流体力学课程教学改革的实践与探索

人 的创新 意识 不是 与生 俱来 的， 是必 须通 过教 育培 养和 主观 努力 锻炼开 发出 来的 ，创 造与 灵 感 只能 奠基于 博学 、勤 思与 艰苦 实践 之上 。在 教学 中注 意营 造一 个宽 松、自 由、 活跃 、富 有吸 引 力 的学 术气氛 环境 ，十 分有 利于 学生 创新 意识 的培 养。 教师 一般 都对 本专业 的前 沿动 态和 发展 走 向 有比 较深刻 的了 解， 在讲 授基 本内 容的 同时 ，有 意识 地介 绍本 学科 有待解 决的 问题 ，可 以培 养 学 生的 广泛兴 趣和 求知 欲， 并使 学生 在研 究与 解决 问题 的过 程中 获得 无穷的 乐趣 。我 们在 讲授 流 体 力学 课程时 ，开 展了 “身 边的 流体 力学 ”专 题讨 论， 如大 雁飞 行为 什么会 排成 “人 ”字 形， 微 风 中的 花枝为 什么 垂直 来流 方向 摆动 等问 题， 大大 激发 了学 生的 学习 兴趣， 并将 大雁 飞行 原理 与 舰 艇的 减摇鳍 、船 舵工 作时 产生 自由 涡导 致升 力下 降、 阻力 上升 的现 象联系 起来 ，将 微风 绕流 花 枝 产生 卡门涡 街诱 发振 动与 潜艇 潜望 镜的 横向 摆动 联系 起来 ，等 等， 使抽象 、枯 燥的 流体 力学 理 论 与具 体的海 军武 器装 备紧 密结 合， 开拓 了学 生的 视野 ，激 发了 他们 的好奇 心和 求知 欲， 取得 了 好 的教 学效果 。 （三 ）活 跃课 堂教 学气 氛， 鼓励 学生的 创造 性思 维 创 造性思 维的 外在 表现 形式 是灵 活、 多变 、思 路开 阔。 我们 鼓励 学生进 行创 造性 思维 的原 则 是： （ !） 尊重 标新 立异 ； （ "） 尊重 与众不 同的 观点 ； （ #） 证明 其观 点是 有价 值的 ； （ $） 给以 多 方 面 和多 样性机 会。 为了 有效 地培 养和 提高 学生 创造 性思 维的 能力 ，我 们在教 学过 程中 通过 一题 多 解 、一物 多用 等生 动活 泼的 讨论 、练 习， 去开 拓学 生 的 思路 和 视 野， 经 常给 学 生 提出 一 些 问 题， 让他 们从 不同 角度 进行 思考 。教 师作 为培 养学 生创 造 力 的主 导 ，在 教 学 中注 意 培 养独 特 的 风 格， 精 心设 疑而不 落俗 套。 例如 在讲 授伯 努利 方程 的应 用时 ，我 们设 计了 一个疑 题： 仅有 一个 乒乓 球 和 一个 漏斗， 不提 供任 何其 它工 具， 如何 能 使 乒 乓 球 停 留 在 倒 置 的 漏 斗 中 而 不 掉 下 来？ 问 题 一 出 ，气 氛顿时 活跃 起来 ，学 生积 极上 台演 示， 当教 师利 用伯 努利 方程 原理进 行解 释时 ，学 生恍 然 大 悟， 原来从 漏斗 咀上 方往 下吹 气竟 然可 以把 球吸 上来 ，这 种现 象与 我们日 常生 活中 的经 验感 受 相 反， 这就给 学生 的思 维过 程产 生了 一个 强烈 刺激 。教 师的 设疑 、释 疑过程 ，实 质上 是一 个不 断 激 发学 生求知 欲、 为学 生的 思维 活动 提供 持续 不断 的动 力源 泉的 过程 ，随着 设疑 质量 的提 高， 刺 激 强度 也随之 加大 ，这 种设 疑、 解疑 的循 环和 深入 ，可 以使 学生 创造 性思维 能力 逐渐 得以 培养 和 加 强。 （四 ）摒 弃“ 模块 化” 、 “齐 步走” 的人 才教 育观 ，着 力培 养具 有鲜 明个 性特 点的 创新 人才 我 们在教 学中 ，设 计了 一些 似是 而非 的问 题供 学生 讨论 ，鼓 励学 生怀疑 书本 、否 定权 威。 在 对 学生 的成绩 进行 综合 评定 时， 我们 把学 生是 否独 立思 考、 主动 发言 、积极 讨论 、具 有不 同见 解 作为“ 个性 分” 记录 在 案， 注 重 把 培 养学 生 的 个 性 和 独 创精 神 放 在 重 要 的 位 置， 使 “ 个 性 强 ” 、 “爱 表现” 、 “ 好出 风头” 和 “异想 天开 ”等 现 象不 再 成为 他 们的 缺 点， 彻 底 解脱 他 们 心灵 深 处 的 禁 锢和 枷锁， 让他 们的 创造 潜能 得以 迸发 出来 。 （五 ）注 重营 造有 利于 培养 创新 人才的 人文 环境 我 们注重 把构 建求 实、 创新 的学 术风 气放 在重 要位 置。 给学 生讲 述百年 来的 重大 科学 进展 无 不 是冲 破已有 定势 、求 异创 新的 结果 。此 外， 还注 重提 高学 生的 人文 素质， 努力 丰富 学生 的科 学 想象 力。 