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摘 要： 针对传统教学方法中“重教轻学”现象在《流体力学》课程教学中的局限性，作者提出新的以引导自学为主的课程教学方法。通过上好第一课和强调“前车之鉴”让学生具有主动学习的意识。安排自学内容由浅到难，保证学生课前预习，课后复习及教授学生正确的分析问题方法教会学生自学，并让学生养成自学习惯。这种新型教学方法使得大部分学生学习和分析问题的能力得到有效提高，并取得较好的教学成果。
关键词： 流体力学 教学方法 教学改革 自学方法
教育是一个国家的立国之本，我国自春秋战国时期就有先贤孔子开始教书育人。然而在我国传统教学中往往以教师作为主体，重教而轻学，教师在课堂上使出各种方法强化教学效果，而对学生的“学”重视不足，甚至视而不见。对于很多学科而言，这种教学方式对于学生掌握知识情况的改善确实有显著的效果，但是对于《流体力学》课程，这种教学方式影响十分有限。究其原因主要有：1.課程对数学基础要求高；2.概念理解困难，费时；3.公式多且难，学生容易失去学习兴趣。当学生处在课后不学、课上不听或听也听不懂的状态时，教师的诸多课堂教学手段在实施时就像没有观众的表演一样是达不到良好教学效果的。正是由于《流体力学》课程的这种特性，使得教学中的“学”在该课程的教授过程中显得越来越重要。这里的“学”，不应仅仅是传统教学方式中，学生在课堂上被动接受，而应包含课外自主学习。通过对过往学生学习情况的了解，有良好自学习惯和自学方法得当的学生往往《流体力学》课程成绩优于没有自学习惯的学生。正因如此，引导学生养成良好自学习惯和教会学生学会选择恰当的自学方法在《流体力学》的教学中显得尤为重要。为了达到以上教学目的，需对传统教学方法进行如下调整。
一、让学生具有主动自学的意愿
要引导学生主动学习，首先要让学生有自学的意愿，较常用的有以下两种方法。
1.上好第一堂课。
“第一印象效应”是妇孺皆知的一种心理效应，在日常生活中经常用到，如面试者注意仪表，为官者的“下马威”等。这个道理在流体力学教学中同样适用。聪明的教师通常特别注意教授第一堂课，这样更容易引起学生的兴趣，调动学生的积极性。针对工程流体力学的第一堂课，教师最好避免采用过于生硬的公式或太理论化的概念进行教授，可将现实中的一些有趣现象与课程进行联系或提及一些与课程有关且同学们感兴趣的问题。这一点得到很多教师的共识，如上海交通大学的丁祖荣教授在其《流体力学》公开课中就以高尔夫球为什么不采用光滑表面、汽车的形状怎样最优等几个有趣的例子将看不见、摸不着的力与现实生活联系在一起，使得学生对学习流体力学充满期待。“兴趣是最好的老师”，有了兴趣之后学生自然愿意投入精力学习。
2.重点强调“前车之鉴”。
这里的“前车之鉴”当然可以指流体力学考试的一次通过率较低和流体力学成绩普遍偏低的现实，但是事实证明，这种“前车之鉴”对调动学生学习的主动性效果并不显著，反而容易引起部分学生的畏惧心理，不利于学生自学积极性的提高。通常来讲最好的办法就是对比平时喜欢学习和善于自学的同学与平时没有自学习惯且学习态度不端正的同学进行对比，通过两类同学在这门课程上取得的不同学习效果使得学生意识到自学对于流体力学课程的重要性。
当然以上两种方法在增强学生自学意识上第一种效果更佳，但过于依赖学生兴趣会使学生对后续课程的趣味性要求提高，反而不利于理论部分的教学，所以教师在课程上应尽可能将两种方法结合，以期达到最佳效果。
二、让学生学会流体力学课程的自学方法
