一、前言
應(yīng)用型本科指以應(yīng)用型為辦學(xué)定位，而不是以科研為辦學(xué)定位的本科院校，現(xiàn)階段一般包括所有的本科第二批、本科第三批錄取院校，是對新型的本科教育和新層次的高職教育相結(jié)合的教育模式的探索，對滿足中國經(jīng)濟社會發(fā)展，對高層次應(yīng)用型人才需要以及推進中國高等教育大眾化進程起到了積極的促進作用。
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是根據(jù)2012 年教育部頒的全國普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄，將建筑節(jié)能技術(shù)與工程、建筑設(shè)施智能技術(shù)（部分）、建筑環(huán)境與設(shè)備工程合并為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程（其早期名為暖通工程專業(yè)）·。主要培養(yǎng)具備室內(nèi)環(huán)境設(shè)備系統(tǒng)及建筑能源應(yīng)用工程的設(shè)計、安裝調(diào)試、運行管理能力，具有一定的室內(nèi)空氣環(huán)境設(shè)備、系統(tǒng)的研究開發(fā)的基礎(chǔ)理論知識及能力，能在設(shè)計研究院、建筑工程公司、相關(guān)的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)以及現(xiàn)代化智能建筑設(shè)施的維保管理部門從事工作的專門人才。
流體力學(xué)是主要研究流體平衡和運動規(guī)律及實際應(yīng)用的一門科學(xué)，是一門應(yīng)用面比較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課，在能源、動力、機械、航空、化工等領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用。對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)來說，流體力學(xué)的應(yīng)用較為廣泛，熱量輸配、空氣調(diào)節(jié)、燃?xì)夤?yīng)、除塵凈化、排熱除濕等都是以流體作為介質(zhì)實現(xiàn)的。
因此，流體力學(xué)是建環(huán)專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(yè)課程的核心基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中具有重要地位。
二、當(dāng)前教學(xué)實踐中存在的問題
1. 物理現(xiàn)象不直觀，學(xué)生理解想象困難
雖然流體與我們?nèi)粘Ｉ蠲懿豢煞?，但因其本身特殊的特?mdash;—看不見、摸不著、表面看似平靜、內(nèi)部暗流涌動，導(dǎo)致其物理現(xiàn)象不直觀、基本概念較抽象。學(xué)生無法從簡單的圖線、圖片中想象復(fù)雜的流動過程，更難談及“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”。
2. 教學(xué)方法單一，難以擺脫“灌注”式教學(xué)模式
流體力學(xué)課程的特點是抽象、枯燥、難懂，應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識較多，一直以來都處于“教師難講、學(xué)生難懂”的狀態(tài)。雖然，教師大量采用多媒體技術(shù)（圖片、動畫乃至影像資料）用于課堂教學(xué)，但沒有實驗體系支撐的純理論教學(xué)依然無法真正擺脫“灌注”式的教學(xué)模式。
3. 理論教學(xué)與本專業(yè)工程實際結(jié)合不足
流體力學(xué)既包含自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論，又涉及工程技術(shù)科學(xué)方面的應(yīng)用，屬于理論性和實踐性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，所提供的研究方法可直接用于科學(xué)研究和工程設(shè)計過程。專業(yè)基礎(chǔ)課是學(xué)生掌握專業(yè)知識技能必修的重要課程，其主要任務(wù)是為專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定必要的基礎(chǔ)。雖然課程教材中現(xiàn)象、例題、練習(xí)題等都是基于實際物理現(xiàn)象，但由于多是由力學(xué)專業(yè)教師授課，與本專業(yè)工程實際結(jié)合較少，導(dǎo)致學(xué)生不知為何而學(xué)，不知如何應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較低，學(xué)習(xí)效率較低。
4. 孤立的模擬實驗臺，學(xué)生無法聯(lián)想到實際工程
目前流體力學(xué)實驗教學(xué)多為設(shè)置模擬實驗臺，學(xué)生通過觀察、測試驗證某些物理現(xiàn)象或理論公式算法等觀測流動現(xiàn)象，驗證所學(xué)理論，掌握實驗的方法和操作技能，訓(xùn)練整理實驗資料、編寫實驗報告的能力。但孤立設(shè)置的一段管段和設(shè)備，無法讓學(xué)生實驗現(xiàn)象與實際工程起來，學(xué)生不能真正理解實驗的目的和意義，只是按照實驗指導(dǎo)書按部就班地完成任務(wù)，參與積極性不高，實驗沒有真正發(fā)揮出專業(yè)基礎(chǔ)的作用。
5. 模式化的考核方式使學(xué)生采取錯誤的學(xué)習(xí)方法