例如 ，我 们在 讲授 流体 的流 动特 性与 流动 阻力 时， 就 用 《孙 子 兵法 》 （虚 实 篇） 中 的 内 容来 描述 ：夫 兵形 像 水， 水 之 形 避 高而 趋 下 ，兵 之 形 避 实 而击 虚 。 水因 地 而 制 流， 兵 因 形 而 制 胜 。故 兵无常 势， 水无 常形 。通 过这 些描 述， 不仅 加深 了学 生对 流体 流动现 象的 认识 ，更 重要 的 是 在潜 移默化 中提 高了 他们 的人 文素 质， 丰富 了他 们的 想象 力。 二 、提高 教学 起点 ，优 化教 学内 容 教 材是学 科专 业知 识与 技能 的体 系， 现有 的一 些教 材特 别是 一些 基础课 程内 容主 要反 映的 是 过 去几 十年甚 至几 百年 前的 认识 水平 ，是 人类 社会 积累 的已 经清 楚的 “定型 ”的 知识 ，以 单向 的 — %% —
! 收稿日期 资助项目 作者简介 "&&, — &%— &海 军 院 校 教 学 成 果 立 项 预研 项 目 # 张 志 宏 （ !-’$ . ） 男 ， 江 西 南 康 人 ， 教 授 ， 主 要从 事 流 体 力 学 教 学 与 研 究 #
— +* 年 第 ( 期 （ 总 第 ’) 期 ）
高等 理科 教育
“流体力学”课程教学改革的实践与探索
“流 体 力 学 ” 课 程 教 学 改 革 的 实 践 与 探 索
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张志宏 !
（! # 海军工程大学 " # 武汉理工大学
顾建农 !
王家楣 "
武汉 $%&&%% ； 武汉 $%&&’%）
理学院力学系，湖北 交通学院，湖北
摘
要
文章 结合 流体 力学 课程 建设 ，以 培养 学生 创新 精神 和实 践能力 为重 点， 围绕 提高 人
才 培养 质量这 个目 标， 进行 了教 育思 想、 教材 建设 、教 学方 法、 教学 手段、 实验 内容 等方 面的 思 考 与实 践，提 出了 一些 自己 的看 法。 关 键词 教学 改革 (’$" # & 课 程建 设 创新 精神 ) 实 践能 力
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一 、实施 创新 教育 ，培 养创 新精 神 经 济、军 事和 综合 国力 的竞 争， 归根 结底 是高 素质 人才 的竞 争， 民族素 质和 创新 能力 越来 越 成 为综 合国力 的重 要标 志， 成为 影响 社会 经济 发展 的关 键因 素。 作为 综合性 军事 工程 大学 ，培 养 一大 批具 有创 新精 神、 创新 意识 和创 新能 力的 高素 质 新 型军 事 人 才必 然 成 为 其根 本 任 务。 但 是， 现有 的教 学观 念、 教学 内容 、教 学方 法、 教 学手 段 等 还 不 能 完 全 适 应 培 养 高 素 质 创 新 人 才 的 需 要 。如 果不尽 快改 变这 种状 况， 必将 拉大 我国 同发 达国 家的 经济 和科 技水平 的差 距， 在国 防实 力 和 综合 国力的 较量 中处 于被 动位 置。 因此 在教 学改 革过 程中 ，我 们注 意从以 下五 个方 面来 培养 学 生 的创 新精神 。 （一 ）增 强学 生的 使命 感， 磨练 学生的 创新 意志 为 了培养 学生 良好 的品 德、 个性 以及 为科 学事 业拼 搏献 身的 精神 ，我们 在流 体力 学实 验室 布 置 了许 多展板 ，有 的展 板用 于介 绍在 流体 力学 领域 做出 重要 贡献 的科 学家， 其中 包括 冲破 层层 阻 挠 、历 尽艰辛 回到 祖国 ，为 研制 “两 弹一 星” 做出 重要 贡献 的科 学家 钱学森 ，也 有双 目失 明仍 然 从 事科 学研究 的理 想流 体力 学奠 基人 、直 至去 世当 天还 在进 行科 学研 究的瑞 士科 学家 欧拉 等， 用 他 们的 事迹激 励学 生弘 扬 “热爱 祖国 、无 私 奉献 ， 自力 更 生、 艰 苦 奋斗 ， 大力 协 同、 勇 于 攀登 ” 的 “两 弹一星 ”精 神， 使这 种精 神成 为他 们勇 于创 新的 宝贵 财富 和前 进动力 。有 的展 板专 门介 绍 流 体力 学在国 民经 济中 的作 用， 尤其 重点 介绍 流体 力学 与海 军工 程， 阐述流 体力 学在 海军 各专 业 的 地位 和重要 性， 说明 我国 的研 究现 状， 让他 们了 解与 流体 力学 密切 相关的 武器 装备 与发 达国 家 的 差距 ，增强 学生 的忧 患意 识。 在教 学中 我们 也注 意利 用各 行各 业先 进人物 的事 迹， 尤其 是海 军 中 模范 人物的 英雄 事迹 对学 生进 行爱 国主 义教 育， 增强 学生 发奋 学习 和努力 创新 的使 命感 与责 任 感。 （二 ）培 养学 生广 泛的 兴趣 ，激 发学生 的创 新意 识