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一、當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題
1.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高
提到力學(xué),多數(shù)學(xué)生會(huì)覺得很難,這種先入為主的感覺會(huì)使學(xué)生對(duì)這門課程產(chǎn)生很大的抵觸情緒,不愿意學(xué)。再加上同時(shí)開設(shè)的工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)等重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論課,越發(fā)加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)。另外,流體力學(xué)課程習(xí)題量大,需要學(xué)生花費(fèi)大量課余時(shí)間復(fù)習(xí)和做題,就更加影響學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣。因此如何幫助學(xué)生克服對(duì)本課程的畏難情緒,激發(fā)他們學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣,是提高教學(xué)質(zhì)量的首要因素,也是教學(xué)改革的目標(biāo)之一。
2.教學(xué)方式單一,課堂氣氛死板
現(xiàn)在是信息社會(huì),對(duì)人才的要求很高,這就要求教師在教學(xué)過程中按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)”的目標(biāo)[2]進(jìn)行專業(yè)人才的培養(yǎng),這對(duì)傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式是一種挑戰(zhàn)。另一方面,隨著課時(shí)與學(xué)分制的掛鉤,學(xué)時(shí)被普遍壓縮,這也給課堂教學(xué)帶來很大的壓力。眾所周知,傳統(tǒng)的教學(xué)方式把很多時(shí)間用在了繪圖和板書上,無形中縮減了教與學(xué)的時(shí)間,教師要想在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,就必須加快講課節(jié)奏,刪減授課內(nèi)容,或者占用習(xí)題課或?qū)嶒?yàn)課的時(shí)間,這些都將導(dǎo)致這門課程的信息量不夠,而且學(xué)生也沒有機(jī)會(huì)及時(shí)消化所學(xué)的理論知識(shí),更談不上舉一反三了。同時(shí),“一言堂”式的教學(xué)方法使得課堂氣氛死板,學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣銳減,也影響了教學(xué)質(zhì)量。
3.理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的脫節(jié)
在流體力學(xué)的教學(xué)過程中,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)起著不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,幫助學(xué)生更好的理解理論知識(shí),而且可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的創(chuàng)新性應(yīng)用[3],很多學(xué)校不重視實(shí)驗(yàn)課的教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全放在理論教學(xué)之后甚至放在考試之后集中完成,大大降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。
二、課程教學(xué)改革的基本內(nèi)容
1.傳統(tǒng)教學(xué)方式與多媒體相結(jié)合
在現(xiàn)在的流體力學(xué)教學(xué)中,黑板加粉筆的教學(xué)方式是很多高校教師仍然采用的教學(xué)方式。這種方式對(duì)于公式的推導(dǎo)、例題的計(jì)算效果很好,但是在流體力學(xué)的教學(xué)中需要輔以很多圖片,如果全用板書來講,必然花費(fèi)很多時(shí)間。傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法滿足教師在教學(xué)中的信息量,當(dāng)然也不能完全脫離板書,畢竟公式的推導(dǎo),例題和習(xí)題的講解用板書的效果要優(yōu)于多媒體。在講緒論部分內(nèi)容時(shí)可以介紹流體力學(xué)的發(fā)展史及流體力學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活和工程實(shí)踐中應(yīng)用的實(shí)例,如果單純用板書講,會(huì)很枯燥,達(dá)不到啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的,如果輔以多媒體,結(jié)合圖片、短片、動(dòng)畫來講就會(huì)有很好的效果。所以筆者認(rèn)為,應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與多媒體教學(xué)方式很好的結(jié)合起來。
2.理論知識(shí)與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合
流體力學(xué)這門課程不僅理論性很強(qiáng),而且和工程實(shí)踐結(jié)合的非常緊密。該課程是后繼專業(yè)課程的重要理論基礎(chǔ),所以將相關(guān)專業(yè)知識(shí)穿插在流體力學(xué)課程中進(jìn)行介紹有很多好處。首先,可以幫助學(xué)生加深對(duì)專業(yè)的理解。流體力學(xué)課一般在第五學(xué)期開設(shè),此時(shí)學(xué)生已結(jié)束公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),開始了專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)。調(diào)查表明很多學(xué)生此時(shí)對(duì)專業(yè)還處在迷茫的狀態(tài),不知道建環(huán)專業(yè)具體是做什么的,自己將來能干什么。在流體力學(xué)課程的教學(xué)中采用理論知識(shí)與專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行講解的授課方式可以幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)加深對(duì)專業(yè)的了解。再者,學(xué)生了解了專業(yè)也就有了學(xué)習(xí)的方向和動(dòng)力,自然有助于提高學(xué)生對(duì)流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。比如在講授流體的熱脹性時(shí),介紹采暖系統(tǒng)膨脹水箱的作用及系統(tǒng)膨脹水量的計(jì)算方法,使學(xué)生既掌握了液體熱脹性的計(jì)算公式,又了解了自然循環(huán)采暖系統(tǒng)的基本原理。再比如,在講授伯努利方程的應(yīng)用時(shí),可以介紹水泵揚(yáng)程的計(jì)算方法和建環(huán)專業(yè)水泵的適用場(chǎng)合,使學(xué)生明白水泵是建環(huán)專業(yè)最重要的設(shè)備之一。在學(xué)生學(xué)習(xí)管網(wǎng)計(jì)算基礎(chǔ)這部分內(nèi)容時(shí),可以結(jié)合采暖系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)或消防給水系統(tǒng)同時(shí)學(xué)習(xí),畢竟這些系統(tǒng)在北方城市是到處可見的。在介紹氣體射流知識(shí)的時(shí)候可以結(jié)合空調(diào)房間的氣流組織進(jìn)行介紹等等。
3.理論流體力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)與實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)在教學(xué)中的結(jié)合
研究流體力學(xué)方法有理論分析的方法、數(shù)值分析的方法和實(shí)驗(yàn)研究的方法,在流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究中,三種方法相輔相成。但是在教學(xué)中,我們往往更多的是強(qiáng)調(diào)理論的重要性,而忽視了計(jì)算流體力學(xué)和實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)對(duì)理論學(xué)習(xí)的幫助。應(yīng)當(dāng)充分將計(jì)算流體力學(xué)和實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)的部分補(bǔ)充進(jìn)來,這樣才會(huì)使整個(gè)課程內(nèi)容豐滿,也可以擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)其解決問題的能力。
(1)理論流體力學(xué)與計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和數(shù)值計(jì)算技術(shù)的不斷提高,計(jì)算流體力學(xué)(CFD—ComputationalFluidDynamics)技術(shù)得到了空前的發(fā)展,CFD技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)模擬流場(chǎng)內(nèi)的溫度、速度和壓力的分布情況,可以較好地模擬流體的流動(dòng)過程和傳熱過程以及污染物的擴(kuò)散過程等,因此被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)。建環(huán)專業(yè)涉及大量與流動(dòng)相關(guān)的問題,因此也不例外??梢杂肅FD技術(shù)模擬空調(diào)房間的氣流組織和溫度分布,模擬水和空氣在管道內(nèi)的流動(dòng)情況,模擬火災(zāi)時(shí)建筑內(nèi)煙氣的流動(dòng)規(guī)律。在CFD領(lǐng)域,目前世界上最具有代表性的計(jì)算商用軟件有PHOENICS(英國(guó))、CFX(美國(guó))、FLUENT(美國(guó))、STAR-CD(日本),這些軟件均采用經(jīng)典的流體理論和通用流體計(jì)算程序作為模型的核心,并提供豐富的計(jì)算方法處理湍流流動(dòng),具有強(qiáng)大的前后處理功能。這些新技術(shù)的發(fā)展對(duì)流體力學(xué)課程的教學(xué)提出了新的要求。在流體力學(xué)的教學(xué)過程中除了重點(diǎn)講授理論流體力學(xué)的知識(shí)外,應(yīng)當(dāng)增加計(jì)算流體力學(xué)的知識(shí),一方面可以增加信息量,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和今后的發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ),另一方面可以用CFD技術(shù)模擬簡(jiǎn)單的流動(dòng)規(guī)律和流動(dòng)現(xiàn)象,幫助學(xué)生加深對(duì)流體理論知識(shí)的理解,起到相互促進(jìn)的作用。圖1是用CFD技術(shù)模擬的簡(jiǎn)單流動(dòng)現(xiàn)象,(a)圖驗(yàn)證了圓管中的層流運(yùn)動(dòng),證明斷面流速為旋轉(zhuǎn)拋物面。(b)圖給出了流體經(jīng)過彎管時(shí)的斷面壓強(qiáng)分布規(guī)律,充分說明了離心力的作用是彎管中產(chǎn)生渦旋的主要原因??梢詫⑦@些模擬結(jié)果通過多媒體展示給學(xué)生,讓他們?cè)谡莆绽碚摰耐瑫r(shí)增加感性的認(rèn)識(shí),可以很好的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。圖1只是兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子,流體力學(xué)中有很多例子可以通過數(shù)值計(jì)算和模擬穿插在教學(xué)過程中,得到很好的效果。
(2)授課與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合
