流體力學的原理范文

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關(guān)鍵詞：模塊化教學 層次化教學 實踐性教學

Abstract： The fluid mechanics is a professional basic course which has a strong theoretical， and its content is very difficult to accept for independent institute students. This article mainly aims at the teaching method and teaching content of the fluid mechanics carried on the thorough analysis， adopting the "modular" the optimization of the teaching mode， and in each module the article adopts the diversification of teaching methods.

Keywords： modular teaching； hierarchical teaching； practical teaching

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0197-02

引言

《流體力學》作為船舶與海洋工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究液體平衡和機械運動規(guī)律及其實際應用的一門技術(shù)科學。該課程具有較強的理論性和較強的工程實際意義，概念繁多且易混淆，理論推導復雜，內(nèi)容晦澀難懂，并且要求有較好的《高等數(shù)學》、《大學物理》和《理論力學》的基礎(chǔ)，以及要求有較強的綜合分析問題的能力。學生普遍反映是一門難學的課程。

為了激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，提高重點課程的教學質(zhì)量，根據(jù)應用性人才的培養(yǎng)目標和具體要求，對《流體力學》課程的教學方法和教學內(nèi)容進行了深入分析，下面對該課程的探索和改革研究作簡單介紹。

在教學內(nèi)容上，由于《流體力學》課程內(nèi)容繁多，針對此特點采用了“模塊化”的優(yōu)化教學模式，將課程內(nèi)容分為“基礎(chǔ)理論”、“實際應用”和“實驗技能”三大模塊。其中，基礎(chǔ)理論部分突出主線，由淺入深；實際應用部分強調(diào)專業(yè)針對性；實驗技能部分貫徹主動性，加強實踐性教學環(huán)節(jié)。

一、基礎(chǔ)理論模塊

針對基礎(chǔ)理論模塊，我們進行了大量的探索和研究，結(jié)合應用型人才培養(yǎng)的教學目標和學生在學習過程中的反饋，修訂并完善了《流體力學》的教學大綱，對教學內(nèi)容的改革包括以下三點：

1.突出主線，精簡內(nèi)容

在基礎(chǔ)理論部分，主要包括基本概念的理解，基本理論的應用以及基本方程的物理意義。根據(jù)學生的反饋，我們進行了深入的思考，在教學過程中突出基本概念和理論的應用，盡量避免晦澀難懂的公式推導，在使學生清晰明確的理解公式的前提條件和應用范圍的基礎(chǔ)上，可以引導學生自己推導，加強學生的邏輯推理能力，激發(fā)學生的學習興趣。將基本方程的物理意義解釋清楚，并配合大量的練習題，使學生能在理論的應用中將知識消化吸收，另外還能強化記憶。適當刪除基本理論的引申部分，對于為后續(xù)的專業(yè)課打基礎(chǔ)的引申內(nèi)容可以留到專業(yè)課程上講解，與專業(yè)關(guān)系不大的內(nèi)容可以直接刪除。

2.由淺入深，層次化教學

在進行此次教學改革的過程中，我們編制了《流體力學課后習題冊》，練習題的類型共分為基本理論應用、知識面拓展和結(jié)合專業(yè)三個部分，以供不同學生的需求。其中，基本理論應用類型的習題主要是課上講授內(nèi)容的再延續(xù)，與課堂上講授的典型例題類似，進一步強化基礎(chǔ)理論知識的掌握；知識面拓展部分是理論的結(jié)合與擴展，考察的是學生綜合運用知識的能力，難度與考研習題相當；與專業(yè)結(jié)合部分主要是基本理論在專業(yè)部分的相關(guān)應用練習，一方面為了讓學生拓展知識面，另一方面讓學生了解基本理論的用途，激發(fā)學習興趣。

3.網(wǎng)絡化教學，激發(fā)學習興趣

鑒于學生現(xiàn)在對于網(wǎng)絡化的接受度和興趣度日益提高，我們?yōu)閷W生搭建了一個網(wǎng)絡化的學習平臺，以供學生下載相關(guān)課程的學習文件，激發(fā)他們的學習興趣。同時該平臺還可以在網(wǎng)上進行討論，學生之間能交流學習經(jīng)驗，老師也會定期的為學生答疑解惑。該平臺包括四個模塊，其中有相關(guān)課程的課件下載、視頻在線看、課后習題答案及考研資料。學生僅需憑借學號登陸，就能看到該平臺中所有的內(nèi)容。對于考上研究生的畢業(yè)生和想要考研的應屆生可以在平臺上交流考研經(jīng)驗并共享考研資料，對于已經(jīng)工作的畢業(yè)生和準備找工作的應屆生可以在平臺上交流找工作的經(jīng)驗并提供一些單位招聘信息。

二、實際應用模塊

對于實際應用模塊，主要是強調(diào)專業(yè)的針對性，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維以及學生自主學習的能力，擴充知識面，為專業(yè)課的學習打下良好的基礎(chǔ)。針對實際應用模塊的特點，根據(jù)應用型人才培養(yǎng)的目標，我們對教學內(nèi)容和教學方法進行了深入的探索和改革，改革主要包括如下兩方面。

1.針對專業(yè)特點，夯實專業(yè)知識

對于工學類學科，很多專業(yè)都有水力學或流體力學等相關(guān)課程，這些課程的基礎(chǔ)理論部分基本相同，但實際應用部分就存在很大的差別，主要是為后續(xù)的專業(yè)課服務。船舶與海洋工程專業(yè)在實際應用模塊包括的主要內(nèi)容有：平面勢流，水波理論，黏性流體動力學，模型實驗基礎(chǔ)，有壓管流，邊界層理論等。為了避免生澀的理論推導，我們在課上盡量多引用工程案例，在闡明基本概念，明確理論方法的前提下，通過案例讓學生理解理論知識與實際應用的聯(lián)系，真正能做到理論聯(lián)系實際，同時為以后的專業(yè)課學習打下了良好的基礎(chǔ)。

2.培養(yǎng)學生自主學習，加強實踐性教學

鑒于實際應用模塊的理論性太強，對于有些實際應用性不太強的章節(jié)，為了開闊學生眼界，培養(yǎng)學生自主學習的能力，我們采用課堂演講的形式，讓學生課下通過網(wǎng)絡或者其他參考書，了解相關(guān)知識，并在課上將所學知識展現(xiàn)給大家。在教學方法上，克服“灌輸式”教學實行啟發(fā)式教學，這樣既能激發(fā)學生的學習興趣，又能培養(yǎng)學生獨立思考和解決實際問題的能力。

