流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]本科院校；環(huán)境工程；流體力學(xué)；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）03-0038-02

流體力學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講述工程流體力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，主要內(nèi)容包括流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、流動(dòng)能量損失及有壓管流和明渠流等。由于該課程涉及高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)等，基本概念多且抽象，對(duì)學(xué)生的綜合分析和處理問題的能力要求高，因此學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)較為困難。流體力學(xué)課程一般在第4學(xué)期開設(shè)，開設(shè)在高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)等課程之后。

隨著教學(xué)改革的不斷深入，如何針對(duì)流體力學(xué)抽象概念多、數(shù)學(xué)分量重、理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，有針對(duì)性地對(duì)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生尤其是應(yīng)用型本科院校的學(xué)生進(jìn)行授課，本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探討。

一、針對(duì)專業(yè)特色和課時(shí)量，優(yōu)選教材

流體力學(xué)分為理論流體力學(xué)和工程流體力學(xué)。前者適用理科專業(yè)方向，偏重理論；后者適用工科專業(yè)方向，著重于工程應(yīng)用。對(duì)于應(yīng)用型本科院校來說，應(yīng)選用偏重于工程應(yīng)用的工程流體力學(xué)作為教學(xué)內(nèi)容。目前，環(huán)境工程專業(yè)尤其是側(cè)重于水處理的環(huán)境工程專業(yè)，其流體力學(xué)的知識(shí)主要用于解決污水處理廠設(shè)計(jì)中的流體力學(xué)問題，課時(shí)量被壓縮到50個(gè)課時(shí)左右。因此，要選用適用于較短學(xué)時(shí)，并且側(cè)重于水力學(xué)知識(shí)的教材。教材要能夠與時(shí)俱進(jìn)，精益求精，注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性，能夠涵蓋流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、有壓管流、明渠流等基本內(nèi)容。教材要有一定的例題和課后思考、復(fù)習(xí)題，能夠開拓學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最好能附有實(shí)驗(yàn)演示的光盤。

二、豐富教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

學(xué)生普遍反映流體力學(xué)很難，其中的主要原因在于W生的學(xué)習(xí)積極性不高，不肯花時(shí)間去鉆研。確實(shí)，流體力學(xué)對(duì)于初學(xué)者來說，是有一定的難度，這就要求教師在講授緒論課時(shí)，要讓學(xué)生了解流體力學(xué)的任務(wù)以及在專業(yè)及后續(xù)課程中的作用，從而啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)提出明確要求，如哪些內(nèi)容需要掌握，哪些內(nèi)容需要了解，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)做到心中有數(shù)，樹立學(xué)好這門課程的自信心。[1]

三、改進(jìn)教學(xué)方法和手段，突出重點(diǎn)

流體力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于公式的推導(dǎo)和理論的理解，以及用理論和公式解決實(shí)際問題。例如，在流體靜力學(xué)這一章中，關(guān)于流體平衡微分方程的推導(dǎo)，就涉及高等數(shù)學(xué)中的連續(xù)函數(shù)和泰勒展開式等，這是一個(gè)難點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的高數(shù)基礎(chǔ)要求比較高。而求解作用在平面上的靜水總壓力有兩種計(jì)算方法，一種是解析法，一種是圖解法。解析法要求學(xué)生有工程力學(xué)的靜力矩和慣性矩的知識(shí)以及基本的幾何知識(shí)，此法的壓力中心在受壓面的形心的下面，與形心不重合；而在圖解法中，靜水總壓力的壓力中心與壓強(qiáng)分布圖的形心重合。雖然課上教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)兩種方法的區(qū)別，但基礎(chǔ)差和理解能力不強(qiáng)的學(xué)生仍然一頭霧水，不能很好地解決實(shí)際問題。針對(duì)這一情況，教師在課堂講解時(shí)應(yīng)盡量利用多媒體課件進(jìn)行講解，最好還能結(jié)合模型進(jìn)行講解。例如可以借助一塊平板，將其置于水下，標(biāo)注其形心和壓力中心的位置，再將平板與一棱柱體結(jié)合，分析壓強(qiáng)分布圖的形心位置。這種形象地講解，有助于學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容。

在教學(xué)過程中，多媒體可充分利用圖形、圖像、聲音、錄像將教學(xué)內(nèi)容充分表現(xiàn)出來，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加快教學(xué)信息的傳遞速度，提高課堂教學(xué)效率，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。[2]但多媒體也帶來了一系列的問題，如學(xué)生在聽課過程中，多媒體課件一晃而過，當(dāng)時(shí)學(xué)生感覺很好， 但真正留在腦海里能掌握的內(nèi)容卻很少，這容易造成學(xué)生眼高手低。因此，流體力學(xué)的教學(xué)要多媒體和板書相結(jié)合，在進(jìn)行公式的推導(dǎo)和例題的講解時(shí)，最好使用板書，這樣可以使學(xué)生印象深刻，增加記憶的時(shí)間；而在講解流線和跡線等比較抽象的內(nèi)容時(shí)，可以采用動(dòng)畫形式，這樣能夠加深學(xué)生的直觀理解， 有助于提高教學(xué)效果。

流體力學(xué)的學(xué)習(xí)講究系統(tǒng)性，各章之間又相對(duì)獨(dú)立。在每次上課之前，教師應(yīng)對(duì)上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行回顧復(fù)習(xí)，并可以采用提問的形式，讓學(xué)生了解自己對(duì)上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容的掌握情況。在每一章節(jié)開始時(shí)，教師應(yīng)首先向?qū)W生介紹本章的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)以及與前后章節(jié)的聯(lián)系，每學(xué)完一章后教師要進(jìn)行歸納總結(jié)，以便讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。對(duì)于重要的內(nèi)容，教師在課上講解的時(shí)候要明確指出，回顧的時(shí)候要對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行提問，在一章講完歸納總結(jié)的時(shí)候，要再次強(qiáng)調(diào)這部分內(nèi)容，相信這樣可以使學(xué)生印象比較深刻。

四、理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，充分利用有限的課時(shí)

