流體力學的基本原理精選(九篇)

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第1篇：流體力學的基本原理范文

關鍵詞：計算流體力學；求解；基本原理；化學工程；應用

化學工程在我國具有較長的研究與應用歷程，并在實際的生產與生活中取得到巨大的應用成效，不僅能夠供給正常的生活需求，同時根據(jù)新材料的開發(fā)，能夠滿足現(xiàn)代型環(huán)保材料的使用。在化學工程中，較多的反映環(huán)境和反應機制都是在溶液中進行的，具有質量守恒和熱量守恒定律的應用。而這種質量與能量的關系正是計算流體力學的主要原理。通過對實際應用環(huán)境和原理的分析，能夠優(yōu)化工程設計和工藝改進，提高化學工程的生產效率。

1計算流體力學在化學工程中的基本原理

計算流體力學簡稱CFD，是通過數(shù)值計算方法來求解化工中幾何形狀空間內的動量、熱量、質量方程等流動主控方程，從而發(fā)現(xiàn)化工領域中各種流體的流動現(xiàn)象和規(guī)律，其主要以化學方程式中的動量守恒定律、能量守恒定律及質量守恒方程為基礎。一般情況下，計算流體力學的數(shù)值計算方法主要包括數(shù)值差分法、數(shù)值有限元法及數(shù)值有限體積法，其也是一門多門學科交叉的科目，計算流體力學不僅要掌握流體力學的知識，也要掌握計算幾何學和數(shù)值分析等學科知識，其涉及面廣。針對計算流體力學的真實模擬，其主要目的是對流體流動進行預測，以獲得流體流動的信息，從而有效控制化工領域中的流體流動。隨著信息技術的發(fā)展，市場上也出現(xiàn)了計算流體力學軟件，其具有對流場進行分析、計算、預測的功能，計算流體力學軟件操作簡單，界面直觀形象，有利于化學工程師對流體進行準確的計算。

2計算流體力學砸你化學工程中的實際應用

2.1在攪拌中的應用分析

在攪拌的化學反應中，反映介質之間的流動性比較復雜，依據(jù)傳統(tǒng)的計算形式根本無法解決，并在化學試劑在攪拌中存在不均勻擴散的特點，在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點。若是依據(jù)實驗手段測得反映中物質、能量和質量的變化規(guī)律，其得出的結構往往存在較差時效性，實驗騙差加大。通過對二維計算流體力學的應用，能夠對攪拌中流體的形式進行模擬，并進行質量、能量等數(shù)據(jù)的驗證。但是流體的變化，不僅與化學試劑的濃度、減半速度有關，還與時間、容器的形狀等有著之間的聯(lián)系，需要建立三維空間模擬形式進行計算流行力學。隨著科學技術和研究水平的提高，在通過借助多普勒激光測速儀后，已經(jīng)對三維計算形式有了較大的突破，這對于化工工程中原料的有效應用和工程成本的減低具有促進的作用，但是在三維計算流體力學中還存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不斷的完善。

2.2CFD在化學工程換熱器中的應用分析

換熱器是化學工程中主要的應用設備，通過管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應用，能夠有效的控制化學試劑在反應中的溫度變化。其中根據(jù)換熱器的形式不同，計算流體力學的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過流體湍流速度的改變，增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過加大流體的接觸面積，提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中，熱量交換的形式更為復雜，但是卻群在重復性換熱的特點，增加了換熱的時間，提高了換熱的效果。從總體上分析，計算流量力學中，需要對溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時間變化進行分析。通過CFD計算流體力學的應用，能夠計算出不同設備的熱交換效果，并根據(jù)生產的實際需求進行換熱器的選擇使用。

2.3在精餾塔中的應用

CFD已成為研究精餾塔內氣液兩相流動和傳質的重要工具,通過CFD模擬可獲得塔內氣液兩相微觀的流動狀況。在板式塔板上的氣液傳質方面,Vi-tankar等應用低雷諾數(shù)的k-ε模型對鼓泡塔反應器的持液量和速度分布進行了模擬,在塔氣相負荷、塔徑、塔高和氣液系統(tǒng)的參數(shù)大范圍變化的情況下,模擬結果和現(xiàn)實的數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎,充分考慮了塔壁對塔內流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計算了矩形鼓泡塔內氣液相的分散性能,以及氣泡數(shù)量、大小和氣相速度之間的關系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內典型微型單元(REU)的流體力學性質來預測整塔的流體力學性質的方法,對每一個單元用FLUENT進行了模擬計算,發(fā)現(xiàn)塔內的主要能量損失來自于填料內的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預測了整塔的壓降。Larachi等發(fā)現(xiàn)流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現(xiàn)象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質相關,因此用CFD模擬計算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動產生的壓降,為改進填料提供了理論依據(jù)。CFD模擬精餾塔內流體流動也存在一些不足,如CFD模擬規(guī)整填料塔內流體流動的結果與實驗值還有一定的偏差。這是由于對于許多問題所應用的數(shù)學模型還不夠精確,還需要加強流體力學的理論分析和實驗研究。

2.4CFD在化學反應工程中的應用研究

在化學反應工程中，反應物和生成物的化學反應速率與反應器、溫度和壓力等有著較大的聯(lián)系，在實際的反應中可以利用計算流體力學進行數(shù)據(jù)的獲取。但是這數(shù)據(jù)的獲取具有一定的溫度限制，當反應中溫度過大，就會造成分子的劇烈運動，其運動軌跡的變化規(guī)律就會異常，在利用計算流體力學的模型計算中，計算數(shù)據(jù)與實際情況會發(fā)生較大的偏差。由于高溫中分子的運動軌跡和運動速度難以獲取，在計算流體力學的實際計算中，就要借助FLUENT進行三維建型，并利用測速反應器進行速度的測量，通過綜合的比較分析，利用限元法進行數(shù)據(jù)的計算?？梢缘贸霾煌h(huán)境下的反應器的流線、反應器內部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預測反應器的速度、溫度及壓力場，可以更進一步理解化學反應工程中的聚合過程，詳細、準確的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化化學反應中的操作參數(shù)。

結束語

計算流體力學對于化學工程的應用具有實際意義，并在經(jīng)濟效益的提高上具有重要的價值，在近幾年，化學工程技術人員不斷的計算流體力學中展開研究，以二維空間計算和模擬為基礎，不斷的完善三維空間的流量計算，并得出了一系列的流體流動規(guī)律。根據(jù)計算流體力學在化學工程中的廣泛應用，在今后的化學工程發(fā)展中，應加強此類學科的教學與延伸，提供出更有效的反應設備和工藝操作。

參考文獻

[1]余金偉,馮曉鋒.計算流體力學發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代制造技術與裝備,2013(06).