與流體力學(xué)課程相結(jié)合的有8個(gè)主要實(shí)驗(yàn),分別是能量方程實(shí)驗(yàn)、總水頭線實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)、畢托管實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)以及孔口出流實(shí)驗(yàn)。另外還有諸如流線、繞流等演示實(shí)驗(yàn)。應(yīng)當(dāng)將這些實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)度與理論的教學(xué)進(jìn)度很好地結(jié)合,任課教師和實(shí)驗(yàn)教師共同指導(dǎo),與學(xué)生形成很好的互動(dòng),及時(shí)啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分啟發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的創(chuàng)造性理解,同時(shí)鍛煉其動(dòng)手能力。實(shí)踐證明這樣做不僅可以提高學(xué)生的興趣,還可以有意識(shí)的培養(yǎng)其觀察流體現(xiàn)象的能力和分析解決問題的能力。
一、融通式激勵(lì)
學(xué)生是有感情需要的,從上第一堂體育課開始,他們就需要從教師那里得到尊重、友愛、溫暖、情誼和教誨。當(dāng)這種情感需要得到滿足后,他們便會(huì)以更大的激情上好體育課。這種情感建立在師生情感交融的基礎(chǔ)上。教師和學(xué)生之間的感情融通包括情感和信息兩個(gè)方面,感情和信息融通了,可以增強(qiáng)師生之間的相互信任感和了解的程度。
二、勉勵(lì)式激勵(lì)
這是體育教師經(jīng)常運(yùn)用的教育手段之一?,F(xiàn)代管理學(xué)研究的結(jié)果表明,以勉勵(lì)的口氣布置任務(wù),可以充分利用人的自尊心和榮謄感,使其潛在的能力得到最大限度的發(fā)揮。生硬的命令,一開始就剝奪了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,降低了他們的活動(dòng)熱情。如教師布置學(xué)生跳高:“你們必須給我跳過去,跳不過去的要受罰!”學(xué)生聽了心里不舒服,帶著顧慮練習(xí),效果肯定不會(huì)好。如果換成勉勵(lì)式布置:“同學(xué)們要大膽地練習(xí),跳不過去沒關(guān)系,我再繼續(xù)輔導(dǎo)你們?!蓖瑢W(xué)們聽了不但樂意去練習(xí),而且練習(xí)時(shí)沒有心理負(fù)擔(dān),練習(xí)效果肯定比前者要好。
三、參與式激勵(lì)
行為科學(xué)研究的結(jié)果表明,參與管理、參與決策,是人的一種自我實(shí)現(xiàn)的需要,是精神方面的一種自我實(shí)現(xiàn)的需要,是精神方面的一種高層次的需求。從這一原理出發(fā),教師在備課過程中就要傾聽學(xué)生的呼聲,了解學(xué)生的要求,收集學(xué)生的建議,讓學(xué)生獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,讓學(xué)生參與備課。這樣備出來的課,肯定是從實(shí)際出發(fā),集思廣益,教師教得自在,學(xué)生學(xué)得稱心。
四、期望式激勵(lì)
在體育教學(xué)中,表現(xiàn)特別好的學(xué)生,最大的期望莫過于得到教師恰如其分地評(píng)價(jià)和鼓勵(lì);有某些過失的學(xué)生,最害怕的莫過于受到教師的挖苦和冷遇。遇到上述情況,正確的做法應(yīng)是:該表揚(yáng)約,就實(shí)事求是地給予表揚(yáng),并提出新的期望,鼓勵(lì)其向更高的目標(biāo)邁進(jìn);有過失的,論過要適度,動(dòng)之以情,曉之以理,激發(fā)其補(bǔ)缺改過的動(dòng)機(jī)和行為。
五、寬容式激勵(lì)
課堂上,師生之間產(chǎn)生矛盾是常有的現(xiàn)象。遇到這種情況,首先,教師要容人之短,不懷成見。教師的寬容是育人的前提,是妥善解決矛盾、融洽師生關(guān)系的基礎(chǔ)。其次,教師對(duì)學(xué)生要熱情教誨,以情感人。若采取“以牙還牙”的辦法,必然激化矛盾,破壞師生關(guān)系,嚴(yán)重影響教學(xué)。
論文關(guān)鍵詞:流體力學(xué);制冷與低溫工程;教學(xué)改革
目前,鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)的制冷與低溫工程專業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng),造就人才,有必要對(duì)制冷與低溫工程專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。
“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué),研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜,故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對(duì)學(xué)生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點(diǎn)。加上學(xué)生對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理普遍缺乏感性認(rèn)識(shí),導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。因此,迫切需要進(jìn)行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革,使學(xué)生學(xué)好本門課程,提高課程教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,全面提高專業(yè)素質(zhì)。
分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題:首先,“流體力學(xué)”理論性強(qiáng),概念多而抽象,難以理解,學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)問題的感性認(rèn)識(shí),學(xué)習(xí)興趣不高;其次,課程中公式繁多,推導(dǎo)過程復(fù)雜,且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程,另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識(shí),學(xué)生理解困難;另外,學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué),全面實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量,是該課程教學(xué)亟待解決的問題。
一、改革教學(xué)方法
學(xué)好“流體力學(xué)”這門課對(duì)于制冷與低溫工程專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其影響因素,不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ),也能為學(xué)生以后分析解決實(shí)際工程中的實(shí)際問題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門課,筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為可以從以下幾方面著手。
1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門課教學(xué)的成敗。
要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性,首先要上好“緒論”課?!熬w論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門課的窗口,也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示,“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過“緒論”課讓學(xué)生對(duì)“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)大致的了解,使他們充分意識(shí)到“流體力學(xué)”知識(shí)和我們的生活及國(guó)家的建設(shè)密切相關(guān),深刻理解“流體力學(xué)”知識(shí)在今后的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問題中的重要作用。
教師在講授一些理論知識(shí)之前,可先舉出很多貼近生活的有趣實(shí)例或者先提一些問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前,可以先問學(xué)生:在水中游得快還是在油中游得快?為什么?又如在描述流體運(yùn)動(dòng)有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時(shí),可以將在座的學(xué)生和教室里的每個(gè)座位作為研究對(duì)象來進(jìn)行類比,從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式,讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí),讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動(dòng)是一件樂事、趣事,由愿學(xué)到愛學(xué)再到樂學(xué)。實(shí)踐表明:列舉事例或提問的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感,活躍課堂氣氛,不僅可以吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,還可以使學(xué)生充分意識(shí)到本課程對(duì)今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義,并且能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶,使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外,還應(yīng)充分利用多媒體,通過圖片、動(dòng)畫讓學(xué)生直觀了解各種流動(dòng)現(xiàn)象,而不是停留在抽象層面,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動(dòng)現(xiàn)象和分析流動(dòng)機(jī)理,需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式,首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué),然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號(hào)背后所代表的物理意義?!傲黧w力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)問題的物理本質(zhì)有一個(gè)過程。教師的一個(gè)重要任務(wù)就是做好各方面的工作,幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步建立起科學(xué)的思維方式。
“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)方程、動(dòng)量方程、伯努利方程等理論知識(shí)時(shí)都有大量的公式,這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識(shí),特別是大量的偏微分方程,加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法,與物理及其他力學(xué)不同,學(xué)生的觀念不易改變,而且推導(dǎo)過程復(fù)雜,學(xué)生理解掌握很困難。如果過分強(qiáng)調(diào)“流體力學(xué)”知識(shí)的嚴(yán)密性和完整性,對(duì)每個(gè)公式的每個(gè)推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹,推導(dǎo)過程將會(huì)枯燥無味,學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂,興趣全無。而如果直接給出公式,讓學(xué)生死記硬背,只能讓學(xué)生不知其所以然,當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題了。