流體力學(xué)往往有0.5個(gè)學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)的主要目的是通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，更好地運(yùn)用所學(xué)理論解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)讓學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)物理量之間的相互關(guān)系，以便發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，這非常重要。[3]很多教師的做法是理論課全部講完了，再集中上實(shí)驗(yàn)課，這種做法有利有弊。優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生在上完理論課后，在實(shí)驗(yàn)課上教師再講解一遍實(shí)驗(yàn)原理，可以加深其對(duì)知識(shí)的理解和記憶。弊端是上理論課時(shí)，教師不能形象地講解，學(xué)生不能很好地掌握；上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師再講解一遍，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。對(duì)于應(yīng)用型本科院校來說，其培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)最基本的工作。尤其在總課時(shí)量被壓縮的情況下，充分利用實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間，將理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，就成為一種行之有效的手段。流體力學(xué)中的很多內(nèi)容，例如雷諾實(shí)驗(yàn)，沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算都可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行講解，一邊講解，一邊實(shí)驗(yàn)演示。還可以在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室中增加多媒體設(shè)備或者其他可視化設(shè)備，課前讓學(xué)生預(yù)習(xí)，課上講解完理論，直接就讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，課后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣既能充分利用有限的課時(shí)，又能使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)，還能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和歸納總結(jié)的能力，一舉數(shù)得。

五、加作業(yè)環(huán)節(jié)，改革考核方式

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。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。[4]當(dāng)然，布置作業(yè)不等于搞題海戰(zhàn)術(shù)。例如，關(guān)于典型的三大方程，即連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程的應(yīng)用，有三種類型的典型題目，即彎管內(nèi)水流對(duì)管壁的作用力，水流對(duì)建筑物的作用力和射流對(duì)平面壁的沖擊力，每種類型的題目可以布置1～2道作業(yè)題。而關(guān)于求解作用在平面上和曲面上靜水總壓力的計(jì)算，題目形式多樣，壓力體的形狀靈活多變，可以適當(dāng)多布置作業(yè)題，讓學(xué)生盡可能多掌握各種類型的題目。同時(shí)教師可以在課堂上專門安排習(xí)題課。這樣一方面可對(duì)學(xué)生所做作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，剖析典型例題，啟發(fā)學(xué)生舉一反三；另一方面，這也可給學(xué)生提供了課堂討論的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路、方法和技巧，能對(duì)學(xué)生思維進(jìn)行鍛煉，讓學(xué)生觸類旁通。[5]除了典型的計(jì)算題以外，習(xí)題課上還可以設(shè)置選擇題、填空題和判斷題等，避免學(xué)生重計(jì)算，輕概念。

目前，在考核方式上，一般是平時(shí)成績占20%，實(shí)驗(yàn)成績占20%，期末成績占60%。這種考核方式雖然兼顧了期末考試和平時(shí)表現(xiàn)，但也存在弊端。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生平時(shí)作業(yè)做得不錯(cuò)，但期末卷面成績非常不理想。究其原因，可能是平常作業(yè)存在抄襲現(xiàn)象，上課雖然出勤率高，但課上聽講不認(rèn)真。如何改變這一現(xiàn)狀？一方面，可以適當(dāng)減少平時(shí)成績所占的比重，例如平時(shí)成績占10%，期末成績占70%，實(shí)驗(yàn)成績占20%；另一方面，實(shí)驗(yàn)成績單獨(dú)計(jì)算，而在理論考試中，平時(shí)成績占20%，期末成績占80%。當(dāng)然，更為重要的是教師要練就“火眼金睛”，要具有高度的責(zé)任心：一是對(duì)作業(yè)雷同的現(xiàn)象，一律給予當(dāng)次作業(yè)不及格；二是要加強(qiáng)課堂紀(jì)律的管理，對(duì)于回答問題的情況、課上表現(xiàn)等都要作為平時(shí)成績的重要方面進(jìn)行考核。只有這樣，才能真正體現(xiàn)出考核的公正性和合理性。

總之，針對(duì)應(yīng)用型本科院校，流體力學(xué)的教學(xué)應(yīng)與學(xué)校的辦學(xué)特色、辦學(xué)定位相結(jié)合。應(yīng)在總課時(shí)量不增加的前提下，優(yōu)選教材；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)；加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手研發(fā)、設(shè)計(jì)小型實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)造能力，這樣才能夠提高學(xué)生各方面的能力，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、善實(shí)踐、能創(chuàng)新、高素質(zhì)”的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張羽，張仙娥.環(huán)境工程專業(yè)《流體力學(xué)》的教學(xué)探討[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)（社科版），2010（4）：156-157.

[2] 宿程遠(yuǎn)，張建昆，陳孟林.師范學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)流體力學(xué)課程改革初探[J].中國電力教育，2008（12）：117-118.

[3] 王偉.土木專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)研究[J].山西建筑，2008（21）：182-183.

第2篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

論文關(guān)鍵詞：力學(xué),土木工程,力的平衡,建筑力學(xué)

1 力學(xué)的基本內(nèi)容

力學(xué)在高中物理中的概念定義為物體間的相互作用[1]。一個(gè)物體受到力的作用，一定有另外的物體施加這種作用，前者是受力物體，后者是施力物體。各種力可以用兩種不同的方法來分類：一種是根據(jù)力的性質(zhì)來分類的，如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等等；另一種是根據(jù)力的效果來分類的，如拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等等。而力的合成、分解和平衡也是力學(xué)原理中的重要內(nèi)容，貫穿于整個(gè)力學(xué)，是整個(gè)物理學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是高中學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)和考點(diǎn)。力學(xué)原理來源于實(shí)際生活，故在實(shí)際應(yīng)用中可以用力的方法簡化問題，解決問題，突出力學(xué)的實(shí)際效果。

2 力學(xué)與建筑力學(xué)的聯(lián)系

建筑力學(xué)是應(yīng)用于土木工程中的基礎(chǔ)理論，它由理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三大部分組成。理論力學(xué)主要研究物體受力的分析方法和物體在力的作用下的平衡問題[2]；材料力學(xué)研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定和導(dǎo)致各種材料破壞的極限[3]；結(jié)構(gòu)力學(xué)主要研究工程結(jié)構(gòu)受力和傳力的規(guī)律，以及如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化[4]。不管是理論力學(xué)、材料力學(xué)還是結(jié)構(gòu)力學(xué)，都是以力學(xué)為基礎(chǔ)的，是力學(xué)的擴(kuò)展應(yīng)用。

