隨著工業(yè)化的發(fā)展,，生態(tài)破壞和環(huán)境污染已成為人類社會面臨的兩大類環(huán)境問題,，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì),、社會的可持續(xù)發(fā)展。
為解決日益突出的環(huán)境問題而產(chǎn)生的環(huán)境工程這一學(xué)科也迅速成熟［1］,。環(huán)境工程的大多數(shù)過程是在流體流動的狀態(tài)下進(jìn)行的,，如利用管道或明渠等設(shè)施輸送流體、氣體和液體中的顆粒物的分離,、連續(xù)運(yùn)行生化反應(yīng)器中污染物的去除等,。而環(huán)境工程專業(yè)中關(guān)于污染物的遷移和擴(kuò)散問題、流體在管路中的輸運(yùn)問題均離不開工程流體力學(xué)的基本知識,。因此,，對于環(huán)境工程專業(yè)來說，工程流體力學(xué)是重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,，其教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣,，在一定程度上會影響環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識架構(gòu)和從業(yè)能力，進(jìn)而影響到畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量,。然而地方院校環(huán)境工程專業(yè)工程流體力學(xué)課程的學(xué)時(shí)一直在壓縮,，工程流體力學(xué)的內(nèi)涵和前言卻一直在更新變化，要講授的知識越來越多,。加之應(yīng)用型地方本科院校對于人才培養(yǎng)的要求不斷提高,，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性和前沿性。因此,，本文立足應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求,，從我校環(huán)化學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，對工程流體力學(xué)課程基于能力培養(yǎng)的課程體系建設(shè)進(jìn)行思考,，對該課程的教學(xué)內(nèi)容,、教學(xué)方法及考核方式進(jìn)行了探討改革和實(shí)踐。希望以此提高我校工程流體力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性,、實(shí)踐性的應(yīng)用型畢業(yè)生，以適應(yīng)新形勢下市場發(fā)展對環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)工作的要求,。
1 教學(xué)內(nèi)容的改革
1． 1 優(yōu)化培養(yǎng)方案
“工程流體力學(xué)”是研究流體本身的靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動狀態(tài),，以及流體和固體界壁間有相對運(yùn)動時(shí)的相互作用和流動規(guī)律的一門學(xué)科，其主要由流體靜力學(xué),、流體運(yùn)動學(xué)和流體動力學(xué)三部分組成［2］,。該課程是環(huán)境工程專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)效果好壞也直接影響了后續(xù)主干課程如水污染控制工程,、大氣污染控制工程等的學(xué)習(xí),。因此，工程流體力學(xué)教學(xué)過程的改革和創(chuàng)新有助于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣,，打好專業(yè)基礎(chǔ),，在環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)中有著十分重要的作用,。目前，地方本科院校面臨應(yīng)用型本科教育轉(zhuǎn)型的機(jī)遇和挑戰(zhàn),，為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,，其人才培養(yǎng)方案也應(yīng)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。首先,，我們通過對社會環(huán)境工程專業(yè)人才需求情況的調(diào)研和分析,，制定了環(huán)境工程專業(yè)的職業(yè)崗位群及與其對應(yīng)的專業(yè)能力。工程流體力學(xué)這門課對應(yīng)的主要環(huán)境從業(yè)職業(yè)崗位是環(huán)境工程設(shè)計(jì)工程師,、安裝調(diào)試工程師,、環(huán)境修復(fù)工程師和銷售工程師等，旨在培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境工程設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理能力,。其次,，根據(jù)崗位需要具備的專業(yè)能力，制定了相應(yīng)的人才培養(yǎng)目標(biāo),。工程流體力學(xué)這門課要求學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本理論,、基本計(jì)算方法、基本實(shí)驗(yàn)技能以及在工程實(shí)際中的初步應(yīng)用,。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具備分析和解決實(shí)際流體力學(xué)問題的能力,，能夠從事環(huán)境工程設(shè)計(jì)行業(yè)的技術(shù)研發(fā)、工藝控制等,，培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用人才,。
1． 2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