第2篇：流體力學的基本原理范文

關鍵詞：材料科學與工程專業(yè)；流體力學教學；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）48-0039-02

流體力學是一門研究流體的受力與運動規(guī)律的嚴密科學，是一門材料科學與工程專業(yè)中理論性和實踐性都較強的專業(yè)基礎課程。在流體力學的教學過程中，涉及到的數(shù)學公式很多，過程較為復雜。歷年來，學生們普遍認為流體力學課程枯燥無味，難以學懂，興趣不大，導致教學效果較差。分析材料科學與工程專業(yè)現(xiàn)狀可知，目前，該課程體系教學中存在著較大弊端：一方面，太偏重于數(shù)學推導與公式的理解，忽視了課程理論的物理意義與工程應用的有效結合；另一方面，忽視了課程的基礎作用，片面強調課程的專業(yè)性。為此，本文結合材料科學與工程專業(yè)的課程設置，對課程的教學環(huán)節(jié)進行了改革探索。課堂教學是提升學生認知的重要手段。筆者認為可以從以下幾個方面來提高流體力學的教學質量。

一、優(yōu)化教學內容

縱觀材料科學與工程專業(yè)的流體力學課程體系，可將之分為基本理論知識、基本應用、實驗部分、與其他學科的交叉內容、工程實際應用等方面。在教學過程中，筆者認為采用模塊化教學方式能夠達到較好的效果。所謂模塊化教學是指根據(jù)學科或專業(yè)的不同需求選擇學習內容，將每個內容或環(huán)節(jié)定義為模塊。每個模塊的目標明確，針對性強，而且學時數(shù)相對較少，容易提高學生的學習效率。當然，各個模塊之間并不是孤立的，在教學實施過程中，模塊是相對獨立的，但從課程的整體架構上來說又是有機關聯(lián)的，步步為營，內容豐富，難度螺旋式上升，使整個流體力學課程具有較強的系統(tǒng)性和完整性。目前，國內材料科學與工程專業(yè)的流體力學課程體系基本按照如下形式貫穿：流體靜力學理想流體運動動力學實際流體運動：一元流體相似理論泵與風機。每部分的研究方法較為統(tǒng)一，所形成的體系由簡到繁、由易到難，并且很容易實現(xiàn)模塊化處理。例如在講授流體運動學基礎、動力學基礎時，可以先從實際流體流動的基本方程入手，使學生在本門課程開始就接觸到流體動力學的總的輪廓和最基本的理論方程，后面的理想流體動力學及一元流體動力學問題作為其特殊情況處理，將理想流體、一元流動的條件代入有關方程，即可得到理想流體、一元流動的動力學方程。建立的這種模塊體系具有由一般到特殊的特點，條理清楚。這樣一來，教師在講完一般形式的方程組后再來講具體一元流體動力學及理想流體動力學問題，就可略去大量的公式推導過程，節(jié)省了大量的課時，內容組織層次感較強，講起來重點更突出，教學過程卻相對簡化。

二、更新教材結構

同時，考慮到材料科學與工程專業(yè)的特色與應用范疇，非常有必要對教材內容進行優(yōu)化處理，根據(jù)材料科學與工程的課堂要求，淡化一些理論推導過程，以工程應用為根本。從學生的學習規(guī)律來看，一般學生剛學習課程的時候積極性和重視程度都比較高，在學習時花費時間較長，但隨著課堂內容的推進，學生們的興趣減弱，教學內容和教學方法的改革與優(yōu)化勢在必行。材料科學與工程專業(yè)的流體力學課程內容并不包括本領域的全部專業(yè)知識，主要講授流體流動的基本原理與基本思路，并側重于工程應用。因此，教材的選取要更具科學性，要根據(jù)專業(yè)特點和需要，結合學生興趣與學習層次，有針對性地選取講義，教材要更側重于基本原理與基本公式的講述與應用，做到簡單易懂，實用性較強。

三、激發(fā)學習興趣

在流體力學教學的開始，教師就應該緊緊抓住學生們的學習興趣，在緊扣教學計劃的基礎上，以當前熱點問題為引導，充分調動學生們的學習積極性。因此，在流體力學教學的過程中，如何將教學內容與工程實踐相結合，與熱點問題相結合，激發(fā)學生的學習興趣是提升教學效果的重要措施之一。比如在給學生上緒論課的時候，可以通過一些生動的圖片、視頻、動畫給學生形象地展示大自然與人類生活密切相關的流體力學現(xiàn)象，增強學生對流體力學的感性認識與興趣，如汽車為什么要做成流線型的；高爾夫球為什么在表面有很多坑；火箭為什么能夠上天；海岸為什么是弧形；戰(zhàn)斗機為什么頭部是尖的等。這些問題是日常生活中經(jīng)常見到的，通過這些問題的設計與引導，可以讓學生們知道本課程的主要學習目標是什么，能解決什么樣的實際問題，讓學生們帶著疑問和興趣去學習，效果將事半功倍。

四、改革教學手段

目前，流體力學教學過程中教學手段較為豐富，但仍以板書和多媒體教學兩種方法為主。更多采用“多媒體為主，板書為輔”的方法。多媒體教學較為直觀、形象，所傳輸?shù)男畔⒘烤薮?。同時，伴隨著信息網(wǎng)絡化大形勢的進一步深化，網(wǎng)絡電子資源更加豐富，這樣大大縮短了教師們的備課時間。但這種方式也有不足之處，最主要表現(xiàn)在多媒體授課速度偏快，學生尚未形成知識結構體系就一帶而過，課堂上考慮的時間不足，很難形成師生之間的互動。相對而言，板書備課時間較長，課堂上書寫時間也較長，對于一些較難理解的內容，可以給學生們足夠的思考空間，并在課堂上按照既定授課思路進行，這樣能夠涵蓋較為瑣碎的知識點，易于形成師生間的“一問一答”式的互動關系。因此，在流體力學授課過程中宜采用二者結合的方式，對于系統(tǒng)性較差的知識點來說采用多媒體方式，而對于重點、難點內容則主要采用板書的形式，真正做到對該知識點的側重講解，疏而不漏。只有這樣才能使學生對課程既有充足的知識量，又有重點突出，進而提高學生的學習效率。

五、重視實驗與工程教學

流體力學課是一門與工程實踐結合緊密的學科。因此，在課程開展的過程中應該對實驗課與工程教學進行重點關注。實驗教學目前可以分為演示型和驗證型，但教學方法單一，限制了學生分析問題、解決問題的能力；同時，由于長期以來實驗教學從屬于理論教學，實驗教學與工程教學的課程建設與發(fā)展受到了嚴重制約。因此非常有必要對實驗與工程教學進行改革來適應目前高校的培養(yǎng)模式。首先，實驗與工程教學要注重同專業(yè)知識相結合。傳統(tǒng)的實驗教學較多適用于試驗臺環(huán)境下，是國家根據(jù)課程規(guī)劃以及人才的知識結構需要設立的，這嚴重阻礙了學生們與工程實踐的有效溝通，因此，可以針對學生所學專業(yè)逐步設立既符合本專業(yè)又具有工程背景的可操作性較強的實驗項目，用以適應學生對專業(yè)領域知識的理解與創(chuàng)新需求。其次，有效利用高校科研優(yōu)勢，促進實驗與工程教學的發(fā)展。以學科為依托，實現(xiàn)科研與教學互補，將科研成果引入實驗教學，這樣可以開闊學生視野，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。第三，實現(xiàn)基礎實驗與個性實驗的互補。在基礎實驗訓練的基礎上，開展一些更具有研究性和綜合性的實驗，這樣對理論知識的學習有一個較為有利的補充，同時也可以鍛煉學生們實驗設計、整體規(guī)劃的能力，積極調動學生們的學習積極性。

參考文獻：

[1]曾立云.流體力學課程教學方法研究[J].甘肅農業(yè)大學學報，2002，1（37）：123-125.