但是，從另一方面看，力學(xué)的發(fā)展也離不開建筑工程的推動(dòng)和促進(jìn)。比如在建筑中出現(xiàn)了極端條件下的工程技術(shù)問題，這是無法用實(shí)驗(yàn)方法來直接測定。而建筑工程這個(gè)天然的實(shí)驗(yàn)環(huán)境就正好驗(yàn)證了這些力學(xué)的原理，并提出了新的力學(xué)問題，推動(dòng)了理論的發(fā)展。

綜上所述，力學(xué)原理是建筑力學(xué)的前身，建筑力學(xué)是在力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是對(duì)力學(xué)的進(jìn)一步應(yīng)用和擴(kuò)展。反過來，建筑力學(xué)的發(fā)展又對(duì)力學(xué)原理進(jìn)行了驗(yàn)證和補(bǔ)充。但是力學(xué)并不是建筑力學(xué)，它們是交叉學(xué)科，有可以共同解釋的部分，但是也有互相不能解釋的。例如，力學(xué)原理可以解釋高溫氣體、氣體激光器和核物理等領(lǐng)域的科學(xué)問題，而建筑力學(xué)解釋不了。而用力學(xué)方法去解釋固體的塑性、強(qiáng)度、損傷和斷裂等方面，卻遇到了極大的困難。

3 力學(xué)在土木工程實(shí)踐中的應(yīng)用實(shí)例

我國的石拱橋在全世界都聞名遐邇，那么簡單石塊堆砌的橋梁怎么保持得穩(wěn)定，怎么實(shí)現(xiàn)得力的平衡，下面以一個(gè)簡單的例子介紹力學(xué)原理在土木工程中的應(yīng)用。假設(shè)石拱橋的簡化圖如圖1所示，整個(gè)石拱橋由4塊石塊構(gòu)成，左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，第1、4塊石塊直接和地基相連，第2、3石塊分別與1、4石塊相連，試用力的平衡原理對(duì)這一石拱橋進(jìn)行分析。

首先，對(duì)第1石塊進(jìn)行受力分析，其受力分析圖如圖2所示。第1石塊受3個(gè)作用力，分別為石塊的重力G1，支座的反作用力F0和第2石塊給它的反作用F21。用正交分解法進(jìn)行力的計(jì)算。列方程式如下所示。

其次，對(duì)第2石塊進(jìn)行受力分析，其受力分析圖如圖3所示。水利工程論文第2石塊亦受3個(gè)作用力，分別為石塊的重力G2，第3塊石塊給它的反作用力F32和第1石塊給它的反作用F12。用正交分解法進(jìn)行力的計(jì)算。列方程式如下：

由于第3石塊、第4石塊和第1石塊、第2石塊是對(duì)稱的，其受力分析是一樣的，只不過方向相反，故不對(duì)這兩石塊進(jìn)行再次分析。

由上例可以看出可以用力的平衡原理計(jì)算橋梁在靜止?fàn)顟B(tài)下的內(nèi)力值，通過分析每一石塊的受力，計(jì)算出最大受力值，利用最大受力值作為可控力的范圍，可以保證橋梁的安全性，當(dāng)然這里沒有考慮石拱橋承載汽車等荷載的情況，但是思路是一樣的。這樣根據(jù)力的平衡的計(jì)算，就可用于設(shè)計(jì)橋梁時(shí)選擇截面尺寸，合適的建筑材料，以及怎么使橋梁經(jīng)濟(jì)化。

4 力學(xué)在建筑領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展

力學(xué)在建筑工程中的發(fā)展，主要是與建筑專業(yè)的結(jié)合形成了多種建筑力學(xué)理論。力學(xué)和建筑理論的結(jié)合主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，形成了建筑理論力學(xué)。

理論力學(xué)是一般力學(xué)各分支學(xué)科的基礎(chǔ)，是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的學(xué)科[2]。它通常分為3個(gè)部分：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)。

靜力學(xué)主要研究物體在力的作用下處于平衡的規(guī)律，以及如何建立各種力系的平衡條件[2]。靜力學(xué)還研究力系的簡化和物體受力分析的基本方法。這些都用到了力學(xué)原理中力的合成、分解和平衡，而且這些問題可以用平行四邊形法則、三角形法則和正交分解法則進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，也涉及到力學(xué)原理中的慣性和牛頓三定律等內(nèi)容。而從動(dòng)力學(xué)方面來講，由于動(dòng)力學(xué)研究的是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)與受力的關(guān)系。所以，動(dòng)力學(xué)亦是以牛頓運(yùn)動(dòng)定律、萬有引力定律為研究基礎(chǔ)的，這恰恰也是力學(xué)原理的知識(shí)點(diǎn)。

第二，形成了建筑固體力學(xué)。

固體力學(xué)是力學(xué)中研究固體機(jī)械性質(zhì)的學(xué)科，主要研究固體介質(zhì)在外力、溫度和形變的作用下的表現(xiàn)。一般包括材料力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)等部分。固體力學(xué)與力學(xué)原理聯(lián)系緊密，力學(xué)原理中的拉力、壓力和阻力等是材料力學(xué)的理論基礎(chǔ)，例如材料力學(xué)的主要研究內(nèi)容之一是對(duì)桿件進(jìn)行力學(xué)分析，桿中的內(nèi)力計(jì)算涉及到力的合成、分解和平衡等內(nèi)容。力學(xué)原理中的彈力結(jié)合建筑原理形成了新的學(xué)科 —— 彈性力學(xué)；而力學(xué)中的動(dòng)力、摩擦力等延伸為固體力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)等等。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，分子動(dòng)力學(xué)等微觀模擬方法、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的仿真分析將更大規(guī)模更迅速地在固體力學(xué)和工程設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用和發(fā)展，這也涉及到了力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。固體力學(xué)的上述發(fā)展，必將推動(dòng)科學(xué)和工程技術(shù)的巨大進(jìn)步。