仅有自学意识和自学动力对于流体力学课程的学习是远远不够的，受制于中国基础教育，我国进入大学学习的学生多半擅长记忆，而不是对公式概念的理解和运用。记忆固然重要，但是仅擅长记忆对于流体力学课程自学而言是远远不够的。于是很多高校教师面临的问题除了专业知识的教授外，还多了本应在中小学教育中教授的自学方法。为了使学生学会力学课程的自学方法，在教学中要注意以下几点。
1.由浅到难。
所谓的由浅到难即留给学生自学的内容难度应由浅到难。有的老师为了提高学生自学能力，只要是自己不感兴趣的章节或自认为不重要的章节统统不讲解，完全留给学生自我消化。这样的方法固然能够极大地促进学生自学能力的提高，然而仅对本身自学能力较强的学生有效。这种教学方式对于重点院校的本科生，其差异性表现不明显，但对于大多数普通院校的学生而言，只有少数学生适应这种教学方式，大多数学生则会因为难度过大而过早丧失学习兴趣。因此教师在教授过程中，可先留一些较简单的问题让学生自学，等学生习惯自学且达到一定自学能力后再将部分较复杂的理论推导留给学生。
2.保证课前预习，课后复习。
自学能力不是一蹴而就，掌握方法就能立即提高的，需要不断地练习。对于流体力学这门课程而言，其学习过程也需要循序渐进，因为流体力学的课程内容包含大量模型简化、理论推导、概念理解、公式运用等需要大脑复杂加工的过程，一次的内容接触不足以使大脑完成所有的任务。因此要保证课程学习质量，对课程内容的反复斟酌是必不可少的过程。通常要使得该课程学习效果最佳，除了上课听教师的讲解外，课前预习和课后复习对于学生而言也是必不可少的。学生课前预习的主要目的是贯穿课堂知识点，整体把握课程内容的难点和自己不容易理解的。为促使学生养成课前预习习惯，教师除了在第一堂课调动学生兴趣外，还可在前一次课堂上布置少量预习任务，要求学生下一次课进行回答，但主要还是依靠学生的自觉性。而课后复习的主要目的是加深学生对课堂教学内容的理解和提高知识运用能力。通常教师可以通过布置练习题的形式达到目的，偶尔可采用小测验的形式对学生学习情况进行测试，通过测试可增强学生课后学习的动力。
3.教会思考，举一反三。
上述两点都是教师使学生了解怎样有效自学的引导手段，而流体力学不同于其他学科自学的真正关键之处则在于教会学生如何思考。 不同于诸多学科，流体力学的学习不仅仅依赖对公式和知识点的记忆，学生对知识点的理解和运用更重要。因此往往有些学生学习很用功，但是遇见问题总是无法自己解决，只能通过背题目的方式应付考试。这种学生就是典型的学习方法不得当，没有学会思考。实际上，学习流体力学知识和其他力学课程类似，大部分知识点都不脱离假设、建模、公式推导和公式运用的流程，学生在学习知识点时只要能够回答出“3W1H”，那么这个知识点就已经掌握了。
那么这“3W1H”到底是什么呢？第一个“W”就是“When could I use it？”什么时候可以用这个知识点？这就意味着学生在学习中一定要先弄清楚运用知识点的前提，力学当中的很多概念都是在一定先决条件下得到的推理，因此对于这些知识点而言，其使用不得违背这些先决条件。第二个“W”就是“What problems could I solve？”我能够解决什么问题，所有的知识都不是万能的，它仅仅只是研究或解决某一类问题的方法或手段，流体力学中的知识点很多体现的是各种物理量之间的关系，而这些关系决定了我们可以解决什么样的问题。第三个“W”是“What situation should I use it？”什么情况下我应该用这个知识点？在运用知识点解决问题的时候，一个问题往往有很多种解决思路，不同的物理量之间有多种表示关系的公式，选用公式的时候一定要找准问题的关键点，最终选择合适的公式或运用正确的知识点解决问题。