三、實驗技能模塊

實驗是流體力學中非常重要和非常P鍵的部分，對于幫助學生理解基本理論知識有重要作用。對于船舶與海洋工程專業(yè)，流體力學實驗主要內(nèi)容包括：靜壓實驗、雷諾實驗、流量及流速量測、三大方程驗證實驗、阻力系數(shù)實驗等綜合性實驗。實驗技能模塊主要是為了培養(yǎng)學生的實際操作能力，獨立思考能力，并能激發(fā)學生的自主學習。實驗技能部分主要是通過開放性實驗的方式對其進行改革，包括以下三個方面。

1.演示實驗

以往，演示實驗一般以教師為主體，學生很少直接參與，不利于其動手能力的培養(yǎng)。經(jīng)過摸索，我們決定將課上老師的講解改為教師首先介紹器材的使用規(guī)范，然后學生自己動手操作，思考各種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并且在同學之間進行討論和交流，最后教師再總結(jié)實驗的意義，解答學生疑問。我們改革的方向主要是把演示實驗改為探索性實驗，讓學生充分的動腦、動手、動口，發(fā)揮學生的主體作用，從而有利于學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。

2.分組實驗

以往，分組實驗基本就是教師先講解實驗原理，然后進行一次實驗操作，學生主要是模仿，不利于其自主性思維。我們改革的方向主要是把分組實驗改為并進式實驗。讓學生自由分組，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中，學生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學生在即定目標的過程中，有全局觀點和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應變，培養(yǎng)學生的應變能力，使學生分析、抽象、概括、綜合、表達能力都得到訓練和發(fā)展。

3.創(chuàng)新性實驗

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一、沉穩(wěn)

1、不要逢人就訴說你的困難和遭遇。

2、在征詢別人的意見之前，先自己考慮，但不要先講。

3、不要一有機會就嘮叨你的不滿。

二、細心

1、對做不到位的執(zhí)行問題，要發(fā)覺它們的根本癥結(jié)。

2、對習以為常的做事方法，要有改進或優(yōu)化的建議。

3、自己要隨時隨地對有所不足的地方補位。

三、膽識

1、在整體氛圍低落時，你要樂觀、陽光。

2、做任何事情都要用心，因為有人在看著你。

3、事情不順時，歇口氣，重新尋找突破口，直到成功。

四、大度

1、對別人的小過失、小錯誤不要斤斤計較。

2、不要有權(quán)利的傲慢和知識的偏見。

3、必須有人犧牲或奉獻的時候，自己走在前面。

五、誠信

1、做不到的事情不要說，說了就努力做到。

2、虛的口號或標語不要常掛嘴上。

3、耍小聰明，要不得。

六、擔當

1、檢討任何過失的時候，先從自身或自己人開始反省。

2、事項結(jié)束后，先審查過錯，再列述功勞。

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關(guān)鍵詞 工程流體力學 成人教育 教育對象 互動教學

中圖分類號：TB126-4 文獻標識碼：A

流體力學的研究對象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學的基本任務是建立描述流體運動的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計算方法。在實際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學是在闡述流體力學的基本理論基礎(chǔ)上，重點闡述和研究流體力學在工程上的應用，工程流體力學廣泛應用于動力、水利、機械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。

1教材與教學內(nèi)容選取

“工程流體力學”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達式推導過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學》（北京大學出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時教材。

“工程流體力學”的內(nèi)容繁雜、學科綜合性強，流體力學內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學歐拉方法的思路與物理及其它力學不同，學生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數(shù)學基礎(chǔ)和力學基礎(chǔ)相對薄弱的特點，在授課中應盡量避免大量的數(shù)學公式的推導和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學內(nèi)容，在講解動量定理、動能定理和質(zhì)量守恒定理時，把輸運定理作為主要的公式推導工具，著重強調(diào)基本概念和基本原理的學習和掌握。

2授課目標及教學方法

2.1 明確教育目標的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實用性

成人教育是以提高社會從業(yè)人員的履職能力和適應職業(yè)變化能力為目標的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補充、改善成人的職業(yè)知識和技能為目的，實用性較強。

對于成人教育一定要明確教育目標的特點，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學生）的特點可以歸結(jié)為以下幾點：

（1）“成人”學生職業(yè)性強；

（2）“成人”學生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經(jīng)驗，在某些方面的認識和能力要強于授課老師；

（3）“成人”學生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學和物理等的基礎(chǔ)知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導；

（4）“成人”學生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實際問題的理論知識。

總之，授課內(nèi)容的實用性是教學的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實用“成人”學生才愛聽，效果才好。

3教學手段和教學方法

3.1加強理論知識的講授

成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學生，他們又有著豐富的實踐經(jīng)驗。從筆者實際函授授課的經(jīng)驗來看， “成人”學生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學的主要工具就是數(shù)學。

3.2采用導學+啟發(fā)式方法授課

實行“導學式”教學模式。即，貫徹“學生為主體、教師為主導”的教學理念，在教學中實行啟發(fā)式教學，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學效率和教學質(zhì)量方面的重要作用。所謂互動式教學，是在教學中教與學雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點碰撞交融，激發(fā)教學雙方的主動性，拓展創(chuàng)造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發(fā)學生思考。

“工程流體力學”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學效果，經(jīng)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學生積極回答，激發(fā)學生的主觀能動性，從而加深理解。在教學中要把握“成人”學生的獨特特點：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗，對設備的結(jié)構(gòu)和運行了如指掌，對設備處于非常規(guī)運行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。

4結(jié)語

針對熱能與動力工程專業(yè)“成人”學生的特點，對“工程流體力學”的教學進行了探討，使課程更適合“成人”學生的特點，擴大了他們的知識面，增強了其主動思考的能力。在今后的教學過程中要進一步探索新的教學方法和手段，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識，立足學校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進行“工程流體力學”課程的建設和探索，以期積累更多的經(jīng)驗和取得更大的成績。

參考文獻

[1]陳卓如等.工程流體力學[M].北京：高等教學出版社，2006.

[2]楊建國，張兆營等.工程流體力學[M].北京：北京大學出版社，2010.