第三，形成了建筑流體力學(xué)。

流體力學(xué)是在人類同自然界作斗爭和在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步發(fā)展起來的。中國有大禹治水疏通江河的傳說，秦朝李冰父子領(lǐng)導(dǎo)勞動(dòng)人民修建了都江堰，至今還在發(fā)揮作用。大約與此同時(shí)，羅馬人建成了大規(guī)模的供水管道系統(tǒng)，這些都是流體力學(xué)在建筑工程中成功應(yīng)用的案例。流體力學(xué)的發(fā)展主要是為了盡可能多地開采地下石油和天然氣，而化工流程的設(shè)計(jì)，很大程度上也歸結(jié)為流體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算問題，又或者是測定地下流水對(duì)建筑物的影響等?？傊?，流體力學(xué)對(duì)建筑工程的發(fā)展有著不可替代的作用。流體力學(xué)的主要內(nèi)容，包括物體浮力定理和浮體穩(wěn)定性在內(nèi)的液體平衡理論，這也為流體靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。而浮力和液體平衡理論也恰恰是力學(xué)原理的內(nèi)容。

綜上所述，力學(xué)原理是形成建筑理論的基礎(chǔ)，它與建筑理論的結(jié)合是多方面的，從而形成了多種建筑力學(xué)。力學(xué)原理與建筑工程的其他學(xué)科也有交叉，如流體彈性力學(xué)、爆炸力學(xué)等等。這些不同的力學(xué)學(xué)科貫穿于整個(gè)土木工程的壽命期，從設(shè)計(jì)、施工、后期維修保養(yǎng)，直到最后的爆破消亡，都會(huì)運(yùn)用到力學(xué)的原理去解決工程中的實(shí)際問題。

5 結(jié)語

建筑的發(fā)展和力學(xué)是有密切關(guān)系的，可以說沒有可靠的力學(xué)支撐，就不能保證建筑結(jié)構(gòu)的安全，就不能建造出那么多的優(yōu)秀建筑物和構(gòu)筑物。而力學(xué)原理與建筑力學(xué)的結(jié)合，也是發(fā)展現(xiàn)代高科技建筑的必然趨勢，它們互相替代，互相促進(jìn)，互相發(fā)展。相信有了力學(xué)的支撐，建筑工程會(huì)越走越遠(yuǎn)，會(huì)有越來越多優(yōu)美堅(jiān)固的建筑屹立在東方大陸上。

參考文獻(xiàn)

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[2] 范欽珊，陳建平.理論力學(xué)[M].高等教育出版社，2010：1-7.

[3] 孫訓(xùn)方.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，2009：1-3.

第3篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

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（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評(píng)為國家級(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)長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，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。

第4篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]專業(yè)認(rèn)證；液壓與氣壓傳動(dòng)；教學(xué)大綱；評(píng)價(jià)體系

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）04-0090-02

概述

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是檢查專業(yè)設(shè)置是否適應(yīng)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，是否適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。[1][2]專業(yè)認(rèn)證工作是職業(yè)工程師認(rèn)證工作的基礎(chǔ)，通過專業(yè)認(rèn)證工作的開展，可以更新教育思想，促進(jìn)真正意義的以學(xué)生為中心的教育觀念的形成，保證受教育者的權(quán)益。[3][4]

2006年，我國教育部正式組織開展了工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，成立了全國工程教育專業(yè)認(rèn)證專門機(jī)構(gòu)，目前已有機(jī)械制造及其自動(dòng)化等10個(gè)專業(yè)開始了專業(yè)認(rèn)證的試點(diǎn)工作。[5]河南工業(yè)大學(xué)2015年開始進(jìn)行機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的認(rèn)證申請(qǐng)，根據(jù)專業(yè)認(rèn)證對(duì)該專業(yè)的要求進(jìn)行系統(tǒng)改革，包括培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、師資條件，其中課程體系是改革的重中之重。以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，機(jī)電學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)課程組對(duì)該課程進(jìn)行了較全面的改革。

一、液壓與氣壓傳動(dòng)課程在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)中的地位

液壓與氣壓傳動(dòng)課程在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的課程體系中屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，是主干課程，其在機(jī)械類R悼緯燙逑抵釁鹱懦猩掀糲碌鬧匾作用。課程主要通過授課、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生熟悉流體傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生掌握各種液壓與氣動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及其應(yīng)用，掌握基本回路的組成和分析方法，進(jìn)而掌握液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)的分析及設(shè)計(jì)方法。學(xué)生通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，能為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

本課程在專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求部分共支撐5個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，2個(gè)課堂講授目標(biāo)，3個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。課堂講授目標(biāo)包括：1.理解數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理，能夠?qū)⑵渑c實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合；2.理解工程基礎(chǔ)知識(shí)原理，能將其應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的表述、建模和求解過程中。實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)總結(jié)起來為能夠利用課堂講授知識(shí)制訂合理的實(shí)驗(yàn)方案，并利用正確的方法搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；同時(shí)能夠?qū)λ脤?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出正確結(jié)論。

針對(duì)以上所提的畢業(yè)要求，我們對(duì)原課程進(jìn)行了較大程度的改革，提出了最新課程目標(biāo)，具體包括以下幾個(gè)方面。1.要求學(xué)生掌握流體傳動(dòng)的流體力學(xué)基礎(chǔ)（包括流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)），并能與實(shí)際相結(jié)合推導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用問題的靜、動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。2.掌握各種流體傳動(dòng)元件（動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件）的工作原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法；理解、分析基本液壓回路（方向回路、壓力回路、流量回路）；能夠運(yùn)用工程知識(shí)，通過類比、改進(jìn)或創(chuàng)新等方式，提出滿足特定需求的典型流體傳動(dòng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)方案，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。3.能夠針對(duì)流體傳動(dòng)與控制裝置的性能等有效制定研究或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案建立簡單實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后能正確分析，解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

