专业认证背景下的《流体力学》课程教学改革

1、专业认证背景下的流体力学课程教学改革摘 要：工程教育专业认证是保障教学质量的重要制度，也是检验高等工程教育的新标准。在工程教育 专业认证背景下，本文首先分析工程教育专业认证对流体力学课程改革提出的要求，然后找出教学过程 中影响课程目标达成的问题，针对问题探讨流体力学课程改革的有效措施，以期为工程教育专业认证背 景下的课程改革提供参考。关键词：工程教育专业认证；课程教学改革；流体力学；复杂工程问题流体力学课程是油气储运工程专业一门非常 重要的专业基础课，其教学任务是通过各个教学环节 的实施，使学生掌握流体力学的基本概念和理论，熟 悉流体力学基本计算方法和分析方法，为学习专业课、 从事专业工作、进

2、行专业课题研究打下基础1-3。学生运用所学知识解决油气储运专业领域的复 杂工程问题，是油气储运工程专业工程教育专业认 证的毕业要求。为达到这一毕业要求，流体力学 课程的最终目标确定为：能够利用流体力学的基础 知识和基本原理对油气储运工程的复杂工程进行模 拟分析、实验研究并设计合理的解决方案。当前的 课程教学不能很好地完成这一目标，因此，必须对流 体力学课程进行教学改革。一、工程教育专业认证对流体力学课程改 革的要求工程教育专业认证理念4-5中的“学生为中 心” “成果导向” “持续改进”对流体力学课 程改革提出了如下要求：课程改革要以学生为中心， 以学生提高学习质量为标准；以达到毕业要求为课

3、程改革的成果导向，优化教学内容、改革教学环节、 合理配置教学资源；要建立教学质量评价和反馈机 制，持续改进教学中存在的问题。二、课程教学中存在的影响课程目标达成的问题（一）课程本身的复杂性导致学生课程目标难 以达成流体力学课程由基础理论、工程应用与专 题研究三大部分组成，其知识体系既与工程力学、 高等数学、大学物理等基础课紧密联系，又是油气 储运工程专业的专业基础课。流体力学理论严密， 描述流体流动的数学方程非常复杂，导致该课程的 概念抽象，数学推导繁复，应用条件限制较多，学 生对该课程的学习产生畏惧感，从而对基本原理掌 握不足。（二）实践教学资源匮乏使学生缺乏必要的工 程训练学生接触和感受实

4、际发生的各种流体流动现象 的机会较少，缺少对工程实际中流动现象的直观观 察和理解，造成学生认知、理解和解决油气储运复 杂工程问题的能力培养目标难以实现。三、基于认证标准的流体力学课程教学改革 本文依据中国工程教育专业认证协会制定的工 程教育认证标准、油气储运工程专业培养目标和油 气储运工程专业毕业要求，从五个方面改革流体 力学课程教学，具体技术路线如图1所示。（一）突显油气储运工程特色的案例式教学针对教学过程存在中的问题，实施突显油气储 运工程特色的“流体力学”案例式教学改革，从流 体力学的基本原理出发，着眼于流体力学在油气储 运工程领域中的应用案例，采用案例式教学法实现 符合工程教育认证标准

5、的流体力学课程目标。突出专业特色的课程教学案例库构建在流体力学基本理论的基础上，将流体力学在 油气储运工程领域常用的案例添加到相应章节，重 新构建流体力学课程体系规划框架。搜集油气管图1流体力学课程改革技术路线图图1流体力学课程改革技术路线图结合工程案例的教学组织设计在进行教学组织设计之前，调查学生的学习方 法、学习习惯、学习兴趣、学习成绩等情况，全面 掌握授课班级学情，动态综合分析。在此基础上， 结合油气储运工程实例进行教学组织设计：布置问 题、学生调研、课堂分享、师生研讨。按照教学要求、 教学进度、分步循序渐进，将团队协作、问题分析、 讨论与辩论等课下团队学习与课堂讨论相结合。（二）引导“

6、观摩实践”，开发第二课堂当下，学生观察和理解自然现象的能力较弱， 学生很少有机会接触和感受自然界中实际的流动 现象，更不用说工程上的流动现象。针对教学过 程中这一现实问题，基于油气储运工程中典型的 流动案例，构建包含自制的多媒体课件、收集和 自建的影音资料库、录制的微课及慕课视频的流 体力学教学资源库，让学生利用网络平台实际 观摩油气储运工程中典型流体流动案例。观摩前 布置作业，在观摩过程中进行分组研讨。观摩后 提交总结和体会，促使学生将理论与实践相结合。（三）依托大赛，“模拟工程师”训练在学生完成一定的流体力学专业知识学习后， 在案例讨论的基础上，以具有石油工程背景的全国 石油工程设计大赛和

7、全国油气储运工程设计大赛为 切入点，让学生参与工程设计大赛，把流体力学知 识应用到工程实际中，让他们学会用流体力学的知 识解决油气储运工程中的复杂工程问题。以团队的形式参与这些工程项目的设计大赛， 每个团队成员在具体工程设计中按职责扮演不同的 工程师角色，按照工程项目要求，模拟开展工程设计。 让学生在模拟的情境中熟悉、掌握具体的工程设计 和计算流程，培养学生的实际操作能力，并为学生 进入专业实习奠定基础。最终，通过学科竞赛的训练, 提高学生的实践动手能力和工程设计能力。（四）改革实验教学模式，学生“演练实践” 在组织学生观摩并动手验证流体力学中的典型实验的同时，鼓励学生发挥主观能动性，改进 或

8、创新实验方法来验证课程所学基本原理。通过直 观教学，让学生感知流体，加深对课堂所学理论知 识的理解，培养学生观察和分析问题的能力。为增进学生对工程的了解，提高学生分析和解决 油气储运领域复杂工程问题的能力，在流体力学实验 教学中增加学生自主设计实验。学生掌握基本的流体 力学实验方法后，鼓励学生大胆将自己的想法用实验 的手段加以验证，全面提升学生解决工程问题的能力。（五）改革课程考核方式，构建教学效果评价体系 增加形成性过程考核，改变一次考试定成绩的流体力学课程评价标准，将考核成绩分布于平 时教学与实践的各个环节。注重学生的学习过程考 核，考核项目包括平时的课堂学习表现、课堂提问 与讨论、专题报告讨论等教学活动中的参与度。考 核中体现对学生素质的培养，注重提升学生工程 知识学习能力、所学知识综合运用能力、分析解 决工程问题的实际应用能力等。课程教学与课程考核完成后，进行课程评价， 评价每门课程目标的达成度，分析每位学生各门课程目标的达成情况。评价内容为：分析课程目标与 毕业要求指标点的对应关系、分析课程教学内容支 撑相应指标点的合理性、分析课程教学方式支持能 力培养要求的合理性、分析课程考核方式和考核内 容合理性、分析每个课程目标的达成度。四、结语工程教育专业认证是保证工程教育