[3]孫恒朱，鴻梅，舒丹.“啟發(fā)―聯(lián)想式”教學方法在流體力學教學中的應用[J]. 中國電力教育.2010，（5）.

[4]黃裕華.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技術(shù)教育，2005，（7）.

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關(guān)鍵詞 流體力學； 模擬分析； ABAQUS

中圖分類號TP31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）94-0199-02

0引言

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics， CFD）的研究始于上世紀70年代早期。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一門綜合運用物理學、應用數(shù)學及計算機科學模擬流體流動狀態(tài)的工程科學。到了上世紀80年代中期，流體力學的研究重點開始轉(zhuǎn)移到對由Navier-Stokes方程描述的粘性流的模擬。與此同時，具有不同數(shù)值復雜性和精確度的湍流模型種類也逐漸演變而成。如今最先進的擾流模擬方法由直接數(shù)值模擬方法（Direct Numerical Simulation）為代表，可是這種方法并不能很好地用于工程領(lǐng)域。

到了80年代末，利用了數(shù)值方法，特別是隱性數(shù)值方法的先進性，需要進行真實氣體模擬的的流體模擬也漸漸變得可行。目前，CFD方法已經(jīng)廣泛用機、汽車、輪船的設計，以及天氣預報、海洋學研究和天體物理學等方面。CFD方法在工程科學及某些物理科學的研究中已變得越來越重要。

ABAQUS/CFD是集成在ABAQUS軟件包中用以求解流體力學問題的模塊。ABAQUS/CFD采用混合有限體積法和有限元法的求解方法來計算不可壓縮的層流和湍流問題，具有較高的求解精度，在集成的FEA-CFD多物理環(huán)境中能獲得可擴展的CFD解。本文通過一個流體力學的例子，簡單介紹在ABAQUS/CFD中進行流體力學分析的基本步驟，并對計算結(jié)果進行了初步的分析。

1 流體力學控制方程

從流體力學連續(xù)性方程、動量方程和能量方程可以推導出非定常三維可壓縮粘性流動的納維-斯托克斯（Navier-Stokes）方程。

1.1連續(xù)性方程（continuity equation）

非守恒形式：

守恒形式：

1.2 動量方程（momentum equation）

2.1建立CFD模型

ABAQUS/CFD在進行流體力學分析時需首先建立流體的模型，本例中流體流經(jīng)長10m，寬3m，高0.2m的長方形管道，管道中央有直徑為0.5m的圓柱體。見圖1。

2.2定義流體及網(wǎng)格劃分

ABAQUS/CFD只能處理牛頓流體（Newtonian fluid， 指流體中的剪應力與剪應變不成線性關(guān)系），在本例中，流體的密度為1000kg/m3，粘度為0.1pa.sec，溫度設為室溫。

在本例中劃分網(wǎng)格類型為具有8個節(jié)點的線性流體塊（8-node linear fluid brick）， 在中央的圓柱壁上網(wǎng)格變?yōu)樘菖_狀，見圖2。

2.3. 分析結(jié)果

通過在ABAQUS/CFD中進行分析， 我們得到了以上例子的運算結(jié)果，圖3a是容器內(nèi)流體速度的分布情況，可見圓柱體

兩側(cè)流體速度較高。圖3b是容器內(nèi)流體壓力分布的情況。

3 結(jié)論

本文首先介紹了計算流體力學的一般公式。基于ABAQUS/CFD平臺，通過文中例子的分析，向讀者介紹了ABAQUS/CFD軟件的特點和一般使用方法分析了一個較簡單的流體力學問題，并得到了該問題的流體速度和流體應力在分析域內(nèi)的分布情況。通過運用ABAQUS/CFD軟件，我們能得到一般流體力學問題中流體速度和應力較高的位置，并在設計和施工中予以一定的重視，對實際工程的設計和分析具有一定的參考意義。

參考文獻

[1]putational Fluid Dynamics： Principles and Applications. ElSEVIER，2001.

[2]John D.Anderson，JR，Computational Fluid Dynamics：The Basics with Applications，2001.

[2]羅賽虎，田斌.基于ABAQUS的重力壩時程動力分析.云南水力發(fā)電，2011.

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Abstract： Hydromechanics is a course combining theory with practice and has abstract concept. The traditional teaching method is difficult to achieve good teaching effect. Based on the practice and exploration in the teaching process of Hydromechanics， this paper proposes some suggestions and measures for the teaching reform.

關(guān)鍵詞：流體力學；過程裝備與控制；教學改革

Key words： Hydromechanics；process equipment and control；teaching reform

0 引言

《流體力學》課程主要描述自然環(huán)境中的流體運動的一般規(guī)律及特定條件下流動機理。其內(nèi)容涉及基本概念的理解、公式推導、計算方法等。考慮到大二學生尚未接觸實際工程問題，因此教學雙方對流體力學的學習過程均存在困惑。本文針對流體力學課程的特點及教學過程中遇見的問題，對《流體力學》教學改革進行相關(guān)探索，總結(jié)教學過程中積累的經(jīng)驗，提出相應改進方案。

1 合理運用現(xiàn)代化教學手段與技術(shù)

首先，以《流體力學》教材中所采用的大量流場圖片為例，對流場理解的正確與否決定其學習流體力學的興趣與積極性，傳統(tǒng)的教學方法多采用授課教師手繪流線等方法來說明流體的流動過程，在講解的過程中，由于流場僅僅是枯燥的曲線靜態(tài)分布，無法有效吸引學生注意力，使學生對流動機理有進一步深刻認識和理解，從而降低教師的教學效率和教學效果。

在《流體力學》教學中采用多媒體課件，通過制作一些流體運動的Flash動畫演示把流動的特性形象地展示在學生眼前，表現(xiàn)形式相對新穎、活潑、再加上圖文并茂的效果，使學生可以直觀地觀察有趣的物理流體現(xiàn)象，通過這一環(huán)節(jié)的改進，可以主動改變沉悶的教學過程，創(chuàng)造出生動活潑的教學場景，激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性。