二、課程改革

（一）調(diào)整課程大綱

1.內(nèi)容調(diào)整。針對(duì)新的課程目標(biāo)，課程大綱的調(diào)整首先從學(xué)時(shí)入手，將原來的46學(xué)時(shí)調(diào)整為54學(xué)時(shí)，擴(kuò)充了原課程第二章流體力學(xué)基礎(chǔ)部分的內(nèi)容。這一部分在原大綱里的講授內(nèi)容包括：（1）液壓油的主要物理性質(zhì)及選用；（2）液體靜、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)；（3）液體流動(dòng)能量損失與流量計(jì)算。由于學(xué)時(shí)的限制，教師在講解這一部分內(nèi)容的時(shí)候大多采取簡單帶過的做法，學(xué)生則無法真正理解流體力學(xué)與以往學(xué)過的固體力學(xué)之間的關(guān)系，這就導(dǎo)致部分學(xué)生只能機(jī)械地記住一些教師強(qiáng)調(diào)過的公式以應(yīng)付考試。

新大綱在（1）部分增加了流體的概念及連續(xù)性介質(zhì)假設(shè)部分。這部分內(nèi)容的增加對(duì)于學(xué)生理解流體與固體的區(qū)別，理解流體力學(xué)與固體力學(xué)的聯(lián)系至關(guān)重要。此外，新大綱在內(nèi)容（2）中增加了流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容的增加主要是為了讓學(xué)生更好地了解流體動(dòng)力學(xué)部分公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)，更好地理解掌握連續(xù)性方程、伯努利方程及流量方程的來龍去脈，為學(xué)生在后續(xù)液壓傳動(dòng)內(nèi)容中應(yīng)用這些公式打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2.調(diào)整實(shí)驗(yàn)大綱。根據(jù)畢業(yè)要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的方案搭建、論證，實(shí)驗(yàn)的過程記錄，數(shù)據(jù)分析等過程，主要培養(yǎng)學(xué)生將課堂所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力。與此相適應(yīng)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中增加實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、論證部分，并有相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

3.增加“成績考核評(píng)定”部分。新大綱中增加了考核成績?cè)u(píng)定辦法的表格，表格中規(guī)定了成績組成、考核評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)、分值、評(píng)價(jià)細(xì)則與對(duì)應(yīng)畢業(yè)的要求項(xiàng)，這為課程的后續(xù)評(píng)價(jià)提供了定量標(biāo)準(zhǔn)。通過這張表格，任課教師可以很清楚課堂教學(xué)中的每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生相應(yīng)能力培養(yǎng)的作用，從而使得各環(huán)節(jié)的實(shí)施更具有目的性和方向性。此外，表格中項(xiàng)目的具體內(nèi)容由任課教師自主設(shè)置，教師可以根據(jù)課程特點(diǎn)設(shè)定平時(shí)成績、考試成績等的比例，并制訂行之有效的評(píng)價(jià)細(xì)則，這樣更有助于提高課程評(píng)價(jià)的科學(xué)性與合理性。

（二）建立課程評(píng)價(jià)體系

課程結(jié)束后，如何評(píng)價(jià)課程達(dá)到的效果是教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán)，這一環(huán)節(jié)涉及后續(xù)的改進(jìn)。合理、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系是持續(xù)提高課堂效果，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。以往的教學(xué)大部分以課程結(jié)課考試作為教學(xué)終點(diǎn)，并不會(huì)對(duì)結(jié)束后得到的教學(xué)資料進(jìn)行客觀的分析，僅僅以簡單的試卷分析報(bào)告作為最終資料歸檔。

通過對(duì)專業(yè)認(rèn)證要求的分析，我們建立了液壓與氣壓傳動(dòng)課程的評(píng)價(jià)體系，具體環(huán)節(jié)如圖1所示。課堂教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，課程負(fù)責(zé)人需要填寫課程自評(píng)表，自評(píng)教學(xué)過程是否支撐對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求。如滿足要求，則進(jìn)入考核環(huán)節(jié)。教師根據(jù)教學(xué)過程，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求給出考核學(xué)生的題目――試卷，并根據(jù)試題的具體情況填寫課程試卷命題檢查表。表中總結(jié)了對(duì)應(yīng)于每個(gè)課程目標(biāo)的試題分值，通過這張表出}教師可以一目了然地看出所出試題是否與教學(xué)環(huán)節(jié)相適應(yīng)，即是否可以對(duì)學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)做出客觀評(píng)價(jià)。如果滿足要求，則試題可以用來作為課程是否達(dá)成課程目標(biāo)，學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)是否達(dá)到相應(yīng)畢業(yè)要求的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

考試結(jié)束并得到學(xué)生的考試成績后，教師需要對(duì)成績進(jìn)行匯總，根據(jù)匯總結(jié)果填寫分析報(bào)告。同時(shí)，學(xué)生需要填寫課程問卷調(diào)查，包括課堂教學(xué)過程以及試卷等方面，問卷調(diào)查的結(jié)果要在分析報(bào)告中體現(xiàn)。至此，本課程告一段落，分析報(bào)告作為重要的存檔材料將對(duì)課程的總體教學(xué)效果起到持續(xù)指導(dǎo)的作用。

（三）課程達(dá)成度評(píng)價(jià)

任課教師對(duì)自己任課的班級(jí)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)后，由課程負(fù)責(zé)人對(duì)課程的總體情況進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)，給出達(dá)成度的數(shù)值，填寫課程達(dá)成度評(píng)價(jià)表，對(duì)課程的總體效果給出客觀評(píng)價(jià)。

三、結(jié)論

改革優(yōu)化了課程內(nèi)容，增加了流體力學(xué)部分在本課程中所占的比重，使學(xué)生在課程初期對(duì)力學(xué)，包括固體力學(xué)與流體力學(xué)有了全面的認(rèn)識(shí)，能夠做到融會(huì)貫通，為后續(xù)液壓與氣壓內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。改革建立了學(xué)生―任課教師―課程負(fù)責(zé)人為主的課程評(píng)價(jià)體系，通過各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控與評(píng)估，使學(xué)生達(dá)到課程所服務(wù)的畢業(yè)要求。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 余天佐，劉少雪.從外部評(píng)估轉(zhuǎn)向自我改進(jìn)――美國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究，2014（6）.

[2] 陳平，專業(yè)認(rèn)證理念推進(jìn)工科專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵式發(fā)展[J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（1）.

[3] 韓楚.以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)之探究[J].新校園（上旬），2016（2）.