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為:“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點(diǎn)放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對(duì)基本概念力爭(zhēng)講透,概念清楚了,公式的講解推演才有意義。然后重點(diǎn)使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義和幾何意義,只有真正理解了公式的物理意義,才能靈活使用公式解決實(shí)際工程問題。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項(xiàng)。由于流動(dòng)的多樣性,“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的,如伯努利方程就有多種形式(理想流體、實(shí)際流體、流體是否可壓等),在具體運(yùn)用時(shí),要根據(jù)具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業(yè)
學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問題。如果基本原理掌握了,接下來就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的一種手段,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立地完成一定量的課后練習(xí)題,這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過程的重要組成部分,解題過程實(shí)質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實(shí)際問題的一個(gè)訓(xùn)練過程,課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和基本理論知識(shí)的理解。
然后再由教師通過習(xí)題課的方式,利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯(cuò)多的習(xí)題,講述流體力學(xué)原理在工程實(shí)例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時(shí),重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟,使學(xué)生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧,以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類旁通、學(xué)以致用。這一過程增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流動(dòng)過程物理本質(zhì)的理解,將物理問題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來,有助于學(xué)生對(duì)與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問題進(jìn)行認(rèn)真思考,有效的增強(qiáng)了學(xué)生分析并解決實(shí)際問題的能力。
二、改革教學(xué)手段
多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動(dòng)、具體、易于理解的教學(xué)特點(diǎn),豐富的教學(xué)內(nèi)容,被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。
多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體,可將“流體力學(xué)”中那些難以用語言描述的流動(dòng)圖像、抽象難懂的知識(shí)點(diǎn),如拉格朗日和歐拉法的描述,流線與跡線、層流、湍流等,通過圖片、動(dòng)畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生,使其從感性認(rèn)識(shí)開始建立清晰的物理概念,較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時(shí)間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場(chǎng)和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué),授課的信息量增多了,教學(xué)內(nèi)容更豐富了,學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收的知識(shí)更多了,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,學(xué)生的思路拓寬了,教學(xué)質(zhì)量也提高了。
多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書能讓他們有更多的時(shí)間去思考消化一些抽象的東西,更有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動(dòng)機(jī)理又有大量的基本概念、基本方程的特點(diǎn),在教學(xué)過程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書教學(xué)相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對(duì)某些特定的流動(dòng)現(xiàn)象,可以通過多媒體教學(xué),加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對(duì)于較重要的公式及一些重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容還是采用板書教學(xué),例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書,有利于學(xué)生集中注意力,讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間,又可加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)的理解,從而獲得良好的教學(xué)效果。
論文關(guān)鍵詞:留學(xué)生;管理體制;思考
論文摘要:伴隨著我國(guó)綜合國(guó)力不斷增強(qiáng),國(guó)際地位日益提高,越來越多的國(guó)外學(xué)生選擇來中國(guó)學(xué)習(xí)漢語,高等教育的國(guó)際化也正在成為當(dāng)代高等教育發(fā)展必然趨勢(shì)。如何適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展需要,加強(qiáng)和促進(jìn)國(guó)外留學(xué)生管理工作已經(jīng)成為當(dāng)前一個(gè)迫切需要研究的新課題。本文通過分析我國(guó)留學(xué)生管理體制中存在的諸多問題,并提出改善管理體制的幾點(diǎn)建議,以期為高校健全留學(xué)生管理體制提供借鑒。
近些年,伴隨著我國(guó)綜合國(guó)力不斷增強(qiáng),國(guó)際地位日益提高,越來越多的國(guó)外學(xué)生選擇來中國(guó)學(xué)習(xí)漢語,據(jù)報(bào)道2006年共有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的162695名來華留學(xué)人員在全國(guó)31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的519所高等學(xué)校和其他教學(xué)科研機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)。對(duì)于來華留學(xué)生的教育工作不僅是發(fā)展外交事業(yè)的重要部分,還是提高我國(guó)高等教育事業(yè)的一個(gè)重要組成方面,如何適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展需要,加強(qiáng)和促進(jìn)國(guó)外留學(xué)生管理工作已經(jīng)成為當(dāng)前一個(gè)迫切需要研究的新課題。
一、目前我國(guó)高校的留學(xué)生管理體制
目前國(guó)內(nèi)主要有以下幾種的管理體制:1、由學(xué)校外事處統(tǒng)一管理的外辦制。外事處下設(shè)留學(xué)生辦公室,有專職或者兼職人員管理留學(xué)生事務(wù),與學(xué)校其他有關(guān)部門溝通協(xié)調(diào),教學(xué)工作由學(xué)校教務(wù)教學(xué)部門負(fù)責(zé)管理。2、以二級(jí)學(xué)院管理留學(xué)生的學(xué)院制,采用管理、教學(xué)、后勤服務(wù)于一體的管理模式,負(fù)責(zé)留學(xué)生的全部事務(wù)。其中,我校的留學(xué)生管理工作就采取此種形式,留學(xué)生的管理歸口于國(guó)際文化交流學(xué)院,下設(shè)學(xué)院辦公室、留學(xué)生科、留學(xué)生后勤服務(wù)中心等部門。3、單獨(dú)設(shè)立留學(xué)生工作辦公室。配備處級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部和專職人員,主要職能是招生和管理,教學(xué)主要由學(xué)校教學(xué)部門負(fù)責(zé)。
由于國(guó)內(nèi)各個(gè)學(xué)校的歷史和傳統(tǒng)上的差異,形成了各地區(qū)、各院校的各式各樣的留學(xué)生管理模式和制度。目前不能以一種固定模式或體制來規(guī)范所有院校的留學(xué)生管理工作,只能根據(jù)學(xué)校自身特點(diǎn)和特色,推動(dòng)本校留管工作不斷發(fā)展。
二、留學(xué)生管理工作上的難點(diǎn)
1、語言差異
雖然來華留學(xué)生主要以英語溝通,但是來自不同國(guó)家和地區(qū)的留學(xué)生都帶有各自國(guó)家的語音特點(diǎn),可能會(huì)影響師生之間的交流理解。特別是新入校的留學(xué)生,他們對(duì)于中國(guó)的教育教學(xué)模式、管理方法和語言溝通等方面都比較陌生。師生間缺少默契,語言障礙成為了學(xué)生管理工作的首要問題。
2、思維方式差異
在中國(guó)傳統(tǒng)文化中思維具有很強(qiáng)的具象性,而西方文化是很強(qiáng)的抽象性。西方人擅長(zhǎng)分析和邏輯,思維模式是線性式;東方人見長(zhǎng)于整體性,富有想象,是一種圓圈模式,這些思維方式的差異在留學(xué)生管理中也會(huì)常常體現(xiàn)出來。對(duì)于不了解中國(guó)人思維習(xí)慣的國(guó)外人來說,理解和判斷就有很大難度。
3、文化差異
留學(xué)生身在異國(guó)他鄉(xiāng)學(xué)習(xí)都會(huì)不同程度地受到異國(guó)的文化影響,在異國(guó)學(xué)習(xí)就必須理解和接受第二國(guó)家的文化,這往往就需要一個(gè)時(shí)間過程。在剛?cè)雽W(xué)時(shí),留學(xué)生覺得一切很新鮮,這在心理和思想上是一個(gè)較大的轉(zhuǎn)變,往往會(huì)給留學(xué)生心理帶來一定的波動(dòng)性,感受著異國(guó)文化的沖擊。中國(guó)以儒家傳統(tǒng)文化為主,注重人際關(guān)系,在群體之間相處時(shí)互相以對(duì)方為重;但西方文化思想基本是自我中心,個(gè)人本位,這些文化差異常常會(huì)引起沖突和摩擦,是開展留學(xué)生教育不可避免的矛盾。
三、完善留學(xué)生管理體制的探索
1、建立完善的留學(xué)生招生、培養(yǎng)和服務(wù)體系
高校留學(xué)生管理體制改革的思路,要樹立留學(xué)生教育新的發(fā)展觀,形成以市場(chǎng)、資源、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)為核心的理念,建立以市場(chǎng)為導(dǎo)向與市場(chǎng)相適應(yīng)的留學(xué)生教育服務(wù)管理體系和運(yùn)作機(jī)制,完善招生體系、教育培養(yǎng)體系與后勤保障體系,積極參與國(guó)際教育市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。加強(qiáng)校際交流以及與境內(nèi)外的教育機(jī)構(gòu)和中介機(jī)構(gòu)的合作,擴(kuò)大留學(xué)生招生與交流渠道,通過政府獎(jiǎng)學(xué)金渠道,吸引優(yōu)秀留學(xué)生,提高學(xué)校知名度;通過中外合作辦學(xué)渠道,招收外國(guó)留學(xué)生,擴(kuò)大學(xué)校影響力。