第3篇：流體力學的基本原理范文

【關鍵詞】工程流體力學 教學改革 探討

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）14－0056－02

工程流體力學主要研究的是流體靜止和運動的力學規(guī)律及其在工程技術中的應用的學科，是熱能與動力工程專業(yè)的重要的專業(yè)基礎課。該課程不僅為學生學習后續(xù)的專業(yè)課提供了必備的基礎理論知識，也為從事熱能利用有關的專業(yè)技術人員進行專業(yè)技術工作和科學研究工作提供重要的理論基礎。工程流體力學課程在理工科教學體系中具有重要地位，教師難教、學生難學已成為師生的共識。因此，新形勢下積極思考和探索工程流體力學教學改革方法對改善課程的教學效果、提高學生的培養(yǎng)質量具有重要意義。

一 工程流體力學“教與學”問題調研

通過對揚州大學能源與動力工程學院熱能與動力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)本科二年級的學生進行調研，從課程本身的特點、教師教和學生學的方面存在的問題及其對教學質量的影響進行了調查和探討。

1．課程本身所具有的特點

工程流體力學課程包括理論教學和實驗教學兩方面的內容，課程涉及的知識面比較廣泛，尤其對學生掌握經(jīng)典力學和高等數(shù)學的要求較高。此外，工程流體力學課程本身研究對象是流體，研究對象不具有固定的形狀、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。以上特點導致了工程流體力學課程教師難教、學生難學，教學效果不理想，并對后續(xù)課程的學習造成了不良影響。

2．學生“學”存在的問題

大學二年級的本科學生屬于“90后”，獨生子女占絕大多數(shù)，具有這一代孩子的共同特點，即個性張揚、自我意識很強、不太考慮別人，普遍缺乏基本的責任意識和責任感。他們在學習上表現(xiàn)出以下幾方面特點：（1）習慣了小學、中學時代的被動式學習方式，即教師教什么就學什么，課堂不講的就不學不看，缺乏一種積極的、自發(fā)的主動學習意識，不會自學，這一點是影響最大最深遠的方面；（2）大學學習環(huán)境相對于中學來說自由了很多，學生自主支配的時間占多數(shù)，沒有教師和家長的督促，學生的自制力不強，玩、逃課的現(xiàn)象嚴重；（3）課前不能提前預習課程內容，對于大學課堂授課知識量大的特點，學生跟不上教師的思路，容易造成聽不懂、學不會的結果；（4）課下不認真復習當天學習內容，作業(yè)普遍存在抄襲現(xiàn)象。

3．教師“教”存在的問題

在當前大形勢的影響下，教學考核制度“重科研，輕教學”的思想對教師的教學積極性具有很大影響。教師不能根據(jù)當今大學生的特點進行教學、調動學生的學習熱情、激發(fā)學生的學習興趣是造成教學效果不理想的主要原因，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）教師上課自己沉浸于“講”課的過程中，單方面向學生“傳授”知識，而不顧及學生“聽”課的感受，忽視了教學過程中“教”與“學”之間的互動性。

這種教學方式造成的更大危害是逐漸使學生徹底喪失了學習的主動性和與教師交流的動力。在這種情況下，教師無法得到學生反饋的信息，進一步影響了教學水平的提高。（2）教學內容老舊，講課內容局限于教材本身，沒有或很少對課本知識進行擴展、結合現(xiàn)實生活中的實際現(xiàn)象進行舉例說明，理論與實際脫節(jié)，導致學生不知道學習本門課程能夠解決什么問題和如何解決問題的疑問。（3）過于依賴多媒體課件授課，板書很少，或者幾乎就摒棄了板書。此外，課件的制作質量不高也是造成教學效果不理想的一個方面。

二 教學改革的思考與建議

1．教材方面的思考與建議

工程流體力學課程教材的選取要根據(jù)本專業(yè)特點和要求、學生的層次，有針對性地選擇教材。所以，選取的教材在內容組織上重點應側重于基本原理、基本方法和基本公式的運用，力圖做到概念準確、通俗易懂、內容均衡、學以致用。此外，任課教師根據(jù)科學的發(fā)展能夠及時更新和補充最新的學科前沿知識，拓寬學生的知識面，啟發(fā)和增強學生對本課程知識的理解，以及思考的興趣。

2．興趣是重要的前提

愛因斯坦說過，興趣是最好的老師。而老師則是點燃學生學習興趣的火炬。如何激發(fā)學生的學習興趣是關鍵。因此，在工程流體力學教學過程中，如何將教學內容與實際緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學生的學習興趣是提升教學效果的重要措施之一。通過視頻、動畫向學生展示自然界和人類生活密切相關的流體力學現(xiàn)象。如高爾夫球運動中，球體表面設計如此多的凹坑是為了起到什么作用；從汽車的發(fā)展歷史看，車輛形狀發(fā)生了很大的變化而其外形設計依據(jù)是什么；飛機的機翼能夠產生升力托起沉重的機身，原理是什么等；以此來增強學生對流動現(xiàn)象的感性認識。通過在日常生活中可以直接看到或者感受到的現(xiàn)象的直觀展示，學生可以知道本課程可以解決哪些實際問題，帶著疑問和興趣去學習，激發(fā)學生學習本課程的興趣，相應的學生學習的積極性和主動性就被充分調動起來了。

3．“教”的改革實踐

第4篇：流體力學的基本原理范文

【關鍵詞】啟發(fā)式教學思想 教學方法 流體力學 實踐

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）10-0021-02

一 啟發(fā)式教學的含義

“學而不思則罔，思而不學則殆”，針對這一現(xiàn)象，孔子認為“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅及，則不復也”。這句話的意思是：“不到他努力想弄明白而不得的程度不要去開導他；不到他心里明白卻不能完善表達出來的程度不要去啟發(fā)他。如果他不能舉一反三，就不要再反復地給他舉例了?！睆目鬃訉l(fā)式教學的認識，可以看出啟發(fā)式教學首先要學生處于“憤”或“悱”的狀態(tài)，之后才是教師的“啟”和“發(fā)”。也就是說，學生要先經(jīng)過努力思考，卻仍不能解除心中疑惑，這時教師才應該對學生進行點撥，教給學生解題思路與技巧。所以說，啟發(fā)式教學的第一步是學生應對所學的內容進行自學，而且經(jīng)過了深思熟慮而不得。啟發(fā)式教學的第二步才是教師的指導或引導，無論是對語言的精準表達，還是解題的思路或技巧指導。啟發(fā)式教學的第三步，是對學生剛剛解除的疑惑進行考查，以驗證學生是否真正理解，是否熟練掌握，以期學生能在學會的基礎上，能夠舉一反三，融會貫通。

“啟發(fā)式”教學的思想與“填鴨式”、“滿堂灌”的做法相對立。教師在任何情況下都不可以自己的灌輸代替學生思考。啟發(fā)式教學的根本思想是以學生為教學活動的主體，教師只起指導、引導作用。啟發(fā)式教學不僅是一種教學方法，更重要的是一種教學思想。

二 啟發(fā)式教學在流體力學教學中的實踐

從啟發(fā)式教學的思想看，教師要想啟發(fā)學生，其前提是學生必須要有疑惑，并且是在思考后不能解答的前提下，才進行啟發(fā)。因此，老師的職責是如何使學生去積極思考，在學生迷茫而無所得的情況下對學生進行正確的引導。

1.以啟發(fā)式教學思想為指導，精心營造啟發(fā)的教學情境

教師在所有的教學環(huán)節(jié)，都應以啟發(fā)式思想為指導。重視后用啟發(fā)式教學。每一位教師應從教學規(guī)律出發(fā)，精心設計教學活動，精心營造啟發(fā)式教學情境。

