关键词：气体动力学；教学改革；应用理念
引言：
“气体动力学”是流体力学之中非常关键的一个分支，在现代科学技术不断发展之下，它渐渐在兵器、航空、航天、气象以及环境等方面得到极大的应用发展。相关专业开设这门课程的主要目的就是为了让学生充分掌握气体动力学的基础知识以及在各项设备设计以及研制之中的运用，从而给后续专业课的进一步学习奠定基础。因而这门课程就需要强化应用意识，注重理实之间的紧密联系，进一步培养学生通过所学知识解决实际问题的能力，进而提升学生价值观念、思维能力，给未来装备技术发展提供更多复合型的人才。
一、调整教学内容
由于该课程最大的特点就在于理论极强且概念抽象，涉及的气体运动规律微分方程和相关公式与结论的推导过程又极为复杂，因此这就要求学生必须要具备深厚的数学基础。以前在该课程教学过程中主要是进行相关公式的推导，过多的板书不但会占用大量的课程时间，还会使学生感觉到枯燥，甚至一些还对学习产生了排斥心理，使得教学无法达到预期目标。
因为这门课程本身是一门从工程实际衍生出来的课程，对于学生而言学习的主要目的就是为了将其应用到实践之中去。对此，教师授课重点就需要重点放在问题分析的基本思路和方法上，并将概念讲授清楚，重点对公式背后所隐藏的具体物理意义和基本的适用范围进行强调，最大程度上淡化各类数学变换。这不仅可以有效节省课堂时间去强调教学重难点，还能够使整体课堂氛围变得更加活泼和轻松。在这一理念的引导下，就需要将课时压缩的实际情况结合进去，先对教材内容实施针对性地优化，进一步压缩不可压缩流体方面的内容，将核心放在可压缩流体方面，尤其是超声速流体的一些特有的现象，然后再根据往后要学习的“发动机原理”的相关要求，将可压缩流体的管道流动进行重点讲述[1]。在对这些内容进行讲授时可以适当运用“问题引导”的方式，确保概念可以准确表达、原理能够深入理解、推导过程可以简单易懂，最终学以致用。比如在教授“激波”概念时，就可以通过飞机行业发展之中经常产生的“音障”问题进行导入；或者是在教授“激波和相交和反射”时，就可以通过火箭发射过程中产生的尾焰形状导入；又或者在教授卡门涡街的具体概念时，就可以通过风吹过树枝或者是电线所发出的“呜呜呜”声进行导入等等。这些问题引导的方式不但能够有效加强教学内容的应用，还可以让学生们明确理解到气体动力学并非只是空洞的理论内容，而更多的是和实际生活相关联的学科，由此更好地激发其学习自信心和学习兴趣。
二、强化师资力量
教学和科研之间本身就是相辅相成且相互统一的，如果没有科研，那么教学必然无法完全深入。要实现对教学内容的有效把握，整体讲解势必要深入浅出，并要求教师在有关领域之中加大和气体动力学相关的科学研究。当教师在对相关课题进行研究的过程中，会直接将气体动力学的相关背景知识和装配的研制及使用进行有机结合，不但会有效提升教师自身对基础知识的掌握和理解，还能够形成更多实际教学素材，给后续教学改革提供打下坚实的基础[2]。
此外学校还应该要强化相关的实验室，尽可能多地引入能够进行实验教学的烟风洞、小型风洞、测力装置等设备，并引入热线风速仪、计算平台和CFD软件，尤其是CFD软件的应用能够有效优化气体动力学相关内容的学习，给教师提供更好的教学平台。
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图1 CFD工作流程
同时，学校还可以积极组织教师去参加各种学术会议或者是教育教学研讨会议，并定期邀请一些专家学者开展专题讲座或者开展学术报告。对于那些新来的教师可以安排专门的人员进行引导，并运用教学小组组内研讨、集体备课以及随堂听课等方式去帮助其更好地成长，最终打造出来一支教学水平高、科研能力强且结构合理的教学队伍。
三、加强实验环节
在该课程教学过程中实验教学也是一项重要环节，在这之中不但能够强化学生的感性认知，巩固其对学习理论知识的掌握，还可以在实验操作之下，有效强化其动手实践的能力，从而掌握更多的实验技能。不仅如此，对于实验知识的预习、实验过程的操作、实验数据的整理和分析以及实验报告的编写这一整个流程都能够被看作是要结构解决实际问题的过程，也是一种应用理念的体现[3]。
在原先的教学过程中，因为受到课时总数的限制以及教师本身不够重视实验的影响，导致实验课的学时被极大压缩，甚至还经常出现理论课程教学占用实验课的现象。另外因为受到实验室实验设备不齐全的限制，每一组所分配的学生过多，导致学生之间在进行讨论分析的过程中极易相互依赖。因此在教学改革时，就要进一步增加实验课的课时，并将实验课在整个课程成绩当中所占比重加大，并将原先那些老旧的实验设备淘汰，增加一些新型的实验设备，把每组人员控制在合理的范围之内，最好控制在3人以下，根据实验内容的差异，实现各个组员的明确分工，确保在发挥学生主观能动性的过程中，进一步培养合作探究的精神[4]。
实验教学和理论教学之间存在本质上的差异，实验室整体比较宽阔且学生在其中能够相互走动和配合，因此可以更好地掌握内容，完成实验。但是这种模式在很大程度上也给教学管理及实验安全监管带来了很大难度，学生因为走动频繁，且不注意器材爱护，因此可能就会导致器材被损坏，甚至出现人身安全事故。针对于此就可以采取站位教学法，也就是在实验当中将所有学生划分成不同的号位，然后把整个实验过程进行细化和分解，让每一个学生都能够依照这一流程有秩序地完成自己所负责的具体操作。这样一来不仅可以有效防止产生仪器被损坏和人身意外事故，还可以给学生们创设出来一个更为实际的训练场景，这对于学生今后在实际工作岗位上适应能力的提升有极为重要的现实意义。这样的模式既能够让学生在短期的时间之内掌握实验操作的聚义步骤，还可以提升动手操作的能力，给其岗位能力的提升奠定基础。
三、结束语
总之，气体动力学作为一门基础课程，除了包含有深刻的理论内容，还能够通过实验强化学生对知识的应用能力。学校在强化应用型人才培养的过程中就要从教学内容的调整、师资力量的提升以及实验教学的重视等方面入手，以此实现教学模式改革创新，给相关岗位培养出更多优秀的复合型人才。
参考文献：
[1] 周德让. 高职院校空气动力学教学改革探讨[C]// 2016年第二届今日财富论坛.
[2] 孙振生, 强洪夫, 罗雷, et al. CFD技术应用于本科生“气体动力学”的探讨[J]. 教育教学论坛, 2015(18):161-162.
[3] 周虹, 徐海荣. 应用型本科航空器械维修专业空气动力学教学探索[J]. 中国培训, 2016(24):145+148.
[4] 张伟. 项目驱动式教学方法在空气动力学课程中的应用探索[J]. 科技视界, 2016, No.160(01):142-143.
论文作者:于军力 曲春刚
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第18期
论文发表时间:2020/4/2
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