最后一个“H”，指的是“How should I use it？”我怎么用这个知识点。选择了正确的知识点并不意味着你就会用了，什么地方我们该忽略掉，什么地方要补充其他知识点，都是需要考虑的问题。通过将各知识点进行组合，分析他们的逻辑、数学或物理等关系，最终才能解决要求的问题。举一个简单的例子：假设现要求某处的静水压力，这个题目只涉及单一的知识点。我们首先要分析，静水压力是什么？什么情况下才有？靜水压力的求救问题属于水静力学部分的知识点，也就是当液体处于静止状态或相对静止状态时，静水压力才存在。第二步，则要分析静水压力这个知识点能解决什么问题或与其他的物理量之间有什么关系。显然和静水压力相关的有静水压强和作用面积，压强乘以面积即压力，那么我们现在的思路出来了，要解决静水压力的问题首先要了解静水压强和液体作用面积的情况，现在问题变为了考静水压强这个知识点。第三步，什么情况下我应该运用这个知识点？由于这个问题较简单，解题思路清晰，因此对于该题这一步可以跳过。最后就是怎样用这个知识点，根据静水压强的特性，其方向都是垂直于作用面，任一点处各方向上的静水压强大小相等，各点处静水压强大小不同。因此我们知道对于该物体的静水压力不能直接用某一点的压力乘以物体的面积而应该将物体上每一微面积上的静水压强与面积乘积计算得出各微面积上的静水压力再进行矢量加和。这样这个问题的思路就完整了。当然对于这个思路来讲只能保证将所有问题都分析清楚。在实际解题过程中，学生还要在不违背以上各物理量关系的前提下，想想能不能找到简化的方法，如果有，思考为什么可以这样简化，该简化方法有没有局限性。
以上就是我们学习和分析流体力学问题的基本思路。该思路貌似复杂，但当学生按照该过程接受了一定量的练习之后，便可以快速分析出某一流体力学问题的关键。同时，这个过程对于学生的自学也是至关重要的。只有真正学会这样思考的同学，才可能避免题海战术，对任一知识点都可以做到举一反三。这样的自学过程不仅是对学生自学能力的锻炼，而且是对学生分析问题能力的锻炼。而这种综合逻辑分析问题的思路不仅在流体力学学习时需要，对于其他的如数学、大学物理等很多理工科课程也是必不可少的。然而在现有的基础教育和高等教育中往往缺少的就是分析问题方法的教育，更多的是让学生通过数学学习无意识地培养逻辑分析能力。
三、让学生养成自学习惯
自学动力有了，学习方法也掌握之后，要使学习效果得到充分体现就需要学生持之以恒，真正将自学变为自己习惯的一部分。对于这一点而言，主要靠学生本身的自觉性，但是老师也可以给其少量外部刺激，促使学生养成这种习惯，如课后布置作业，定期小测验，甚至可以通过举行类似于结构大赛的流体力学兴趣大赛等形式提高学生学习兴趣，促使其自学。
通过如上教学方法改革，我所带班级的学生对流体力学课程的学习热情普遍提高，同时分析解决问题能力得到增强。但是这种教学方法也存在一个明显的缺点，即过分依赖学生自觉性，对于少部分没有自学习惯且学习态度不好的学生不仅没有促进其学习而且使得个别学生为自己的缺勤找到了充分理由。学生的两极分化现象更加明显，虽然良好率提高了，但课程总淘汰率有小幅提高。
总体而言，该课程的教学方法改革是有意义且有成效的，但其中遇到的某些问题还需进一步深化研究。
参考文献：
[1]李国正.培养自学能力引导学生成长——浅谈自学方法在学习过程中的渗透[J].新课程·上旬，2011，09：144-145.
[2]邓克.机械类专业工程流体力学课程教学方法探讨[J].安徽工业大学学报，2009，06（26）：146-147.
