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摘 要：教育部“双万计划”要求建设一流本科专业，建设一流本科课程。新工科背景下建设本科高校如何建设“一流课程”呢？基于郑州轻工业大学能源与动力工程学院《工程流体力学》的教学改革，在本文中，我们提出了新工科背景下《工程流体力学》一流课程建设的改革方向。
关键词：课程目标；课程建设；课程特色与创新；未来课程建设计划
本文引用格式：张琦，宋俊，张雪龄，等 . 新工科背景下一流课程建设的探索——以“工程流体力学”课程为例 [J]. 教育现代化 ,2021,8(36):141-144.
Construction of First-class Course in Engineering Fluid Mechanics under the Background of Emerging Engineering EducationZHAnG Qi, SOnG Jun, ZHAnG Xueling, YIn Xuemei, CHenG Chuanxiao, JIn Tingxiang(College of energy and Power engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou Henan)
Abstract: The “double million plan” of the Ministry of Education requires the construction of first-class undergraduate majors and calls for first-class undergraduate courses. How to construct first-class courses for undergraduate teaching in the background of Emerging Engineering Education? Based on the teaching reform of the course in Engineering Fluid Mechanics ofEnergy and Power Engineering College of Zhengzhou University of Light Industry, this paper puts forward the reform direction of first-class course construction under the background of the Emerging Engineering Education.
Keywords: curriculum objectives; curriculum construction; features and innovations of curriculum; future plans of curriculum construction
一 引言
“新工科”是我国教育部在“卓越工程师计划” 的基础上，于 2017 年 2 月，为支撑和服务新一轮科技与产业革命而提出的全新概念 [1]，之后相继通过“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，开启了“新工科”的全面建设之路 [2]。与“卓越工程师计划”相比， 新工科建设对目前的高等教育提出了更高要求，要 求高校作为创新的主要前沿阵地，站在全球高度以 国际视野审视各产业的发展，并全力汇集政府、企业及社会力量，共同引领当地产业实现升级转型， 继而支撑区域经济发展。
创新的根本在人才，人才的培养在教育，而本科教育是影响人才培养质量的关键，课程教学又是本科教育的核心 [3-6]。那么，“新工科”背景下，“一流课程”应该如何建设？围绕什么标准进行建设？接下来以能源与动力工程专业的三大专业基础课之一的工程流体力学为例，从课程目标、课程建设及应用情况、课程特色与创新及对未来的课程建设计划入手，对新工科背景下一流课程的建设过程进行探索。
二 课程目标
《工程流体力学》是面向高等院校的能源动力类、环境工程类、石油工程类、航空航天类、冶金地质类、机械类等专业开设的一门必修主干技术基础课程。结合不同的专业建设目标和人才培养计划， 该课程主要以流体静力学、流体运动学、流体动力学为基础，并根据各专业特点在授课时进行相应扩展和重点倾斜。通过本课程的学习，在知识结构方面，力求使学生熟练掌握流体力学的相关知识，为后续相关工作的开展提供初步的理论知识；在能力培养方面，具备分析工程流体力学问题的基础能力， 掌握计算工程流体力学问题的基本方法，具备解决复杂工程问题的能力；在素质培养方面，使学生专业综合能力及素养得到提升，为后续从事专业技术工作和科研工作打下必要的流体力学基础，满足“新工科”背景对学生的素质要求 [6-8]。
