２０１４年３月 第１０期 教育教学论坛 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｍａｒ．２０１ ４ Ｎ０．１Ｏ 【研究生教育】 研究生高等流体力学课程教学改革 刘（重庆大学方 城市建设与环境工程学院，重庆．４０００４５） 摘要：本文阐述了研究生高等流体力学的课程教学现状，着重阐述了结合学科新领域的现有课程内容的改革。探讨 了研究生课程的教学内容、教学方法、教学模式等的改革。就优化教学内容、丰富教学方法，注重自主学习能力教学模 式一互动式教学等方面进行了阐述。 关键词：高等流体力学；教学内容；教学方法；教学模式 中图分类号：Ｇ６４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）１０—０１９２—０３ 近几年，计算流体力学与各种工程实际问题的结合越 来越密切，已成为解决各种流体流动与传热问题的强有力 工具，并已成功应用于建筑、环境、流体机械等技术科学领 域。过去只能靠实验手段才能得到的某些结果，现在已可以 借助于计算流体力学的手段来完成。在高等建筑院校的土 木工程、环境科学与工程等学科中，因涉及大量的流体流动 问题，因此，普遍开设了研究生课程——高等流体力学（计 算流体力学）。 多年来，计算流体力学的教学内容主要是有限差分法、 有限元法、离散化方法等，重点仍然是算法的数学基础、收 敛性的证明及离散精度的讨论。在教学过程中发现学生对 课程中涉及的大量数学推导感到乏味，课程学完后，如何采 用计算流体力学方法对一个具体的流体流动问题进行模拟 和分析，学生往往感到无从下手，并且难以正确采用计算流 体力学的理论和方法解决工程实际问题，因此学生也不能 学以致用。当前的研究生课程教学，不仅在分析问题的深度 和广度上显得不足，在教学方法上也存在灵活性不足，互动 性不够，缺乏新颖性等问题。因此，结合学科的发展特点对 计算流体力学课程现有的教学内容、教学体系及教学方法 进行改革，并进一步将计算流体力学理论与解决工程实际 问题紧密联系在一起，培养和提高学生的学习能力和创新 能力显得尤为必要。 我校研究生课程“高等流体力学”的教学内容紧密围绕 容、提高教学效率、拓展课程的专业视野、增强学生学习主 动Ｉ生，使得课程学习更好地服务于课题研究，是该课程必须 考虑的几个主要环节。本文围绕高等流体力学课程教学改 革进行了一些探讨，并提出了一些建议。 优化教学内容 计算流体力学（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ，简称 一、计算流体力学的内容，课程组在重庆大学研究生重点课程 和重庆市研究生重点课程教改项目“高等流体力学”的资助 下，对教学体系、教学内容、教学方法等方面的改革做出了 些尝试，力图使其教学内容反映学科的特色，发挥计算流 体力学本身应有的优势。此外，由于研究生课程教学学时有 限、学生基础不均，因此，在教学过程中，合理选择教学内 一ＣＦＤ）已经超越了其传统的外延和内涵，不再仅仅是一些数 学理论和概念，而正成为一门建立在经典流体力学与数值 计算方法基础之上的新型学科。就ＣＦＤ本质来讲，流体 动力学是建立能准确描述具体流动过程的数学微分方程 组，依据模拟几何模型和流动过程特点给予相应的边界条 件，最后，联立求解方程组，得出一定精度的模拟结果Ｉ１Ｉ。 ＣＦＤ兼有理论性和实践性的双重特点。特别是随着计算机 软硬件技术的发展和数值计算方法的日趋成熟，出现了基 于现有流动理论的商用ＣＦＤ软件，可以通过计算机数值计 算和图像显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数 值解，从而达到研究物理问题的目的。