[3]毕金杰.试论学习过程中心理障碍产生的原因与对策[J].教学与管理，2012，10：19-20.
[4]杨艳清.学习过程中愉悦心理机制的构建[J].职业技术教育（教学版），2006，17（27）：128-129.
关键词： 流体力学 教学方法 教学改革 自学方法
教育是一个国家的立国之本，我国自春秋战国时期就有先贤孔子开始教书育人。然而在我国传统教学中往往以教师作为主体，重教而轻学，教师在课堂上使出各种方法强化教学效果，而对学生的“学”重视不足，甚至视而不见。对于很多学科而言，这种教学方式对于学生掌握知识情况的改善确实有显著的效果，但是对于《流体力学》课程，这种教学方式影响十分有限。究其原因主要有：1.課程对数学基础要求高；2.概念理解困难，费时；3.公式多且难，学生容易失去学习兴趣。当学生处在课后不学、课上不听或听也听不懂的状态时，教师的诸多课堂教学手段在实施时就像没有观众的表演一样是达不到良好教学效果的。正是由于《流体力学》课程的这种特性，使得教学中的“学”在该课程的教授过程中显得越来越重要。这里的“学”，不应仅仅是传统教学方式中，学生在课堂上被动接受，而应包含课外自主学习。通过对过往学生学习情况的了解，有良好自学习惯和自学方法得当的学生往往《流体力学》课程成绩优于没有自学习惯的学生。正因如此，引导学生养成良好自学习惯和教会学生学会选择恰当的自学方法在《流体力学》的教学中显得尤为重要。为了达到以上教学目的，需对传统教学方法进行如下调整。
一、让学生具有主动自学的意愿
要引导学生主动学习，首先要让学生有自学的意愿，较常用的有以下两种方法。
1.上好第一堂课。
“第一印象效应”是妇孺皆知的一种心理效应，在日常生活中经常用到，如面试者注意仪表，为官者的“下马威”等。这个道理在流体力学教学中同样适用。聪明的教师通常特别注意教授第一堂课，这样更容易引起学生的兴趣，调动学生的积极性。针对工程流体力学的第一堂课，教师最好避免采用过于生硬的公式或太理论化的概念进行教授，可将现实中的一些有趣现象与课程进行联系或提及一些与课程有关且同学们感兴趣的问题。这一点得到很多教师的共识，如上海交通大学的丁祖荣教授在其《流体力学》公开课中就以高尔夫球为什么不采用光滑表面、汽车的形状怎样最优等几个有趣的例子将看不见、摸不着的力与现实生活联系在一起，使得学生对学习流体力学充满期待。“兴趣是最好的老师”，有了兴趣之后学生自然愿意投入精力学习。
2.重点强调“前车之鉴”。
这里的“前车之鉴”当然可以指流体力学考试的一次通过率较低和流体力学成绩普遍偏低的现实，但是事实证明，这种“前车之鉴”对调动学生学习的主动性效果并不显著，反而容易引起部分学生的畏惧心理，不利于学生自学积极性的提高。通常来讲最好的办法就是对比平时喜欢学习和善于自学的同学与平时没有自学习惯且学习态度不端正的同学进行对比，通过两类同学在这门课程上取得的不同学习效果使得学生意识到自学对于流体力学课程的重要性。
当然以上两种方法在增强学生自学意识上第一种效果更佳，但过于依赖学生兴趣会使学生对后续课程的趣味性要求提高，反而不利于理论部分的教学，所以教师在课程上应尽可能将两种方法结合，以期达到最佳效果。
二、让学生学会流体力学课程的自学方法
仅有自学意识和自学动力对于流体力学课程的学习是远远不够的，受制于中国基础教育，我国进入大学学习的学生多半擅长记忆，而不是对公式概念的理解和运用。记忆固然重要，但是仅擅长记忆对于流体力学课程自学而言是远远不够的。于是很多高校教师面临的问题除了专业知识的教授外，还多了本应在中小学教育中教授的自学方法。为了使学生学会力学课程的自学方法，在教学中要注意以下几点。
