CFD软件应用课程教学方法探索

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摘要:随着中国“一带一路”战略的全面发展与实施，来华留学生规模日渐增加，高等教育的国际化趋势也愈发显著。在此背景下，以来华留学生的《cfd软件应用》课程为例，简要分析目前在留学生教学过程中存在的部分学生基础薄弱、纪律性不强、缺乏适用教材和教学方法等问题与不足。综合考虑留学生现状和课程特点，对教学内容安排与教学方法进行改进和优化，以提高来华留学生的课堂质量和效率，推进学校的知名度与国际竞争力的提升。

关键词:来华留学生;CFD软件应用;高等教育;教学方法

1绪论

中国“一带一路”战略的提出已有七年之久，随着战略的深入实施，沿线国家和人民的经济、文化交流合作日趋频繁。目前，共有65个国家参与了“一带一路”建设，包括东盟、南亚、中亚、西亚、中东欧和北非等地区，涉及人口数量多达40多亿［1］。在此背景下，来华留学生的人数和规模逐步扩大，截止到2018年共有来自196个国家和地区的49万余名各类外国留学人员在全国31个省(区、市)的1004所高等院校学习［2］。由此可见，高校教育的国际化已经成为我国高校发展的必然趋势，考虑到留学生的价值理念、宗教信仰、生活习惯等各方面的差异［3，4］，尽快规范化和科学化留学生的高等教育势在必行:完善培养方案与课程体系，制定合理的教学方式与方法，保证留学生教育质量是重中之重。通过培养高质量的来华留学生，将有助于提升学校的知名度与国际竞争力，并能够很好地配合国家“一带一路”战略的发展需求。本文将以作者所承担的留学生《CFD软件应用》课程为例，结合留学生特点对教学过程中存在的问题进行探索与实践。

2来华留学生教学现状分析

根据教育部统计，在来华留学生中亚洲学生占据60%左右，非洲学生约为16．6%，欧洲学生约为15%。来自不同国家的留学生在价值理念、宗教信仰、生活习惯以及文化基础都存在着明显的差异［5］，因此在针对留学生的教学过程中存在着诸多问题，具体如下。2．1部分学生基础薄弱，文化程度差异大。“一带一路”沿线国家的基础教育与中国相比有较大差异，从而导致来华留学生的基础知识水平参差不齐，文化程度差异较大，与国内学生相比基础薄弱，这对教学的开展以及进度安排提出了巨大挑战。2．2部分学生纪律性较差，进取心不强。在以往的课堂中发现，部分留学生的纪律性、组织性较差，经常出现迟到、旷课现象，在课堂上纪律涣散，会有大声喧哗、公放音乐甚至随意走动等情况，严重影响了课堂效果和教学进度。部分学生进取心不够强，仅限于课堂上所讲述的内容，缺乏独立思考、自主学习的态度和行动力。2．3非英语母语国家留学生存在的语言交流障碍。部分非英语母语国家的学生口语不够熟练，仅限于简单的交流，因此在语言方面的交流障碍也会对教学效果产生一定的影响。2．4缺少针对留学生的教材内容和教学方法。目前留学生教学所采用的教材资料等大都是在国内学生相关课程基础上缩减而来的，并没有结合留学生实际情况而制定专有教材。部分留学生基础薄弱，导致在授课过程中会花费大量时间来讲解基础知识，使得课程进度滞后严重，与授课计划不符。就教学方法而言，目前部分教师尚缺乏较强的公共英语实际运用能力，导致教学方法较为单一，因此，继续加强学习和锻炼，提高英语水平的同时不断创新教学模式。2．5管理规章制度的不完善。高校针对来华留学生的管理规章制度尚不完善，难以保证留学生的生源质量以及教育质量，主要表现在，针对部分留学生的纪律性较差、经常出现迟到、旷课等情况，难以有效劝导和遏制，缺少科学合理的奖惩措施，从而影响学校整体的学风和纪律。

