新工科背景下流体动量方程实验教学探索与建设
发布时间：2021-10-10 07:08
在高等教育新工科背景下,流体力学作为工科专业基础课程,其实验教学方法和内容面临更新和改革。以流体力学经典实验——动量方程实验为例,探索信息技术、互联网技术等与传统物理实验相融合的方法。通过更新实验教学文件、建设数字教学资源、优化师资队伍、重构考评体系等措施,构建面向学生工程创新能力培养目标的教学模式;该教学模式的引入,为教师创新性、启发性教学的开展提供了平台和制度支撑。
【文章来源】：实验室研究与探索. 2019,38(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
动量方程实验装置
第38卷图2动量方程虚实结合实验方案3教学资源建设3．1教学文件建设教学文件是教学实施的指南与依据。其主要包含实验教学大纲、实验教案、实验指导与报告几部分。(1)实验教学大纲。实验教学大纲确定了实验内容、教学目标和学时分配，是实验教学运行的“宪法”［20］。动量方程实验为主要面向全校工学部3个学院4门课程(工程流体力学A、工程流体力学B、流体力学、水力学与桥涵水文)设置1～2个课内教学学时的专业基础实验，采用2～4人/组使用1台设备的形式开展实验教学。实验教学内容增设虚拟实验部分，虚拟实验采用课外学时教学制，学生提交实验申请后，根据各自情况自行登录网站进行在线学习，学习时长无上限限制，学生可根据自己的兴趣点和知识薄弱点进行重复学习，学生通过虚拟实验考评后，方可进入课内实验的学习。以工程流体力学A为例，其教学内容分配如表1所示。表1动量方程实验教学内容序号教学内容学时分配/h1动量方程虚拟实验≥2(课外)2实验预习汇报0．4(课内)3实验操作回顾0．2(课内)4实验运行0．8(课内)5实验问题汇报0．2(课内)6工程拓展启发与讨论0．4(课内)(2)实验教案。实验教案是包含具体教学设计及安排的教学文书。动量方程实验教案依据实验教学大纲编写，其中增加数字化实验教学内容。教案丰富了教学授课内容，在保证基本授课内容的基础上，教师可以根据自己的教学经验进行扩展讲解，这样做既有效的避免了教师随意授课导致的必要知识点漏讲又保障了授课内容的丰富性。(3)实验指导与报告。实验指导与报告是学生了?
第5期杨嵩，等:新工科背景下流体动量方程实验教学探索与建设如图5所示。图4真实物理实验虚拟操作图5工程拓展实验虚拟操作虚拟实验考评和数字教学运行依托校虚拟仿真实验教学中心的网络平台，实现选-学-做-评的一站式教学。3．3师资队伍建设师资队伍是实验教学实施的人员保障。为保证实验教学工作的顺利开展，建立了实验教学团队，采用课程负责人中心责任制。实验教学团队由不同层次的理论课教师、实验课教师、信息化经验丰富的教师及助教共同组成，以高级职称的教师组成指导委员会，对实验指导、人员安排、效果评估进行实时跟踪和指导。实验教学团队定期进行教学总结、培训和考核，确保实验教学水平稳步提高。3．4考核评价方法建设动量方程的实验考核评价方法由传统的过分重视实验操作和实验报告的考评方法转化为注重实验教学全过程及工程能力拓展的综合考评方法。综合考评法的实验成绩由虚拟实验考核成绩、实验操作、实验报告提交成绩、实验态度及工程拓展成绩5部分组成。其中数字虚拟实验考核成绩占25%，实验操作占35%，实验报告占15%，实验态度占5%，工程拓展成绩占20%，所有成绩经加权最终汇入流体力学课程的总成绩。4教学应用动量方程数字化虚拟仿真实验于2016年建成，并于2017年在校虚拟仿真实验教学平台上线进行试运行。与传统的物理实验相协作，共同助力流体力学实验教学。考虑到现行本科培养方案和实验教学大纲的执行周期，新的实验教学方法选择部分课程、部分学生进行试验性运行，教学反馈效果良好。(1)新教学模式的应用，丰富了实验教学内容，充实了实?