2、建立一支高水平的留學(xué)生教師和管理隊(duì)伍
為保證教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量,一方面,學(xué)校必須制定漢語教師聘任制度,嚴(yán)格教師考評(píng)制度,多元化評(píng)價(jià)任課教師的教學(xué)質(zhì)量,定期請(qǐng)專家學(xué)者來給教師講課,組織教師開展講課比賽,選送優(yōu)秀的教師到重點(diǎn)大學(xué)進(jìn)修,幫助教師提高漢語教學(xué)水平。
留管人員首先要具備高尚的愛國(guó)思想,自覺維護(hù)國(guó)家主權(quán)和榮譽(yù),民族尊嚴(yán),注重自身形象。其次,要有完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)。留管人員須保持政策性、知識(shí)性為一體,首先要掌握相關(guān)的國(guó)家政策、法規(guī)和各項(xiàng)原則,還要有廣博的科學(xué)文化知識(shí),做到盡善盡能回答留學(xué)生提出的各種學(xué)習(xí)、生活方面的問題。再次,有無私奉獻(xiàn)之心。留管工作都是很繁瑣的,要發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,和任勞任怨的無私奉獻(xiàn)精神才能把留管工作認(rèn)真細(xì)致的做好,盡心盡力給留學(xué)生最大的幫助和服務(wù)。
3、努力為留學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件
隨著國(guó)家和學(xué)校對(duì)留學(xué)生教育的重視程度的不斷提高,很多學(xué)校已經(jīng)為留學(xué)生設(shè)立了專用的多媒體教室。在一些學(xué)校應(yīng)用的網(wǎng)上輔導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng),也在很大程度上促進(jìn)了留學(xué)生教學(xué)質(zhì)量的提高。
留學(xué)生管理工作是一項(xiàng)既重要又復(fù)雜的工作,在當(dāng)今國(guó)際生活越來越趨于多樣性,漢語在全球推廣進(jìn)程的快速發(fā)展中,留管工作將會(huì)面臨很多新的問題。我們必須從一點(diǎn)一滴做起,扎扎實(shí)實(shí)地做好各項(xiàng)工作,不斷更新留學(xué)生管理觀念,不斷提高教育質(zhì)量,建立適合自身發(fā)展的留學(xué)生管理模式。
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關(guān)鍵詞: 四六級(jí)翻譯新題型 翻譯意識(shí) 翻譯策略
一、大學(xué)英語四六級(jí)翻譯試題改革
全國(guó)大學(xué)英語考試(CET)是教育部主持的大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化考試,是我國(guó)規(guī)模最大的英語等級(jí)考試,分為四級(jí)和六級(jí)。四六級(jí)考試近年來歷經(jīng)多次改革,近期最矚目的一次正是2013年12月起開始實(shí)施的試題結(jié)構(gòu)及題型調(diào)整。調(diào)整后,四六級(jí)試卷結(jié)構(gòu)和測(cè)試題型相同。新題型共涉及三個(gè)方面:一是聽力部分,二是長(zhǎng)篇閱讀部分,三是翻譯部分。就翻譯新題型而論,新題型最大的變化是將原有的單句漢譯英調(diào)整為段落漢譯英。其次,翻譯內(nèi)容發(fā)生了較大變化,題型說明部分信息最清晰且最吸引人的是段落漢譯英涉及的內(nèi)容,即中國(guó)的歷史、文化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展等,增加了更具中國(guó)特色的內(nèi)容。其三,翻譯的考試時(shí)間和分值有了明顯的增加,就翻譯字?jǐn)?shù)而言,四級(jí)長(zhǎng)度為140至160個(gè)漢字,六級(jí)長(zhǎng)度為180至200個(gè)漢字。從試卷結(jié)構(gòu)看,翻譯部分現(xiàn)占分值比例為15%,考試時(shí)間為30分鐘。新題型開始實(shí)施后,就當(dāng)前的研究看,大多數(shù)的英語教學(xué)研究都是針對(duì)新題型的解讀和學(xué)生如何應(yīng)對(duì)進(jìn)行分析。本文將以新題型為切入點(diǎn),結(jié)合四六級(jí)段落翻譯的考點(diǎn),探討大學(xué)生應(yīng)如何提高自身翻譯水平,為四六級(jí)翻譯考試做好準(zhǔn)備,同時(shí)提升自身的英語綜合素質(zhì)。
二、翻譯新題型對(duì)應(yīng)試學(xué)生翻譯水平的新要求
四六級(jí)考試翻譯試題的變化,對(duì)考生的翻譯水平也提出了新要求,具體表現(xiàn)在翻譯新題型評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的改變上。段落翻譯部分最高檔分?jǐn)?shù)為13分~15分(滿分15分),它的對(duì)應(yīng)要求是:譯文準(zhǔn)確表達(dá)了原文的意思。用詞貼切,行文流暢,基本上無語言錯(cuò)誤,僅有個(gè)別小錯(cuò)。從中可以看出,段落翻譯漢譯英考察的要點(diǎn)有三:詞匯、句型和語法。第一,詞匯考察。從四級(jí)翻譯樣題給出的段落和漢譯英真題的話題可以看出,翻譯新題型對(duì)文化類詞匯給予更多的關(guān)注和考察。相應(yīng)地,也要求四六級(jí)考生更注重中國(guó)文化和中國(guó)傳統(tǒng)習(xí)俗等方面詞匯的積累和掌握;第二,句型考察。四六級(jí)翻譯從單句到段落的變化對(duì)應(yīng)試考生的句子翻譯能力提出更高的要求。對(duì)于原來的單句翻譯,考生不需要構(gòu)思整個(gè)句式的選擇,僅僅需要考慮句中的詞匯表達(dá),而新題型中的段落翻譯、句型長(zhǎng)短句結(jié)合,每句話信息量豐富,部分句子需要考生認(rèn)真構(gòu)思,譯成合適的英文句式。語序的調(diào)整就是其中最普遍且最重要的漢英翻譯方法。第三,語法考察。只要是以英文呈現(xiàn)的試題,對(duì)考生來說就涉及語法問題。而新題型中考生要翻譯的內(nèi)容和信息量更大,因此,出錯(cuò)的幾率相應(yīng)提升,例如主動(dòng)和被動(dòng)的轉(zhuǎn)換,there-be句型的用法等也是常見的出錯(cuò)點(diǎn)。
三、翻譯新題型及學(xué)生應(yīng)試翻譯技巧培養(yǎng)
在進(jìn)行翻譯新題型的訓(xùn)練時(shí),可以看到大部分學(xué)生都覺得四六級(jí)翻譯詞匯的變化讓他們感到不適應(yīng),那么,針對(duì)四六級(jí)漢英翻譯中出現(xiàn)的文化負(fù)載詞匯,可以教會(huì)學(xué)生一些可行的翻譯策略。在這些詞匯中,有些文化負(fù)載詞匯在中西方語言中都存在,且內(nèi)涵一致;有些詞匯在兩種語言中都存在,但是內(nèi)涵意義不同,還有一些詞匯在一種語言中缺失,因此便有不同翻譯方法的選擇。第一,直譯法針對(duì)對(duì)應(yīng)詞匯,即在兩種文化和語言中對(duì)應(yīng)存在的詞匯;例如“孝道”可譯為filial piety,“中藥”譯為Chinese herbal medicine,“診脈”譯為feel one’s pulse,第二,意譯法針對(duì)僅在中國(guó)的文化語境中出現(xiàn),其含義并不能被外國(guó)人直接理解和接受,這時(shí)我們就要采用意譯的方法,將中文詞匯中所蘊(yùn)含的信息準(zhǔn)確的表達(dá)出來,而不用過多考慮詞匯的一一對(duì)應(yīng),例如“清明節(jié)”譯為Tomb-sweeping Day,“端午節(jié)”譯為Dragon-boat Festival。第三,借用法多用于習(xí)語類的翻譯,漢語中的一些成語和俚語在英語中可以找到相應(yīng)的類似表達(dá),這樣就可以借用這些表達(dá),使翻譯傳達(dá)的信息更為流暢和傳神,例如“辭舊迎新”譯為ring out the old year and ring in the new,“渾水摸魚”譯為fish in troubled waters等。第四,音譯法主要針對(duì)的是詞匯空缺現(xiàn)象,如人名、地名及其他在英語中無對(duì)應(yīng)的詞匯;我們可以采用中文詞匯的拼音音譯的方法處理,例如功夫就可譯為Kongfu,餃子可譯為jiaozi等??傊谶M(jìn)行四六級(jí)段落翻譯中文化詞匯翻譯的時(shí)候,要根據(jù)不同情況使用不同的翻譯技巧,靈活運(yùn)用翻譯手段,達(dá)到英漢信息交流的最終目的。
四、翻譯新題型及學(xué)生翻譯意識(shí)提升的新途徑
除了做好翻譯新題型的策略準(zhǔn)備之外,應(yīng)試大學(xué)生還要切實(shí)培養(yǎng)培養(yǎng)翻譯意識(shí),這樣有助于學(xué)生樹立科學(xué)的翻譯觀并提高其翻譯實(shí)踐能力。特別是注意到四六級(jí)新題型中的段落翻譯更具時(shí)效性和時(shí)代性,信息時(shí)代下,增強(qiáng)大學(xué)生的翻譯意識(shí)及能力,利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源建構(gòu)全新的英語翻譯環(huán)境,提高學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的翻譯興趣是十分重要的。一方面,四六級(jí)考試的翻譯內(nèi)容,特別是六級(jí)翻譯時(shí)效性很強(qiáng),這就要求大學(xué)生在平時(shí)應(yīng)培養(yǎng)使用英語進(jìn)行新聞閱讀的良好習(xí)慣,由于英語教學(xué)的教材更新?lián)Q代較慢,在時(shí)效性和應(yīng)用性方面落后于電子網(wǎng)絡(luò),因此,應(yīng)試大學(xué)生除了課本學(xué)習(xí)之外,還應(yīng)該充分利用網(wǎng)絡(luò),涉獵更多的貼近時(shí)代和生活的英文材料。另一方面,這樣的練習(xí)可以打好學(xué)生的翻譯功底,在平時(shí)的生活實(shí)踐中潛移默化地提升自己的翻譯實(shí)踐能力,對(duì)大學(xué)生的應(yīng)試能力和英語綜合應(yīng)用能力是一種提高。
五、結(jié)語
大學(xué)英語四六級(jí)考試新題型中漢譯英部分比例的加重及翻譯內(nèi)容對(duì)歷史、文化詞匯的關(guān)注,體現(xiàn)翻譯作為文化傳播重要途徑的意義,指引廣大英語學(xué)習(xí)者對(duì)考試側(cè)重點(diǎn)的把握。翻譯新題型從句子漢譯英調(diào)整為段落漢譯英,難度自然增加,但是萬變不離其宗,考生只要做到選詞貼切、句子通順,仍然可拿到高分。至于文化詞匯的英譯,可以多關(guān)注此類詞匯的常用表達(dá)方式,結(jié)合翻譯的幾種策略,從而推而廣之,靈活應(yīng)對(duì)。同時(shí),四六級(jí)翻譯新題型改革也促使學(xué)生提升自身的語言綜合應(yīng)用能力和多元文化素質(zhì),肩負(fù)起文化傳播,弘揚(yáng)中華優(yōu)秀文化的責(zé)任。
參考文獻(xiàn):
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[論文摘要]結(jié)合學(xué)習(xí)主體所處的時(shí)代環(huán)境變化和流體力學(xué)知識(shí)體系的學(xué)科跨度大以及對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求很高的特點(diǎn),分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的問題和難點(diǎn),提出大量采用實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃蛯?shí)例教學(xué)以加強(qiáng)流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察理解對(duì)提高流體力學(xué)教學(xué)效果的必要性和重要性。
前言