2.啟發(fā)式教學方法在流體力學課堂中的運用

第一，總結式啟發(fā)和回顧式啟發(fā)。流體力學是以流體為研究對象，探討其受力及靜止、運動規(guī)律。前后知識邏輯性強。每部分知識結束時，應及時總結，進而拋出新問題，引發(fā)學生課后思考。甚至可布置思考題，讓學生自己找出解決問題的思路。下一節(jié)課開始時，教師先回顧上節(jié)課的主要內容，從沒解決的問題入手，和學生探討解決問題的方法。如講完“流體靜壓強的兩點特性”后，可及時讓學生思考，如果流體是運動的，那么其動壓強是否還具有這兩點特性，從而引發(fā)學生的疑問，這樣不但使學生主動去探究靜壓強大小與作用面方位無關的原因，還會使其帶著興趣去學習流體動力學的內容。

第二，現(xiàn)象啟發(fā)式。流體力學課程概念多，前后內容邏輯性很強。教學內容的安排應符合人類從感性到理性、從現(xiàn)象到本質、從淺顯到深入的認識過程。因此，教學時應經(jīng)常與日常生活及工業(yè)生產中的現(xiàn)象相聯(lián)系。例如，講“流體黏滯性概念”的時候，讓大家思考手接觸不同流體，如空氣、水和油時的感覺，從感覺上區(qū)分不同的流體具有不同的黏滯性，并認識到它們與手的黏附力不同。接著讓學生分析原因，從而水到渠成地得出黏滯性的本質是內摩擦力的結論。

用現(xiàn)象或實例可以引發(fā)學生的思考，進而吸引學生的興趣，而且會讓學生明白，流體力學中的概念是從現(xiàn)象中抽象出來，與現(xiàn)象緊密聯(lián)系的。對這些本質的理解及知識的獲得反過來可以解決、解釋很多實際問題。這樣，學生會饒有興趣地學習知識，并能從本課程中得到更大的收獲。

第三，對比式啟發(fā)。在流體力學教學中，可以采用以下三種對比方式：一是將相近或相反的概念、規(guī)律進行對比。例如，在講氣體能量方程時，與前面的液體能量方程對比，說明氣體能量方程形式上的不同。再如，氣體靜壓強的分布規(guī)律與液體相對比，甚至把流體的壓強分布與粉體或固體的壓力進行對比。這樣，可以使知識的區(qū)別清楚地呈現(xiàn)出來，使學生印象深刻，便于記憶。二是將新舊知識進行對比，使學生在原有知識的基礎上學習新知識，從而加速對新知識的掌握，做到“溫故而知新”。例如，將理想元流伯努利方程、理想總流伯努利方程和實際流體的伯努利方程的成立條件及方程形式進行分析對比，可貫通舊知識和新知識，使學生加速對后者的掌握。學生的學習是一個在原有知識結構的基礎上不斷更新、不斷加深的過程。無論從知識的深度還是廣度上，都是不斷提升和深入的過程。這就要求教師善于從學生原有的知識基礎出發(fā)，引出新的問題，引發(fā)學生的思考，并分析得出新知識，解決新問題。三是將課堂理論知識與生產實踐、日常生活中的實例相對比，使抽象的內容具體化，加深學生的感性認識。教師應重視教學實踐活動，并充分利用實踐教學，把理論知識與實踐聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生用書本知識解釋、解決生產、生活中所遇到的問題的能力。

第四，練習式、作業(yè)式啟發(fā)。流體力學課程理論性較強、概念抽象、方程較多，因此，進行習題訓練成為學生理解和鞏固知識的重要手段。在課堂上應重視對基本概念、基本原理思考題的練習與討論。在課下作業(yè)題目的布置上，教師應選擇一些具有較強典型性、綜合性和實踐性的習題供學生練習。對于一些難點，教師在啟發(fā)和提示的基礎上，讓學生互相討論，逐步深入，在爭論中得出答案。

第5篇：流體力學的基本原理范文

[關鍵詞]跨專業(yè)選修課 液壓與氣壓傳動 紡織工程 教學 實踐與體會

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）06-0138-03

隨著不同學科之間的相互交叉、融合、滲透而出現(xiàn)了交叉學科，而科學上的新理論、新發(fā)明的產生，新的工程技術的出現(xiàn)，經(jīng)常是在學科的邊緣或交叉點上。因此，作為以人才培養(yǎng)為首要任務的高等院校應重視交叉學科將使學科本身向著更深層次和更高水平發(fā)展。交叉學科人才培養(yǎng)要求學生選修與本專業(yè)相關的基礎課程即跨專業(yè)選修課程，以使學生具備交叉學科及專業(yè)發(fā)展的必要基礎理論知識。紡織機械是一種集機、電、光、液、氣等于一體的裝備，其本身就要求相關學科交叉與融合。

本文以紡機液壓與氣壓傳動課程為例，分析了學生專業(yè)與跨專業(yè)選修課的特點，指出開設跨專業(yè)選修課程的必要性，重點闡述跨專業(yè)選修課程教學中遇到的問題及解決措施，對跨專業(yè)選修課程的教學和進一步實踐與探索具有普遍而又重要的意義。

一、學生專業(yè)與跨專業(yè)課程特點分析

現(xiàn)代科學的發(fā)展是在多學科交叉、融合、滲透中不斷發(fā)展的，對于人才能力的需求是多元化的、綜合性的。2008年11月11日，在2008諾貝爾獎獲得者北京論壇上，華人圖靈獎得主姚期智指出，多學科交叉融合是信息技術發(fā)展的關鍵：當不同的學科、理論相互交叉結合，同時一種新技術達到成熟的時候，往往就會出現(xiàn)理論上的突破和技術上的創(chuàng)新。在高等院校，開設跨專業(yè)選修課目的就在于讓學生掌握與自己專業(yè)相關的交叉學科的基礎理論知識，為學生進一步全面綜合發(fā)展提供后勁。

（一）學生專業(yè)特點分析

紡織工程專業(yè)培養(yǎng)具備紡織工程方面的知識和能力，能在紡織企業(yè)、科研、教學等部門從事紡織品設計開發(fā)、紡織工藝設計、服裝設計與工程、紡織生產質量控制、生產技術改造以及具有經(jīng)營管理初步能力的高級工程技術人才。畢業(yè)生可在紡織行業(yè)、高等院校、科研院所、商檢等單位從事紡織品生產、紡織品貿易、教學、科研、開發(fā)及市場營銷等工作。紡織工程主要課程包括機械設計基礎、電工與電子技術、計算機原理及應用、紡織化學、紡織材料學、紡紗學、織造學、紡織品設計學、企業(yè)經(jīng)營與管理、生物工程在紡織上的應用等。[1]

紡織工程是一個有關紡織產品設計、質量控制、生產技術等的系統(tǒng)工程。紡織機械是一種科技含量高，品種繁多，性能各異，批量中等，連續(xù)運轉，集機、電、光、液、氣等于一體的裝備。[2]紡織機械是紡織工業(yè)的生產手段和物質基礎，其技術水平、質量和制造成本，直接關系到紡織工業(yè)的發(fā)展。為提高紡織機械的高效化和自動化，一般紡織機械動力部分普遍采用液壓與氣壓傳動系統(tǒng)。比如DT-4C紡絲機液壓系統(tǒng)、ZTE型漿紗機液壓系統(tǒng)、清棉機氣動系統(tǒng)[3]等。學生在學習本專業(yè)的過程中，一個中心環(huán)節(jié)就是對于紡織機械本身構造與工作原理的了解和掌握，這對于學生后續(xù)就業(yè)、深造具有重要意義。因此，學生學習紡機液壓與氣壓傳動課程是自身專業(yè)屬性所決定的。

