英语（化学工程工艺专业）大二教学设计：《流体力学》专业英语核心素养培养

英语（化学工程工艺专业）大二教学设计：《流体力学》专业英语核心素养培养一、教学内容分析（一）课程标准解读分析本教学设计依据《高等学校化学工程与工艺专业英语教学指南》及《化学工程工艺专业英语课程标准》，聚焦学术英语应用能力与专业核心素养的协同培养。在知识与技能维度，以化学工程核心领域——流体力学的基本原理、设备特性、工艺流程为核心载体，要求学生达成“识记理解应用迁移”四级能力目标，即精准识别专业术语的英文表述、深度理解流体力学原理的英文阐释逻辑、规范应用专业词汇与句式进行技术沟通、综合迁移知识解决跨语境学术问题。过程与方法维度，通过学术案例解构、小组协作探究、英文论证思辨等方式，培养学生的学术批判性思维与技术问题解决能力。情感·态度·价值观与核心素养维度，强化跨文化学术交际意识，塑造严谨的工程伦理与科学态度，助力学生构建“专业知识+学术英语+工程实践”的复合型能力框架。（二）学情分析授课对象为化学工程工艺专业大二学生，具备大学英语四级及以上基础词汇量与语法应用能力，但存在三大核心短板：一是专业英语词汇储备不足，对流体力学领域的英文术语（如laminarflow、turbulentflow、Reynoldsnumber）及学术缩写（如PIV、LIF）认知空白；二是学术文本解读能力薄弱，难以拆解专业文献中的复杂长句、逻辑连接词及公式与文字的衔接表述；三是应用场景适配能力欠缺，无法将通用英语能力迁移至专业实验报告撰写、技术方案阐述等学术场景。学生认知特点呈现“抽象思维较强、具象应用较弱”的特征，部分学生因专业与英语的双重压力存在学习抵触情绪，且在阅读速度、术语记忆、逻辑分析等方面存在显著个体差异。基于此，教学设计需遵循“以旧带新、情境锚定、分层递进”原则，通过生活化专业案例、阶梯式任务设计、个性化反馈机制，激发学习内驱力，适配不同层次学生的发展需求。二、教材分析本课程选用《化学工程工艺专业英语》（高等教育规划版），其在课程体系中承担“专业知识学术化表达”的桥梁作用，是衔接《化学工程原理》《化工设备机械基础》等专业核心课与学术英语应用的关键载体。教材中流体力学相关章节以“原理阐释案例分析文献节选”为逻辑主线，既涵盖连续性方程、伯努利方程等核心理论的英文表述，又包含反应器设计、管道输送等工程应用实例，与前置课程《高等数学》《大学物理》的知识体系形成呼应，为学生构建“数学建模物理本质工程应用英文表达”的完整认知链提供支撑。核心概念聚焦流体力学的基本特性（流动性、粘性）、核心原理（质量守恒、能量守恒、动量守恒）、工程参数（雷诺数、摩擦系数），关键技能指向专业文献的英文阅读（Skimming&Scanning）、技术文本的精准翻译（TerminologyAccuracy）、学术观点的英文表达（LogicalPresentation）三大模块。三、教学目标（一）知识目标精准识记流体力学核心术语的英文表述（如viscosity粘度、boundarylayer边界层、Bernoulli'sequation伯努利方程）及学术缩写，构建专业词汇网络；深度理解连续性方程（ρ1v1A1=ρ2v2A2）、伯努利方程（z1+p1ρg+v系统掌握流体流动状态（层流/湍流）的判断标准（雷诺数Re=dvρμ）、压力与流速的定量关系，能运用英文规范描述相关原构建“原理公式应用”的知识体系，能在英文语境中通过比较、归纳等方式整合知识点，解决新情境下的技术问题。（二）能力目标具备专业文献的英文阅读能力，能快速定位核心信息、解析复杂长句（如含定语从句、状语从句的技术表述）、解读图表数据；掌握英文实验报告的核心撰写技能，能规范记录实验数据、分析结果、推导结论，精准运用专业术语与公式；培养批判性思维与创新思维，能基于英文案例质疑现有技术方案，从多维度评估证据可靠性，提出创新性优化建议；提升小组协作与跨文化学术沟通能力，能通过英文讨论、报告展示等形式，清晰表达技术观点、回应质疑。（三）情感态度与价值观目标通过研读流体力学领域科学家的英文研究历程，体悟严谨求实、坚持不懈的科学精神；在实验与案例分析中，养成如实记录数据、尊重客观规律的工程伦理素养；树立“技术服务社会”的责任意识，能运用流体力学原理的英文知识，提出工业生产中的环保优化方案（如降低管道能耗、减少污染物扩散）。