一节充满创新和智慧的流体力学课

一 引言

为全面落实贯彻以本为本的精神全国高校积极探索课程改革创新，加快实现广大教师由“以教为中心”到“以学为中心”的教学理念转变，打造新时代“金课”，全面振兴本科教育奠定坚实基础。现代课堂应全面落实立德树人根本任务，体现“以学为中心”的理念，具备高阶性、创新性、挑战度的“金课”特征，大学课堂更应注重体现课堂的生成性特征。课堂的设计应展现对整门课程的系统思考，以学生为中心，在各教学环节中体现教学智慧与教学创新；体现对教学目标、教学内容、教学过程、教学方式、评价方式等的整体设计和创新性探索；教学各个环节体现学科特征，符合学生学习特点。因此，各高校以此为契机，对专业课和专业基础课进行课改。

《流体力学》是一门理论性和工程实践性都较强的专业基础课程。在重要工程如水利、航天、土木、道桥、环境等领域发挥着支撑性基础作用[1]。因此，它的教学质量在很大程度上决定了这些工程领域的人才的技术水平和创新发展水平。《流体力学》金课研发课题组，以雷诺实验章节为例，围绕课程的内容、方法、考核等方面进行进行了创新智慧课堂的改革实践活动，为《流体力学》金课的建设提供借鉴参考。

二 雷诺实验内容

液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程[2]。

在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。在层流中，有色液体与水互不混惨，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。雷诺揭示了重要的流体流动机理。雷诺揭示了重要的流体流动机理，即根据流速的大小,流体有两中不同的形态。反映了沿程阻力系数是与流态密切相关的参数，计算值必须首先确定水流的流态[3]。

三 课程目标

根据根据国家、行业需求，以产出为导向，培养具有良好品质；掌握给排水知识；具备解决复杂问题能力；具有创新意识、终身学习能力人才。要营造以学生为中心课堂氛围，提高学生学习主动性，侧重于流体力学的思维方式、方法的传授；增强学生批判性思维，培养终身学习能力。遵循持续改进教学规律，考核学生应用能力，增加德育素养、创新能力、批判性思维考核，保证学生知识、能力、素养全方位培养质量。为此，课程组对流体力学课程及各章节都确定了知识、能力、情感三维的课程目标。如雷诺实验的教学目标如下。

1. 知识：通过动画演示、公示推导、分析精授。学生理解雷诺实验装置、过程；掌握结果；会分析不同流态特点，计算判别流态，阐明雷诺数物理意义。

2.能力：通过方案设计、小组讨论、师生研讨。学生能应用雷诺数判别流态；具备对不同流态或类似问题进行初步实验设计、分析、总结的能力；具有提炼已掌握内容，对研 究观点、研究过程提出批判性思维的能力。

3.情感：通过重大工程、科研成果、典型实验介绍。培养学生社会主义核心价值观，使命感，责任感；激发双创热情；培养诚信、务实、严谨的科学素养。

四 创新的理念及实现途径

（一） 教学理念

以学为中心，落实立德树人任务。在教学内容、教学过程、教学考核等过程中，均通过创新和智慧融入思政德育、科学素养、双创意识教育，注重学生人格塑造。通过学习、培训、研讨等渠道。根据国家、行业需要，制定符合新工科、工程认证培养目标的教学目标，将教学目标具体落实到课程各章节中。利用学习通，线上线下教授有机结合或利用在线开放课程实现。

（二） 实现途径

将思政教育、科学素养、双创引导教育融入其中，延展课程内容的深度和广度。通过问题“家乡的关于流体的工程和感想”，深化学生对本课程在我国建设中地位的认知，通过“青海沟后水库垮坝”事件，警醒学生，培养学生的责任感、使命感。引导学生明确学习目的，确立服务祖国、服务人民的学习目标。保证思政教育教学目标的渗透。为充分发挥学生的能动性，营造以学生为中心的课堂。通过创设问题，通过合作探究、小组讨论等活动的开展，以达到解决问题的终极目标。过程中注重培养知识结构与思想体系，挖掘学生潜能，渗透创新意识。根据不同内容，多媒体动画、漫画、图片、板书灵活结合。营造平等、民主与和谐气氛。

文章来源：《智慧健康》 网址: http://www.zhjkzz.cn/qikandaodu/2020/0808/552.html