第5篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)是為了讓這門學(xué)科更適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)，因此應(yīng)該滿足適應(yīng)性強(qiáng)、覆蓋面廣的要求。所以在建設(shè)化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程的時(shí)候，應(yīng)該將《化工原理》與《化工原理實(shí)驗(yàn)》的內(nèi)容都包含進(jìn)去。

1.1《化工原理》課程應(yīng)該包括的內(nèi)容（1）在流體流動(dòng)的章節(jié)需要包含流體的基本性質(zhì)、流體靜力學(xué)的相關(guān)方程式以及它們的應(yīng)用、流體的能量衡算方程及方程的應(yīng)用、流體流動(dòng)阻力的計(jì)算以及流體流量的測量。（2）在流體輸送機(jī)械章節(jié)需要包含離心泵的性能參數(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)原理、特性曲線、流量的調(diào)節(jié)步驟與安裝方法，還需要順便介紹其它液體與氣體輸送機(jī)械。（3）在機(jī)械分離與固體流態(tài)化章節(jié)需要包含顆粒與顆粒床的特性、過濾分離的原理與使用到的設(shè)備、重力沉降與離心沉降各自的沉降原理和區(qū)別以及沉降操作方法。（4）在傳熱章節(jié)應(yīng)該包含傳熱概述、對(duì)流傳熱的定義、熱傳導(dǎo)、傳熱的計(jì)算方法、各種換熱器的簡介等。（5）在蒸發(fā)章節(jié)應(yīng)該包含蒸發(fā)設(shè)備的介紹、蒸發(fā)操作方法與流程特點(diǎn)、單效蒸發(fā)的計(jì)算方法并簡要介紹多效蒸發(fā)的相關(guān)內(nèi)容。（6）在蒸餾章節(jié)應(yīng)該包括精餾原理與過程、兩組分理想溶液的氣液平衡與連續(xù)精餾的計(jì)算，包括精餾塔理論版的計(jì)算、回流比的選擇、塔高與塔徑的計(jì)算方法、精餾的物料衡算以及精餾塔的操作線方程。（7）在氣體吸收章節(jié)，網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容應(yīng)該包括吸收的速率與平衡關(guān)系以及低組成氣體的相關(guān)吸收計(jì)算，比如傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算、物料衡算、吸收劑用量、填料層高度以及吸收系數(shù)的計(jì)算等。（8）在蒸餾和吸收塔設(shè)備章節(jié)，網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容應(yīng)該包括填料塔與板式塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、流體力學(xué)性能以及操作特性。（9）在液-液萃取章節(jié)，網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容應(yīng)該包括單級(jí)萃取的計(jì)算和萃取相平衡的關(guān)系等。（10）在固體物料的干燥章節(jié)，網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容應(yīng)該包括干燥過程的熱量衡算與物料衡算、物料所含水分的特性、濕空氣的基本性質(zhì)與濕度圖、干燥曲線與干燥速率曲線的繪制等。

1.2《化工原理實(shí)驗(yàn)》應(yīng)包括以下內(nèi)容（1）理論教學(xué)：如何預(yù)估與分析實(shí)驗(yàn)誤差、實(shí)驗(yàn)方法的確定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過程、化工實(shí)驗(yàn)中溫度、流量、壓力等參數(shù)的測量方法。（2）課件仿真演示及實(shí)驗(yàn)錄像：包括伯努利方程實(shí)驗(yàn)、流體阻力的測定、流量計(jì)的性能測定、離心泵性能測定、板框過濾實(shí)驗(yàn)、傳熱實(shí)驗(yàn)、精餾塔實(shí)驗(yàn)、填料吸收塔試驗(yàn)、干燥速率曲線的測定等的課件仿真演示，以及實(shí)驗(yàn)錄像資源。（3）在線自測考試：化工原理實(shí)驗(yàn)在線自測考試系統(tǒng)可以讓學(xué)生自主選擇對(duì)應(yīng)化工實(shí)驗(yàn)測試科目進(jìn)行網(wǎng)上在線測驗(yàn)。

2化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)

2.1與工程實(shí)際相結(jié)合，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)化的多媒體課件化工原理的主要內(nèi)容是以實(shí)際化工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種典型單元操作為基礎(chǔ)的，因此它的工程技術(shù)性比較強(qiáng)。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該盡量為學(xué)生拓寬知識(shí)面，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的豐富與優(yōu)化將各種教學(xué)資料整理成一個(gè)緊密銜接的整體內(nèi)容。具體過程為：首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選，并根據(jù)不同專業(yè)對(duì)化工原理側(cè)重點(diǎn)的不同制定詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃和大綱，這樣不僅可以滿足不同專業(yè)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)方向側(cè)重點(diǎn)的不同，同時(shí)也可以滿足人才培養(yǎng)的要求，擴(kuò)大了化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程的使用范圍。在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，讓基本概念、基本理論與基本方法貫穿到每個(gè)單元中去。對(duì)于只需簡單掌握的知識(shí)可以讓學(xué)生自己自學(xué)，而重難點(diǎn)知識(shí)則應(yīng)該仔細(xì)、透徹地講。作為一門化工類及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，化工原理的學(xué)習(xí)離不開實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)。因此，化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)自然也少不了需要將理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合起來，因此可以將理論教學(xué)中的概念引申到工程實(shí)際中來，讓實(shí)踐內(nèi)容在理論中得到體現(xiàn)，從而加強(qiáng)它們之間的聯(lián)系。這樣學(xué)生的實(shí)踐能力就能得到提高。對(duì)化工原理及實(shí)驗(yàn)多媒體課件的開發(fā)與使用可以推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)現(xiàn)。