商用软件的出现为学 生学习掌握计算流体力学提供了有力的辅助手段，但是计 算流体力学所依赖的基本流体力学知识和数学基础仍然是 非常重要的。因此，为顺应科学的发展和工程问题研究的需 要，计算流体力学作为一门重要的研究生学位课程，在教学 中既要注重理论知识讲解，还需拓展其实际应用范围。对于 普通建筑工程类专业的研究生来讲，最关心的是如何用 ＣＦＤ手段来解决本研究领域的实际问题，所以关键是掌握 计算流体力学关于建模、离散、湍流模型的选择、对流差分 项的格式及时间积分格式的特点等内容；学会如何编制自 己的ＣＦＤ程序；如何使用现有的商用软件。 课程的教学目标，要求学生完成高等流体力学课程的 学习后，必须掌握流体力学的分析推理方法，常见湍流计算 机教育，２０１０，（２）：６７－７１． 学知识解决实践问题的能力并没有得到提升。鉴于此，嵌 入式教学模式更多地强调学生在学习人力资源管理专业 课程的过程中尝试性地解决各种各样实践问题，同时带着 这些问题去学习理论知识，最终通过不断地自我摸索得出 解决问题的方法，进而使得学生的自主学习能力、对不同 人力资源管理专业岗位职责的认识以及职业道德情操在 无形中都得到较大提升。 参考文献： ［４１杨光松，严嘉瑛．团队学习模式在嵌入式课程教学中的实践Ｕ】＿ 高教论坛，２０１１，（４）：３４－３５． ［５】韩静，宋卫华．提高学生软件开发能力的嵌入式教学模式研究 Ｕ】．黄山学院学报，２０１２，１４（３）：１２５－１２７． 【６】刘太安，杜春玲．嵌入式教学模式探索与实践Ｕ］．科技创新导 报，２００９，（２２）：１６０． ｆ１１孙仁峰．“嵌入式”人才培养模式探索与实践——以人力资源 管理专业为例Ⅱ］．浙江工贸职业技术学院学报，２０１０，１０（１）： ３４—３８． 基金项目：湖北省教学研究项目“人力资源管理专业 ［２】刘福成．加强人力资源专业实践教学的必要性及途径［１１．高教 论坛，２００６，（３）：１３５－１３７． 【３］王帮军，徐云龙．计算机本科教育的实践教学模式研究卟计算 一课程体系及培养模式创新研究”（２０１００９６）；国家社科基金 项目“基于社会网络嵌入视角的人力资源实践包对组织效 能影响的多层研究”（１２ＣＧＬ０５２）。 作者简介：彭华涛（１９７９一），男，武汉理工大学管理学 院博士，副教授，硕士生导师，研究方向：人力资源管理。 １９２— ２０１４年３月 第１０期 教育教学论坛 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｍａｒ．２０１ ４ ＮＯ．１ Ｏ 模型以及相关软件（ＣＦＤ）的使用，要具备利用高等流体力 学知识分析和解决实际问题的能力。在课程内容方面的设 计上，应注意内容的系统连贯和循序渐进，便于学生掌握基 本理论和分析流体力学问题的基本方法。 优化的教学内容包括以下几个部分：①矢量场论；②流 体力学基本概念及运动描述；③流体力学基本方程组及其 求解；④湍流现象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流体流动 的数值分析方法；⑥离散化方法；⑦对流与扩散以及流场计 算；⑧软件——ｃＦｘ及其应用。其中，为了加深对流体力学 的理性认识和理解，掌握流体力学中的思维特点和较综合 的分析推理方法，使学生在理论修养和实际处理流体力学 问题的能力上都有明显的提高，课程组教师在教学过程中， 新增了离散化方法、对流与扩散以及流场计算和软件应用 三个部分的内容。增加了ＣＦＤ软件的实践教学环节，注重学 生的对软件的使用操作的理解，使其学以致用。减少了势流 计算、粘性流动解析解以及边界层理论这部分内容。加大了 ＣＦＤ应用程序这部分内容。 