其次，《流體力學》教材中涉及了大量的基本概念、假設、原理及公式推導等，據(jù)統(tǒng)計大量公式的推導過程占據(jù)板書時間的較大比例，這有可能造成教師無法在有效課時完成教學大綱規(guī)定的教學內(nèi)容，降低教學效率。在《流體力學》教學中的應用PPT多媒體技術(shù)，復雜繁瑣的公式推導可以較形象地展現(xiàn)在學生面前，對學生理解公式有較大好處。一旦形成這樣的教學場景，那么在規(guī)定的課堂時間內(nèi)必將可以細致透徹地完成教學任務，達到事半功倍的教學效果。

靈活采用各種PPT制作技術(shù)在一定程度上可以避免“多媒體”變成“單媒體”，在《流體力學》教學中對多媒體的使用多集中于流體運動學與動力學基礎(chǔ)、圓管流動、薄厚壁孔口出流、縫隙流動及氣體動力學基礎(chǔ)等。

此外，考慮到多媒體教學蘊含的信息較大，合理分配PPT播放時間對教師的課堂教學掌控能力是一個挑戰(zhàn)。如果“整個教學過程從頭到尾充斥著大量復雜的信息、不停轉(zhuǎn)動的畫面，而沒有充分考慮學生的思維水平和思維速度，像電視或電影畫面那樣一閃而過，不斷向?qū)W生灌輸，這樣的‘填鴨’式教學形式會引起學生的‘消化不良’，扼殺了學生創(chuàng)作的機會”。

2 建立新的教學手段模型，提高考試成績

本文所建立的教學模型如圖1所示，為提高教學效果及學生考試成績，采用立體式的教學手段。該模型包括以下四項內(nèi)容：情景式啟發(fā)，多媒體技術(shù)，工程實例講解，動態(tài)視頻輔助。

情景式啟發(fā)屬于現(xiàn)代教學論范疇，創(chuàng)造一定的“休閑、放松、特色”的學習環(huán)境。通過營造啟發(fā)式學習的氛圍，讓學生獲得更加美好的學習體驗。這種方式能充分調(diào)動學生的學習積極性，對激發(fā)學生的學習熱情和學習需要能夠產(chǎn)生有效的激勵作用。

工程實例講解是以學生常見的工程問題作為引入點，但同時大部分同學對該類問題理解不深或是出現(xiàn)偏頗。結(jié)合該類問題，解釋其中所蘊含的流體力學定理，加深學生對該問題及相關(guān)定理的認識，無疑有利于學生學習流體力學。

動態(tài)視頻輔助是一些在實際生活中難以見到，但又屬于流體力學理論范圍的現(xiàn)象再現(xiàn)，通過這些視頻可以加深學生對流體力學相關(guān)理論的理解。

最后可以發(fā)現(xiàn)：采用先進教學手段的班級，無論是考試的優(yōu)良率還是平均分數(shù)均比采用傳統(tǒng)教學方法講解的班級高出約15%左右，從而達到提高教學效果的目的。

3 重組教學內(nèi)容，調(diào)整知識布局

根據(jù)《流體力學》課程的教學大綱，借鑒國內(nèi)外對本課程改革的成果，按照當前教學改革發(fā)展的要求對教材內(nèi)容進行調(diào)整，以流體的流動為主線，將相關(guān)內(nèi)容有機地融合在一起最終形成能夠相互促進的教學模式，如圖2所示。

課程體系分為三個部分：第一部分是不動的液體，主要講述流體基本概念與流體靜力學內(nèi)容；第二部分是運動的液體，使學生掌握流體運動學及動力學規(guī)律，對簡單的管道流動及縫隙流動有定性及定量的認識；第三部分是運動的氣體，可以把這章內(nèi)容采用視頻播放加師生互動方式講解，來培養(yǎng)學生獨立自學的能力。

4 加強實踐教學，提高學生認知能力

《流體力學》實驗是學生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，因為它的實驗課題是以流體運動為背景的，如畢托管測速實驗，雷諾實驗等典型實驗。通過選取典型的實驗現(xiàn)象給學生展示實驗結(jié)果，加深學生對流動原理、流場結(jié)構(gòu)特點等信息的了解。同時教師在指導流體力學實驗過程中可對部分操作手段進行相應改進，也可設計并提出一些新的實驗內(nèi)容。合理利用已有條件培養(yǎng)學生理論與實踐相結(jié)合的能力，做到學以致用。

5 結(jié)束語

《流體力學》教學改革是一項艱巨、長期的工作，本文從合理運用現(xiàn)代化教學手段與技術(shù)，建立新的教學手段模型，提高考試成績，重組教學內(nèi)容調(diào)整知識布局、加強實踐教學，提高學生認知能力等三個方面論述了相關(guān)經(jīng)驗和具體的實施手段。雖然在一些方面探索出若干經(jīng)驗并取得了一定的效果，但還相對薄弱。改進教學手段，引入多種教學方法，因材施教等均可提高學生的學習和接受能力，為以后學習專業(yè)課及工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞 工程流體力學教學 學習 教改

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

“工程流體力學”是動力類各專業(yè)及相近專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，它為該類專業(yè)主要專業(yè)課程的學習打下必要的理論基礎(chǔ)。工程流體力學是流體力學的一個重要組成部分，它側(cè)重于解決工程實際中出現(xiàn)的問題，而不去過分追求數(shù)學上的嚴密性。它在一定程度上借助于實驗研究， 得出經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式。其研究對象為流體，考察流體中大量分子的宏觀平均運動規(guī)律。所以，“工程流體力學”是能源動力類專業(yè)的最主要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

工程流體力學作為一門技術(shù)學科，研究方法也遵循“實踐- 理論- 實踐”的基本規(guī)律。但由于它的研究對象的特殊性，使得對它的學習也有一定的難度。在實際教學過程中， 我發(fā)現(xiàn)學生最大的問題在于――不會學這門課，不是學不會，而是根本不懂如何去學它，即沒有找到適合這門課的學習方法。本文即針對這個問題談談自己的看法。

1工程流體力學和工程力學的研究對象的性態(tài)是不同的

工程力學的研究對象是靜態(tài)的，而工程流體力學的研究對象是動態(tài)的。就其力學行為來講， 流體可以承受很大的壓力，但往往幾乎不能承受拉力。學習過程中，學生不能用工程力學的“靜態(tài)”思維來研究工程流體力學的“動態(tài)”對象，要用“動的”和“相對靜止”這些概念去闡述它。