工程流體力學(xué)這門課現(xiàn)階段使用的教材是冶金工業(yè)出版社謝振華主編的《工程流體力學(xué)》( 第4 版) ，該教材系統(tǒng)地闡述了流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用,，主要內(nèi)容包括: 流體靜力學(xué)基礎(chǔ),、流體動力學(xué)基礎(chǔ)，黏性流體運(yùn)動及其阻力計(jì)算,，有壓管流與孔口,、管嘴出流，明渠均勻流與堰流,，泵與風(fēng)機(jī)、工程流體力學(xué)應(yīng)用實(shí)例等,。通過該課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生初步具備分析和解決實(shí)際流體力學(xué)問題的能力,，并為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程、從事專業(yè)技術(shù)工作和進(jìn)行科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ),。
《工程流體力學(xué)》理論性強(qiáng),，概念抽象，然而高等學(xué)校工程流體力學(xué)課程的學(xué)時(shí)一直在壓縮,。同時(shí)學(xué)習(xí)工程流體力學(xué)這門課之前,，學(xué)生已經(jīng)完成了高等數(shù)學(xué),、大學(xué)物理等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。這就要求我們優(yōu)化《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容,，避免不必要的重復(fù),，利用有限的學(xué)時(shí)，深化工程流體力學(xué)課程的主要內(nèi)容,，滲透前沿知識,，應(yīng)對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。所以在組織課堂教學(xué)內(nèi)容時(shí),，結(jié)合高等數(shù)學(xué),、大學(xué)物理等的教學(xué)內(nèi)容及其與《水污染控制工程》及《大氣污染控制工程》等后續(xù)主干課程間的緊密，對工程流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重整,，適當(dāng)弱化了與高等數(shù)學(xué)及大學(xué)物理重復(fù)部分繁難公式的推導(dǎo)和微元運(yùn)動的分析,，重點(diǎn)講授基本概念、公式的物理意義,、應(yīng)用條件和各項(xiàng)參數(shù)的含義方面的內(nèi)容,，增加與環(huán)境工程專業(yè)知識相的內(nèi)容介紹。教會學(xué)生如何把基礎(chǔ)理論應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)與環(huán)境污染治理中,，以此拓寬學(xué)生的知識面,，培養(yǎng)學(xué)生理論實(shí)際，利用理論知識解決實(shí)際問題的能力,。如流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)部分,，略去其中關(guān)于微分方程及其積分的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，重點(diǎn)講授流體靜力學(xué)基本方程,、伯努利方程等的適用范圍,、物理意義、各參數(shù)的應(yīng)用條件; 同時(shí),，結(jié)合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中測壓管的使用,，使學(xué)生更好地理解伯努利方程中位置水頭、壓強(qiáng)水頭和速度水頭的概念及他們之間的關(guān)系,。以環(huán)境工程中的實(shí)際工程( 例如城市排水管道,、市政污水處理廠、學(xué)校污水處理站) 為例,，對孔口管嘴,、有壓管流、明渠流,、泵與風(fēng)機(jī)等應(yīng)用流體力學(xué)的部分進(jìn)行講解,，可以使學(xué)生對流體力學(xué)理論在環(huán)境工程實(shí)踐領(lǐng)域的工程應(yīng)用有深刻的認(rèn)知。當(dāng)前,，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)值模擬建模技術(shù)的提高,，計(jì)算流體力學(xué)( CFD) 對流體力學(xué)理論的發(fā)展起到重要作用,，在流體力學(xué)的教學(xué)過程中可以增加2 ～ 4 學(xué)時(shí)關(guān)于計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的介紹，不僅可以轉(zhuǎn)化學(xué)生思維方式,、拓展學(xué)生學(xué)術(shù)視野,，還可以為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造奠定基礎(chǔ)。
2 教學(xué)方法的改革
2． 1 體驗(yàn)式教學(xué),，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)
培養(yǎng)應(yīng)用型人才要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性和實(shí)踐性,，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。而傳統(tǒng)教學(xué)模式往往不利于學(xué)生自我身份構(gòu)建,、自我任責(zé)及主觀能動性的發(fā)揮,，缺乏對學(xué)生能力的培養(yǎng)和鍛煉。因此在教學(xué)中要以學(xué)生為主,，加強(qiáng)基于能力的培養(yǎng),。為此在教學(xué)中實(shí)行“學(xué)生講、老師聽”的換位學(xué)習(xí)模式,，即將學(xué)生劃分小組,，每組擬定一個(gè)與流體力學(xué)相關(guān)的工程案例作為研究課題，組內(nèi)學(xué)生分工合作分別進(jìn)行文獻(xiàn)查詢,、資料整理,、演示文稿制作等工作，后在每堂課前走上講臺講解該小組的演示文稿,。報(bào)告結(jié)束后,，教師組織引導(dǎo)學(xué)生參與討論，可隨機(jī)向匯報(bào)組成員提問,。通過這樣的體驗(yàn)式教學(xué)方式,，可以發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)拓展知識面,，同時(shí)鍛煉學(xué)生語言表達(dá)能力,、動手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。
