《气体动力学》教学改革与实践.doc

气体动力学教学改革与实践引言 气体动力学是流体力学的一个重要分支，这是一门理论性和实践性都较强的课程，同时也是航空、宇航、能源专业的技术基础课。该课是以理论分析为基础，主要培养学生解决工程中所遇到的复杂气体流动问题，因此气体动力学以经典理论或实验内容为主，公式多而乏味，学生理解与记忆课程知识难度较高。为了改变这一现状，在学校和学院的支持下，开展了气体动力学课程的课程建设工作，并对课程的教学方法进行了改革。流体力学课程的教学改革与实践，就是通过各教学环节，运用各教学手段和方法，使学生通过本课程的学习和训练，为学习后继专业课程、从事工程技术工作和科学研究打下坚实的基础，并达到更快、更好地满足新时期人才培养要求1，2。 一、气体动力学课程教学现状 1.理论课教学现状 理论课在流体力学教学中占据主导地位，目前理论课主要教授方式是通过教师做板书或是演示PPT来完成。气体动力学的公式较多，理论性、逻辑性很强，通过板书逐步演算理论产生的过程对学生理解知识、记忆知识有较大帮助，但过多的板书会使课堂气氛枯燥、乏味，同时大量的知识在短时间内给学生逐一推导也不太现实，因此需要结合PPT来完成。但大部分教师都无法将两种教授方式完美的结合。 2.实验课教学现状 实验气体动力学是气体动力学发展的基础，是学科的检验依据。然而，当前学生进行的全部是传统验证性实验，每个学生进行完全相同的实验。虽然实验有利于增进学生对理论知识的理解，但在实验前就知道实验结果，这不能激发学生的积极性，也不能培养学生的创造性与主体性。目前，受到教学方法、教学手段、实验设备的约束，理论课与实验课的综合优化效果没能体现出来。这是亟待改进与加强的教改内容。 3.用人单位对毕业生专业反馈 中国民航大学气体动力学的主要授课对象是飞行器动力工程与飞行器制造工程两个专业的学生，大部分学生毕业后将进入飞机、发动机大修厂及航空公司工作，以上用人单位较多的反馈是：学生对于气体动力学的理论知识掌握较好，但将所学知识与飞机飞行及发动机工作过程中的各种气动现象或是气动故障诊断相联系，均表现出不好。 二、气体动力学开展教学改革的必要性 1.提高教学质量的需要 设高等教育强国必须将高等教育的发展视为核心任务。而在大学教育阶段的主要教育形式是课堂教学，如何保障课堂教学质量一直备受关注，也是推动教学改革的主要内在动力3。 2.专业人才培养的需要 由于气体动力学授课对象是大三的学生，虽然具备了高等数学、大学物理、流体力学等课程的基础，但还缺少针对气体动力学实践环节的工程训练，对后续专业还不够了解，而该课程是后续专业重要的专业技术基础课，起着承前启后的重要作用，加强与后续专业课等工程实例的链接，可真正实现弹性力学的教学目的。所以，通过提供与后续专业课相关的具体真实的工程背景，如飞机机翼流动、机身流动、航空发动机压气机内流、航空发动机涡轮内流的演示及教学，能够?椭?学生提前了解专业背景，提高学生分析问题、解决问题的能力。 三、气体动力学的教学改革 1.课前准备 气体动力学开展教学改革时，教师和学生必须进行周密而细致的课前准备工作，课上老师要善于启发引导学生理论联系实际，课后要对学生进行考核与评价。下面以“一维定常管流”这节教学内容的教学改革为例介绍教学改革的组织与实施过程。这一章的某些知识已在流体力学的先修课程理论力学涉及到，例如连续流涕假设，流体的密度、压力、温度的关系等，这些概念在气体动力学中已经有了新的内涵，这时在讲解新的内容点时必须注意与以往知识点进行衔接并引申。 2.改革课堂教学 理论教学较为枯燥，飞行器动力工程专业具有实践性强的特点，作为专业基础课的气体动力学应当在教学过程中体现理论知识能为实际问题的解决提供指导的作用，这样才能吸引学生听讲，发挥其主观能动性。在教学中，如果不能有效的使教学内容与实践联系，学生的学习变得盲目与被动，不能明确学习的目的，从而产生思想懈怠甚至厌学的情绪，不利于课程的进行，因此必须加强课程与实践问题的联系，通过初步引入后续专业课程里所涉及到的气动现象与气动问题，引导学生试着解决工程实际问题，从而使他们对学习越来越有兴趣。 3.改革实验教学 实验教学的目的，除配合理论教学外，主要是培养学生的动手能力。学生在接触到气动实验后，再经教师启发和讲授，学习积极性和效果会明显提高。我校于今年在原有压气机实验室的基础上，引入压气机流动损失实验、低速叶栅实验与变截面管流实验。这些实验室设备机既具备了基础实验的功能还兼具与航空实际应用相结合的功能，新引进的试验设备使得气体动力学的教学更加直观，通过试验可使学生的理解能力大大加强。 4.教学手段的合理运用 在以往的材料力学教学中，主要采用板书的教学手段，该种教学手段的优点是可以使学生的注意力集中，通过带领学生在黑板上推导公式，使学生更加明确公式的由来，便于理解，但是这种教学手段耗时较长。使用多媒体如PPT，可以快速完成教学任务，但如果在整堂课程的教学中始终运用多媒体课件，因此必须将板书与多媒体这两种教学手段相结合，要以板书为主，多媒体为辅，当进行公式的导出时，尽量以板书形式进行推导，当演示力学模型及流动特点时，要借助多媒体的教学手段，从而达到突出教学重点，节省时间的目的。 5.关注教材，加强校企合作 由于我国目前的民用客机绝大部分都是进口飞机，针对民航运营方的手册都是英文版，因此在学校进行专业知识教授时，应当加大双语培训的力度，拓宽外语的学习环境，解决公共外语学习与专业应用之间的脱节，是学生能够更快速的融入未来的工作环境当中3，4。 结语 作为一门专业基础课，流体力学既有较强的理论性，同时又和工程实际紧密结合。教学过程中，应做到改革教学方法和教学手段，引导学生积极思考，充分发挥学生的主观能动性；理论、实验并重，互相促进，增强学生的动手能力。在改进教学理论与教学方法的同时，要积极的与用人单位接触，听取用人单位对学生的意见反馈，进而改进教学内容与方式。