（二）跨專業(yè)選修課程與學生專業(yè)相關性

紡機液壓與氣壓傳動屬機電及機械類（非熱能與動力工程專業(yè)流體傳動與控制方向）專業(yè)的一門技術選修專業(yè)課，主要講解液壓氣壓元件及系統(tǒng)的基本原理、結構及其應用。要求學生在學習本課程之后，能夠掌握液壓及氣壓傳動系統(tǒng)的特點和基本概念;熟悉各種液壓泵、液壓執(zhí)行元件、液壓閥、液壓輔件和氣源裝置、氣動輔助元件、氣動執(zhí)行元件、氣動控制元件;了解液壓和氣動基本回路，初步具有閱讀簡單液壓、氣動系統(tǒng)圖的能力。[4]這對于紡織工程專業(yè)學生來講，正是從事紡織工程專業(yè)產品設計、質量控制、生產技術的要求，尤其是在生產技術、質量控制方面，也是實現(xiàn)自身全面、綜合發(fā)展的需要。

二、跨專業(yè)選修課教學過程中的問題及解決措施

在從事跨專業(yè)選修課程紡機液壓與氣壓傳動教學中，筆者遇到學生專業(yè)基礎薄弱、重視程度低及興趣不濃、適用教材參考資料少、實踐環(huán)節(jié)欠缺、考核方式選擇等普遍而又實際問題，現(xiàn)逐一分析并提出探索性的解決措施。

（一）學生專業(yè)基礎薄弱

紡機液壓與氣壓傳動是一門主講液壓氣壓元件及系統(tǒng)的專業(yè)技術課，它除要求學生具備機械設計基礎、電工電子技術等基礎知識外，更重要的是要求學生具備流體力學基礎知識。流體力學是理解和掌握好液壓氣壓元件及系統(tǒng)的核心專業(yè)基礎知識。而紡織工程專業(yè)學生沒有先修流體力學相關課程，這給學生理解相關問題比如液動力、氣穴現(xiàn)象等造成先天不足和困難。

因此，在進行液壓氣壓元件及其系統(tǒng)教學之前，對學生進行流體力學基礎部分的補充教學十分必要。在本課程中主要講解流體靜力學、流體運動學及動力學基礎知識，讓學生了解液壓與氣壓傳動中工作介質――液壓油和空氣的基本屬性比如黏性等，連續(xù)性方程、動量方程及伯努利方程等基本定律，雷諾數(shù)及流態(tài)等流體流動規(guī)律。這對于學生后續(xù)學習和掌握液壓氣壓元件基本工作原理及性能分析提供有力保證，也使得教學過程更加順暢、高效。

（二）學生重視程度低及興趣不濃

選修課在學生看來，一般認為是不重要的、與自身專業(yè)關系不大的課程。尤其在學分制下，學生的主要目的在于拿學分。因此，在學習過程中，學生重視程度及興趣遠不如必修課程和專業(yè)課程，他們通常有這樣的表現(xiàn)形式――不專心聽講。這對選修課程的教與學造成一定的不良影響。

“興趣是最好的老師”，只有學生對課程產生濃厚的興趣，才能激發(fā)他們的學習熱情與主動性。在紡機液壓與氣壓傳動教學中筆者始終貫穿紡織機械與液壓氣壓傳動相結合的思想，使液壓氣壓傳動扎根于紡織機械土壤中，讓液壓氣壓傳動烙上紡織工程的專業(yè)特色。在一開始的緒論教學中，除了介紹液壓氣壓傳動在國防、工業(yè)生產及生活中的應用，更重要的是介紹其在紡織機械中的廣泛應用，比如簡介液壓式壓輥加壓系統(tǒng)、GA331漿紗機液壓無極變速器控制牽引輥傳動系統(tǒng)等，激發(fā)學生的學習興趣和熱情。在平時教學中，比如講解液壓泵、液壓閥及液壓執(zhí)行元件時，有意識地介紹其在相關紡織機械中的應用及舉例，播放紡機液壓氣壓系統(tǒng)實際工作過程錄像。另外，結合時事新聞講解相關知識，比如在講液壓換向閥及液壓基本回路及系統(tǒng)時，結合最近（2014年10月17日）為紀念中法建交50周年，法國設計制造的巨型機械神獸“龍馬”和“蜘蛛”在北京奧林匹克公園蘇醒，進行巡游表演的新聞，其中巨型機械神獸“龍馬”和“蜘蛛”使用最先進的自動化控制系統(tǒng)和電子設備控制，它可以行走、騰躍，[5]其動力及執(zhí)行部分就是液壓系統(tǒng)，從相關新聞報道圖片中可以直接看到液壓多路換向閥及液壓缸。這對于激發(fā)學生對紡機液壓與氣壓傳動課程的學習十分有利，可以極大地促使他們產生興趣，進行主動學習，也有力地促進課堂教學的順利開展。

（三）適用教學參考資料少

目前，熱能與動力工程專業(yè)流體傳動與控制方向專業(yè)（即液壓專業(yè)）對于液壓氣壓傳動有一個系統(tǒng)的學習體系，主要課程包括流體力學、自動控制原理、液壓元件、液壓傳動系統(tǒng)、氣壓傳動系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、液壓技術進展等專業(yè)課程，其知識模塊之間具有一定的內在邏輯關系，使用的教學參考書籍比較模塊化、專業(yè)化。這對于紡織工程學生來講，在有限的學時內學習，有較大的困難。而且，目前還沒發(fā)現(xiàn)一本既有機結合相關課程核心知識“流體力學――液壓元件――液壓氣壓傳動系統(tǒng)――液壓控制系統(tǒng)”又結合紡織機械專業(yè)背景的適用教學參考書目。

筆者在現(xiàn)有的液壓教材中找到兩本比較適合的書籍：《紡織機械液壓與氣動技術》（魏俊民主編），《液壓氣壓傳動與控制》（冀宏主編）。前者特點是在講液壓與氣壓系統(tǒng)時很好地結合紡織機械中的液壓與氣壓傳動系統(tǒng)進行分析和講解;后者則從最基礎的流體力學基礎――液壓元件――液壓系統(tǒng)――氣壓元件――氣壓系統(tǒng)，全面系統(tǒng)地介紹了液壓氣壓傳動的基本原理。[6]在講授過程中，筆者結合兩本書，一方面補充學生欠缺的流體力學基礎，另一方面結合學生的紡織機械專業(yè)知識，講解液壓氣壓元件及系統(tǒng)的基礎理論及應用，收到了較好的教學效果。

（四）實踐環(huán)節(jié)欠缺

紡機液壓與氣壓傳動作為一門講解液壓氣壓元件及系統(tǒng)的專業(yè)技術課，本身具有實踐性強的特點。但在跨專業(yè)選修課中教學大綱并沒有安排相應的實踐教學環(huán)節(jié)，學生缺乏對于液壓元件及系統(tǒng)的直觀認識和感受，這也可導致學生學習興趣低、熱情不夠，實踐動手能力不足。

在課堂教學中對重要液壓元件比如液壓泵、液壓閥等進行實物拆裝，讓學生直觀認識元件結構，這對于其理解相關工作原理有很大好處。另外，可選擇性進行實驗演示，如液壓泵性能實驗、液壓閥性能實驗、液壓氣壓回路及系統(tǒng)性能實驗等。對學有余力或者感興趣的學生開放實驗，讓他們自己動手操作，這對于學生的專業(yè)認知和理解會更加深刻到位。