2.2在突出學(xué)生主體地位的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的優(yōu)勢（1）對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法中，學(xué)生的位置比較被動(dòng)，因此限制了學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，教學(xué)效果一直不太理想。由此可見，要想提高教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是改進(jìn)教學(xué)方法。所以，只有做到發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用，讓學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)性而不是一味的灌輸知識(shí)，才能切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)課程可以將超文本結(jié)構(gòu)、窗互技術(shù)等運(yùn)用到化工原理及實(shí)驗(yàn)的課件中來，大大提高了人機(jī)交互的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以雙向交流。另外，導(dǎo)航系統(tǒng)的存在也方便學(xué)生隨時(shí)查詢所在的位置以及需要查詢的章節(jié)。另外，動(dòng)畫與視頻技術(shù)的運(yùn)用可以有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的理解與記憶，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。而“交互式”“雙向交流式”“啟發(fā)式”等教學(xué)模式也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加多樣，擺脫了枯燥、沉悶的學(xué)習(xí)氣氛。網(wǎng)絡(luò)課程對(duì)教學(xué)方法的另外一個(gè)改進(jìn)之處就在于它可以隨時(shí)隨地為學(xué)生提供教學(xué)資源，學(xué)生在遇到困難時(shí)可以很方便地找到解決方法。對(duì)于基礎(chǔ)弱、學(xué)習(xí)落后的學(xué)生來說，網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)給了他們追上學(xué)習(xí)進(jìn)度的機(jī)會(huì)，讓他們可以通過課余時(shí)間的努力來提高學(xué)習(xí)成績。由于教學(xué)的雙向性，因此將主體性、參與性與發(fā)展性集于一體的課堂才是真正成功的課堂。教師與學(xué)生在課堂上的互動(dòng)是影響教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，因此教師需要給學(xué)生創(chuàng)造良好的溝通氛圍，讓學(xué)生敢于表達(dá)出自己的不同見解，再輔以指導(dǎo)的同時(shí)也鼓勵(lì)他們獨(dú)立思考。學(xué)生與教師之間有了良好的溝通氛圍以后，教師就可以獲得更多的反饋信息，這對(duì)于提高教學(xué)效果來說是很有幫助的。（2）對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化在化工原理及實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中會(huì)涉及到很多的化工機(jī)械設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)儀器，單用板書的形式是很難介紹清楚的，教學(xué)效果會(huì)大打折扣。而通過網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生清楚、直觀地看到化工設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)教師再進(jìn)行講解時(shí)就可以一點(diǎn)就通。當(dāng)然，傳統(tǒng)教學(xué)方法依然是不可替代的，在進(jìn)行公式的推導(dǎo)時(shí)，板書反而是最好的方式了，因?yàn)閷W(xué)生可以跟著教師一步步的書寫過程慢慢地理解推導(dǎo)過程，由淺入深地理解公式的原理以及推導(dǎo)方法。所以，教學(xué)手段的優(yōu)化并不是一味的創(chuàng)新，將傳統(tǒng)教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)代化的新教學(xué)手段相結(jié)合才能真正達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

2.3注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)化工原理課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，因此對(duì)于學(xué)生來說，加強(qiáng)實(shí)踐是非常重要的。在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)該為學(xué)生多創(chuàng)造實(shí)踐機(jī)會(huì)。另外，教師還需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性，并重視學(xué)校已經(jīng)開設(shè)的實(shí)踐性課程，比如化工原理實(shí)驗(yàn)以及一些化工流程模擬軟件的操作。由于學(xué)生本來就缺乏實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，因此在教師講解實(shí)際工程問題的時(shí)候，學(xué)生很難通過教師的講述真正地明白實(shí)際情況到底是怎樣的。教師講得費(fèi)力，學(xué)生聽得也吃力。而實(shí)踐不僅可以解決教師講解不到位、學(xué)生理解不到位的問題，更可以讓學(xué)生提前了解以后要從事的工作是什么樣的狀況?？蓡栴}是讓學(xué)生每次都去實(shí)地動(dòng)手實(shí)踐是不切實(shí)際的，而網(wǎng)絡(luò)課程卻可以為學(xué)生提供圖片、視頻以及化工流程模擬軟件，讓學(xué)生在這些手段的幫助下更好地理解化工設(shè)備的工作原理與狀況以及化工行業(yè)的實(shí)際工作狀況。比如，教師在講解離心泵的結(jié)構(gòu)與工作原理時(shí)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)以及多媒體讓學(xué)生觀看動(dòng)畫三維立體展示以及離心泵結(jié)構(gòu)展示錄像，學(xué)生就可以根據(jù)看到的動(dòng)畫三維立體展示更清楚地了解離心泵的工作狀況，更可以通過結(jié)構(gòu)展示錄像直觀地了解離心泵的內(nèi)部構(gòu)造。在網(wǎng)絡(luò)課程的幫助下，學(xué)生會(huì)對(duì)離心泵的工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更加深刻的記憶。此外，對(duì)動(dòng)畫三維立體展示的理解還可以提高學(xué)生的觀察能力、空間想象能力、邏輯思維能力以及分析與解決問題的能力，在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的同時(shí)還提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，更符合時(shí)代對(duì)新型人才的需求。

3化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)特點(diǎn)

3.1教學(xué)體系更完善網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)目的是為了提高學(xué)生的綜合能力，讓學(xué)生更適應(yīng)這個(gè)社會(huì)。因此，化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程在建設(shè)上會(huì)通過對(duì)組合與更新的方式完善教學(xué)體系。學(xué)生可以通過使用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自學(xué)甚至自測，“交互式”“雙向交流式”“啟發(fā)式”等多種模式的疊加可以有效達(dá)到提高學(xué)生各方面能力的目的。

3.2教學(xué)內(nèi)容更豐富傳統(tǒng)的教材由于受到紙張頁數(shù)的限制，因此教材內(nèi)容的選取只能盡量挑重點(diǎn)。而網(wǎng)絡(luò)課程卻可以將各個(gè)院校所編的教材內(nèi)容都收錄進(jìn)來，不受容量的限制，因此，教材內(nèi)容更加豐富，可以滿足眾多學(xué)生的需求。4.3更新速度快紙質(zhì)教材最大的缺點(diǎn)就是阻礙了知識(shí)的更新速度并且會(huì)造成資源的浪費(fèi)。網(wǎng)絡(luò)課程可以隨時(shí)進(jìn)行知識(shí)的更新，因此學(xué)生可以第一時(shí)間了解化工行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，同時(shí)還可以避免重新印刷教材造成的浪費(fèi)。

3.4教學(xué)方式更多樣網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以通過動(dòng)畫以及視頻制作技術(shù)來豐富學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理及實(shí)驗(yàn)這門學(xué)科的時(shí)候除了理解枯燥的文字以外，還可以通過觀看動(dòng)畫或視頻的方式來學(xué)習(xí)，既增加了新鮮感，也調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

