高职院校消防工程技术专业流体力学教学的几点思考

张思源　王茜茜

【摘 要】流体力学是消防工程技术专业的基础课，它是学生学习后期学习专业核心课程消防水灭火系统和消防防排烟系统的基础，在整个教学体系中起着重要的作用。高职院校可在结合自身专业特色，编制针对性校本教材；改进教学手段和方法，使重点突出；采用问题引导式教学方法，提高学生学习的趣味性和积极性；优化课后作业环节，作业布置灵活多样；改革考核方式，采用过程性评价方案进行考核几个方面进行反思，这样才能够提高学生的分析工程问题能力，为后续专业核心课程学习打下基础，最终实现培养高素质技术技能型人才的目标。

【关键词】高职院校；消防工程技术；流体力学；教学反思

中图分类号： G712；D035.36-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）09-0040-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.018

Reflection on Hydrodynamics Education of Fire Engineering Technology Specialty in Higher Vocational Colleges

——Take Zhejiang College of Security Technology for Example

ZHANG Si-yuan WANG Xi-xi

（Zhejiang College of Security Technology Zhejiang Wenzhou 32500， China）

【Abstract】Hydrodynamics is the basic course of fire engineering technology specialty. It is the foundation for the students to study the fire extinguishing system and the fire prevention and smoke control system of the core course for the later period of study， and plays an important role in the whole teaching system. The higher vocational colleges should reflect in combining with their own professional characteristics， compiling targeted school-based textbooks，improving the teaching means and methods， making the focus outstanding，using the problem guided teaching method to improve the interest and enthusiasm of the students， optimizing the work links and diversifying their homework， reforming the assessment methods and using the process evaluation.Only in this way， can we improve the students' ability to analyze engineering problems， lay a foundation for the follow-up professional core courses， and finally achieve the goal of cultivating high-quality technical skills talents.

【Key words】Higher vocational colleges； Fire engineering technology； Hydrodynamics； Teaching reflection

0 前言

流体力学是消防工程技术专业的专业基础课，主要研究宏观现象中的流体平衡、运动及流体与固体相互作用等的力学规律。流体力学按研究对象的特点，通常有两个分支：一个是水力学，研究以水为代表的液体的运动规律；另一个是空气动力学，研究以空气为代表的气体的运动规律。消防工程中主要涉及到水和烟气的流动。由于该课程涉及到大学物理、高等数学等知识，理论性较强且内容抽象，对学生综合分析问题的能力要求比较高，学生普遍感觉学习困难。

随着全国高校教学改革的不断深入，尤其是高职院校项目化教学模式的推进，如何针对流体力学理论性强、内容抽象的特点，有针对性地对高职院校消防工程技术专业的学生进行授课，本文从以下几个方面进行了思考。

1 结合自身专业特色，编制针对性校本教材

流体力学分为理论流体力学和工程流体力学。前者偏重理论，适用于理论研究方向，主要针对于硕士生和博士生；后者侧重于工程技术中流体力学问题及应用。高职院校主要培养面向一线工作岗位的技术技能型人才，应选用侧重工程应用的工程流体力学作为其授课内容。消防工程专业尤其侧重水灭火系统、防排烟系统等消防系统的工作原理、安装调试，其流体力学的知识主要用于解决各消防系统中的流体力学问题。目前，有几十种各式各样的流体力学教材在各个高校使用，但这些教材要么理论性较强，要么和消防工程中的流体力学出入较大，没有一本专门针对高职院校消防工程技术专业的流体力学教材，因此，编制一本符合自身专业特色的教材就显得尤为重要。笔者以学院教材建设项目为契机，在多年积累的基础之上，编制了一本适合高职院校消防专业的流体力学教材。教材内容充分考虑了消防工程技术专业的特点，采用项目化教学教材的模式编写，共由消防工程中的流体力学、消防工程中不可压缩流体静压力的变化规律及应用、消防工程中一元定常流动压力、流速变化规律及应用、消防工程中的流体机械设备四个项目组成，内容涵盖了流体静力学、流体动力学、有压管道、泵与风机等，大幅减少了理论篇幅，增加了工程应用相關内容，在案例设计时充分和消防专业相结合，并新增了消防工程中常用的两种流体机械设备泵与风机。

2 改进教学手段，使重点突出

流体力学的难点在于理论的理解和公式得推导，重点在于用理论和公式去解决实际工程问题。例如在项目二消防工程中不可压缩流体静压力的变化规律及应用中，对流体静力学基本方程的推导就需要用到物理的受力平衡方程及求解微分方程等，这是课程中的一个重点，但对于物理和数学基础都比较差的高职学生来说，同时又是一个难点。在求解作用在平面和曲面上的井水总压力和作用点时，又要求学生有力矩和惯性矩的知识以及不同图形形心的几何知识，理解能力不强的同学听了多遍仍不能理解，只能死记公式，根本没法应用去解决实际问题。针对上述种种情况，教师在教学过程中应尽量利用多媒体课件和道具进行讲解。多媒体可充分利用动画、图形、声音将教学内容表现出来，不仅可以提升学生的学习兴趣，同时还能够展示更多内容，提高课堂教学效率，使学生能够接受更多的内容。但同时多媒体也存在一些问题，如多媒体翻页较快，学生往往对上面内容印象不深，无法真正掌握内容。因此流体力学的教学要多媒体和板书并重，尤其是在公式的推导和使用时，要使用板书，加深学生的记忆，如在讲解流体一元定常流动的伯努利方程时，就应使用板书逐步进行推导；在讲解比较抽象的概念；在讲解牛顿内摩擦定律时，可采用flash动画进行演示，这样可以把抽象的概念直观地表达出来，增强学生的印象，便于学生记忆和理解。

