等组成。物流实践教学保障体系要求高职院校有较完备的校内实践教学基地、深度的校外实践教学基地合作关系、“双师型”校内外实践教学师资队伍和合理的实践教学保障制度。
4总结
以上对高职物流实践教学体系的设计思路,是在解读16号文对高职人才培养目标的基础上,基于成功智力理论进行的重新构建。中国已经进入了一个高职教育全面快速发展的时代,本文是出于对中国特色高职教育的发展方向思考,期望彻底打破本科教育对构建高职教育体系的束缚,确立高职实践教学体系在高职教育中的基础性和战略性地位。
参考文献
[1]张异,黄翔.校企深度融合模式下高职物流实践教学体系的探索[J].物流工程与管理,2011(1):135-137
[论文摘要]论文结合教学实践,提出了以传统教学模式为主、以现代化教学手段为辅的教学方法。结合实例讲清楚基本概念,够用为度重点突出理论公式的应用是常规教学应遵循的模式,并与多媒体辅助教学手段有机地结合起来,力求课堂教学的形式和方法多样化,既能保证课堂信息量大,又能避免单纯多媒体授课的不足,达到提高教学效果、提升教学质量的目的。
一、前言
《流体力学》是研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学,它建立在现场观测、实验室模拟、经典理论分析、数值计算基础上,具有严谨的理论性、原理的抽象性、概念多、方程推导繁杂等特点,对学生具备高等数学知识及综合分析与处理问题能力的要求较高,因而大部分学生觉得该课程抽象、枯燥、难懂,普遍缺乏对流体力学理论的感性认识,都有某种程度的畏惧感,导致教师难教、学生难懂成为较普遍的现象。
我校机械设计制造及自动化、过程装备与控制工程、土木工程、安全工程、采矿工程、环境工程、矿物加工工程、建筑环境与设备工程、工程力学等专业的学生都须具备不同程度的流体力学知识和技能,它是各专业后续课程如:液压传动、水力学、流体机械、空气调节、传热学等课程的基础。
为此,作者通过教学实践,就多样化的教学方法、更新的教学内容、引入高科技的教学手段等方面进行探讨,以期提高《流体力学》的教学质量。
二、以传统课堂教学为主
《流体力学》的课程体系分为基本理论、基本应用和专门课题三大知识模块,它要求学生具备扎实的微积分知识、力学知识等。学生在接触流体力学课程伊始,对抽象的理论理解速度慢,对枯燥的公式及其推导过程容易厌烦,因而《流体力学》的教学应该以传统教学方法为主。因为在传统的课堂教学中,学生获取知识主要是听教师讲课,通过板书教师细致耐心地阐述概念、推导公式、突出重点、强调难点,以学生容易接受的讲课速度,留给学生更多的思考和消化的时间,再配合上教师的表情、手势、师生之间的互动,会达到很好的教学效果。
(一)结合实例,讲清楚基本概念
流体力学的概念多、现象多,且很多概念和现象比较抽象,难以理解,诸如:拉格朗日法、欧拉法、流线、迹线、边界层等。因而利用身边的实例对这些抽象的概念进行讲解,例如在讲授描述流体运动的两种方法——拉格朗日法和欧拉法时,学生们很难理解。为了将概念通俗化,上课时笔者以城市公共交通部门统计客运量所采用两种方法为例:①在每一辆公交车上安排记录员,记录每辆车在不同时刻(站点)上下车人数,此法类似于拉格朗日法的质点跟踪,它与迹线的定义对应;②在每一公交站点安排记录员,记录不同时刻经过该站点车辆的上下车人数,此法等同于欧拉法,与流线的定义对应。
在讲解伯努利方程原理的时候,例举1912年“豪克”号铁甲巡洋舰与同行疾驶“奥林匹克”号远洋轮相撞的船吸现象,让学生清楚掌握流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小;反之亦然。
概念是公式推演的基石,没有准确的概念,后续的公式推演几乎难以为继,清晰的概念会使公式的讲解和推演变得更加简易。利用浅显易懂的生活实例来阐述抽象的概念及其之间的内部联系和区别,教师易教、学生易懂,将会达到事半功倍的效果。
(二)以用为度,重点突出理论公式的应用
伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的具体应用,是流体静力学和流体动力学的基础,始终贯穿着整篇教材。在讲解该理论公式的时候,先从容易理解的静力学平衡微分方程推导开始,强调公式所依据的原理是牛顿第二定律,假设条件是平衡、理想、静止的流体,重点引导学生如何理解公式各项的几何意义和物理含义,掌握公式的实际应用。这样学习到后面的动力学伯努利方程时,先易后难、循序渐进,学生就觉得不会那么深奥。在讲解相对平衡的流体压强分布规律时,就要求学生必须掌握推导过程,因为它在解决一般平衡流体内部的压强分布规律及其对固体壁面的作用力问题时非常重要。而对于连续性方程和动量方程的学习,只强调记住结论和理解公式中各个物理量的含义。这样做,有效地避免了大量公式繁琐的推导给学生带来的畏难情绪,也能够做到以用为度、重点突出。
不可否认,依靠粉笔与黑板的教学条件、以教师为主体的传统教学模式,教学形式单一,教学手段不先进,教学效率不高,适应不了课程教学学时少、受教育学生数增加的情况。
三、以现代化的教学手段为辅
当前以计算机多媒体技术为主的现代化教学手段已经普遍地应用于高校的教学中。制作教学用的视频、多媒体软件、电子课件等素材,作为课堂教学有力的辅助教学手段,可以在有限的时间内,利用图文并茂的信息传播方式,将课程内容及有关背景资料以影像、图片等形式,直观地传播给学习者,将流体力学中抽象的概念和理论具体化、形象化,激发学生学习兴趣,使得学生能够从感性认识开始,逐步上升到理性认识,进而能够达到运用知识解决问题的能力。
结合流体力学精品课程的建设,教学团队制作了流体力学多媒体电子教案,并在教学过程中不断完善,逐步取得了良好的教学效果。在设计与制作多媒体课件时,遵循课堂教学的基本规律,既发挥传统板书教学中容易带动学生思路、逐条在黑板上书写的特点,在课件制作中根据讲解的进度逐条展现公式条目等内容,同时又将难以理解、难以用语言描述的拉格朗日法和欧拉法、流线、边界层和紊流等抽象概念和流动现象,以多媒体的方式在课堂上直观地呈现出来,帮助学生建立清晰的印象。教学团队收集、制作了大量的多媒体素材,例如在讲解雷诺判据的时候,制作了雷诺实验的FLIASH素材,以动画的形式向学生展示了流体流动的两种不同状态,以及流态判据—雷诺数与流动速度、管径、流体种类有关系。运用多媒体辅助手段表达后,能够帮助学生很好地理解课程的重、难点,提高教学效率。利用多媒体技术,还可以制作需占用大量时间板书和不易通过板书表述的内容,提高了教学效率。
多媒体教学的内容一定要做到提纲挈领、重点突出,有所为有所不为。多媒体技术没有好坏之分,只有合理使用与不当使用之别。但是实践应用中,发现有的教师完全抛弃以往的黑板式教学模式,离开多媒体手段就上不了课;有的教师将教材内容全部照搬到了课件中,自己就成了的幻灯片放映员,“照机宣科”;有的教师制作的多媒体课件过分追求课件的美观性,界面过于华丽,淡化了教学重点;也有的教师忽略学生对课件内容理解消化的时间,致使学生的思维跟不上教师讲解的速度,降低了教学效果。上述现象将会造成一种新形式的“满堂灌”,只不过是由“人灌”变成“机灌”而已。
四、总结
流体力学作为一门专业基础课程,其重要性不言而喻。传统教学模式能够将前后知识贯通,突出重点,化烦就简、引入实例形象阐述概念原理,促进知识的系统化进程;多媒体教学能将难于理解的知识通过图文、音像生动地显现出来,帮助学生理解性记忆。借助于先进的教学手段,将多媒体辅助教学手段与传统教学方法有机地结合起来,力求课堂教学的形式和方法多样化,既能保证课堂信息量大,又能避免单纯多媒体授课的不足,才能提高教学效果、提升教学质量。以上是笔者在流体力学教学实践中的体会,愿与同行共同切磋。
基金项目:2009年安徽省教育厅《流体力学》精品课程
[参考文献]
[1]许贤良,王传礼,张军等.流体力学[M].北京:国防工业出版社,2006.