教材选用本校课程组编写的《高等流体力学》，帕坦卡 编写的《传热与流体流动的数值方法》，和陶文铨编写的《数 值传热学》；参考教材选用吴颂平翻译的《计算流体力学基 础及其应用》，王福军编写的《计算流体动力学分析》，张兆 顺著的《涡流大涡数值模拟的理论和应用》；实践教材选用 孙纪宁编著的￣ＡＮＳＹＳ ＣＦＸ对流传热数值模拟基础应用 教程》；此外，我们还建立了相关的学习网站，网站上有课程 大纲、教学内容、学习辅助材料等。 课程学时数共４５学时，采用“两段制模式”教学，即将计 算流体力学课程分为既有关联、又相互的两部分。第一 部分以基础知识为主，第二部分以应用为主。两部分讲 授，第一部分着重讲述流体动力学基本方程、离散化特征、 对流差分格式、边界条件的处理、紊流模型等，第二部分讲 述流体流动仿真与ＣＦＤ软件应用。授课对象为学术型硕士、 专业型硕士，授课对象是掌握较强流体力学知识的学术型 硕士研究生时，强化第一部分内容；授课对象是专业学位研 究生时，则侧重第二部分内容。 二、丰富教学方法。注重自主学习能力 深与课时少的矛盾，在授课方法上侧重于精讲多练。对关键 的基础理论部分（如流体力学基本守恒方程的推导），安排 较多的学时讲深讲透，使学生能够从本质上掌握流体力学 这个理论工具。同时，课后安排与基本理论密切相关的习题 和工程问题让学生加以训练，使学生加深对理论的理解和 消化，同时提高应用理论工具解决实际问题的能力。 ３．利用板书、多媒体技术、网络辅助教学相结合的教学 手段。高等流体力学课程是一门理论性和应用性都很强的 学科，授课手段不应一成不变。在公式推导过程中较多地采 用板书的方式更符合学生的思维习惯；对于一些实际工程 问题或自然中存在的流体力学现象，采用动画或视频的形 式展示更加生动形象，可以帮助学生较快地建立感性认识， 从而更好地理解复杂规律。同时，利用网络及时向学生提供 教学资源，包括：课程大纲、授课教案、讲义、课后习题、国内 外相关教材等资料，旨在给学生提供一个全面、简便、轻松 的教学环境。 ． ４．利用试验和ＣＦＤ模拟加深学生对基本理论的理解。 本课程利用学校和学院的实验设备资源，开设演示性实验、 １．凝练教学内容，提升教学起点。为了使高等流体力学 课程的知识更好地为建筑环境与设备工程、市政工程、环境 工程等专业服务，需要对教学内容进行凝练。通过参阅其他 理工科院校相关院系的教材和讲义，从中精选出适合专业 需要的内容编写教材，并对某些不足进行改进，注重内容的 系统性和连贯性，使之既能清晰反映高等流体力学的基本 理论，又能结合上述几个专业的实际应用特点，与专业课进 行有机衔接和整合。着重收集了与建筑土木工程相关的流 体力学内容。 考虑到研究生的知识水平和知识结构与本科生有较大 区别，并且多数学生已经掌握了工程流体力学的一些基础 知识，选取的教学内容具有较高的起点，使学生在较高的层 面上学会应用流体力学这个理论工具。 ２．采用精讲多练的教学方法。教学方法由讲授、联想、 解疑、归纳、作业这几个部分组成。其中讲授要抓住重点难 点，由浅入深的讲解，由于课时较少，内容多，要求学生在上 课前充分准备每一讲的内容。在课程教学中改变教师讲、学 生听的习惯做法，使学生在课堂上积极思考、踊跃发言。 高等流体力学课程具有理论性强、数学推导能力要求 高的特点；但是另一方面，其课时相对较少，为了解决内容 一验证性试验和设计性试验。安排适量的ＣＦＤ程序操作课程， 并邀请国内外大型设计院人员讲解ＣＦＤ软件，加深学生对 流体力学工程应用的理解。此外，课题组任课教师所从事的 科研活动，也给不少学生提供了实践的机会和场所。收集了 与建筑土木工程相关的工程案例，通过案例讨论和分析，增 强学生学习理论知识的兴趣，提升课程教学的互动效果，增 强学生运用理论知识分析并解决工程实践问题的能力。 ５启动双语教学。