（四）科学思维目标培养数学抽象与模型建构能力，能将流体流动现象转化为英文表述的物理模型，运用公式进行逻辑推演；强化实证研究与系统分析能力，能基于英文实验数据验证理论假设，从整体视角分析流体力学在化工系统中的作用机制；发展质疑与求证能力，能对英文文献中的技术结论提出合理质疑，通过数据检索、逻辑推导进行验证。（五）科学评价目标掌握学术学习的自我评估方法，能反思英文阅读策略、实验操作流程、小组协作效果，制定个性化改进方案；具备学术评价能力，能运用评价量规，对英文实验报告、技术方案展示进行客观评价，给出具体、有依据的反馈意见；提升元认知能力，能监控自身专业英语学习过程，及时调整学习方法，适配不同难度的学术任务。四、教学重点、难点（一）教学重点流体力学核心原理的英文精准阐释，包括连续性方程、伯努利方程的物理意义、公式表达及应用场景；专业术语与学术缩写的准确运用，如雷诺数（Reynoldsnumber）、层流（laminarflow）、湍流（turbulentflow）等在英文语境中的规范使用；专业英文文献的阅读与解析能力，包括核心信息提取、复杂句式拆解、图表数据解读；英文技术文本的写作基础，如实验数据记录的规范表述、原理分析的逻辑衔接。（二）教学难点抽象原理与工程实践的英文衔接，即如何用专业英语将伯努利方程等理论知识，与化工生产中的管道输送、反应器设计等实际场景结合阐释；复杂句式的精准翻译与表达，专业英文文献中多定语、多状语的长句解析，以及中文技术表述向英文学术语言的转化；公式与文字的英文协同表述，能在英文报告或讨论中，规范引用公式、解释变量含义，并结合文字进行逻辑推导；跨文化学术沟通的准确性，避免因术语使用不当、句式表达不规范导致的技术信息传递偏差。五、教学准备清单多媒体课件：包含核心术语英英/英汉对照解析、公式推导的英文分步演示、学术案例（英文文献节选）、互动问答题库；教具：流体流动状态演示模型（层流/湍流对比）、管道阻力实验装置实物图、核心公式可视化图表；实验器材：用于演示的小型流体力学实验套装（含U型压差计、不同管径管道、流量计等）；音频视频资料：英文原版流体力学讲座片段、化工生产中流体输送的英文纪录片、实验操作规范英文演示视频；任务单：分层设计的预习任务单（术语记忆、基础原理预习）、课堂实验记录单（英文格式）、案例分析任务单；评价表：课堂参与度评价量规、小组协作评价表、实验报告评分标准（英文）；学术资源：流体力学领域经典英文文献节选（适配大二学生水平）、专业英语词汇手册；学生预习：提前研读教材对应章节，完成术语记忆任务，阅读基础英文案例；学习用具：计算器（用于公式计算）、笔记本（英文记录核心知识点）；教学环境：小组式座位排列（4人一组）、黑板预留公式推导区域与知识框架板书区。六、教学过程（一）导入环节（10分钟）情境创设：以化工生产中的“管道输送效率优化”为切入点，提问：“Inchemicalplants,howtoensurethestableandenergysavingtransportationofcrudeoilthroughlongdistancepipelines?Whatfactorswillaffecttheflowstateofthefluid?”结合英文短视频展示不同流速下原油在管道中的流动现象（层流vs湍流），引发学生思考。认知冲突：呈现日常生活场景（自来水龙头放水）与化工场景（工业管道输油）的流体流动差异图片，提问：“Whydoestheflowofwaterfromatapseemsmooth,whiletheflowofcrudeoilinindustrialpipelinesismoreplex?Whatparametersneedtobeconsideredinchemicalengineering?”引导学生发现专业场景与生活场景的核心区别，凸显流体力学在化工领域的专业性。旧知回顾：通过英文提问引导学生回顾基础知识点：“Whatisthedefinitionoffluidinphysics?Howtodescribethemotionofobjectsinphysics?”衔接高等数学中的微积分基础、大学物理中的力学守恒定律，为新知识的英文学习铺垫。明确学习目标：用英文清晰呈现本节课核心目标：①MastertheEnglishexpressionsofcoreprinciplesandtermsinfluidmechanics;②UnderstandtheapplicationofBernoulli'sequationinchemicalengineeringthroughexperiments;③ImprovetheabilitytoreadandanalyzeEnglishtechnicalcases.