【参考文献】：
期刊论文
[1]新工科:从理念到行动[J]. 叶民,孔寒冰,张炜. 高等工程教育研究. 2018(01)
[2]新工科建设与工程教育创新[J]. 赵继,谢寅波. 高等工程教育研究. 2017(05)
[3]深入扎实推进新工科建设——新工科研究与实践项目的组织和实施[J]. 林健. 高等工程教育研究. 2017(05)
[4]流体力学虚拟实验平台的建设与应用[J]. 赵红晓,聂国隽,俞永辉. 实验室研究与探索. 2017(08)
[5]新工科:形态、内涵与方向[J]. 李华,胡娜,游振声. 高等工程教育研究. 2017(04)
[6]新工科建设与发展的路径思考[J]. 陆国栋,李拓宇. 高等工程教育研究. 2017(03)
[7]新工科建设的内涵与行动[J]. 钟登华. 高等工程教育研究. 2017(03)
[8]“新工科”建设复旦共识[J]. 复旦教育论坛. 2017(02)
[9]面向未来的中国新工科建设[J]. 林健. 清华大学教育研究. 2017(02)
[10]加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J]. 吴爱华,侯永峰,杨秋波,郝杰. 高等工程教育研究. 2017(01)
本文编号：3427896
【文章来源】：实验室研究与探索. 2019,38(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
动量方程实验装置
第38卷图2动量方程虚实结合实验方案3教学资源建设3．1教学文件建设教学文件是教学实施的指南与依据。其主要包含实验教学大纲、实验教案、实验指导与报告几部分。(1)实验教学大纲。实验教学大纲确定了实验内容、教学目标和学时分配，是实验教学运行的“宪法”［20］。动量方程实验为主要面向全校工学部3个学院4门课程(工程流体力学A、工程流体力学B、流体力学、水力学与桥涵水文)设置1～2个课内教学学时的专业基础实验，采用2～4人/组使用1台设备的形式开展实验教学。实验教学内容增设虚拟实验部分，虚拟实验采用课外学时教学制，学生提交实验申请后，根据各自情况自行登录网站进行在线学习，学习时长无上限限制，学生可根据自己的兴趣点和知识薄弱点进行重复学习，学生通过虚拟实验考评后，方可进入课内实验的学习。以工程流体力学A为例，其教学内容分配如表1所示。表1动量方程实验教学内容序号教学内容学时分配/h1动量方程虚拟实验≥2(课外)2实验预习汇报0．4(课内)3实验操作回顾0．2(课内)4实验运行0．8(课内)5实验问题汇报0．2(课内)6工程拓展启发与讨论0．4(课内)(2)实验教案。实验教案是包含具体教学设计及安排的教学文书。动量方程实验教案依据实验教学大纲编写，其中增加数字化实验教学内容。教案丰富了教学授课内容，在保证基本授课内容的基础上，教师可以根据自己的教学经验进行扩展讲解，这样做既有效的避免了教师随意授课导致的必要知识点漏讲又保障了授课内容的丰富性。(3)实验指导与报告。实验指导与报告是学生了?
第5期杨嵩，等:新工科背景下流体动量方程实验教学探索与建设如图5所示。图4真实物理实验虚拟操作图5工程拓展实验虚拟操作虚拟实验考评和数字教学运行依托校虚拟仿真实验教学中心的网络平台，实现选-学-做-评的一站式教学。3．3师资队伍建设师资队伍是实验教学实施的人员保障。为保证实验教学工作的顺利开展，建立了实验教学团队，采用课程负责人中心责任制。实验教学团队由不同层次的理论课教师、实验课教师、信息化经验丰富的教师及助教共同组成，以高级职称的教师组成指导委员会，对实验指导、人员安排、效果评估进行实时跟踪和指导。实验教学团队定期进行教学总结、培训和考核，确保实验教学水平稳步提高。3．4考核评价方法建设动量方程的实验考核评价方法由传统的过分重视实验操作和实验报告的考评方法转化为注重实验教学全过程及工程能力拓展的综合考评方法。综合考评法的实验成绩由虚拟实验考核成绩、实验操作、实验报告提交成绩、实验态度及工程拓展成绩5部分组成。其中数字虚拟实验考核成绩占25%，实验操作占35%，实验报告占15%，实验态度占5%，工程拓展成绩占20%，所有成绩经加权最终汇入流体力学课程的总成绩。4教学应用动量方程数字化虚拟仿真实验于2016年建成，并于2017年在校虚拟仿真实验教学平台上线进行试运行。与传统的物理实验相协作，共同助力流体力学实验教学。考虑到现行本科培养方案和实验教学大纲的执行周期，新的实验教学方法选择部分课程、部分学生进行试验性运行，教学反馈效果良好。(1)新教学模式的应用，丰富了实验教学内容，充实了实?
【参考文献】：
期刊论文
[1]新工科:从理念到行动[J]. 叶民,孔寒冰,张炜. 高等工程教育研究. 2018(01)
[2]新工科建设与工程教育创新[J]. 赵继,谢寅波. 高等工程教育研究. 2017(05)
[3]深入扎实推进新工科建设——新工科研究与实践项目的组织和实施[J]. 林健. 高等工程教育研究. 2017(05)
[4]流体力学虚拟实验平台的建设与应用[J]. 赵红晓,聂国隽,俞永辉. 实验室研究与探索. 2017(08)
[5]新工科:形态、内涵与方向[J]. 李华,胡娜,游振声. 高等工程教育研究. 2017(04)
[6]新工科建设与发展的路径思考[J]. 陆国栋,李拓宇. 高等工程教育研究. 2017(03)
[7]新工科建设的内涵与行动[J]. 钟登华. 高等工程教育研究. 2017(03)
[8]“新工科”建设复旦共识[J]. 复旦教育论坛. 2017(02)
[9]面向未来的中国新工科建设[J]. 林健. 清华大学教育研究. 2017(02)
[10]加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J]. 吴爱华,侯永峰,杨秋波,郝杰. 高等工程教育研究. 2017(01)
本文编号：3427896
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