1.由浅到难。
所谓的由浅到难即留给学生自学的内容难度应由浅到难。有的老师为了提高学生自学能力，只要是自己不感兴趣的章节或自认为不重要的章节统统不讲解，完全留给学生自我消化。这样的方法固然能够极大地促进学生自学能力的提高，然而仅对本身自学能力较强的学生有效。这种教学方式对于重点院校的本科生，其差异性表现不明显，但对于大多数普通院校的学生而言，只有少数学生适应这种教学方式，大多数学生则会因为难度过大而过早丧失学习兴趣。因此教师在教授过程中，可先留一些较简单的问题让学生自学，等学生习惯自学且达到一定自学能力后再将部分较复杂的理论推导留给学生。
2.保证课前预习，课后复习。
自学能力不是一蹴而就，掌握方法就能立即提高的，需要不断地练习。对于流体力学这门课程而言，其学习过程也需要循序渐进，因为流体力学的课程内容包含大量模型简化、理论推导、概念理解、公式运用等需要大脑复杂加工的过程，一次的内容接触不足以使大脑完成所有的任务。因此要保证课程学习质量，对课程内容的反复斟酌是必不可少的过程。通常要使得该课程学习效果最佳，除了上课听教师的讲解外，课前预习和课后复习对于学生而言也是必不可少的。学生课前预习的主要目的是贯穿课堂知识点，整体把握课程内容的难点和自己不容易理解的。为促使学生养成课前预习习惯，教师除了在第一堂课调动学生兴趣外，还可在前一次课堂上布置少量预习任务，要求学生下一次课进行回答，但主要还是依靠学生的自觉性。而课后复习的主要目的是加深学生对课堂教学内容的理解和提高知识运用能力。通常教师可以通过布置练习题的形式达到目的，偶尔可采用小测验的形式对学生学习情况进行测试，通过测试可增强学生课后学习的动力。
3.教会思考，举一反三。
上述两点都是教师使学生了解怎样有效自学的引导手段，而流体力学不同于其他学科自学的真正关键之处则在于教会学生如何思考。 不同于诸多学科，流体力学的学习不仅仅依赖对公式和知识点的记忆，学生对知识点的理解和运用更重要。因此往往有些学生学习很用功，但是遇见问题总是无法自己解决，只能通过背题目的方式应付考试。这种学生就是典型的学习方法不得当，没有学会思考。实际上，学习流体力学知识和其他力学课程类似，大部分知识点都不脱离假设、建模、公式推导和公式运用的流程，学生在学习知识点时只要能够回答出“3W1H”，那么这个知识点就已经掌握了。
那么这“3W1H”到底是什么呢？第一个“W”就是“When could I use it？”什么时候可以用这个知识点？这就意味着学生在学习中一定要先弄清楚运用知识点的前提，力学当中的很多概念都是在一定先决条件下得到的推理，因此对于这些知识点而言，其使用不得违背这些先决条件。第二个“W”就是“What problems could I solve？”我能够解决什么问题，所有的知识都不是万能的，它仅仅只是研究或解决某一类问题的方法或手段，流体力学中的知识点很多体现的是各种物理量之间的关系，而这些关系决定了我们可以解决什么样的问题。第三个“W”是“What situation should I use it？”什么情况下我应该用这个知识点？在运用知识点解决问题的时候，一个问题往往有很多种解决思路，不同的物理量之间有多种表示关系的公式，选用公式的时候一定要找准问题的关键点，最终选择合适的公式或运用正确的知识点解决问题。最后一个“H”，指的是“How should I use it？”我怎么用这个知识点。选择了正确的知识点并不意味着你就会用了，什么地方我们该忽略掉，什么地方要补充其他知识点，都是需要考虑的问题。