学习路线图：展示英文学习路径：ReviewBasicConcepts→ExploreCorePrinciples→ConductExperiments→AnalyzeEngineeringCases→SolvePracticalProblems.（二）新授环节（45分钟）任务一：流体力学基础概念的英文阐释（10分钟）教学目标：MastertheEnglishexpressionsofbasicconceptsinfluidmechanics,establishtheconnectionbetweenconceptsandphysicalphenomena.教师活动：①展示流体力学基础概念的英文定义（如Fluid:Asubstancethatflowsandyieldstotheslightestpressure），结合实物模型演示流动性、粘性特性；②提出引导性问题：“Whatarethedifferencesbetweenlaminarflowandturbulentflowintermsofmovementcharacteristics?PleasedescribetheminEnglishbasedonthedemonstration.”③发放术语对照卡，讲解核心词汇的词形变化（如viscous形容词→viscosity名词）。学生活动：①观察模型与演示视频，记录流体流动特征的英文关键词；②小组讨论，用英文尝试描述层流与湍流的差异；③结合术语卡，纠正表达错误，强化记忆。即时评价标准：①能否准确说出3个以上核心术语的英文表述；②能否用简单英文句描述流体流动的基本特征；③小组讨论中是否积极参与英文表达。任务二：连续性方程与质量守恒（10分钟）教学目标：Understandthephysicalmeaningofthecontinuityequation,masteritsEnglishexpressionandapplication.教师活动：①用英文推导连续性方程（ρ1v1A1=ρ2v2A2），解释各变量的英文含义（ρ:density,v:velocity,A:crosssectionalarea）；②展示不同管径管道的流体流动示意图（表1），提出问题：“Ifthediameterofthepipelinedecreases,howwillthefluidvelocitychange?Pleaseverifyitwiththecontinuityequation.”③指学生活动：①记录方程推导过程及变量英文解释；②基于表1数据，运用方程计算流速变化，并用英文简述计算逻辑；③小组内核对结果，讨论计算过程中的疑问。即时评价标准：①能否准确写出连续性方程的英文变量注释；②能否运用方程完成基础计算，并进行英文逻辑表达；③能否理解流量守恒的核心思想。表1不同管径管道的流体流动参数表管道截面管径d(m)横截面积A(m²)流体密度ρ(kg/m³)流速v(m/s)流量Q(m³/s)截面10.20.031410001.00.0314截面20.10.007851000??任务三：伯努利方程与能量转换（12分钟）教学目标：GrasptheenergyconversionmechanismofBernoulli'sequation,masteritsapplicationinpressurevelocityanalysis.教师活动：①播放伯努利方程应用的英文动画（如喷雾器工作原理），引出方程：z1+p1ρg+v122g=z2+p2ρg+v222g+hf；②用英文分模块解释方程含义（位置水头、压力水头、速度水头、水头损失），结合U型压差计实验演示压力与流速的关系；③提出问题：“Whydoesthepressuredecreasewhenthefluidflowsthroughanarrowpipe?PleaseexplainitwithBernoull学生活动：①观察实验现象，记录压差计读数变化；②结合方程分析实验数据，用英文撰写简要分析报告（含变量解释、推导过程）；③小组展示分析结果，回应其他小组质疑。即时评价标准：①能否准确理解伯努利方程各模块的英文表述；②能否基于实验数据，用方程进行逻辑推导并解释现象；③英文分析报告的表述是否规范、逻辑是否清晰。