为了便于学生快速准确地理解国际 上关于本学科的新知识和先进技术，使学科技术更好的与 国际接轨，我们在教学中逐渐开展了双语教学。考虑到学校 的实际情况、学生英语水平参差不齐等问题，一开始就全部 采用外语教学，势必会影响教学效果，因此在学生学习初期 使用母语教学，然后逐渐地部分或全部使用第二语言（英 语）进行教学。同时我们加强师资队伍建设，培养年轻的老 师出国深造，能够更好地讲解国外原版的专业教材，使学生 能够阅读相关技术知识的英文文献资料，在双语教学实践 中并且结合工科专业特点，能熟练运用相关的英文编程工 具和商业软件，能够应用英文处理和交流相关问题，拓展课 程中的专业视野。 三、教学模式：互动式教学 保罗・佛莱雷说过：“没有了对话，就没有了交流；没有 了交流，也就没有真正的教育。”圆互动式教学可以提高学生 的学习水平和协作能力，因此成为国际上大力推行的教学 策略之一嘲。 相对于本科教育，研究生教学中更注重对学生解 决实际问题能力的培养，所以在研究生课程教学中更应该 采用互动式教学模式，可以更好地激发学生的创作力和培 养思考能力。教学中改变一味地灌输，注重方法，突出 学生的主体地位，发挥其主动Ｉ生，积极开展讨论式、演讲式、 辩论式、案例式等多种形式的教学方法，激发其主动思维、 辨析、讨论的热情。我们在课程教学中设计了以小组为单 位，针对实际工程问题，进行仿真案例计算。在教学中应当 尽量将讲授的新知识转化为学生感兴趣的问题，使抽象的 理论内容借助生动具体的案例和多媒体场景形象化；关注 学生的个体差异，创造出能够调动学生积极性和学习兴趣 的课堂氛围，使学生在宽松的环境中学习和探索。 １９３— ２Ｏ１４年３月 第１０期 教育教学论坛 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｍａｍ．２０１ ４ Ｎ０．１Ｏ 体育学科农村教育硕士培养现状调查与分析 张东岳 ，田惠林 （１．河北郑口中学，河北衡水０５３１００；２．河北师范大学体育学院，河北石家庄０５００００） 摘要：农村教育硕士作为一种新的研究生培养模式，高校对他们的培养仍在摸索中进行。运用文献资料法和调查法对 全国部分体育学科农村教育硕士的培养现状进行调查和分析，发现体育学科农村教育硕士在任教期间、脱产学习期间存 在一定问题，分析并解决这些问题，旨在提高体育学科农村教育硕士的培养水平。 关键词：农村教育硕士；体育学科；培养 中图分类号：Ｇ６４３ 一文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）１０—０１９４—０２ 为全面解决农村教师匮乏问题。２００４年国家教育 部推行了“农村高中教育硕士师资培养计划”。简称“农村教 、标，它是研究生专业知识以及科研能力、创新能力的综合体 现，同时也是衡量研究生培养质量及学位授予质量的重要 标志［５１。由此可见培养高校对农村教育硕士在态度上还是比 较严谨的，没有对他们敷衍了事。通过调查发现体育学科农 村教育硕士的学位论文选题来源主要是本人的教学与工作 经历，他们在选题时所遇到的困难依次为：选题来源匮乏、 育硕士”培养计划 ２００６、２０１０年教育部进一步完善了该，继续扩大了 培养规模，显示了国家对农村教育发展的高度重视。教育部 规定：“推荐学校要按照推荐免试条件和程序选拔优秀应届 本科毕业生。”【・调查发现，多数学生认为农村教育硕士的选 拔过程很公正，就读农村教育硕士的大学毕业生其综合素 质都很高。被推荐的农村教育硕士在任教期间大都能出色 地完成体育教学计划，。无论是上课还是带训练队都能传送 新的教学理念与教学方法，能给学校输送新的血液。但 要求的“培养高校要对其进行网络跟踪指导学习”落实不到 位，多数学生认为，任教期间培养高校完全没有跟踪指导， 也没有向他们推荐过书籍、资料等文献，而且网络资源、电 话跟踪等规定的落实情况都不到位，农村教育硕士在任教 期间没安排导师，造成任教期间没人指导学习，学生不知道 学什么、怎么学。