本文在回顧熱能與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)建設的基礎(chǔ)上，總結(jié)了三十多年來的人才培養(yǎng)工作。文章提出，今后要繼續(xù)以“流體機械”省級重點實驗室的建設為依托，結(jié)合實驗室建設與實驗教學改革，特別是以重點學科開放實驗室建設為突破口，為熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力支撐，達到不斷提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標。

2注意工程流體力學中的基本模型的含義及運用

從微觀角度來看，流體和其它物體一樣，是由大量分子組成的。這些分子總是不停地、雜亂無章地運動著，分子之間存在著間隙。因此，流體實際上并非是連續(xù)充滿空間的物質(zhì)。如果從分子運動入手來研究流體流動的規(guī)律，將十分困難，甚至難以進行。而流體力學是研究在外力（ 如重力、壓力、摩擦力等） 作用下流體平衡和運動的規(guī)律，所研究的是大量分子的平均行為，沒有必要專注于每個分子。另外， 流體力學所研究的實際工程尺寸要比分子間距大得無法比擬。因此，必須建立適應流體自己的模型。《工程流體力學》中將實際的由分子組成的結(jié)構(gòu)用一種假想的流體模型―“流體微元”來代替。“流體微元”由足夠數(shù)量的分子組成，連續(xù)充滿它所占據(jù)的空間，彼此間無任何間隙。這就是：連續(xù)介質(zhì)模型。另外， 流體是連續(xù)的。因此“工程流體力學”中，連續(xù)性方程及其具體表現(xiàn)形式伯努利方程始終貫穿其中。

3抓住“工程流體力學”課程的主要內(nèi)容去學習

熱能動力類《工程流體力學》的教學大綱中規(guī)定， 學生學習本課程，必須達到：（1）全面了解流體的主要性質(zhì)和基本模型；（2）熟練掌握平衡流體的壓強分布規(guī)律， 善于計算流體與壁面間的作用力；（3）深刻理解流體連續(xù)性、能量、動量方程，并能熟練應用于求解工程實際問題；（4）懂得流體運動阻力和水頭損失的計算方法等。針對這些要求，學習過程中應重點掌握連續(xù)介質(zhì)假說、流體的物理性質(zhì)及參數(shù)、牛頓內(nèi)摩擦定律、液體的相對靜止、靜止流體的壓強分布、歐拉平衡方程、靜止液體作用在平面壁和曲面壁上的總壓力、連續(xù)性方程、伯努利方程、流線與跡線方程、動量方程、描述流體運動的兩種方法、總流的伯努利方程、圓管中的層流、圓管紊流的沿程損失系數(shù)K、局部水頭損失、邊界層的概念、粘性流體中的應力、量綱分析法、流動相似原理等知識點。學校為了適應國家經(jīng)濟建設的需要，適應水電開發(fā)宏偉事業(yè)的需要。針對這些知識點，多查閱資料、多做習題以求掌握它們，并將這些知識點延伸至工程實踐，力求找到解決工程實際問題的方法或手段，把所學知識舉一反三，靈活運用。

4注重實驗過程，加深知識理解

熱能動力類“工程流體力學”課程安排了自己的實驗教學大綱，針對課程知識點的要求，框定了幾個常見的實驗項目。如伯努利方程驗證、流量系數(shù)的測量、雷諾實驗、沿程阻力系數(shù)的測定 。其中伯努利方程驗證為必做項目，因為伯努利方程的運用貫穿課程始終，需加深對它的理解。總之，“工程流體力學”不同于其它力學，有其自身的規(guī)律性。要想學好它，必須搞清這門課自身的特點和針對它的研究規(guī)律， 并輔之以扎實的學習態(tài)度和不怕困難的精神。

參考文獻

[1]陳卓如， 金朝銘， 王洪杰， 王成敏編. 工程流體力學 [M].北京：高度教育出版社，2004，6.

篇7

注重多媒體與傳統(tǒng)板書教學的有機結(jié)合

隨著計算機技術(shù)的普及和網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展，以多媒體技術(shù)為主的教學手段已經(jīng)普遍應用于高校的課堂教學中[1]。在流體力學教學過程中，采用多媒體教學手段可以將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化，在有限的時間內(nèi)將許多復雜的流動物理圖像直觀的展現(xiàn)給學生，有利于加強學生對流動現(xiàn)象的感性認識，加深對概念的理解，從而激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂教學效率，擴大學生知識面。另一方面，使用多媒體教學手段增加了授課容量的同時也提高了講課速度，教師容易忽略學生對課件內(nèi)容的消化吸收過程，致使學生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學效果。因此，就流體力學的課程特點而言，多媒體技術(shù)并不能完全取代傳統(tǒng)的板書教學，教師應采取多媒體和傳統(tǒng)板書有機結(jié)合的方式，充分利用二者的優(yōu)點，達到最佳的教學效果。如在講解流體流動的兩種流態(tài)時，放映雷諾實驗的Flas，學生可以清楚地理解層流和湍流的現(xiàn)象與特點;輔以PowerPoint幻燈片可以清晰直觀地表現(xiàn)尼古拉茲實驗曲線和莫迪圖的五個分區(qū)等。

注重實驗教學及課后作業(yè)

實驗教學是流體力學課程的重要環(huán)節(jié)，通過實驗，各種水流現(xiàn)象一目了然，能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R形象化;同時通過實驗數(shù)據(jù)的采集和處理、實驗誤差分析，基本儀器的原理及使用等，加深學生對基礎(chǔ)理論和概念的理解和掌握，有助于開拓學生視野，培養(yǎng)學生的動手能力和思考能力。改變傳統(tǒng)實驗教學模式，將實驗內(nèi)容分為實驗錄像、演示實驗、驗證性實驗以及綜合設計性實驗等不同層次。建議將靜壓傳遞實驗、流體橫向繞流實驗、紊流射流實驗等以實驗錄像的形式展示給學生;將流線實驗、雷諾實驗、水躍實驗等作為演示實驗;學生自制動手完成流速和流量的測定實驗、能量方程實驗和動量方程實驗的內(nèi)容[2];鼓勵學有余力的學生利用課余時間，多留意身邊的流體力學現(xiàn)象，結(jié)合課堂所學知識，設計應用性小實驗，如三角形堰和梯形堰在流量測量中的應用等。課后作業(yè)是對學生所學知識理解、掌握程度的檢查，是加強對上課所學內(nèi)容的強化，同時也是對學生獨立分析、解決問題能力的培養(yǎng)。首先由學生獨立完成一定數(shù)量的課后作業(yè)題，可以幫助學生加深對基本概念和理論知識的理解;然后由教師通過習題課的方式，對有代表性的習題和學生普遍出現(xiàn)錯誤較多的習題進行講評，引導學生從解題的過程中掌握解決問題的思路、方法和技巧，以便達到舉一反三、觸類旁通的效果，在以后的學習工作中學以致用，可以有效的增強學生分析并解決實際問題的能力。