目前，流體力學(xué)教學(xué)多數(shù)采用傳統(tǒng)的考試方法，考試命題常拘泥于書本，記憶多，理解少，知識的應(yīng)用更少，忽略了對學(xué)生綜合能力的考核。以單純檢驗知識掌握程度為標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，考試前“突擊”幾天，做幾個典型題，考試也可能考出好成績，但考完即忘，無法打下扎實的基礎(chǔ)。這不能全面考查學(xué)生的真正素質(zhì)，思維活躍、求學(xué)好問、注重實際應(yīng)用的學(xué)生往往不能充分發(fā)揮水平，部分學(xué)習(xí)方法僵硬、但善于背知識的學(xué)生卻能拿高分，出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象。長此以往，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性，學(xué)習(xí)方法僵硬，只是死記硬背，忽略了對知識的全面理解和融會貫通，更談不上對知識的應(yīng)用。
三、課程教學(xué)改革內(nèi)容
為解決流體力學(xué)教學(xué)中存在的實際問題，本專業(yè)在近幾年的流體力學(xué)教學(xué)中積極探索實踐，積極探索嘗試更適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，把抽象的物理現(xiàn)象形象化，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生工程意識，提高學(xué)生的實踐、創(chuàng)新能力，使學(xué)生能更好地投入后期的專業(yè)課學(xué)習(xí)。
1. 豐富有趣的緒論課，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
良好的開端是成功的一半。緒論課是本課程的次課，緒論課上得成功與否，直接影響到學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中是否對該課程產(chǎn)生興趣，影響到學(xué)生對該門課程掌握的程度高低。教師可以適當(dāng)增加緒論課課時，在課上介紹流體力學(xué)的發(fā)展簡史，通過大量引入實例介紹流體力學(xué)在人類文明發(fā)展中*的作用，介紹流體力學(xué)在航空航天發(fā)展方面的成就等內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對本課程的自豪感和學(xué)習(xí)興趣。教師以利用一些生活周邊的工程實例帶動學(xué)生討論交流，引導(dǎo)學(xué)生從本專業(yè)角度出發(fā)思考問題。
2.“輕推導(dǎo)重應(yīng)用”的理論教學(xué)思路
流體力學(xué)包含大量自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論，針對筆者所在學(xué)校學(xué)生數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)較薄弱的特點，教師要重點強化公式理論物理意義的理解、在工程技術(shù)科學(xué)方面的應(yīng)用，增強課程的
實踐性，帶動學(xué)生將所學(xué)研究方法直接用于科學(xué)研究和工程設(shè)計過程中。例如，恒定總流伯努利方程的教學(xué)，常規(guī)的教學(xué)方法是從微元分析的角度開始進行公式推導(dǎo)。但對高數(shù)基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)還沒開始就已經(jīng)被各種微積分符號嚇得打退堂鼓了，在推導(dǎo)公式前，教師可以帶學(xué)生回顧高中物理的能量守恒定律，以固體的機械能守恒擴展到流體的總能守恒，使學(xué)生很自然地理解了方程的物理意義，增強學(xué)習(xí)的信心。
3. 以工程案例分析教學(xué)法為代表的應(yīng)用型教學(xué)模式
“應(yīng)用型”人才的典型特點就是具備很強的自主學(xué)習(xí)、獨立解決問題的能力，因此培養(yǎng)的重點在于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
這就要求教師要從知識傳授型教學(xué)模式向應(yīng)用型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，使學(xué)生從知識接受者變?yōu)橹R的探究者，從傳統(tǒng)的重教輕學(xué)向“教主于學(xué)”轉(zhuǎn)變。教師在課堂上根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要，利用工程案例組織學(xué)生進行學(xué)習(xí)、討論，鍛煉學(xué)生的分析、歸納、總結(jié)的能力。教師可以設(shè)計一些習(xí)題課與專題討論課來解決與課程基本理論相關(guān)的實際問題，提升學(xué)生解決問題的能力。
4. 結(jié)合本專業(yè)工程需要設(shè)計有專業(yè)特色的課程實驗
筆者所在學(xué)校投資百萬建成了占地1000 多平方米的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實驗室，包括集中冷熱源的各種空調(diào)系統(tǒng)，如熱回收空調(diào)系統(tǒng)、輻射空調(diào)系統(tǒng)、地源熱泵機組、空調(diào)系統(tǒng)BA 控制及其能耗分析的綜合工程系統(tǒng)，*按實際工程規(guī)格設(shè)計建造非試驗臺、實驗裝置式的演示設(shè)備。完善的專業(yè)綜合實驗室為建設(shè)有工程特色流體力學(xué)實驗提供了先決條件。教師靈活利用現(xiàn)有專業(yè)實驗室資源，結(jié)合工程實際需要，設(shè)計特色實驗，建立有專業(yè)特色的、能夠更好地銜接后續(xù)專業(yè)課程的流體力學(xué)實驗教學(xué)體系，把抽象的物理現(xiàn)象形象化，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生工程意識，提高學(xué)生的實踐、創(chuàng)新能力。
本次教學(xué)改革實踐中將實驗體系劃分為由淺入深的三個層次：基礎(chǔ)演示實驗、基本理論實驗、綜合擴展實驗。這三個層次有機又相互區(qū)別, 分別滿足不同教學(xué)階段的需求。