三 课程建设及应用情况
（一） 建设发展历程
《工程流体力学》作为郑州轻工业大学能源与动力工程学院能源类专业的专业基础课，至此已经开设了 37 年，每年授课 180-300 人。经过多年来的建设发展，《工程流体力学》课程已经建立了较完备的配套体系和师资队伍。其中任课教师 4 人均具有博士学位，1 人具有海外留学经历，主持与参与校级教学改革项目 2 项。教学团队主持 2016 年高等学校能源动力类教育教学改革研究项目 1 项，参与河南省高等教育教学改革研究与实践项目 1 项，主持参与校级教学改革项目 25 项，并以该课程为对象发表了教改论文2 篇，随着新工科建设的深入探索，流体力学进入了以工程教育认证和新工科改革为特征的新时代。
（二） 课程与教学改革要解决的重点问题
《工程流体力学》课程主要有以下几个特点：（1）课程逻辑性强，前后课程联系紧密，讲授过程中涉及大量的公式推导，需要建立在学生熟练掌握高数的基础上；（2）课程应用性强，需要处理的问题均与实际的工程问题紧密联系，但如何将理论学习应用于实践也是一大难题。
学生是教学活动的中心，课程团队、教学内容和教学方法都应该围绕学生服务。目前，因流体力学课程涉及大量的概念和公式推导，其教学方式最好还是采用课堂教学模式，相比网络授课来说，课堂教学模式在师生互动上更加便利，问题反馈更加迅速，但课堂教学模式更注重教师在教学中的主导作用，学生在课后有问题时因课堂具有无法再现性， 存在以下待解决的重点问题：
（1）利用翻转式课堂教学，通过布置工程案例任务，让学生在课前利用网络等资源完成相关知识的学习，并在课堂上有针对性的进行讲解，通过教师点评、学生互评，将课堂教学变成师生之间和学生之间互动的场所，进行高效的答疑解惑。
（2）充分利用网络平台：第一，将“超星学习通”引入教学。
（1）课前发布问题，学生课前预习后， 于超星学习通上跟帖讨论；
（2）课堂上可通过学习通让学生实时签到，了解并记录学生的出勤状况，作为平时成绩的评判标准之一；
（3）将课堂讲解的 PPT等相关资料上传至系统，让学生随时随地利用网络资源学习课程；
（4）采取网上作业的形式，将作业布置于“超星学习通”系统，学生在线答题，试题可长期存档，错题再现，后期复习更加容易，打造“课后线上辅导”的辅助教学模式，填补线下课堂教学的空缺。第二，将“慕课”引入教学。互联网时代， 信息高度透明化，网上不乏各大高校优秀的慕课资源，将慕课资源引入课后教学作为补充，帮助学生多维度认识并理解流体力学的基本知识及应用。
（3）跟踪科技发展前沿，将科技前沿技术方向中的流体力学问题引入课堂（例如，石油工业中油水气的渗流问题、航空工业中飞行器设计和土木建筑中的给水排水、采暖通风等相关流体力学问题），在实际讲授过程中，将流体力学理论和实际工程复杂问题相结合，将抽象的流体力学知识通过这些前沿案例提取出来，使学生可以熟练应用流体力学知识去解决实际工程中涉及到的流体力学问题。
（4）紧跟流体力学研究的最新成果，邀请相关专家以做科普汇报的形式，将新技术、新理论以及学科交叉的相关内容引入课堂，提高其学习兴趣， 逐步引导学生去主动探索，更加深入理解流体力学相关知识，以培养其创新能力。
（三） 课程内容及资源建设应用
（1）课程内容
《工程流体力学》将流体作为研究对象，主要研究流体平衡和运动时的各种参数，包括压强分布， 动量分布及能量守恒等 [9]。通过理论分析和实验研究方法，为学生学习有关专业课程提供基础理论知识。新工科背景下，通过该课程的学习，力求使学生能正确应用流体力学的规律对流动过程中的参数进行分析与计算，为后续从事专业技术工作和科研工作打下必要的流体力学基础。
（2）资源建设及应用
该课程采取线下课堂为主，课后线上辅导为辅的教学模式。针对线下课堂：课前发布问题，学生课前预习后，于超星学习通上跟帖讨论；课堂上通过学习通让学生实时签到，了解并记录学生的出勤状况， 作为平时成绩的评判标准之一，（问题讨论及签到截图见图 1）；
授课时穿插翻转课堂教学（图 2 为翻转课堂实拍）。
针对课后线上辅导，已在“超星学习通” 上注册，面向教授班级开放，并已运行三年，目前已上传教学资料（PPT、PDf 等）22 个，发布作业 28 次， 学生整体反馈良好，图 3 为学习通习题和资料截图。
（四） 课程教学实施情况
《流体力学》的教学内容主要有 9 个章节，共56 个学时间，两个课程实验。教学过程充分体现以学生为主的教学理念，主要包括课前预习、课堂学习、课堂讨论、课后复习这三个阶段。教学方式采用课堂教学、翻转课程、课后线上辅导等。
作业从教学大纲中需要学生掌握的基础理论知识入手， 分点对应题目，确保学生可以有效掌握；此外，线上通过布置工程案例让学生跟帖讨论，以提高其学习的趣味性，强化学生对流体力学相关知识的理解与应用能力。
（五） 课程成绩评定方式