流體無固定形狀,即使受到的剪切力再小,只要持續(xù)存在,其變形便會(huì)隨時(shí)間持續(xù)增大,不像固體那樣,一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴(yán)密,描述流體流動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜,高度非線性[1],因此學(xué)生對(duì)流體力學(xué)敬而遠(yuǎn)之的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。此外由于因特網(wǎng)及電子計(jì)算機(jī)的普及,各種虛擬現(xiàn)象泛濫,在這樣的環(huán)境下成長(zhǎng)的學(xué)生接觸和感受實(shí)際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少,對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2],學(xué)習(xí)只是為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)給出的試題做出接近正解的答案獲得高分,這種教育具有多大的意義,近年來許多學(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象,抓住問題的本質(zhì),才能誕生真正的學(xué)問和研究。筆者基于對(duì)本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點(diǎn)和問題,指出了重視流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解對(duì)提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。
一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
(一)新形勢(shì)下學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境變化
學(xué)生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時(shí)間和機(jī)會(huì)大大超過了自己親自動(dòng)手制作道具及模型的體感玩耍時(shí)間,通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少。
因特網(wǎng)的普及使得在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r(shí)獲得信息成為可能,近年來出現(xiàn)學(xué)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向,疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書及相關(guān)文獻(xiàn)這些知識(shí)比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外,還有很多不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的信息,即使是正確的信息,各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性,因此學(xué)生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系的。
手機(jī)在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們?cè)趯?shí)際問題時(shí),不是自己獨(dú)立分析問題,找出問題發(fā)生的原因,而是直接利用手機(jī)詢問他人求得答案,這樣很難培養(yǎng)獨(dú)立制定計(jì)劃,對(duì)可能事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),獨(dú)立進(jìn)行解決問題的能力。這恰恰是對(duì)一個(gè)未來走向社會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。
(二)流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
流體流動(dòng)的力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是最好的一個(gè)例證。大多數(shù)學(xué)生雖然能夠使用牛頓粘性定律進(jìn)行計(jì)算,但對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體為何會(huì)產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確,對(duì)于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì),只要懂得一定的計(jì)算即可,但是對(duì)于開發(fā)和設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品,如不能準(zhǔn)確把握所涉及到的相關(guān)流體流動(dòng)的物理本質(zhì),有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。
流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繁多,流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣,要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識(shí),尤其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求更高,使部分學(xué)生覺得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動(dòng)現(xiàn)象常常可以從多個(gè)角度進(jìn)行解釋,容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對(duì)翼型的流體力學(xué)工作原理,可以從流體流動(dòng)的動(dòng)量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個(gè)方面進(jìn)行解釋,解釋方法之多反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生混亂,但每一種解釋方法都是正確的,解釋的都是一個(gè)本質(zhì),只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論,才可以解除認(rèn)識(shí)上的混亂,將學(xué)到的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化。
描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程高度非線性化,數(shù)學(xué)上求解比較困難。描述流體流動(dòng)的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學(xué)解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學(xué)功底,但近年來學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢(shì)。
學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大,以考試成績(jī)自評(píng)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)識(shí)根深蒂固[4]。實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象往往沒有單純的標(biāo)準(zhǔn)答案,有時(shí)甚至存在多個(gè)解,重要的是抓住流動(dòng)現(xiàn)象的物理本質(zhì),系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。
二、教學(xué)方法對(duì)應(yīng)
解決上述問題的根本方法,筆者認(rèn)為只有從流體力學(xué)教學(xué)上,直面涉及流體的各種現(xiàn)象,使學(xué)生準(zhǔn)確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上,廣泛采用流體模型教學(xué)和實(shí)例教學(xué),增加學(xué)生觀察理解各種流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì),喚起他們對(duì)本門課的興趣的同時(shí),讓他們形成為探究流動(dòng)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進(jìn)行思考的習(xí)慣,這對(duì)解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問題至關(guān)重要。
使用電吹風(fēng)斜向上吹一個(gè)讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好的氣球模型,沒經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)向斜上方飄起。這一流體流動(dòng)現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過時(shí),由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會(huì)產(chǎn)生變化,也就是流線產(chǎn)生彎曲,根據(jù)風(fēng)的動(dòng)量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋,還可以從物體繞流邊界層效應(yīng)得到解釋。從這一簡(jiǎn)單的模型教學(xué),還可以解釋飛機(jī)的機(jī)翼通過改變空氣的流向進(jìn)而獲得升力的流體力學(xué)上的工作原理。
在一個(gè)裝滿水的塑料瓶?jī)?nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球,然后放在一個(gè)可移動(dòng)桌面上,使桌面等直線加速運(yùn)動(dòng),可發(fā)現(xiàn)鋼球運(yùn)動(dòng)較慢留在瓶底,而泡沫球運(yùn)動(dòng)較快停在瓶嘴附近。觀察這一個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生:泡沫球運(yùn)動(dòng)得較快是因?yàn)榈燃铀龠\(yùn)動(dòng)瓶?jī)?nèi)流體的靜壓在運(yùn)動(dòng)方向上遞減形成壓力梯度,小球的前進(jìn)方向的壓力大于等加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力,因此小球相對(duì)于塑料瓶向前運(yùn)動(dòng);而作用于鋼球的前進(jìn)方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同,但慣性力大于前進(jìn)方向的靜壓力,因此鋼球相對(duì)于塑料瓶向后移動(dòng)。這一模型教學(xué)比一般教科書上關(guān)于流體等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的靜壓分布的例題更容易使學(xué)生抓住問題本質(zhì),且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考之習(xí)慣,使學(xué)生體會(huì)到透過流體流動(dòng)現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂趣。
經(jīng)常使用立式洗衣機(jī)的人都知道,洗完衣服后,衣兜總要被翻過來,假如原來兜里裝有硬幣等硬物,也會(huì)被掏出來[5]。把這個(gè)實(shí)例在課堂上講出后,學(xué)生們甚有興趣,追問其中的奧秘,當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后,學(xué)生們頓時(shí)對(duì)這位科學(xué)家充滿了崇敬之情,通過大量這種實(shí)驗(yàn)?zāi)P图皩?shí)例教學(xué),學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心,教學(xué)效果的提高自不待言。
三、結(jié)語