任务四：流体力学在化工中的英文案例分析（8分钟）教学目标：ApplyfluidmechanicsprinciplestoanalyzechemicalengineeringcasesinEnglish.教师活动：①分发英文案例材料（反应器内流体混合案例），包含案例背景、流程参数、问题描述；②引导学生小组讨论：“Whatfluidmechanicsprinciplesareinvolvedinthereactormixingprocess?Howtooptimizethemixingefficiencybasedontheseprinciples?”③提供案例分析框架（ProblemIdentification→PrincipleApplication→OptimizationProposal）。学生活动：①快速阅读英文案例，提取核心信息；②小组协作，运用所学原理分析问题，用英文撰写优化建议；③选取代表进行英文展示，阐述分析思路。即时评价标准：①能否准确提取英文案例中的核心技术参数；②能否将流体力学原理与案例问题有效结合；③英文展示的表达是否流畅、建议是否具有可行性。任务五：流体力学问题的英文解决方案设计（5分钟）教学目标：CultivatetheabilitytodesignsolutionstofluidmechanicsproblemsinEnglish.教师活动：①呈现问题：“Inachemicalplant,thefluidflowrateinthepipelineislowerthanthedesignrequirement.Pleasedesignasolutiontoimprovetheflowrate,anddescribethedesignprocessinEnglish.”②鼓励学生提出创新性方案（如优化管径、降低粘度等）。学生活动：①独立思考并绘制方案草图（标注英文参数）；②用英文简述方案设计依据、操作步骤；③小组内交流方案，互相补充完善。即时评价标准：①方案是否符合流体力学原理；②英文描述是否清晰、准确，包含核心术语与逻辑衔接；③能否吸收他人意见优化自身方案。（三）巩固训练（20分钟）基础巩固层（8分钟）练习设计：①TranslatethefollowingtermsintoEnglish:粘度、层流、雷诺数、伯努利方程；②ExplainthephysicalmeaningofthecontinuityequationinEnglish;③Calculatethevelocityoffluidatsection2inTable1.教师活动：明确练习要求，提供英文解题思路指导，解答共性疑问。学生活动：独立完成练习，用英文书写答案。即时反馈：教师公布标准答案，针对术语翻译错误、公式应用不当等共性问题进行集中讲解，个体问题进行一对一指导。综合应用层（7分钟）练习设计：提供某化工管道输送的英文场景描述（含管径、流体密度、初始流速等参数），要求小组合作：①Analyzetheflowstate(laminarorturbulent)bycalculatingReynoldsnumber;②Proposeamethodtoreducethepressurelossinthepipeline,andexplainitinEnglish.教师活动：巡视各小组，引导学生梳理分析逻辑，纠正英文表达错误。学生活动：小组协作完成计算与分析，撰写英文解决方案。即时反馈：选取23组进行展示，教师从原理应用、英文表达、方案可行性三个维度进行评价，提出优化建议。拓展挑战层（5分钟）练习设计：Exploretheapplicationoffluidmechanicsincarboncapturetechnology,andwritea100wordEnglishshortessaytointroducethecoreprinciple.教师活动：提供相关英文参考资料片段，引导学生提取关键信息。学生活动：独立或小组协作完成短文撰写，注重专业术语的规范使用。即时反馈：选取优秀短文进行展示，分析其优点（如逻辑清晰、术语准确），对存在的问题进行针对性指导。（四）课堂小结（5分钟）知识体系建构：学生以英文思维导图形式，梳理本节课核心知识点（原理、公式、术语、应用），小组内互相补充完善；教师引导学生回顾导入环节的管道输送问题，用所学知识进行英文回应，形成教学闭环。方法提炼与元认知培养：学生总结本节课学到的专业英语学习方法（如术语词形记忆法、长句拆解技巧），分享“最有效的英文学习策略”；教师通过提问“Whichpartofthelessondoyouthinkisthemostchallenging?Howdidyouovereit?”