考核方式的改變

傳統(tǒng)的考核方式是以期末一次性考試為主，這種考核方法會造成學生平時不努力，考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，不利于對學生綜合能力的考查。對于流體力學課程來說更是如此，學習的目的是要提高學生運用所學知識對實際工程問題進行分析和解決的能力，而不是對課本理論知識和大量復雜公式的記憶能力。因此，對傳統(tǒng)的考核方式進行適當?shù)母淖儯瑢嵭芯C合成績評定方法，降低期末考試在成績中所占比重，增加課堂互動、課后作業(yè)和實驗能力考查等環(huán)節(jié)。并且期末試卷中集中給出考題中所涉及的相關(guān)的經(jīng)驗公式、圖表等，供學生選擇使用，可以減少學生無謂記憶經(jīng)驗公式的時間，而又較好地考查了學生利用基本理論和公式分析解決實際問題的能力[3]。

結(jié)語

篇8

[論文摘要]論文結(jié)合教學實踐，提出了以傳統(tǒng)教學模式為主、以現(xiàn)代化教學手段為輔的教學方法。結(jié)合實例講清楚基本概念，夠用為度重點突出理論公式的應用是常規(guī)教學應遵循的模式，并與多媒體輔助教學手段有機地結(jié)合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，達到提高教學效果、提升教學質(zhì)量的目的。 

 

一、前言 

《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學，它建立在現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計算基礎(chǔ)上，具有嚴謹?shù)睦碚撔浴⒃淼某橄笮浴⒏拍疃唷⒎匠掏茖Х彪s等特點，對學生具備高等數(shù)學知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學理論的感性認識，都有某種程度的畏懼感，導致教師難教、學生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。 

我校機械設計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設備工程、工程力學等專業(yè)的學生都須具備不同程度的流體力學知識和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學等課程的基礎(chǔ)。 

為此，作者通過教學實踐，就多樣化的教學方法、更新的教學內(nèi)容、引入高科技的教學手段等方面進行探討，以期提高《流體力學》的教學質(zhì)量。 

 

二、以傳統(tǒng)課堂教學為主 

 

《流體力學》的課程體系分為基本理論、基本應用和專門課題三大知識模塊，它要求學生具備扎實的微積分知識、力學知識等。學生在接觸流體力學課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導過程容易厭煩，因而《流體力學》的教學應該以傳統(tǒng)教學方法為主。因為在傳統(tǒng)的課堂教學中，學生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導公式、突出重點、強調(diào)難點，以學生容易接受的講課速度，留給學生更多的思考和消化的時間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動，會達到很好的教學效果。 

(一)結(jié)合實例，講清楚基本概念 

流體力學的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進行講解，例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時，學生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計客運量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時刻（站點）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點跟蹤，它與跡線的定義對應；②在每一公交站點安排記錄員，記錄不同時刻經(jīng)過該站點車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應。 

在講解伯努利方程原理的時候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強越小；反之亦然。 

概念是公式推演的基石，沒有準確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學生易懂，將會達到事半功倍的效果。 

（二）以用為度，重點突出理論公式的應用 

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學中的具體應用，是流體靜力學和流體動力學的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候，先從容易理解的靜力學平衡微分方程推導開始，強調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設條件是平衡、理想、靜止的流體，重點引導學生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義，掌握公式的實際應用。這樣學習到后面的動力學伯努利方程時，先易后難、循序漸進，學生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規(guī)律時，就要求學生必須掌握推導過程，因為它在解決一般平衡流體內(nèi)部的壓強分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續(xù)性方程和動量方程的學習，只強調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導給學生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點突出。 

不可否認，依靠粉筆與黑板的教學條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學模式，教學形式單一，教學手段不先進，教學效率不高，適應不了課程教學學時少、受教育學生數(shù)增加的情況。 

三、以現(xiàn)代化的教學手段為輔 

 

當前以計算機多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學手段已經(jīng)普遍地應用于高校的教學中。制作教學用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學有力的輔助教學手段，可以在有限的時間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學習者，將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學生學習興趣，使得學生能夠從感性認識開始，逐步上升到理性認識，進而能夠達到運用知識解決問題的能力。 

結(jié)合流體力學精品課程的建設，教學團隊制作了流體力學多媒體電子教案，并在教學過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學效果。在設計與制作多媒體課件時，遵循課堂教學的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學中容易帶動學生思路、逐條在黑板上書寫的特點，在課件制作中根據(jù)講解的進度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學生建立清晰的印象。教學團隊收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時候，制作了雷諾實驗的fliash素材，以動畫的形式向?qū)W生展示了流體流動的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運用多媒體輔助手段表達后，能夠幫助學生很好地理解課程的重、難點，提高教學效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學效率。 

多媒體教學的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當使用之別。但是實踐應用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學重點；也有的教師忽略學生對課件內(nèi)容理解消化的時間，致使學生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學效果。上述現(xiàn)象將會造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。 

 

四、總結(jié) 

流體力學作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學模式能夠?qū)⑶昂笾R貫通，突出重點，化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理，促進知識的系統(tǒng)化進程；多媒體教學能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現(xiàn)出來，幫助學生理解性記憶。借助于先進的教學手段，將多媒體輔助教學手段與傳統(tǒng)教學方法有機地結(jié)合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學效果、提升教學質(zhì)量。以上是筆者在流體力學教學實踐中的體會，愿與同行共同切磋。 

基金項目：2009年安徽省教育廳《流體力學》精品課程 

 

[參考文獻] 

[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學[m]．北京:國防工業(yè)出版社,2006． 

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【關(guān)鍵詞】流體力學實驗 大學物理 實驗創(chuàng)新