3 采用问题引导式教学方法，提高学生学习的趣味性和积极性

学生普遍反应流体力学难，不好学，最主要的原因还是在于学生学习的主动性不够，积极性不高。爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师。”而教师就应该是激发学生兴趣的那一把火炬，如何提升学生的学习兴趣是教师在设计教学内容时首要考虑的问题。

流体力学是一门和生活、工程实际结合非常紧密的学科，工程和生活中的很多现象都是都可以利用流体力学的原理来进行解释，教师可以采用问题引导式的教学方法，在讲解内容之前，列举一些问题来引导学生进行思考。比如在讲解流体静压强的基本公式时，可设置如下问题：为什么虹吸管能将水输送到一定的高度（也是我们常说的“水往高处流”）？若人能承受的最大压力是1.247Mpa，则潜水员的极限潜水深度是多少？这些问题都是学生在日常生活中经常遇到的问题或者现象，问题一旦抛出，必然会引起学生的思考，激发他们的学习兴趣。待讲解完流体静压强的基本公式，学生就能够自行上述问题进行分析作答。再如在讲解流体运动的能量方程也就是伯努利方程时，可设置如下问题：为什么工厂都把烟囱修的那么高，它对排出烟气有什么帮助吗（也是我们常说的“烟囱效应”）？为什么比较窄的通道处风会比较大（“文丘里效应”）？飞机是如何起飞的？待我们讲解完伯努利方程及它所表示的物理意义、几何意义，学生就会豁然开朗。通过类似上述问题的设置，使学生知道流体力学可以解决哪些实际问题，带着兴趣去学习，从而使他们有成就感，提高他们学习的趣味性和积极性。

4 优化课后作业环节，作业布置灵活多样

由于高职院校自身的特点，流体力学这门课程课时不多，但其内容却不少，课上不会留有大量的时间给学生进行练习，学生想要更好地理解和掌握所学内容，需在课后通过作业和练习进行巩固。课后作业环节是课程教学的重要组成部分，是授课教师培养学生分析问题能力，了解学生掌握程度，把握授课进度的一种手段，是对课堂教学的重要补充。目前多数的课后作业仍沿用传统的题海战术形式，即老师布置大量的练习题，让学生反复套用方程、公式计算解题，这样做虽然有一定的效果，但是学生容易感觉疲倦和枯燥，且起不到启发学生的自主学习和思考的作用。对于课后作业的布置要灵活多样，可采用拓展作业、专题作业和分组作业。例如，在学习流体力学基础知识时，可布置拓展作业，以让学生阅读相关资料，搜索整理有关流体力学知识在古代的应用，如都江堰水利工程、兴安灵渠水利工程等，并在课上进行总结汇报；在学习静止流体作用在平面和曲面上的总压力时，压力体的形状多种多样，灵活多变，可布置专题作业，让学生尽可能多掌握不同类型的习题；在学习流体动力学三大方程时，即连续性方程、伯努利方程和动量方程，可以让学生分成若干小组，搜索相关资料，举出消防工程中三大方程的应用实例，并进行分析和计算。多样化课后作业布置，既能巩固学生课上所学内容，又使学生有兴趣去完成作业不觉得枯燥，同时还能锻炼学生的自主学习能力，团队协作能力，一举多得。

5 改革考核方式，采用过程性评价方案进行考核

目前，多数院校在期末考核方式上，一般是期末考试占70%，平时成绩占30%。这种传统的考核方式虽兼顾了平时成绩表现和期末成绩，但也有一定的弊端，即期末考试占比过重，平时成绩占比较小，一些同学靠考前突击、考试作弊等手段即可蒙混过关。高职院校主要培养应用型技术技能型人才，秉承“理论够用”的原则，侧重培养学生实际动手、解决问题的能力，对学生的考核更关注能否解决实际问题，因此采用过程性评价方案对学生进行考核。过程性评价是侧重于学生平时学习表现的一种考核方式，由考勤、课堂表现（是否认真听讲、回答问题是否积极等）、课后作业、实验成绩和期末成绩等五部分组成，分别占比5%、15%、30%、20%和30%。过程性评价贯穿于学生整门课程的学习，学生最终的成绩主要取决于他们平时的学习表现，采取此种方法进行考核既能督促学生平时投入课程的学习，又有效避免了靠考前突击、考试作弊等蒙混过关的现象，使课程考核更加合理，更加适合高职院校的特点。

6 结语

总之，对于高职高专院校消防工程技术专业，流体力学作为一门专业基础课，既有较强的工程实用性又是后续专业核心课程的基础，想要更好的发挥它的专业服务作用，体现其课程价值，必须要立足于专业，与专业紧密结合，建立基于消防工程技术的内容体系；以生为本，采用引导式的教学方法，提高学生学习的积极性和趣味性；优化课后作业及考核环节，促进学生学习，这样才能使学生真正掌握流体力学这门课程的精髓，助力学校实现培养高素质技术技能型消防工程技术人才的目的。

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