培养元认知能力。悬念设置与作业布置：提出下节课主题（流体阻力的英文计算与应用），布置分层作业；学生记录作业要求，明确完成时间。小结展示与反思陈述：选取2名学生展示英文思维导图，用3分钟英文简述核心收获与学习困惑；教师基于展示内容，评估学生对知识的整体把握程度。七、作业设计（一）基础性作业（1520分钟）用英文完整推导连续性方程和伯努利方程，标注各变量的英文含义；翻译一段关于流体流动状态的中文技术文本（约200字），要求术语准确、句式规范；基于课堂实验数据，用英文撰写实验报告摘要（100字左右），包含实验目的、原理、结果。作业要求：独立完成，确保专业术语使用准确、英文表达流畅；教师全批全改，重点反馈术语翻译错误、公式表述不规范等问题，进行集中点评。（二）拓展性作业（30分钟）查阅1篇流体力学在化工领域应用的英文文献（提供推荐文献列表），提取核心结论，用英文撰写200字文献综述；绘制“流体力学核心原理化工应用场景”英文对照图表，包含3个以上应用案例（如反应器设计、混合过程）；小组合作，用英文设计一个简单的流体力学验证实验（含实验目的、原理、步骤、预期结果）。作业要求：文献综述需注明文献来源，图表需规范标注英文参数，实验设计需具有可操作性；教师采用评价量规，从知识应用准确性、英文表达规范性、内容完整性三个维度进行评价。（三）探究性/创造性作业（1周内完成）基于伯努利方程，设计一个英文技术方案（如简易节水装置），包含方案原理（英文阐述）、结构设计图（标注英文参数）、可行性分析；撰写一篇关于“流体力学在新能源领域应用”的英文短文（300字左右），提出至少1个创新性观点；制作一段5分钟的英文演示视频，讲解某一流体力学现象（如台风形成中的流体运动）。作业要求：方案设计需结合工程实际，短文需逻辑严谨、观点新颖，视频需画面清晰、表达流畅；作业无标准答案，鼓励多元表达与创新思维，教师进行个性化反馈与激励性评价。八、本节知识清单及拓展（一）核心知识术语与缩写：Fluid（流体）、Viscosity（粘度）、LaminarFlow（层流）、TurbulentFlow（湍流）、ReynoldsNumber(Re，雷诺数)、Bernoulli'sEquation（伯努利方程）、BoundaryLayer（边界层）、PressureLoss（压力损失）、ParticleImageVelocimetry(PIV，粒子图像测速)、LaserInducedFluorescence(LIF，激光诱导荧光)；核心公式：连续性方程：ρ1v1A1=ρ2v2A2（不伯努利方程：z雷诺数：Re=dvρμ（μ为动力粘基本原理：质量守恒定律、能量守恒定律在流体流动中的应用，层流与湍流的判断标准及流动特性；工程应用：化工管道输送、反应器设计、混合与分离过程中的流体力学原理应用；专业英语技能：核心术语翻译、技术长句拆解、实验报告英文撰写、英文案例分析。（二）拓展知识边界层理论：Boundarylayerdevelopment,flowstabilityanditsinfluenceonflowcharacteristics；数值方法：FiniteElementMethod(FEM，有限元法)、FiniteVolumeMethod(FVM，有限体积法)在流体力学中的应用；跨学科应用：生物医学工程：Bloodflowsimulation,organmodelingbasedonfluidmechanics；航空航天工程：Aerodynamics,aircraftdesignoptimization；环境保护：Pollutantdiffusionsimulation,waterqualityprediction；能源工程：Windpowergeneration,marineenergydevelopment；纳米技术：Microfluidicchipdesignandoperation；地球物理学：Seismicwavepropagation,oilreservoirsimulation；学术资源：推荐英文期刊（ChemicalEngineeringScience、JournalofFluidsEngineering）、专业数据库（ScienceDirect、WebofScience）中的流体力学相关文献。九、教学反思（一）教学目标达成度评估从当堂检测