（1）基礎(chǔ)演示實驗：主要為與實際生活和空調(diào)通風(fēng)工程緊密結(jié)合的基礎(chǔ)性演示實驗，知識覆蓋面廣。教師精選一些“意料之外，科學(xué)原理其中”的基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生在輕松愉快地觀摩學(xué)習(xí)、探索流體力學(xué)的基本規(guī)律。此部分典型實例均為學(xué)生調(diào)研采集，在制作過程中吸引了學(xué)生深厚的興趣，除一些演示臺外，還包括一些視頻資料、圖片演示等。
（2）基本理論實驗：包含多個闡述及驗證流體力學(xué)基本方程的實驗，如能量方程、動量方程實驗等，服務(wù)于對流體力學(xué)理論的形象理解。此部分實驗除個別需學(xué)生實際觀察流體流動過程的實驗外，其余均在實際空調(diào)系統(tǒng)管道中進行測試。學(xué)生在實驗過程中對空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、流動有初步認(rèn)識，理解實驗對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的實際作用，從而更有目的性地進行實驗及總結(jié)。
（3）綜合擴展實驗：以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，以暖通空調(diào)工程及其測控技術(shù)為應(yīng)用背景，著重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，如風(fēng)口溫差射流衰減實測分析、流量調(diào)節(jié)前后管道內(nèi)流動狀態(tài)對比分析等。除一些工程基礎(chǔ)實驗外，教師在這個層次中盡量擴展體現(xiàn)本學(xué)科的前沿科研成果及動態(tài)，為學(xué)生提供開放式實驗和自主式設(shè)計平臺，使學(xué)生的能力得到鍛煉，自由想象與自主創(chuàng)新的潛力得到開發(fā)與培養(yǎng)。
5. 以教師教學(xué)創(chuàng)新促進學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新，實現(xiàn)課內(nèi)與課外有機結(jié)合
學(xué)校力求構(gòu)建一種“寓教于樂、寓學(xué)于研”的教學(xué)氛圍，從封閉型課堂向開放型課堂轉(zhuǎn)變，以提升整體教學(xué)效果。教師主要采取以下幾種方式：在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生把握流體力學(xué)解決問題的思維方式和研究方法，對于特定知識點安排專題作業(yè)，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如動員學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊的流體力學(xué)現(xiàn)象，完成調(diào)研報告；讓學(xué)生自行設(shè)計并組裝簡易的流體力學(xué)裝置，學(xué)生在動手中發(fā)現(xiàn)理論本質(zhì)；布置課程論文任務(wù)，讓學(xué)生在課外完成一篇流體力學(xué)知識應(yīng)用的課程論文，通過解決開放性問題，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。
6. 以評價學(xué)生“學(xué)習(xí)成效”為導(dǎo)向的課程考核方式
教師以學(xué)生的能力培養(yǎng)為主線，在教學(xué)中不把學(xué)生學(xué)到諸多具體的知識點作為目標(biāo)，而是更注重學(xué)生學(xué)習(xí)到了什么方法、具備了什么能力。教師在這一原則指導(dǎo)下不斷探索課程考核方式的改革。成績評價不再以記憶性的書本知識為主要內(nèi)容，即從考核學(xué)生學(xué)習(xí)成績向評價學(xué)習(xí)成效轉(zhuǎn)變，教師引導(dǎo)學(xué)生從注重考試結(jié)果向注重學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)變，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。例如，考卷中增設(shè)開放性題目，考查學(xué)生對知識的理解應(yīng)用能力；加大對課后專題作業(yè)與課程論文的考核力度和分值占比，課程作業(yè)避免題海訓(xùn)練，加大綜合性、設(shè)計性、開放性題目的數(shù)量，對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)方法、策略、合作精神等因素進行全面的綜合評價。
四、結(jié)束語
流體力學(xué)以其數(shù)學(xué)分量重、抽象概念多、理論性強、實踐性強的特點，成為本科生認(rèn)為難學(xué)的課程之一，被學(xué)生戲稱為“留級力學(xué)”。因此，如何讓學(xué)生更容易理解、更樂于學(xué)習(xí)、更善于應(yīng)用，是本門課程教學(xué)的大難點。
筆者所在學(xué)校在近幾年的教學(xué)實踐中不斷實踐，探索實施豐富的緒論課內(nèi)容、基于“輕推導(dǎo)重應(yīng)用”的理論教學(xué)思路、以工程案例教學(xué)法為代表的研究型教學(xué)模式、結(jié)合工程需要設(shè)計有專業(yè)特色的課程實驗，以及以教師教學(xué)創(chuàng)新促進學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新、以評價學(xué)生學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向的考核方式為主要內(nèi)容的應(yīng)用型教學(xué)模式改革。實踐證明，通過以上改革實踐，學(xué)生對流體力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，大多數(shù)學(xué)生積極參與課堂討論，課堂氛圍活躍，教學(xué)*。