（五）考核方式的選擇

在紡機液壓與氣壓傳動的教學大綱中規(guī)定考核方式為綜合測評。一般的選修課大多采用“出勤成績+答辯（或大作業(yè)）”的形式進行綜合測評。但我們認為，作為一門技術型的專業(yè)選修課程不應該是技術概論型的課程，要實實在在地在學生的腦海中留下一些印象，就要對學生的后續(xù)學習、就業(yè)、深造等提供一些支撐。而答辯或大作業(yè)往往只側重于某一塊知識的考查，對于學生的整個液壓氣壓傳動知識體系的構建意義不大，同時也對教師掌握教學效果以及后續(xù)教學改進提供不了太多的有效信息。

參考必修課程和專業(yè)課程的考核方式，提出并采用“出勤成績×30%+‘測試1’×40%+‘測試2’×30%”的考核方式。其中將測試部分分為測試1和測試2（均為閉卷考試），測試1側重于液壓氣壓元件基本原理、符號識別的考查，測試2側重于液壓氣壓基本回路及系統(tǒng)的識別與分析。通過批閱試卷，發(fā)現(xiàn)學生對于液壓氣壓傳動基本原理及元件符號識別掌握得不錯，但是對于液壓氣壓基本回路及系統(tǒng)的分析能力欠缺，因此，教師可以根據(jù)這些信息，在結課時，再次重點講解相關知識，可以有力填補學生的知識漏洞，同時也為后續(xù)教學活動的進一步改善提供有力信息，比如教學中加強和提升學生液壓基本回路及系統(tǒng)的分析能力。

三、總結

紡機液壓與氣壓傳動是紡織工程專業(yè)一門十分必要的跨專業(yè)選修課程，其講授的有關紡織機械的液壓氣壓傳動知識直接關系到紡織產品質量控制和制造成本以及紡織工業(yè)的發(fā)展，同時也是培養(yǎng)交叉綜合型紡織工程人才的需要。作者以跨專業(yè)選修課程紡機液壓與氣壓傳動的教學為例，重點闡述跨專業(yè)選修課程教學中遇到的學生專業(yè)基礎薄弱、重視程度低及興趣不濃，適用教材參考資料少，實踐環(huán)節(jié)欠缺，考核方式的單一等大多數(shù)跨專業(yè)選修課程所面臨的普遍而實際的問題，并逐一進行分析，提出探索性的解決措施。這對跨專業(yè)選修課程的教學和進一步實踐與探索具有普遍而又重要的意義。

[ 注 釋 ]

[1] 蘭州理工大學紡織工程專業(yè)培養(yǎng)計劃[M].蘭州：蘭州理工大學，2010.

[2] 陳革，楊建成.紡織機械概論[M].北京：中國紡織出版社出版，2011.5.

[3] 魏俊民.紡織機械液壓與氣動技術[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1986.

[4] 蘭州理工大學液壓氣壓傳動課程教學大綱[M].蘭州：蘭州理工大學，2013.

[5] 中國網(wǎng)，法國巨型機械“神獸”將在京演繹“龍馬精神”（高清組圖），2014.10.10.

[6] 冀宏主編.液壓氣壓傳動與控制[M].武漢：華中科技大學出版社，2009.

第6篇：流體力學的基本原理范文

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量難以實現(xiàn)質量上的躍進，可見，對實驗課程內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實驗內容不夠豐富，實驗課時不足

結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?；旧隙奸_設了關于流體實驗操作的相關設備和平臺，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)分析和整理結果上，要求學生能夠結合實驗基本原理，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，能夠對實驗結果進行分析和整理。

3.2改進實驗教學的模式

重視學生啟發(fā)式教學的意義，結合實驗目的和內容，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，而老師也應當在這個層面上進行總結，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、孔板等相關流量計的測量原理和構造產生了解，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進行思考，實現(xiàn)實驗的創(chuàng)新。

4.結束語

第7篇：流體力學的基本原理范文

基于培養(yǎng)學生工程應用能力的目的，制定了土木工程專業(yè)人才計劃，2007版土木工程專業(yè)教學計劃的知識體系結構由三大部分組成，分別是通識教育、專業(yè)教育和綜合教育，其中專業(yè)教育又分為專業(yè)基礎教育和專業(yè)方向的課程教育，總學時共計2500學時。其中通識教育1312學時，占總學時52．5%;專業(yè)基礎854學時，占總學時34．2%;專業(yè)課334學時，占總學時13．4%。該培養(yǎng)計劃在理論教學、實踐教學改革方面進行了許多探索和實踐，主要的工作包括以下6點。

知識、能力、素質三位一體的理論教學體系

以知識結構、知識點、實現(xiàn)方法為基礎設置理論課程，形成了“知識、能力、素質”三位一體的理論教學體系。

1通識教育

通識教育包括人文、社會科學基礎知識、自然科學基礎知識、體育知識、外語知識、經(jīng)管知識、計算機信息技術等相關內容。

2專業(yè)教育

1)工程技術基礎知識。開設有材料力學、畫法幾何與建筑制圖、理論力學等3門主干必修課程以及電工學、流體力學、彈性力學B等3門限定選修課程，共計20學分。要求學生掌握理論力學、材料力學的基本原理和分析方法;掌握流體力學(水力學)的基本原理和分析方法，畫法幾何基本原理，電工學的基本理論，彈性力學的基本原理和分析方法。2)專業(yè)基礎知識。開設有土木工程材料、土力學、基礎工程、結構力學、工程地質、混凝土結構設計原理、房屋建筑學等7門主干必修課程，土木工程概論、工程測量2門非主干必修課程，專業(yè)外語、土木工程CAD等2門非主干限定選修課程。要求學生了解土木工程專業(yè)基礎知識，為進一步學習各專業(yè)方向知識打下堅實基礎。3)專業(yè)方向知識。土木工程專業(yè)知識教育按照建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程、巖土工程等4個專業(yè)特色方向教學。

多層次一體化的實踐教學體系

人才培養(yǎng)體系重視實踐環(huán)節(jié)，實踐環(huán)節(jié)時間共計40周。通識實踐環(huán)節(jié)包括人文社會科學實踐3周(3學分)、金工實習1周(1學分)、計算機基本技能訓練1周(1學分)。專業(yè)實踐包括混凝土結構原理課程設計等共10周(10學分)，測量實習2周(2學分)，認識實習、生產實習、畢業(yè)實習7周(7學分)，畢業(yè)設計(論文)16周(16學分)。此外，還專門設置課外實踐5學分，安排學生從事暑假社會實踐、公益勞動等課外實踐活動。除學校安排的實踐活動外，土木工程專業(yè)結合專業(yè)特點，組織學生參加省土木建筑學會舉辦的優(yōu)秀畢業(yè)設計大賽，并舉辦大學生創(chuàng)新性實驗計劃等活動，加深學生對所學知識的理解，激發(fā)學生對土木工程專業(yè)的學習興趣。實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生工程應用能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，根據(jù)土木工程學科和專業(yè)特點，利用西部礦井開采與災害防治教育部重點實驗室、土木工程實驗中心、巖土工程省級實驗教學示范中心、校內巖土工程訓練中心以及校外實踐教學基地，搭建了土木工程專業(yè)實踐教學平臺。培養(yǎng)體系采用室內實驗、校內實訓、認識實習、生產實習、畢業(yè)實習、課程設計、畢業(yè)設計、科研活動、學科競賽等“多層次”的實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的實踐能力，形成“一體化”的實踐教學體系。

