教育资源库建造流体力学教育资源库的建造与使用_资讯_

张志宏+王冲+邓辉

摘要：教育资源库建造是进步教育质量的一项根底性工程。针对流体力学课程特色和建造方针，论述了加强资源库建造的必要性与重要性。结合一线教育实践经验，融入现代教育技能理念，提出了资源库建造的内容、要点、办法与途径。实践标明，教育资源库的建造对进步教育作用和人才培育质量有着重要的促进作用，并可为进一步建造国家精品课程和国家精品资源同享课奠定根底。

要害词：流体力学;教育资源库;建造

中图分类号： G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）09-0026-03

流体力学的运用规模广，它与帆海、航空、航天、动力、动力、机械、化工、船只、武器、水利、环境、修建等专业密切相关，现在在许多高级院校中都开设有这门课程。可是，流体力学与高级数学、大学物理等根底课程不同，它作为专业根底课或专业课，现在各高校还没有相对集中统一的教材，也没有遍及配套的教育资源，不同专业对流体力学的内容需求有很大的不同，因此课程内容和教育时数差异性较大（一般在30—90学时之间）[1]。因为流体力学运用的数学常识多，触及的活动现象笼统杂乱，在教育中师生们遍及反映这门课程“教师难教，学生难学”。作为大学教师，负有传道、授业、解惑之责，而讲堂教育是面临学生最直接、最有用的一种办法。在教育内容多、教育时数少的情况下，建造和运用好依据讲堂教育需求的课程资源库，并充分运用现代化的教育技能手段，可以补偿传统教育办法带来的缺少，大大进步讲堂教育作用和教育功率。

依据教育部教育信息化技能标准委员会的界说，教育资源可以归纳成三大类型[2]：（1）课程资料类教育资

源，首要包含文本、图形/图画、音频、视频和动画等多媒体资料。（2）课程集成类教育资源，首要包含电子课件、试题试卷、操练测验、问题解答、典型事例等制品资料。（3）网络课程，首要包含网络教育内容以及网络教育支撑环境等渠道。作为讲堂教育需求，课程资源库的建造要点应该是资料类教育资源和集成类教育资源，而资料类和集成类教育资源的建造也可为进一步的网络课程建造奠定根底。这儿以依据讲堂教育需求的流体力学课程资源库建造为切入点，论述了加强教育资源库建造的必要性与重要性，并提出了资源库建造的内容、要点、办法与途径。

一、教育资源库建造的含义

（一）课程教育本身的内涵需求

教育资源库建造应依据课程不同特色有针对性地进行。流体力学研讨的目标是流体，其有别于固体的特殊性在于易变形和易活动性。流体力学的研讨办法大多选用欧拉法，其着眼点是研讨流体流过的区域即“场”上的流体物理量的改变，与咱们熟知的针对固体运动的物理学或固体力学的研讨办法不同。因为流体力学的上述特色，因此呈现了许多新概念和新现象。例如定常、非定常，流线、迹线，层流、湍流，有旋、无旋，边界层、涡街，自在涡、下洗等许多概念在讲堂上颇费唇舌，介绍了半响学生往往还在云里雾里，难于了解。许多活动现象一般看不见、摸不着，教育内容笼统单调、不流畅难明，选用传统教育办法，学生难于树立明晰的活动概念，因此学习存在畏难和抵触情绪，缺少进一步学习的爱好和动力。

没有明晰的活动概念就无法提炼出合理的数学模型，必然影响到学生对相关常识点和课程内容的学习。而运用流场显现、小动画、虚拟仿真等办法取得的图形图画及视频等多媒体资料，在教育进程中只需播映几分钟乃至几秒钟，就能让学生加深了解、恍然大悟，使讲堂教育作用发作质的腾跃。选用多媒体的特写、慢镜、定格、细化、扩大等技能再现活动现象，聚集活动细节，使单调乏味的活动进程变得新颖风趣，既形象又明晰，进步了学生的感性认识和认知才能，一些活动画面乃至使学生毕生难忘。因此，建造契合现代教育技能特色的资源库是流体力学课程教育的内涵需求。