本文詳盡的分析了計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、手機(jī)等現(xiàn)代化通訊工具普及后對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的影響,由于流體力學(xué)課程知識(shí)體系的特點(diǎn),這種影響產(chǎn)生的負(fù)面問題很多,尤其是教授成長(zhǎng)在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生,更需要轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí),改變教學(xué)觀念,在課堂教學(xué)中廣泛植入實(shí)驗(yàn)?zāi)P徒虒W(xué)和實(shí)例教學(xué),讓學(xué)生直面實(shí)際存在的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象,通過實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解,達(dá)到生動(dòng)及形象的把握這些流動(dòng)現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理,有效提升教學(xué)效果的同時(shí),通過簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動(dòng)手能力,這對(duì)學(xué)生走向社會(huì)成為一個(gè)具有創(chuàng)造性思維能力、獨(dú)立思考的優(yōu)秀技術(shù)人員也是一個(gè)必不可少的雛形磨礪。
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關(guān)鍵詞:《流體力學(xué)》課程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革;建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)16-0225-02
一、前言
我校的學(xué)生培養(yǎng)定位是:“立足內(nèi)蒙古,面向全國(guó),服務(wù)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),培養(yǎng)崗位適應(yīng)性強(qiáng)、工作作風(fēng)踏實(shí)的應(yīng)用型人才”[1]。
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:“適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,德智體全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)施能力的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才”。畢業(yè)生能夠從事工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境與暖通空調(diào)、通風(fēng)除塵、采暖供熱、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共設(shè)施系統(tǒng)、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、管理以及建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的方案制訂,并具有初步的應(yīng)用研究與開發(fā)能力,能夠在設(shè)計(jì)研究院、建筑工程單位、物業(yè)管理公司及相關(guān)的科研、生產(chǎn)和教學(xué)等單位從事技術(shù)與管理工作。
《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課,也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一,是該專業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的知識(shí)。同時(shí),該課程也是我校環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程、礦物加工工程、采礦工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化等工程專業(yè)必須開設(shè)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及水力計(jì)算的基本方法。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是發(fā)展流體力學(xué)理論,驗(yàn)證流體力學(xué)假說,理解流體力學(xué)現(xiàn)象,解決流體力學(xué)工程問題的一個(gè)重要手段,該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞影響到學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解和掌握,以及動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng),甚至影響到他們就業(yè)后對(duì)專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。
二、當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)基本目的要求是:使學(xué)生觀測(cè)流動(dòng)現(xiàn)象,驗(yàn)證所學(xué)理論,掌握實(shí)驗(yàn)的方法和操作技能,訓(xùn)練學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)資料、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)。目前我?!读黧w力學(xué)》課程開設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、圓形管道沿程阻力實(shí)驗(yàn)、圓形管道局部阻力實(shí)驗(yàn)、一元流動(dòng)量方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、氣體紊流射流實(shí)驗(yàn)等[2],全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),由于實(shí)驗(yàn)室房間、實(shí)驗(yàn)器材、指導(dǎo)教師人數(shù)等方面的條件有限,綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)不能開出。不同專業(yè)、不同學(xué)時(shí)的《流體力學(xué)》課程的學(xué)生進(jìn)行完全相同的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課堂上,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求等方面進(jìn)行講解,之后學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),出現(xiàn)問題在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行處理,教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫完成情況和質(zhì)量來評(píng)定成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)的比較全面,基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容,也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,但沒有激發(fā)學(xué)生的積極性,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和熱情沒有體現(xiàn)出來,只是被動(dòng)的完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程,不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。近年來伴隨著我國(guó)教育體制的改革發(fā)展和招生規(guī)模的擴(kuò)大,給學(xué)校的發(fā)展帶來了機(jī)遇,使學(xué)校的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但不可回避的是學(xué)生質(zhì)量在不同程度上有所下降,基礎(chǔ)知識(shí)不很扎實(shí),給后續(xù)教學(xué)工作帶來了困難,也是擺在全校師生面前的難題。另外還有相當(dāng)一部分學(xué)生是通過調(diào)劑專業(yè)而來的,不是他們所鐘情和喜愛的專業(yè),因此,學(xué)習(xí)積極性也不高,疲于應(yīng)付,學(xué)習(xí)目的不明確,態(tài)度不很認(rèn)真,缺乏學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力,只求考試及格過關(guān)了事,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也是如此。
近年來,學(xué)校也做了很大努力,在改善實(shí)驗(yàn)條件方面投入不少,但由于學(xué)生人數(shù)眾多,實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少,實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)偏多,親自動(dòng)手操作的次數(shù)不是很多,感性認(rèn)識(shí)不夠,盡管實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師想盡一切辦法,盡可能多的創(chuàng)造機(jī)會(huì),但收效甚微,實(shí)驗(yàn)效果不理想,有的甚至連最基本的測(cè)試儀器,如畢托管的工作原理、使用及注意事項(xiàng)等都不清楚。另一方面,由于小組人數(shù)多,實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)相同,實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重,沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、結(jié)果的討論,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的感悟不深,對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解、體會(huì)起不到作用,同時(shí)給實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核帶來了不便。
三、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容
1.實(shí)驗(yàn)課的地位。實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程非常重要的組成部分,但是在教學(xué)實(shí)踐中,往往更多強(qiáng)調(diào)的是理論的重要性,而忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)理論學(xué)習(xí)的幫助。因此要充分重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位,實(shí)驗(yàn)在流體力學(xué)教學(xué)中和理論課具有同樣的重要作用,流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的唯一途徑,是學(xué)生獲得流體力學(xué)感性知識(shí)的主要方法,有利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的深入理解,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考,培養(yǎng)他們的擴(kuò)散思維,調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。另外,要樹立重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、熱情服務(wù)學(xué)生的觀念。首先要重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè),無論從政策傾斜還是人力、物力以及資金投入等方面都予以高度重視;其次要尊重實(shí)驗(yàn)教師的地位和實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng),吸引具有一定操作技能和設(shè)計(jì)構(gòu)思能力的教師充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍中。