“設計型”題目和“科研型”項目結合的課程設計教學改革

在改革與實踐過程中，根據(jù)土木工程專業(yè)4個不同的特色方向，探索了“設計型”題目和“科研型”題目在課程設計中的應用，編制了建筑工程方向“鋼結構”與“鋼筋混凝土整體式肋梁樓蓋”課程設計、巖土工程方向“基礎工程”與“隧道工程”課程設計、道路與橋梁工程方向“鋼筋混凝土簡支T型梁”與“等截面懸鏈線砼箱形無鉸板拱橋”課程設計任務書與考核標準。地下工程方向延續(xù)了礦井建設專業(yè)的教學內容，編制了礦井建設中的”建井工程結構立井井架”課程設計任務書與考核標準。

基于全面質量管理(TQC)理論的畢業(yè)設計教學改革

基于全面質量管理(TQC)理論，開展畢業(yè)設計的全過程質量控制，在本科畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中，分別采用了指導教師雙向遴選制度、設計題目多樣化、嚴格的開題報告制度以及多環(huán)節(jié)答辯制度，同時說明書和繪圖采用手寫與打印相結合形式，達到了管理的制度化，避免了管理中的隨意性;同時發(fā)揮巖土工程、地下工程兩個優(yōu)勢學科科研實力強的特點，在優(yōu)秀本科生中選取重要科研課題中的問題作為本科畢業(yè)論文選題的做法提高了學生的科研能力，擴大了我校社會影響，提高了就業(yè)率。畢業(yè)設計選題多樣化，真正實現(xiàn)“真刀真槍”做設計。同時要求畢業(yè)設計必須有電算內容，配備了各專業(yè)方向的電算教學軟件，保證了畢業(yè)設計既有電算又有手算的特點，提高了學生專業(yè)軟件的應用能力。編輯出版了《土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指導叢書》。制定了土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指導教師遴選標準、開提報告撰寫標準、答辯基本規(guī)程、撰寫標準、質量監(jiān)控評價標準、評分標準、二次答辯基本規(guī)程等一系列畢業(yè)設計管理文件。

“多渠道一體化”的學生創(chuàng)新精神培養(yǎng)體系

搭建創(chuàng)新精神培養(yǎng)平臺，采用多手段培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，通過“雙師型”教師隊伍培養(yǎng)、建立高水平學術梯隊、提高教師科研能力、本科生參加科研活動、本科生參加學科競賽活動、本科生參加創(chuàng)新性實驗計劃等多種渠道對學生的創(chuàng)新精神進行一體化培養(yǎng)。

第8篇：流體力學的基本原理范文

關鍵詞：創(chuàng)新能力；TRIZ理論；教學環(huán)節(jié)

作者簡介：曹賀（1978-），女，遼寧昌圖人，黑龍江科技學院機械工程學院，副教授；劉訓濤（1975-），男，黑龍江雞西人，黑龍江科技學院機械工程學院，副教授。（黑龍江　哈爾濱　150027）

基金項目：本文系黑龍江省高教學會“十二五”規(guī)劃課題“TRIZ理論在本科教學中的應用與大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究”（項目編號：HGJXHC110906）、黑龍江省教育科學規(guī)劃課題“基于卓越工程師培養(yǎng)的本科畢業(yè)設計改革的研究與實踐”（項目編號：GBC1211109）的研究成果。

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0027-02

高校推行教學改革進行素質教育，構建新型人才培養(yǎng)模式，必須重點突出創(chuàng)新，必須堅持知識、能力和素質的辯證統(tǒng)一。專業(yè)知識的傳授是教育的主要內容之一，但知識不等于能力，更不等于綜合素質。理論教學包括基礎課和技術基礎課等一系列課程，實踐教學包括各類實驗、實習、課程設計、畢業(yè)設計等。[1]為適應新時期應用型人才培養(yǎng)的要求，必須要使創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于教學的每個環(huán)節(jié)。即將理論教學與實踐教學很好地融合，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿其中。

一、大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有規(guī)可循

聯(lián)合國教科文組織叢書《教育——財富蘊藏其中》指出：“在社會和經(jīng)濟迅速變革的世界里，可能更重視想象力和創(chuàng)造性?！贝髮W生是創(chuàng)新人才的主力軍，蘊藏著強烈的創(chuàng)新潛能，需要去培養(yǎng)開發(fā)。大學生精力旺盛，朝氣蓬勃，樂于接受新事物，不愿意固守陳規(guī)，他們思想活躍，精力充沛，善于學習，創(chuàng)新欲望強。大學生這些積極的特點需要愛護并正確引導，培養(yǎng)、開發(fā)和挖掘大學生的創(chuàng)新潛能。

人的創(chuàng)造性是隨著人的大腦進化而進化的，其存在的形式表現(xiàn)為創(chuàng)新潛能，將創(chuàng)新潛能轉化為顯能，也就是創(chuàng)新能力，這就是創(chuàng)新的可開發(fā)性，即創(chuàng)新能力是可以激發(fā)和提升的，創(chuàng)新思維是可以通過訓練培養(yǎng)的。

TRIZ是解決發(fā)明問題的理論。TRIZ理論是前蘇聯(lián)阿奇舒勒等研究人員在分析研究了全世界250萬件專利的基礎上所提出的發(fā)明問題解決理論。TRIZ理論認為發(fā)明問題的基本原理是客觀存在的，發(fā)明問題具有可預見性。TRIZ研究人員發(fā)現(xiàn)，在一個工程領域中總結出的技術系統(tǒng)進化法則、發(fā)明原理及解決方案可在另一工程領域實現(xiàn)。[2]正是在進行這些研究的基礎上，形成了解決發(fā)明問題的系統(tǒng)化方法——TRIZ理論。其中的進化法則、40個發(fā)明原理、矛盾矩陣、物-場模型分析、76個標準解法、ARIZ等發(fā)明創(chuàng)造模型成為了開啟創(chuàng)新之門的“金鑰匙”。應用TRIZ理論時，首先要將待解決的問題抽象轉化為TRIZ問題，然后利用TRIZ的發(fā)明原理、標準解等工具，得出該TRIZ問題的解決方案模型，最后再通過類比應用轉化為該問題的最終解決方案。[3]

大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和開發(fā)可以借助TRIZ理論這個系統(tǒng)化的創(chuàng)新工具，將TRIZ理論融入到教學的各個環(huán)節(jié)當中，形成基于TRIZ理論的創(chuàng)新訓練框架。如圖1所示。

二、理論教學中結合TRIZ理論

創(chuàng)新能力是靠教育、培養(yǎng)和訓練激勵出來的。在課程教學中引導學生進行自我訓練，有意識地觀察和思考一些問題，如“為什么”、“做什么”、“應該怎樣做”、“是不是只能這樣”、“有沒有更好的方法”等。依托與日常生活及各行業(yè)聯(lián)系緊密“工程流體力學”和“液壓與氣壓傳動”等專業(yè)基礎課，在教學過程中引導學生思考現(xiàn)實生活中的各種現(xiàn)象，啟發(fā)學生根據(jù)需要提出問題，并采用發(fā)散性思維解決實際問題。[1]讓學生在課堂中用TRIZ理論進行思考、討論，拓展學生分析和解決問題的思路，激發(fā)創(chuàng)新意識，進行創(chuàng)新思維訓練。比如，在“液壓與氣壓傳動”課程中，適當?shù)丶尤胗柧殞W生發(fā)散思維的環(huán)節(jié)，請學生運用TRIZ中的發(fā)明原理及技術矛盾解決矩陣來設計某些液壓元件的改進形式，或改變回路的布置方式來實現(xiàn)同樣的功能。從而使學生更加深入透徹地了解和掌握課程內容。又如，在“工程流體力學”課程教學中，流體力學的現(xiàn)象很多，在講授流體力學現(xiàn)象的時候，不按常規(guī)的方式去解釋現(xiàn)象及其原理，而是采用科學發(fā)現(xiàn)的方式，通過現(xiàn)場實驗或flas直觀展示流體現(xiàn)象的整個過程，引導學生觀察和思考，從而解釋現(xiàn)象，揭示其原理，這比灌輸式的教學方法更能使學生印象深刻，同時鍛煉了學生分析和解決問題的能力。