2． 2 打破單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué),，加大綜合性,、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比例，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)
工程流體力學(xué)是一門理論和實(shí)踐并重的學(xué)科,，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能,、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、理論實(shí)際的能力,。然而原有的工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容相對簡單，缺少設(shè)計(jì)性和研究性,，而且學(xué)生對實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作不夠了解,，容易忽略對學(xué)生實(shí)驗(yàn)全局設(shè)計(jì)思路的考核,。因而引入綜合性的實(shí)際工程模擬類實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生真正參與整個(gè)研究過程( 課題確定,、查閱文獻(xiàn),、確定實(shí)驗(yàn)方法、前期試劑儀器的準(zhǔn)備,、數(shù)據(jù)測定,、結(jié)果處理到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成) ，有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,、分析問題和解決問題的能力,，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。
2． 3 引入實(shí)際工程案例,，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力
工程流體力學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，如何在有限的課時(shí)內(nèi),，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,，加強(qiáng)學(xué)生對環(huán)境工程設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理本質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識解決實(shí)際環(huán)境問題的能力,，對于培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才至關(guān)重要,。因此，在教學(xué)過程中引入切身相關(guān)的實(shí)際工程案例,，利用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和方法對其剖析,，激發(fā)學(xué)生求知欲和自主性，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,。如在學(xué)習(xí)粘性流體運(yùn)動及其阻力計(jì)算的內(nèi)容時(shí),，可以將學(xué)生實(shí)習(xí)的污水處理廠作為案例進(jìn)行分析。以污水處理廠中的格柵,、沉砂池,、曝氣池、二沉池,、纖維轉(zhuǎn)盤濾池和消毒池等不同處理單元為對象,，分析計(jì)算其沿程阻力損失和局部阻力損失，從而將學(xué)生在課堂上所學(xué)的理論知識與實(shí)踐中見到的工程體系結(jié)合起來,，終深化學(xué)生對流體力學(xué)理論知識的認(rèn)知深度,，明確其在工程上的適用范圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識用以解決實(shí)際工程問題的主動性,。
3 考核方式的改革
在培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上,，考核方式也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型的背景下，結(jié)合實(shí)際發(fā)展,，將工程流體力學(xué)的成績設(shè)置為3 部分: 期末考試占60%,，實(shí)驗(yàn)成績占20%，平時(shí)成績占20%,。其中平時(shí)成績主要依據(jù)學(xué)生課堂參與度,，課下作業(yè)完成情況，以及分組對實(shí)際工程中流體力學(xué)應(yīng)用的講解進(jìn)行打分,，由此評價(jià)學(xué)生積極主動性和團(tuán)隊(duì)合作能力,。實(shí)驗(yàn)成績主要依據(jù)學(xué)生對流體力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)過程中的參與及表現(xiàn)打分，以此評定學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,、分析問題和解決問題的能力,。期末考試采取開卷形式，試卷命題中多以結(jié)合實(shí)際工程案例的綜合題為主,，防止學(xué)生死記硬背流體力學(xué)公式,，使其真正將所學(xué)知識應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去。
4 結(jié)語
目前,，隨著國內(nèi)對環(huán)境問題重視程度的提高,，對于專業(yè)型人才的需求也在逐年增加。應(yīng)用型人才培養(yǎng)是要塑造全面,、具有可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新能力的人才,。所以在這樣的轉(zhuǎn)型背景下應(yīng)加強(qiáng)雙師型隊(duì)伍建設(shè)，使從事相關(guān)教學(xué)的教師“走出去,、走回來”,，具備理論教學(xué)的素質(zhì)的同時(shí)也應(yīng)具備實(shí)踐教學(xué)的素質(zhì)，在有限的時(shí)間內(nèi),，提高學(xué)生的全面素質(zhì),，培養(yǎng)真正的環(huán)境工程應(yīng)用型人才。