现在，国家精品资源同享课是各高校课程建造重视的焦点与中心。教育部要求各高校在国家精品课程建造的根底上，进一步转型晋级为国家精品资源同享课。可见要建造高水平的国家精品课程和资源同享课，也要以加强教育资源库的建造作为有力支撑。

（二）进步讲堂教育质量的需求

进步教育质量需求高质量的教育资源库资料。教育资源在讲堂上运用方便，可以打破时空的约束，在课程组成员之间具有高度的同享性、可重复性和可扩展性。教育资源具有办法的多样性，以其精巧的画面、美丽的音乐、传神的动画和图画，图文声并茂，极具表现力。在教育活动中，长于运用教育资源库资料，可以使教育信息传递速度显着加速。在教育时数有限的条件下，经过将精彩资料引进讲堂，以丰厚的布景资料支撑教育内容，教师可以教授更多的常识。

例如，在叙述边界层别离时，需求探求边界层别离的必要条件是存在逆压梯度和壁面粘滞作用。选用依据实验室拍照的活动视频进行教育，首要可以调查圆球驻点前方的来流，尽管存在逆压梯度，但边界层并未发作别离;其次调查顺来流方向放置的薄平板邻近的活动，也可发现尽管存在壁面粘滞作用，但边界层也未发作别离，可见仅有逆压梯度或壁面粘滞作用边界层并不别离;但当在圆球驻点前方顺来流方向放置薄平板时，可以调查到在平板和圆球衔接处的邻近活动发作了边界层别离，然后阐明晰逆压梯度和壁面粘滞的一起作用是边界层别离的必要条件。进一步学生可能会问，逆压梯度和壁面粘滞作用是不是边界层别离的充分条件呢？经过流线体的绕流视频可以发现，在流线体的尾部外表，尽管也存在逆压梯度和壁面粘滞作用，但边界层并不别离，而当流线体长度不变、中心部位增厚逐步过渡到钝体绕流时，因为钝体尾部外表逆压梯度添加，呈现了边界层别离现象，所以可以阐明逆压梯度和壁面粘滞作用仅仅边界层别离的必要条件而不是充分条件。

在流体力学课程中，相似的活动现象还有许多，曾经大多选用板书、图片等静态的教育办法，教育作用并不抱负，而现在将丰厚的活动视频引进讲堂，相当于将实验室搬进了教室，不只使学生有感同身受、眼见为实的现场感，并且大大节省了教育时刻，进步了教育功率和作用。由此可见，教育有法，教无定法，贵在得法。教育实践标明，依据讲堂教育的流体力学资源库建造与运用是进步教育质量的有用办法。

二、教育资源库建造的内容与要点

依据课程教育需求，将流体力学教育资源库建造内容分红“原始资源库”和“制品资源库”两大部分[3-4]。原始资源库内含文本库、图片库、动画库、视频库、音频库等原始资料。制品资源库内含PPT电子教案、例题习题库、试卷库、典型事例库、网络课程等制品资料，可以直接用于教育。前期以原始资源库的资料收集和建造为主，后期以制品资源库的资料整合和二次开发为主。后期建造需求经过教师的许多劳作进行再加工、再创造，因此是教育资源库建造的要点。

建成的原始资料库内容首要包含五个方面：（1）依据课程常识点的教育资料库建造。包含流体粘性、压缩性、流线、湍流等课程一切常识点。（2）依据课程自然现象的教育资料库建造。包含大雁成人字形飞翔、龙卷风的构成与演化等自然现象。（3）依据课程相关的流体工程教育资料库建造。包含螺旋桨穴蚀、水击、球鼻首减阻等工程事例。（4）依据课程最新科研成果的教育资料库建造。包含舰船水压场、超空泡流、水下滑翔机等最新科研制展。（5）依据课程科学家相关业绩的教育资料库建造。包含欧拉、普朗特、冯卡门等科学研讨的思维与办法。