三、實驗教學中引入TRIZ理論

綜合性設計性實驗主要是用來培養(yǎng)學生綜合運用所學理論分析問題和解決問題的能力。[4]這些實驗不同于驗證性實驗，需要學生充分發(fā)揮創(chuàng)新思維能力對實驗進行設計和分析。比如，在液壓傳動綜合實驗的教學中，首先由學生自擬實驗方案，選取實驗元件，設計回路。其次在液壓系統(tǒng)仿真軟件Automation Studio下進行系統(tǒng)模擬，該軟件具有對液壓系統(tǒng)虛擬設計、模擬、測試、分析等功能，通過模擬可以進一步完善、修改液壓系統(tǒng)的設計及分析等工作。最后在我校力士樂液壓實驗臺上安裝、調試系統(tǒng)，并進行相關參數(shù)測試。在綜合性設計性實驗的教學中引入TRIZ理論，啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維來完成實驗內容。同時，鼓勵學生找出現(xiàn)有實驗方法的不足，怎樣利用這些不足？這樣可以幫助他們發(fā)現(xiàn)有價值的內容，提出改進的方向，增加系統(tǒng)的理想度，指導學生應用TRIZ理論中消除矛盾的規(guī)律找出可行性方案。

四、課程設計和畢業(yè)設計中應用TRIZ理論

第9篇：流體力學的基本原理范文

關鍵詞：冶金傳輸原理；課堂教學；教學質量

冶金傳輸原理是材料、冶金、稀土等專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程之一，合理有效地進行該門課程的教學，對學生的學習和知識的理解掌握以及對學生的進一步深造具有十分重要的意義。開設這門課程主要是讓學生掌握冶金傳輸過程的基本概念、理論和解析方法，深入了解動量、熱量和質量傳輸現(xiàn)象的機理，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。筆者根據(jù)對該課程的理解和講授該門課程的經(jīng)歷，總結出一些提高冶金傳輸原理教學質量的體會。

一、重視課前預習，增強學生學習的自信心

本科學生普遍反映這門課程太難，學起來很費勁，學習效率低。其實，課前預習在學習知識的過程中起著極其重要的作用。古人

云：“凡事預則立，不預則廢?！边@門課程的抽象性很高，理論性和實踐性很強。比如，高爐在正常工作時，爐內溫度的變化情況，爐墻內的溫度分布等學生不太清楚，也不了解實際的冶金傳熱過程，而且實際的模型建立起來，推導過程用到高等數(shù)學的知識特別多。在課堂教學中發(fā)現(xiàn)，如果學生課前沒有預習，聽起課來就顯得非常被

動，一臉茫然，而且還會手忙腳亂，跟不上教師的講課思路，甚至就根本聽不懂，課堂效率顯然不好，在復習的時候更是費時費力。如果學生課前有準備，在課堂中帶著問題聽課，那么上課的時候就會心中有數(shù)，在課堂上與同學及老師進行交流、合作、討論，這在實際教學中取得了良好的教學效果，同時預習還能培養(yǎng)學生學會自主

學習，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，最大限度地調動學生學習的積極性、主動性，增強學生學習該門課程的自信心。

二、要求課前進行數(shù)理知識復習，提高課堂學習質量

這門課程包括三部分內容：動量傳輸、熱量傳輸和質量傳輸，也稱之為“三傳原理”。三種傳輸過程雖然各有特色，是三個獨立的過程，但各部分之間也存在著密切的關系。課程內容中有大量的理論推導，數(shù)理要求相對較多。從連續(xù)性方程到歐拉方程、納維—斯托克斯（N-S）方程到熱量傳輸方程、質量傳輸方程的推導都會用到大量的高等數(shù)學中的微積分知識。在教學中發(fā)現(xiàn)，在上述方程的推導過程以及對于不可壓縮流體簡化方程時，由于不少學生對高

等數(shù)學中求全導數(shù)、積分、復合函數(shù)的全微分的知識掌握不扎實，聽課的時候似乎還聽懂了，但作業(yè)中類似推導其他方向的守恒方

程時，有部分學生還是有困難，因此，學生課前復習數(shù)理知識是必要的，能提高學生的課堂學習質量。

三、加強動筆推導，加深對知識的理解掌握

該門課程涉及的推導過程比較多，而且課本上給的計算或推

導過程不詳細，此時抽取學生到黑板前做題，讓下面學生也推導，然后討論其做得正確與否，并給予糾正和補充，此時你會發(fā)現(xiàn)學生對于知識的理解掌握存在哪些問題，以便查漏補缺、及時糾正。這種授課模式還能充分調動學生的主觀能動性，讓師生互動，共同學

習，共同探索，課堂氣氛活躍，給學生充分的發(fā)表意見的機會，鍛煉學生的邏輯思維和表達能力，培養(yǎng)學生良好的學風。另外，在公式的推導過程中，強調解釋公式推導的思路寫出推導的主要步驟，而不是把所有的推導步驟都一一羅列出來。學習這門課程必須得勤動筆，有些計算過程是看不明白的，在教師講的時候學生也許感覺明白了，但真正自己推導的過程中有時還是有困難的，不知所以然，明白了推導的過程，再回過頭來仔細地理解所學的知識要容易得

多，學生才能把上課聽到的和課本上看到的知識真正變成自己的

知識。而且平時不動筆，考試的過程中有部分學生就有無從下手的感覺，這種方法在實際教學中取得了較好的效果。

四、善于總結規(guī)律，提高學習效率

在授課過程中，幫助學生對知識進行對比、歸納與整理，強調共性，使學生在學習時能夠做到“舉一反三”。事實上，所有的傳輸過程都受自然界最基本的三大物理守恒定律所支配，即質量守恒、動量守恒和能量守恒。從這三大守恒定律出發(fā)，就可以推導出傳輸過程所滿足的控制方程（偏微分方程）。三種傳輸過程雖然所傳遞的量是不同的，但基本原理是相同的。比如，三種傳輸過程的表達式：牛頓粘性定律、傅立葉導熱定律和菲克擴散定律。分別為：τ=-μ■，q=-λ■，J*A，Z=-DA，B■。

可以看出，三個公式在形式上都是一樣的，都是討論速率過

程，可表示為通量= -系數(shù)×梯度。并且，各對應量的單位也相同。此概念上，三種傳輸現(xiàn)象之間存在著許多相似性。因此，可采用類比的方法來理解掌握三種傳輸過程，描述三種傳輸過程的規(guī)律也可以采用類似的數(shù)學模型。這種方法能夠使學生相對容易地掌握各部分的重點內容，理解難點。因而增加了學生學習的主動性和積極性，提高了學習效率和質量。

參考文獻：

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