3《CFD软件应用》课程教学内容的遴选

《CFD软件应用》课程是一门偏应用性质的学科专业课，对于能源与动力工程专业的留学生而言其重要性不言而言，通常在大学阶段的第五或者第六学期开始学习本门课程。该课程的教学内容与手段与其他课程相比有很大区别，是以软件练习和操作为主，理论讲述为辅，通过学习让学生掌握流体计算与分析的基础知识和软件操作方法。近年来江苏科技大学国际教育学院能源与动力工程专业来华留学生逐年增加，为了提高教学质量，针对来华留学生所存在的基础不同、层次不同以及语言交流等方面存在的困难，对《CFD软件应用》课程的教学内容进行设计与遴选，以激发学生的学习兴趣，提升课堂效果与质量。在课程的教学过程中，结合参考教材的编排顺序，将教学内容分为三大部分，如下图所示。其一，“CFD基本理论”部分主要通过课堂讲述的方式让学生初步了解CFD的基本概念、控制方程和应用领域等，为软件练习和仿真计算分析等提供基础知识。其二，“Gambit建模与网格技术”部分属于计算流体力学的前置软件技术，主要讲述Gambit软件中点、线、面、体的建模方法、不同网格类型与划分方式、网格质量评价方法等。其三，“ANSYS/Fluent仿真与分析技术”部分主要讲述ANSYS/Fluent软件中模型的建立方法、求解器的类型及意义、边界条件的设定以及计算结果后处理技术等。来华留学生《CFD软件应用》课程教学内容示意图上述内容的安排遵循了理论与实践相结合的基本原则，按照计算流体力学问题的常规求解思路来进行，并充分考虑到部分来华留学生基础较弱的实际情况。在教学过程中，为了使学生更好地理解并掌握基础知识和软件使用技巧，多采用“案例教学法”等，将上述三部分知识进行串联讲解。以典型换热器为例，其零件结构相对简单，需要计算内部的液体流动与热交换情况。首先简要讲述换热器的基本工作原理，以及计算中所涉及的流动方程和对流换热方程;其次讲述在前置软件Gambit中模型建立、网格绘制的方法和技巧，以及在ANSYS/Fluent中求解器的设置、边界条件的设定以及仿真结果后处理等方法。以理论分析—前置处理—仿真计算—后处理技术为主要思路和树干，将课程相关的知识点进行添加形成有效的知识网络。在授课过程中要求学生随堂练习，针对不同学生遇到的问题一一讲解，确保学生的听课效率和质量。

4教学方法的改进

目前，大多数高校针对来华留学生的课堂教学基本沿用了国内学生的教学模式与方法。国内学生在学习基础、课堂纪律、自主学习能力方面均表现不错，但是缺乏课堂活跃度，与教师的互动性不强，而来华留学生则更乐意在课堂上表达自己的疑问和观点，因此在教学方法上要有所改进，以提升来华留学生的课堂质量。4．1采用小组教学模式，因材施教。依据来华留学生的语言、学习基础情况，将学生划分为几组，对于不同小组分配不同的实际问题，问题难度根据小组学生学习情况和进度而定。强调学生独立思考问题与解决问题的能力，培养学生学习主动性，同时还要积极了解各小组学生的进展，针对各组学生的问题与想法给予不同的指导，做到因材施教，让学生在这个过程中充分学习到相关知识。在此过程中鼓励学生之间的交流和探讨，以及与教师之间的沟通，并对其求解结果及时进行评阅和分析。4．2加强课堂交流，注重实践环节。《CFD软件应用》课程更加注重培养学生的解决实际问题能力，在学习基本理论的基础上，还需要花费大量的时间来学习软件的使用方法和技巧。对于这样的一门课程而言大多数来华留学生都会感到新奇，要将学生的兴趣与知识的讲授相结合，加强与学生之间的交流，培养学生的动手能力、思考问题能力与解决问题能力。另外由于仿真计算的周期较长，仅靠课堂时间来学习是不够的，需要给予学生额外的作业以及课外辅导，从而引导学生更快地进入学习节奏中。4．3强化教学过程管理，注重考核。针对部分来华留学生存在的课堂纪律性不强等问题，应注重教学过程的管理，提倡多元化的考核方式，适当增加出勤等考核次数和比例，以及平时作业的考核，并降低期末考核的比例，引导学生注重平时的学习与积累，提高自身的综合能力素质。

5结语

近年来，“一带一路”战略建设发展迅速，沿线国家的来华留学生规模也日渐增加，国内高校教育的国际化已成趋势。本文以《CFD软件应用》课程为例，首先分析了来华留学生教学过程中存在的问题与不足，在此基础上探索适合来华留学生的教学内容安排与教学方法，结合学生特点对教学内容进行优化和遴选，并引入小组教学模式等方法，以提升来华留学生的课堂授课效果，提高学校国际教育教学水平。

参考文献:

［1］王义桅．“一带一路”:机遇与挑战［M］．北京:人民出版社，2015:8．

［2］教育部．从“有学上”到“上好学”［EB/OL］．2019-09-12．

［3］王融，熊智，许睿，等．高等教育国际化背景下来华留学生电路课程教学改革探索［J］．科技资讯，2017，015(028):148-150．

作者:范新宇 单位:江苏科技大学能源与动力工程学院