建成的制品资料库内容首要包含四个方面：（1）课程PPT电子教案的建造。包含交融原始资料、进行二次开发、契合教师教育要求的一切课件。（2）课程概念题库的建造。包含表现课程常识点、重难点便于学生学习、温习、查核的重要概念。（3）课程例题习题库的建造。包含反映课程重要理论、方程、定理的便于教育两边运用的例题习题。（4）课程试题或试卷库的建造。包含掩盖课程首要内容、难易适度、便于对学生学习做出点评的试题试卷。

三、教育资源库建造的途径

（一）建立教育资源库建造小组

在课程建造牵引的根底上，以先进的教育理念为辅导，以现代教育技能为依托，以进步人才培育质量为意图，以效劳课程教育为要点，以课程组整体教师为主体，以课程资源的系统性、完整性为基本要求，安身课程特色和需求实践，重视课程资源的适用性和易用性，分工协作，齐心协力，一起建造。

建立课程教育资源库建造小组，建造人员包含课程组整体教师。课程担任人、资深教授首要担任顶层规划和规划，提出资源库建造的结构与计划，对建造内容进行审阅和检验。骨干教师首要担任制品资料的二次开发、分类、挑选、优化与建造，对原始资料与课程内容进行深层次整合。青年教师首要担任原始资料的收集、收拾和初度开发与建造。

（二）选用多种手段建造原始资料库

经过收集收拾、购买引进、自主开发等多种办法，建造原始资料库。

将收集国外闻名大学的教育专题片、敞开课程和国内高级院校国家精品课程的流体力学资料作为首选，全方位获取各种免费公共教育资源。例如，现在可以在互联网上免费获取国际闻名流体力学专家在实验室拍照的活动演示专题视频，包含斯坦福大学S.J.Kline教授教育的“流场显现”，宾夕法尼亚州立大学J.L.Lumley教授教育的“流体力学中的欧拉和拉格朗日办法”，麻省理工学院A.H.Shapiro教授教育的“涡量”、 “压力场和流体的加速度”，剑桥大学S.G.Taylor教授教育的“低雷诺数活动”，哈佛大学F.Abernathy教授教育的“边界层根底”和A.E.Bryson教授教育的“流体中的波”，加利福尼亚理工学院D.Coles 教授教育的“可压缩流体的槽道活动”，哥伦比亚大学 R.W.Stewart 教授教育的“湍流”等。这些专题片概念明晰、活动形象、内容精深，是十分宝贵的流体力学教育资源。国内涵教育部主导推进下建造有国家精品课程资源网，汇集了上海交通大学、浙江大学、华中科技大学、西安交通大学等高校的流体力学精品课程视频资料，也可供阅读、下载和学习。

互联网是获取免费资源资料的主渠道，但需注意注明链接出处，一起只用于教育用处而非商业意图。此外，资源的建造应处理好购买引进和自主开发的联系，若开发的难度大，但购买价格合理的话，可适当购买。依托课程建造、实验室建造和教改项目等投入的经费，可以对国内外的教育软件或研制单位制造的教育电子资源或教材出书中顺便的光盘教育资源等选用购买办法有挑选的弥补。例如，清华大学李玉柱教授编写的“流体力学电子教案”，上海交通大学丁祖荣教授编写的“流体力学多媒体电子教案”、“流体力学网络课程”，浙江大学毛根海教授编写的“工程流体力学网络课程”等数字化教育资源，已由高级教育出书社出书发行。最终，对课程的要害资料，如无法免费取得或置办本钱贵重，可采纳自主研制办法，制造原创资料，进行定制开发。水兵工程大学曾在自己规划研制的活动循环显现水槽中，拍照过《涡街》《粘性阻力与升力》《流场显现》等专题录像片，在教育进程中取得了很好的教育作用。自主开发的优点是可以训练教育部队，制造的资料更能契合需求实践，并且拥有所研制资料的自主产权，可以在高校之间进行自在沟通，完成资源交换同享。