2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,其內(nèi)容貫穿了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的所有領(lǐng)域,如采暖供熱中的熱媒介質(zhì)(水)的流動(dòng),空調(diào)工程中空氣、冷凍水、冷凝水的流動(dòng),通風(fēng)除塵中空氣以及粉塵粒子的流動(dòng),鍋爐中的煙氣、水、蒸汽、粉塵粒子的流動(dòng)等,所有這些流動(dòng)的參數(shù)測(cè)試分析類似于流體力學(xué)實(shí)驗(yàn),因此流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。而目前《流體力學(xué)》課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),也是非常經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn),雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)的比較全面,基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容,也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,但是,和專業(yè)工程實(shí)踐脫節(jié),聯(lián)系不密切,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性不高[3,4]。
在完成傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的之后,指導(dǎo)組織學(xué)生自行完成一次設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn),把原有單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組合到新的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,如具有一定規(guī)模的管網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并對(duì)設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試,分別測(cè)定不同工況下的運(yùn)行參數(shù),如流量、流速、壓力等,這樣既把流體力學(xué)知識(shí)和專業(yè)課的知識(shí)結(jié)合在了一起,由于是按照自己的意愿設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),因而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又提高了學(xué)生的操作運(yùn)行技能,同時(shí),在解決出現(xiàn)問題的過程中,使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)得到了綜合應(yīng)用。因此筆者以為,傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)固然重要,可以使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得到加深鞏固和理解,綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)學(xué)生綜合能力得到鍛煉和提高的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源,在完成傳統(tǒng)經(jīng)典驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的同時(shí),加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開出。
3.教學(xué)手段與方法。為了達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師講解學(xué)生聽的模式,指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)學(xué)生采取互動(dòng)的形式,共同探討實(shí)驗(yàn)的目的、意義、背景、對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)以及和相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系、完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定的技術(shù)路線等,使學(xué)生處于主體地位,積極參與,主動(dòng)進(jìn)行。方法可以靈活多樣,教學(xué)手段可輔助以教學(xué)錄像、多媒體等,對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題應(yīng)讓學(xué)生互相討論,從中獲得答案,指導(dǎo)教師予以補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核不拘泥于實(shí)驗(yàn)報(bào)告,應(yīng)根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x的感悟、對(duì)知識(shí)聯(lián)系的理解、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作、問題分析討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等綜合評(píng)價(jià)[3,4]。
四、結(jié)語
《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課,也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一,同時(shí)也是環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)必須開設(shè)的課程。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是該課程非常重要的組成部分,實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的能力、分析解決問題的能力和相互協(xié)調(diào)合作的能力。因此要轉(zhuǎn)變觀念,重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),整合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源,進(jìn)一步補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,改革流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段,不斷研究流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì),不僅要使學(xué)生完成經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,更重要的是要放手讓學(xué)生開發(fā)設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn),突出學(xué)生的主體性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性,使每一個(gè)完成流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生從中得到鍛煉和提高,為培養(yǎng)綜合型建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:流體力學(xué);教學(xué)改革;現(xiàn)狀;思考
中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-2851(2013)-01-0148-01
流體力學(xué)是土建類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,也是全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師基礎(chǔ)考試必考科目。流體力學(xué)作為力學(xué)的一個(gè)重要分支,主要研究流體在靜止或運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的基本規(guī)律及其在工程中的應(yīng)用,是高等學(xué)校眾多工科專業(yè)的必修課。流體力學(xué)也是一門理論性和工程實(shí)際意義都較強(qiáng)的課程,具有理論不易掌握、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點(diǎn),與枯燥、繁多的理論以及教學(xué)時(shí)數(shù)的減少形成了尖銳的矛盾。因此,尋求一種新的有效的教學(xué)手段,視聽結(jié)合,充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)越性,加大課堂教學(xué)的信息密度和知識(shí)密度,拓寬課堂教學(xué)的新思路成為必然。
一、流體力學(xué)課多媒體教學(xué)現(xiàn)狀
根據(jù)在流體力學(xué)教學(xué)中應(yīng)用多媒體課件的情況來看,多媒體課件的應(yīng)用使單位時(shí)間內(nèi)教學(xué)內(nèi)容大為增加得到公認(rèn),但對(duì)教學(xué)效果的看法反映并不一致。為了解使用多媒體課件的教學(xué)效果,我們兩次發(fā)出不記名問卷。其中一次讓學(xué)生給打分,30名同學(xué)中認(rèn)為現(xiàn)在使用的流體力學(xué)多媒體課件有較大幫助和有所幫助的各有10名,合計(jì)占67%。經(jīng)討論分析,多媒體課件之所以會(huì)出現(xiàn)授課效果不佳的情況,主要是因?yàn)樵谡n件的制作和使用的過程中,存在如下這些“問題”:
1.原有課件的制作和應(yīng)用沒有充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體,只是將教師從粉筆、黑板中解放出來。有些章節(jié)內(nèi)容單調(diào)甚至照抄課本內(nèi)容,成了文本教材的電子化;有些則忽略了教學(xué)內(nèi)容的連貫性和邏輯性。
2.多媒體課件中,圖片、動(dòng)畫的選擇不符合整體教學(xué)的安排。要么簡(jiǎn)單拼湊,造成課件的形式缺乏多樣性;要么將簡(jiǎn)單的問題復(fù)雜化,缺乏合理的思路,其結(jié)果是大量的圖片分散了學(xué)生的注意力,浪費(fèi)了時(shí)間,造成教學(xué)質(zhì)量下降。
3.課件包含知識(shí)過多,文字描述繁瑣。為了讓學(xué)生能夠在有限的課時(shí)內(nèi)學(xué)到更多的知識(shí),教師過于擴(kuò)大多媒體課件的知識(shí)量,造成了屏幕上顯示的內(nèi)容過多、講解時(shí)屏幕翻滾過快,學(xué)生對(duì)教師所講授的內(nèi)容沒有留下印象,也不知道大量的知識(shí)點(diǎn)該從何處著手記錄,導(dǎo)致學(xué)生不容易跟上教師的思路,不易復(fù)習(xí)。
4.課件內(nèi)容“乏味”,不能吸引學(xué)生注意力。部分課件內(nèi)容陳舊,有些內(nèi)容與講課內(nèi)容結(jié)合不緊密,還有一些音像不夠清晰,影響視聽效果。
二、課程多媒體教學(xué)改革的思考
1.總方案設(shè)計(jì)。通過問卷調(diào)查及調(diào)研等方法,對(duì)流體力學(xué)多媒體教學(xué)的需求性、優(yōu)缺點(diǎn)、教學(xué)效果等方面進(jìn)行全面分析。調(diào)查研究存在于各個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)中的問題,并進(jìn)行匯總分析,以確定出總體方案。