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0175-02

1.引言

對于理工科院校來說，大學物理實驗是一門必修課，同時這門課程具有的實踐性也是相當強的，作為大學生接受大學教育關(guān)于系統(tǒng)試驗方法和實驗技能訓練的開端，但是，從當前教學工作的開展來看，大學物理實驗教學存在不少問題，常見的就有普遍存在“填鴨式”這種單一的教學模式，在教學理念上也沒有太大的突破，“驗證理論”模式仍然是主導，教學內(nèi)容上多存在繁多和陳舊的問題，經(jīng)典性試驗所占的比重比較大，而設計性試驗的比重較少，課時不足，影響了學生學習的積極性，未能取得理想的教學效果。這一系列問題導致大學物理實驗教學質(zhì)量難以實現(xiàn)質(zhì)量上的躍進，可見，對實驗課程內(nèi)容和實驗體系的改革是勢在必行的。筆者以流體力學實驗為例，談談當前大學物理實驗的創(chuàng)新研究。

2.傳統(tǒng)流體力學實驗普遍存在的問題

2.1實驗內(nèi)容不夠豐富，實驗課時不足

結(jié)合流體力學實驗教學來看，主要集中在流體壓強測量到流體力學三大基本方程的驗證等內(nèi)容上，這就是大部分屬于驗證性實驗，設計性實驗安排不到位，缺乏了綜合性實驗，阻礙了學生關(guān)于創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)和發(fā)展，還有一點值得注意的是，當前大學教育仍然沒有擺脫重理論、輕實踐的弊端，所以實驗課程安排的課時是不夠的。

2.2教學方法和教學模式未有新破圖

受到了我國傳統(tǒng)教學觀念的影響，在實驗教學的過程中，老師通常采用的教學步驟都是講授-演示-指導-批改實驗報告等，而學生就一味地跟著同一個指示來進行實驗，缺乏了自己的思考，一旦發(fā)現(xiàn)問題，也是請教老師來直接幫忙助理，那么實驗課程就會無形中形成了一門應付式的課程。

2.3實驗室開放工作開展程度不夠

當前高校基本上都開設了關(guān)于流體實驗操作的相關(guān)設備和平臺，而高校也普遍存在著這樣的一個問題：實驗室僅僅對參加競賽的同學或者一部分教師開放，這樣不僅導致設備沒有得到有效的利用，還影響了學生對實驗設備的認識，所以即使實驗設計方案多么理想，也會導致學生因為不能使用設備的問題，而無法進行開放性實驗，從而也就不利于學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.完善當前流體力學實驗的對策

3.1改進實驗內(nèi)容和教學方法

適當修改目前使用的實驗指導書，目的就是將原理方面的內(nèi)容盡量做到簡明扼要；實驗操作的步驟不宜過于細致；第一，可以考慮通過增加思考題和小設計來激發(fā)學生的學習興趣，在流體流動方面可以增加壓強、液位、流量和流速等方面的測量，讓學生能夠在宏觀的層面上對流體有一定的感知，通知在大腦中也能形成關(guān)于流體的基本表征的感知，加強學生對理論知識的學習；第二，增設演示性實驗的內(nèi)容，讓學生可以提前對儀器有所認識，從而實現(xiàn)了學生課堂上對抽象概念的感性認識，也有利于區(qū)分不同實驗的側(cè)重點指出；針對驗證性實驗來說，研究的重點應當在實驗原理、操作技能、數(shù)據(jù)分析和整理結(jié)果上，要求學生能夠結(jié)合實驗基本原理，運用所學到的知識，將實驗過程和步驟詳細地寫出來，設計出數(shù)據(jù)處理的方法，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和整理。

3.2改進實驗教學的模式

重視學生啟發(fā)式教學的意義，結(jié)合實驗目的和內(nèi)容，通過舉一反三的提問方式，為學生提供獨立思考的空間，要求學生注意對實驗現(xiàn)象的觀察，增加對實驗規(guī)律的分析和總結(jié)，而老師也應當在這個層面上進行總結(jié)，可以對學生提出更加深一層次的問題來讓學生再次思考。

3.3轉(zhuǎn)變實驗方式

用設計實驗或者綜合性實驗取代部分實驗，讓學生能夠在實驗中將所學的知識充分利用起來，以雷諾實驗為例，測量圓管內(nèi)流過的水體積是利用接水盤的，而水流的時間是通過秒表來測量的，從而再對圓管內(nèi)水流的速度進行計算。同時，我們可以讓學生設計出幾個方案，采用不同的方法來對圓管內(nèi)水流的流速進行測量，例如，通過畢托管和孔板來對流量進行測量等。學生在進行設計方案的過程中一般都會對畢托管、孔板等相關(guān)流量計的測量原理和構(gòu)造產(chǎn)生了解，這在一定程度上又可以鞏固自己所學到的理論知識。這樣的教學模式對于老師來說，促進了老師對實驗的專研素養(yǎng)，業(yè)務能力有所提高，對于學生來說，其學習的思維的活躍程度也有所上升，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生對于新知識的理解能力，讓學生可以在獨立的空間內(nèi)進行思考，實現(xiàn)實驗的創(chuàng)新。

4.結(jié)束語

進行實驗課程教學，一方面需要對學生獨立解決問題的能力進行培養(yǎng)，另一方面還需要激發(fā)學生在學習過程中的學習興趣，改變過去學生依賴老師的心理，讓學生的綜合素質(zhì)可以得到全面的提高。流體力學實驗教學在學科學習中的份量不可忽視，其能夠?qū)W生的理論知識和實踐活動緊密結(jié)合在一起，調(diào)動了學生的學習積極性，實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]虞嬌婷，陳都，曹志旭.基于FLASH的虛擬流體力學實驗平臺設計[J].科技風，2015（05）.