课程成绩评定方式包含过程考核、实验考核、期中测试、期末考试四部分。其中，过程考核包括：超星学习通课程出勤率、课堂提问及回答问题表现和作业成绩；实验考核包括：实验动手操作技能和实验报告；期中测试：闭卷考试；期末考试：闭卷考试。综合成绩的每一节课堂结束时，教师布置下节课课前预习任务，提出问题。学生通过线下的课前预习，完成课前笔记。教学预习任务应从该节课对应的生动的应用实例入手，引发学生兴趣，让学生带着问题学习、探究，主动进入课堂学习。
课堂教学时，以学生的课前预习问题答疑出发， 以生动的应用实例入手，采用导入式教学方法引入该节的教学内容，采用翻转课程和教师授课相结合， 通过教师点评、学生讨论、学生互评等方式，结合教师的研究课题及工程实际，提高其学习兴趣，逐步引导学生去主动探索，更加深入理解流体力学相关知识，以培养其解决实际问题的能力。另外，实验课程的讲授摆脱了传统的实验观摩形式和先讲授后操作的特点，去除实验指导书，让学生根据已学的理论基础知识，自发设计实验步骤，并完成整个实验操作流程，教师仅担任答疑解惑的角色。
课后通过线上“超星学习通”上传学习资料和课程作业，以供学生复习，强化知识的吸收。线上的课程比为：过程考核 10%（出勤率 10%，课堂表现 40%， 作业成绩 50%）；实验考核 10%（操作技能 50%，实验报告 50%）；期中测试 30%；期末考试 50%。
（六） 课程评价模式
在课程团队的共同努力下，对该课程的教学方法及素材进行梳理，特别将大量的案例引用教学， 有效地提升了教学效果。对于该课程的评价主要包含五个方面：（1）自我评价：每节课后，针对教学大纲和学生培养方案，条对条进行梳理对比，自查是否将学生需掌握的基础知识讲解到位，所讲授的知识点是否对学生的毕业要求进行了支撑作用；（2）校外同行专家评价：通过公开课的形式邀请校外同行专家听课，以新工科背景对一流课程的高度要求出发，给予评价及改进意见；（3）校内同行互评：校内同行组成的督导组不定期听课，对课程设计与讲授给予评价及改进意见，并对教师进行跟踪培养，以观察其是否进行改进；（4）学生评价：课程结束后学生通过评教系统对授课教师进行匿名评四 课程特色与创新
（一） 课程特色
（1）课堂教学与网络资源有机结合，教学手段
具象化、丰富化。
（2）适时与适地相统一，教学时空结构便捷化、灵活化。
（3）基础实验与研究型实验相结合，教学模式层次化、立体化。
（二） 教学改革创新点
（1）立体化理论教学模式，摒弃传统的讲授填鸭式教学模式，通过翻转课堂形式，围绕工程实例， 开展教学。
（2）因流体力学课程特点，虽仍以线下教学为主， 但依托网络技术，将超星学习通及慕课系统引入教学，打破空间的束缚，学生可随时随地学习并与教师进行互动。
（3）实验课程的讲授摆脱了传统的实验观摩形式和先讲授后操作的特点，去除实验指导书，让学生根据已学的理论基础知识，自发设计实验步骤，并完成整个实验操作流程，教师仅担任答疑解惑的角色。
五 未来课程建设计划
课程建设的改革探索永无止境，而目前做到的远远不够。为进一步将工程流体力学建设成为一流课程，今后五年课程的持续建设计划及改进措施如下。
（1）教学资源建设。不应拘泥于一本教材，课程教学组应结合现有的国内外相关教材，编写出向本专业倾斜的合适教材，增强教材的指向性和应用型； 借鉴网络资源，录制更适合本专业的慕课。通过以上改进，进一步为新工科的高要求做相关支撑作用。
（2）研究性启发教学建设。在课程实验中穿插关于工程流体力学问题的相关科研项目，深入参与到学生的各种创新创业竞赛中，带领学生进行创新思维，达到研究性启发教学的目的。式实现多元教学评价体系构建目标。例如，增加平时成绩比重，设立创新学分，创新项目经历可加强学生相关的知识理解与应用；期末考试题目减少客观题比重，增加主观题比例，着重考察学生解决流体力学实际问题的能力。
六 结 语
工程流体力学作为能源与动力工程专业的三大专业基础课之一，在新工科建设背景的高要求下， 需要教师在教学过程中高标准严格要求自己，以新工科人才培养和毕业要求为目标，不断深入探索， 努力将其建设成一流课程，为能源与动力工程专业的人才培养提供有力支撑，为新工科建设添砖加瓦。
参考文献
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[7]郑 坤 灿 . 流 体 力 学 混 合 式 教 学 改 革 [J]. 中 国 冶 金 教育 ,2020,(04):54-56.
[8]孙占朋 . 工程教育认证背景下“流体力学”课程教学改革 [J]. 内燃机与配件 ,2019,(22):276-277.
[9]孔 珑 . 工 程 流 体 力 学 第 4 版 [M]. 北 京 : 中 国 电 力 出 版社 ,2013:2-3.
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