（三）依照先进教育理念建造制品资料库

依照学科性、适用性、易用性准则按部就班地建造制品资料库。制品资料库建造有必要表现课程需求，并与课程标准、所用教材、教育内容、学时组织等严密结合起来。原始资料可以收集许多，但质量良莠不齐。有些原始资料概念界说不同，文字大小不一，公式符号有异，图画分辨率差异性很大，因此不能简略堆积、生搬硬套。在建造制品资料库的进程中，应该紧紧围绕课程的内容、常识点、重难点、特色和需求进行分类、整合、优化和二次开发，既要考虑有利于教师打破教育的要点与难点，又要考虑有利于学生的认知促进以及学习爱好和动机的保持，使得所建成的制品资源库可以直接用于教育，支撑教育，并能使教师方便地找到所需求的资源，以完成教育的最优化。

在制品资料库的建造中，咱们将“身边的流体力学现象、活动的工程实践、最新的科研成果、科学研讨的思维办法”等原始资料融入PPT电子教案，在讲堂教育中取到了事半功倍的作用[5]。引进身边的流体力学现象，有利于激起学生的学习爱好，使讲堂教育生动风趣。引进活动的工程实践，可以增强学习的针对性和有用性，搭起理论和实践的桥梁。引进最新的科研成果，可以拓宽学生视界，培育学生的立异精力和实践才能。引进科学家的生平业绩，可以鼓励学生酷爱科学事业，并在耳濡目染中把握科学的研讨办法。建成的常识点库、概念题库、例题习题库、PPT电子教案等，不只可为教师供给便当的教育资源，并且也可当令供给给学生学习和温习运用。建成的试题库严密结合课程标准和考试要求，包含概念、挑选、核算和运用等内容，可以自在组卷或固定搭配出卷，可为考教别离、客观点评教育作用供给有利条件。

（四）安身讲堂教育完善课程资源库

资源库的建造的意图在于运用。既要发挥课程组一切成员建造资源库的积极性，更要发挥这些成员运用于讲堂教育并不断完善资源库的积极性。教育资源库的建造是一个动态进程，在建造和运用资源库时，需求坚持敞开、共建、同享准则，构成资源建造一起体。敞开就是资源要能方便地进行修正、重组和运用;共建就是要求课程组的整体教师参加建造，使命分化到人;同享就是要将建成的资源库资料，悉数供给课程组教师免费运用。此外，建成的教育资源库在运用时，还需结合教师本身特色和不同的施训目标，进行个性化打造和优化。

建造教育资源库需求支付勤劳的劳作，只要经过发挥课程组整体教师共建的力气，才能让每一位教师都同享丰厚的教育资料，然后到达整体进步教育质量的意图。经过教育资源共建同享、讲堂教育实践不断完善和定时经验沟通机制，激起课程组整体教师不断参加教育资源动态更新与建造的积极性，使教育资源库处于继续运用与开展的杰出状况之中。

参考文献：

[1]教育部高级学校力学教育辅导委员会力学根底课程教

学辅导分委员会.高级学校理工科非力学专业力学根底

课程教育基本要求[Z].北京：高级教育出书社，2012：4.

[2]余胜泉.教育资源建造技能规范[EB/OL].国家教育技能

标准化委员会.[2015-03-01].http：//www.celtsc.

edu.cn.

[3]范钦珊，李绯，倪如慧等.工程力学课程教育资源库的建

设[J].我国大学教育，2004，（4）.

[4]蔺素珍.高校教育资源库建造的整体思路和办法[J].山

西科技，2005，（2）.

[5]张志宏，顾建农，王家楣.“流体力学”课程教育改革的实