篇10

論文關(guān)鍵詞：工程流體力學；教學研究；改革探索

“工程流體力學”課程在能源動力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運動規(guī)律及其實際工程應用的技術(shù)科學，是力學的一個重要的分支學科。通過本課程流體力學的基本概念和基本原理的學習，學生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學習奠定基礎(chǔ)，然而當前的教學效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動現(xiàn)象，但是由于缺乏對生活的觀察，學生很難做到對課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外，自然界中的流動現(xiàn)象往往包含多種流動方式，在理論分析與公式推導中涉及許多復雜的數(shù)學理論與方法，經(jīng)驗公式多，且不易理解記憶，給學生的學習帶來很大困難，導致教師難教、學生難學，實踐與應用起來更是難上加難，教學效果不理想，教學目的難以實現(xiàn)。還對后續(xù)專業(yè)課的學習造成很大影響，進而影響本科教學的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學”教學改革勢在必行。

一、“工程流體力學”教學調(diào)查研究

“工程流體力學”課程通常是開設于熱能動力工程專業(yè)二年級階段。對揚州大學的學生的問卷調(diào)查顯示，多數(shù)學生對“工程流體力學”課程的評價是“難學”。為何會有這樣的評價，通過分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個方面的原因。

1.研究對象比較抽象

“工程流體力學”課程本身研究對象是流體，沒有一定的形狀和具有流動性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學研究理論比較抽象、經(jīng)驗公式繁多且推導過程復雜不易理解、易混淆，進而導致了本課程教師難教、學生難學，教學效果不夠理想。因此，能否將前面學習過的對“固體”平衡和運動物理規(guī)律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學習遷移是學生能否很快的掌握本門課程學習方法、學好本課程的一個很重要的方面。

2.教師與學生

“教學”包括“教”與“學”兩個方面的內(nèi)容，忽視任何一個方面都有可能造成教學效果的不理想。理論課教學是工程流體力學課程教學的主要方面，是進行實驗指導和應用于工程實踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學內(nèi)容仍然是多年前的老教材，對現(xiàn)階段流體力學的發(fā)展方向和研究成果，以及本學科的最新科技前沿理論及工程應用進展不能做到及時更新，教學內(nèi)容與實際應用嚴重脫節(jié)。

教學方法單一呆板，無法吸引學生的興趣。經(jīng)常看到這樣一種現(xiàn)象：教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學的互動性和學生的主觀能動性，學生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識，這樣的教學效果是很低的。

本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設置有這樣一個特點：課程增加，課時壓縮，總學分保持不變。“工程流體力學”課程理論課學時從64壓縮到48學時，在教學內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學生需要接受的信息量就大大增加了，嚴重增加了學生的負擔。“浮躁”是當代很多大學生所普遍具有的心理特征，導致的直接結(jié)果是學生自制力差、怕吃苦，上課前不預習、課后不認真復習、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學改革的目標

圍繞當前“工程流體力學”課程教學中存在的問題，以提高課程教學質(zhì)量、實現(xiàn)教學目標為目的，進行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學適應新時代的要求為目的；加強教學方法與教學手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強課程的應用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識教育、應用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學生的綜合素質(zhì)；加強課程教學評價與考核體系改革，引入全程教學評價與考核機制。

三、“工程流體力學”教學改革探索

從上面的分析可知，“工程流體力學”課程教學效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚州大學熱能與動力工程專業(yè)本科生課程教學中進行的探索與嘗試，取得了較好的效果。

1.教學方法的探索與實踐

（1）俗話說“良好的開端是成功的一半”，第一堂課的重要性也就不言而喻了。興趣是學生學習的直接原動力，能否在開始就激發(fā)學生對“工程流體力學”課程的學習興趣是學好本課程的關(guān)鍵。運用多媒體技術(shù)，通過生動的視頻和動畫向?qū)W生展示生活中隨處可見的流體力學現(xiàn)象。如，男孩子喜歡足球、乒乓球的比較多，可以用“香蕉球”和“弧圈球”現(xiàn)象的流體力學解釋來吸引他們的注意力，還有其他的現(xiàn)象如高爾夫球表面的凹坑設計依據(jù)，飛機機翼能夠產(chǎn)生巨大升力，跑車外形設計成流線型又是什么道理等等。此外我國正在實施的“南水北調(diào)”工程同樣涉及很多流體力學相關(guān)知識，以上這些事例都是學生所非常熟悉而又在學習之前無法用理論來解釋的現(xiàn)象，很容易引起學生的注意力和想要探索的興趣。

（2）合理使用多媒體。在流體力學的教學過程中，采用多媒體有利于學生對流動現(xiàn)象的感性認識，加深對概念的理解，提高學習興趣。但是，采用過多或華麗的多媒體也會產(chǎn)生一些負面作用，如多媒體教學替代板書節(jié)約了時間，增加了授課容量，但相應的講課速度也就比較快，學生不易吸收和消化，容易造成學生“跟不上”進度，產(chǎn)生厭學情緒。因此，傳統(tǒng)板書與多媒體有機結(jié)合的教學方式可以充分利用各自的優(yōu)點，達到最佳教學效果。當然，不同教學方式之間的比例分配的“度”是需要關(guān)注的問題。

2.教學內(nèi)容的選擇

“工程流體力學”課程是機械、能源、化工、動力、建筑、生物、航天等專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，這些專業(yè)具有不同的特點，對流體力學知識需求的側(cè)重點也不同。因此，教材的選取要有針對性，即根據(jù)本專業(yè)特點和要求、學生層次來選擇教材。此外，教師要能夠跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學最新的發(fā)展方向與研究成果，不斷更新和補充教學內(nèi)容，做到課程內(nèi)容的與時俱進。

3.重視實驗教學

實驗教學是“工程流體力學”課程教學必不可少的組成部分，屬于實踐教學環(huán)節(jié)。通過實驗對理論進行驗證，從而加深對課程基本概念和理論的理解和掌握。在基礎(chǔ)實驗外增加設計性實驗、建立開放性實驗室，鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

4.課程評價與考核體系

對于“工程流體力學”課程來說，學習要達到的目的是學生運用所學知識對實際工程問題的進行分析和解決的能力，而不是對課本理論知識和大量復雜公式的記憶能力。因此建立合理、公正、客觀的課程評價與考核體系非常重要。針對學生普遍存在的平時不努力、考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，摒棄“一考定成績”的考核方式，采用靈活的、全程考核方式取得了很好的教學效果。具體做法是：提高平時成績所占最終成績權(quán)重，包括出勤率、課堂互動和討論、小測試、作業(yè)質(zhì)量等平時學習各方面的表現(xiàn)；期末考試成績權(quán)重減少，采用閉卷方式，但考題中所涉及的公式、圖表等會在試卷中集中給出，并增加一些干擾公式進去，既避免了學生花大量時間去記憶毫無規(guī)律可言、而又易忘的經(jīng)驗公式，同時也達到了考核學生選取基本理論和公式去分析、解決實際問題的能力，實現(xiàn)了教學目的。