2.教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)《流體力學(xué)》教學(xué)目標(biāo),對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)過程等方面進(jìn)行安排,建立課程層次結(jié)構(gòu)。多媒體課件內(nèi)容的選取要以教材為藍(lán)本,從實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、完成教學(xué)任務(wù)的需要出發(fā),但又不能為課本所束縛,要充分增加課件的含金量。一個(gè)優(yōu)秀的課件不能只是教材的幻燈片演示,而應(yīng)該增加它的生動(dòng)直觀的作用,因此教材內(nèi)容的選取很關(guān)鍵。隨著對(duì)課件制作認(rèn)識(shí)的提高,我們做課件的每一部分時(shí),都應(yīng)該做到心中有數(shù),對(duì)于每一頁面的制作都要做到精益求精,這樣做出的課件才能流暢的運(yùn)行。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)合理的流程,使教學(xué)內(nèi)容通過多媒體課件的方式表現(xiàn)出來。多媒體教學(xué)擺脫了黑板加粉筆的呆板表現(xiàn)形式,依賴于大量的多媒體素材,把以往受時(shí)間和空間限制的內(nèi)容搬進(jìn)課堂,體現(xiàn)了其特有的優(yōu)勢(shì)。素材的選取依授課內(nèi)容而決定。制作課件時(shí),老師本身就是一名導(dǎo)演,怎樣把“演員”(即素材)放到適合的位置,并使它表演得出色,全部依賴于導(dǎo)演的水平。因此教師要吃透教學(xué)內(nèi)容,在參透文字稿本的基礎(chǔ)上,反復(fù)構(gòu)思,進(jìn)行創(chuàng)作,設(shè)計(jì)出符合教學(xué)的課件來。
4.版面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)技術(shù)性、藝術(shù)性以及應(yīng)用性良好的版面,提高課件的教學(xué)效果。課件制作過程要求熟悉電腦的基本操作、掌握相關(guān)軟件的使用方法。做課件并不是說我只要掌握了課件制作軟件的使用就可以了,它需要多種軟件協(xié)同工作,比如圖像制作、聲音錄制、文字編輯、動(dòng)畫制作等等,所以要求我們平時(shí)注意多學(xué)一些操作方法,或在計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的配合下共同完成課件的制作,以使課件不僅具有教學(xué)內(nèi)容的教育性、科學(xué)性,而且要有課件的技術(shù)性,藝術(shù)性。
5.收集使用反饋意見。為保證課件的正常使用,還需要多次測(cè)試,以便能夠發(fā)現(xiàn)課件在運(yùn)行當(dāng)中存在的問題,及時(shí)修改,不斷完善。一個(gè)課件的好與壞,只有通過實(shí)踐才能真正得出結(jié)論。課件制作完成后,應(yīng)用于課堂教學(xué),然后根據(jù)學(xué)生的反饋信息,再將課件加以修改,從而使其達(dá)到最優(yōu)。如果制作的課件引不起學(xué)生的興趣,在課堂上起不到應(yīng)有的效果,那么這樣的課件無疑是失敗的。因此還需要不斷地對(duì)課件進(jìn)行修改、完善與升級(jí),使之更加適合教學(xué)的要求。
根據(jù)《流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),精心設(shè)計(jì)、制作多媒體素材,集圖、文、聲、像的綜合表現(xiàn)功能,融教育性、科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性于一體的課件,可以有效調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,最大限度地發(fā)揮學(xué)生的潛能,強(qiáng)化教學(xué)效果,提高教學(xué)質(zhì)量,從而促進(jìn)大學(xué)生對(duì)流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和應(yīng)用,并提高利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn);流體綜合實(shí)驗(yàn);柏努利方程;創(chuàng)新探索
1、前言
武漢理工大學(xué)材料學(xué)院所開設(shè)的“無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)”是一門國(guó)家級(jí)精品課程。在其基礎(chǔ)系列實(shí)驗(yàn)中,包括了以柏努利方程為核心的流體綜合實(shí)驗(yàn)。
柏努利方程(Bernoulli’s Theorem)因其由英國(guó)流體力學(xué)的先驅(qū)者柏努利推導(dǎo)出來而得名。其本質(zhì)是自然界中普遍存在的能量守恒原理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用。具體來說,該方程是關(guān)于在流體流動(dòng)過程中,流體的勢(shì)能、壓力能、動(dòng)能與因流動(dòng)阻力造成的能量損失之間的轉(zhuǎn)換與平衡關(guān)系。在工程流體力學(xué)及其實(shí)踐中,該方程的使用十分有效,它幾乎可以解釋和解決工程流體力學(xué)中許多現(xiàn)象和問題。這也為我們講解以柏努利方程為核心的流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的原理以及解釋所出現(xiàn)的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象提供了良好的理論基礎(chǔ)。
柏努利方程盡管在物理意義上具有能量的含義,但因其中的各項(xiàng)具有“高度”的量綱。因此,它又有幾何的含義,由于英國(guó)人習(xí)慣用“頭(Head)”來表征高度,翻譯成漢語就是“壓頭”的概念。因此,柏努利中的各項(xiàng)就是“壓頭”的集合,分別稱為:幾何壓頭、靜壓頭、動(dòng)壓頭和壓頭損失。
二、實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)授課過程中的創(chuàng)新探索
在本流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)過程中,最重要的就是讓學(xué)生深刻地弄清(壓頭)阻力損失的概念。早期流體力學(xué)家根據(jù)數(shù)學(xué)、物理學(xué)的基本原理,對(duì)于阻力損失進(jìn)行過的分類,按照英語原文直譯過來就是“摩擦阻力損失(Friction Loss)”和“局部阻力損失(Minor Loss)”。
關(guān)于摩擦阻力損失,它是指當(dāng)流體流速的大小和方向均不改變時(shí),純粹因流體內(nèi)部的速度差所導(dǎo)致的摩擦阻力而引起的能量損失(或稱為:壓頭損失)。根據(jù)摩擦阻力損失的大小與流體經(jīng)過的路程成正比的特點(diǎn),我國(guó)國(guó)內(nèi)普遍將其稱為:沿程阻力損失。
關(guān)于局部阻力損失,它是指在流體流動(dòng)過程中當(dāng)遇到局部障礙時(shí),流體流速的大小、方向至少有一個(gè)會(huì)發(fā)生改變。于是,因流體質(zhì)點(diǎn)速度分布重組和撞擊及其所引起的漩渦區(qū)而造成的、在障礙所在局部區(qū)域內(nèi)的、除了原有沿程阻力損失之外的附加能量損失(壓頭損失)。弄清楚了以上概念及問題的本質(zhì),教師講課以及學(xué)生理解就相對(duì)容易許多。
本流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是:關(guān)于流體局部阻力損失的實(shí)驗(yàn)。具體來說,就是流體在流經(jīng)突擴(kuò)管時(shí),靜壓分布的變化規(guī)律表征、局部阻力系數(shù)的測(cè)量、在突擴(kuò)管前后流體流速分布重組的情況以及有關(guān)渦旋區(qū)的形成原因。我們以實(shí)驗(yàn)中的靜壓分布變化規(guī)律來驗(yàn)證和加深這幾項(xiàng)內(nèi)容。這樣也有利于通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)來理解局部阻力損失的成因,從而加深理論課學(xué)習(xí)的效果和印象。
本流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是:關(guān)于柏努利方程效果的演示實(shí)驗(yàn)。圖1就是我們根據(jù)真實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置所開發(fā)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件的一個(gè)截面圖。通過該實(shí)驗(yàn),可以直接明晰地呈現(xiàn)出流體流動(dòng)因符合柏努利方程而產(chǎn)生的各種流動(dòng)現(xiàn)象和效果。學(xué)生對(duì)該演示實(shí)驗(yàn)中所呈現(xiàn)的各種流型和規(guī)律的反映效果較好。在此基礎(chǔ)上,我們又提出了在材料工程中、在日常生活中出現(xiàn)的各種流動(dòng)現(xiàn)象,請(qǐng)同學(xué)們思考與并設(shè)法用柏努利方程來解釋,然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),這樣有助于提高素質(zhì)教育的結(jié)果。也就是說,有助于通過該實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)將流體流動(dòng)中所體現(xiàn)的真實(shí)規(guī)律應(yīng)用到具體的材料工程中,包括材料的制備、加工,以及制備加工所用有關(guān)設(shè)備內(nèi)的某些結(jié)構(gòu)。這也為學(xué)生畢業(yè)以后從事具體的工作中和技術(shù)革新活動(dòng)而貯備一定的基礎(chǔ)知識(shí)。
圖1柏努利方程實(shí)驗(yàn)裝置
本流體綜合實(shí)驗(yàn)的第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是:有壓滲流的電模擬實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是弄清楚流體流動(dòng)(尤其是滲流)的概念與特點(diǎn)。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是用具有相同數(shù)學(xué)分布規(guī)律的電場(chǎng)(其參數(shù)可測(cè)量)來模擬出有壓滲流場(chǎng)的規(guī)律(直接測(cè)量較困難)。另外,在該實(shí)驗(yàn)中,我們還講解了均勻地增加流體流動(dòng)的阻力有助于提高流體流動(dòng)的均勻度。這一道理在工程實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常被用到。
三、結(jié)論
作為國(guó)家級(jí)精品課程的一部分,我們?cè)诒玖黧w力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)過程別注意教學(xué)效果的深化、開拓與創(chuàng)新活動(dòng)。經(jīng)過以上所述的創(chuàng)新探索以及幾次該綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué),我們認(rèn)為達(dá)到了這個(gè)目的。從學(xué)生的反饋意見來看,也驗(yàn)證這一結(jié)論。希望本文對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)有所裨益,也歡迎各方面的反饋意見和指導(dǎo)建議。我們將認(rèn)真對(duì)待與積極改進(jìn),從而為無機(jī)非金屬材料專業(yè)方向的人才培養(yǎng)做出自己的貢獻(xiàn)。
四、致謝
本項(xiàng)目由武漢理工大學(xué)校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):201004)以及武漢理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目(①材料工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與其模擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā);②材料工程基礎(chǔ)課程中傳熱學(xué)模擬開放實(shí)驗(yàn)的開發(fā))提供支持。
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉立.流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)(第二版).北京:中國(guó)電力出版社.2007.
[2]James R.Welty.Fundamentals of Heat,Momentum,Mass Transfer(4th ed).Delhi, India:John Wiley & Sons, Inc.2001.
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
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