同时，人们普遍认为农村教育硕士的培养 期限（５年或４年）有些长，多数学生更倾向于三年（含脱产学 习一年），即“１＋１＋１”的培养方式。 二、研究生导师具有知识传递、道德熏陶和创新能力培 养三个基本功能圆 专业知识基础差、选题角度难定、导师指导不足。究其原因， 首先是教育硕士在课程学习过程中，对所学的基础理论理 解不透，掌握不牢；其次是对基本的教育、教学研究方法不 能灵活运用；再次是文字表达能力比较欠缺同。这与体育学 科农村教育硕士的特点有密切关系，本来在写作上就有一 定困难，再者由于任教期间没有打下良好基础，必然导致选 题时遇到种种困难。农村教育硕士在脱产学习时需学习各 科课程、完成各类作业，另外家庭琐事分散一部分精力，写 作时间大大减少；其次写作功底不深也是造成“时间紧张” 的重要原因。 学生对任课教师的满意度调查中发现，大多认为任课 教师的教学理念比较先进，能比较全面地传授该门课程韵 基本观念，美中不足之处就是某些科目的教师不能很好地 将课程与农村教学实践紧密联系，与实际工作有些脱节。学 生们最喜欢的教学方式依次是案例教学、专题讨论、实际操 作，他们认为这种教学方式主要是有利于提高自己的教学 实践能力，更好地去解决教学实际中遇到的困难。 四、我国《教育硕士专业学位教学大纲》规定教育硕士 专业学位课程设置一般包括学位公共课、专业必修课及专 业选修课三类 关于体育学科农村教育硕士导师的选定方面，通过调 查发现，２００７级、２００８级和２００９级的农村教育硕士在脱产学 习前大多数都没有导师进行跟踪指导，直至进入培养高校 脱产学习那年，才由培养高校指定，学生在选择导师的环节 缺少自主性。而２０１０级、２０１ １级和２０１２级的体育学科农村教 育硕士在任教前已经由高校安排了导师，甚至实行“双导师 制”。“双导师制”，即农村任教学校一个导师，培养高校一个 导师，双重指导唧，这样“既有利于农村教育硕士理论水平的 提升，又有利于锻炼他们的教学实践能力 。 三、“培养环节执行情况”中要求最严格的是学位论文 的撰写，在选题与开题、评审、答辩环节上，多数学生都选择 了“很严格”；其次是对课程学习和作业完成情况的要求也 Ｅ匕较严格 学位论文是硕士研究生能否毕业的一个重要考核指 四、结束语 系统建构教育硕士课程体系有助于高校提升教育硕士 生的专业知识与技能，因此鉴于体育学科农村教育硕士的 特殊性，农村教育硕士的课程设置应加强实践环节，去掉那 些从教育学硕士培养计划中拿来的严重脱离教学实际的课 程内容［８１。农村教育硕士的教学对象是农村中小学，教学环 境较差，如班级容量较大、教学场地与教学器材不足等等， 因此多数农村教育硕士认为学到的东西挺好，却很难做到 学以致用。在课程比例上主要存在以下问题：第一是教育理 论课程过多而实际应用操作课程过少；第二是政治课所占 报，２００５，２６，（２）． 在计算流体力学的教学实践中，作者把握《高等流体力 学》中的重要思想方法，流体力学问题的本质，进行深入浅 出、生动活泼的讲解。同时结合作者的科研项目、生活、生 产中的实际问题，向学生传授治学方法，培养学生的自主学 习能力和创新意识，通过近年的实践收到了良好的效果。 参考文献： ［２】保罗・佛莱雷．被压迫者教育学【Ｍ】．上海：华东师范大学出版 社．２００１． ［３】大卫．基斯维尔．音乐教育的变革【Ｍ】．北京：人民教育出版社， ２００３． 基金项目：重庆市研究生重点课程项目资助（ＮＯ： ２０１１－１３）与重庆大学研究生重点课程资助（ＮＯ： ２０１００２０２１）。 ［１】翟建华．计算流体力学（ＣＦＤ）的通用软件Ⅱ】＿河北科技大学学 －１９４－