通过将各知识点进行组合，分析他们的逻辑、数学或物理等关系，最终才能解决要求的问题。举一个简单的例子：假设现要求某处的静水压力，这个题目只涉及单一的知识点。我们首先要分析，静水压力是什么？什么情况下才有？靜水压力的求救问题属于水静力学部分的知识点，也就是当液体处于静止状态或相对静止状态时，静水压力才存在。第二步，则要分析静水压力这个知识点能解决什么问题或与其他的物理量之间有什么关系。显然和静水压力相关的有静水压强和作用面积，压强乘以面积即压力，那么我们现在的思路出来了，要解决静水压力的问题首先要了解静水压强和液体作用面积的情况，现在问题变为了考静水压强这个知识点。第三步，什么情况下我应该运用这个知识点？由于这个问题较简单，解题思路清晰，因此对于该题这一步可以跳过。最后就是怎样用这个知识点，根据静水压强的特性，其方向都是垂直于作用面，任一点处各方向上的静水压强大小相等，各点处静水压强大小不同。因此我们知道对于该物体的静水压力不能直接用某一点的压力乘以物体的面积而应该将物体上每一微面积上的静水压强与面积乘积计算得出各微面积上的静水压力再进行矢量加和。这样这个问题的思路就完整了。当然对于这个思路来讲只能保证将所有问题都分析清楚。在实际解题过程中，学生还要在不违背以上各物理量关系的前提下，想想能不能找到简化的方法，如果有，思考为什么可以这样简化，该简化方法有没有局限性。
以上就是我们学习和分析流体力学问题的基本思路。该思路貌似复杂，但当学生按照该过程接受了一定量的练习之后，便可以快速分析出某一流体力学问题的关键。同时，这个过程对于学生的自学也是至关重要的。只有真正学会这样思考的同学，才可能避免题海战术，对任一知识点都可以做到举一反三。这样的自学过程不仅是对学生自学能力的锻炼，而且是对学生分析问题能力的锻炼。而这种综合逻辑分析问题的思路不仅在流体力学学习时需要，对于其他的如数学、大学物理等很多理工科课程也是必不可少的。然而在现有的基础教育和高等教育中往往缺少的就是分析问题方法的教育，更多的是让学生通过数学学习无意识地培养逻辑分析能力。
三、让学生养成自学习惯
自学动力有了，学习方法也掌握之后，要使学习效果得到充分体现就需要学生持之以恒，真正将自学变为自己习惯的一部分。对于这一点而言，主要靠学生本身的自觉性，但是老师也可以给其少量外部刺激，促使学生养成这种习惯，如课后布置作业，定期小测验，甚至可以通过举行类似于结构大赛的流体力学兴趣大赛等形式提高学生学习兴趣，促使其自学。
通过如上教学方法改革，我所带班级的学生对流体力学课程的学习热情普遍提高，同时分析解决问题能力得到增强。但是这种教学方法也存在一个明显的缺点，即过分依赖学生自觉性，对于少部分没有自学习惯且学习态度不好的学生不仅没有促进其学习而且使得个别学生为自己的缺勤找到了充分理由。学生的两极分化现象更加明显，虽然良好率提高了，但课程总淘汰率有小幅提高。
总体而言，该课程的教学方法改革是有意义且有成效的，但其中遇到的某些问题还需进一步深化研究。
参考文献：
[1]李国正.培养自学能力引导学生成长——浅谈自学方法在学习过程中的渗透[J].新课程·上旬，2011，09：144-145.
[2]邓克.机械类专业工程流体力学课程教学方法探讨[J].安徽工业大学学报，2009，06（26）：146-147.
[3]毕金杰.试论学习过程中心理障碍产生的原因与对策[J].教学与管理，2012，10：19-20.
[4]杨艳清.学习过程中愉悦心理机制的构建[J].职业技术教育（教学版），2006，17（27）：128-129.