3.5教學(xué)環(huán)節(jié)齊全化工原理及實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程有很多的板塊，比如虛擬課堂學(xué)習(xí)、專題講座、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、討論答疑、課外輔導(dǎo)、學(xué)生自測等，能在各個(gè)環(huán)節(jié)上幫助學(xué)生，也可以提高學(xué)生的自學(xué)能力。

4結(jié)語

第6篇：流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：化工原理；教學(xué)內(nèi)容；工程處理方法；能力培養(yǎng)

在高等工科教育中，完善的知識(shí)體系框架為基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)、工程科學(xué)知識(shí)、工程技術(shù)與設(shè)備知識(shí)。從自然科學(xué)到工程技術(shù)之間，必須有一個(gè)中間知識(shí)層次，這一中間知識(shí)層次的教育就是通過技術(shù)基礎(chǔ)課程來承擔(dān)?？梢钥闯觯夹g(shù)基礎(chǔ)課程在學(xué)生的知識(shí)教育計(jì)劃中起著承前啟后、由理及工的“橋梁”作用，是從自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程。化工原理課程是化工類及相近專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程的主要內(nèi)容是利用數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等自然科學(xué)的原理，研究實(shí)際化工物理過程中的客觀規(guī)律，并利用這些規(guī)律進(jìn)行化工過程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備構(gòu)造設(shè)計(jì)等。它承擔(dān)著工程科學(xué)與工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)?？茖W(xué)是反映自然、社會(huì)和思維等的客觀規(guī)律的分科的知識(shí)體系；科學(xué)從自然現(xiàn)象中被抽象出來，再應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中去。技術(shù)是人類在利用自然和改造自然的過程中積累起來并在生產(chǎn)勞動(dòng)中體現(xiàn)出來的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)?？梢姡夹g(shù)的根基是科學(xué)。筆者結(jié)合多年從事化工原理課程教學(xué)的體會(huì)，談一下在該課程教學(xué)過程中，有意識(shí)彰顯化工原理課程內(nèi)容特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程能力培養(yǎng)的做法及認(rèn)識(shí)。

一、應(yīng)用科學(xué)理論進(jìn)行工程技術(shù)問題分析的能力培養(yǎng)

化工原理課程內(nèi)容的研究對(duì)象就是實(shí)際化學(xué)工程中的問題。某些化工過程中的實(shí)際問題在做合理的簡化處理的基礎(chǔ)上，可以直接應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)理論進(jìn)行分析描述。這種方法是基礎(chǔ)理論課程中常用的方法，是培養(yǎng)學(xué)生由科學(xué)到技術(shù)、由理到工的基本能力和工程問題基本分析能力的重要環(huán)節(jié)。通過這種方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察問題、描述問題，培養(yǎng)學(xué)生理性邏輯思維的能力，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)理論在工程實(shí)際中的應(yīng)用，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工程能力。例如，應(yīng)用相關(guān)的物理定律和數(shù)學(xué)手段，進(jìn)行流體靜力學(xué)方程式的導(dǎo)出、柏努利方程式的導(dǎo)出、圓管中流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的剪應(yīng)力分布式、圓管中牛頓型流體定態(tài)層流流動(dòng)時(shí)流速分布式、沿程能量損失公式、一維定態(tài)溫度場中熱傳導(dǎo)速率式、一維定常態(tài)濃度場中分子擴(kuò)散傳質(zhì)速率式等都應(yīng)用了這種數(shù)學(xué)解析方法。

二、應(yīng)用實(shí)例分析進(jìn)行工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)

化工原理課程各種單元操作的發(fā)展積累了豐富的材料。在講授這些工程科學(xué)和工程技術(shù)知識(shí)時(shí)要突出工程觀點(diǎn)。例如，以建立循環(huán)流動(dòng)說明蒸發(fā)設(shè)備的沿革；以機(jī)械能平衡和動(dòng)量平衡的觀點(diǎn)觀察管內(nèi)流動(dòng)和均布現(xiàn)象；結(jié)合吸收和傳質(zhì)設(shè)備的分析引入返混的工程概念。學(xué)者們非常重視在教學(xué)中突出對(duì)學(xué)生工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)教育［1-3］。

在授課過程中通過列舉實(shí)例分析的思路中對(duì)學(xué)生工程觀點(diǎn)的形成給予引導(dǎo)和強(qiáng)調(diào)。在基礎(chǔ)理論課程中，從一個(gè)理論出發(fā)分析影響某一物理量的諸因素時(shí)，學(xué)生會(huì)不分實(shí)際與否、不分主次地找出各種影響因素和影響關(guān)系。但是，在分析實(shí)際工程問題時(shí)就不同了，在分析影響某一工程中物理量的各種因素時(shí)，首先要考慮實(shí)際可能性，分清因果關(guān)系，其次再要善于分清主次因素。例如，在通過傳熱實(shí)驗(yàn)測定換熱器的傳熱總系數(shù)K時(shí)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算傳熱總系數(shù)是根據(jù)傳熱基本方程式 。如果要求學(xué)生指出在實(shí)驗(yàn)中影響K測定準(zhǔn)確性的各主要因素的話，很多學(xué)生就圍繞著傳熱基本方程式考慮問題，不分主次地羅列出T1、T2、t1、t2、qm1、qm2等因素。傳熱基本方程式是通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反映換熱器的傳熱總系數(shù)的一個(gè)方法。如果分析實(shí)驗(yàn)中影響K測定準(zhǔn)確性的各因素的話，應(yīng)該從本質(zhì)上來考慮問題，根據(jù)K的表達(dá)式 來考慮，該式是從根本上反映各影響因素的關(guān)系式。并非該式中的每個(gè)物理量都是工程中的變量因素，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中某一確定的換熱器來說，僅有對(duì)流給熱系數(shù)out、in是變量因素，因此，影響out、in的變量因素就是影響K測定準(zhǔn)確性的因素。再根據(jù)對(duì)流給熱系數(shù)的表達(dá)式可知，流體的流速（即流量）是最敏感的影響因素。因此，對(duì)于上述問題，實(shí)驗(yàn)中的qm1、qm2是影響K測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。這樣來分析問題，注重了問題的客觀實(shí)際性，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到哪些是表面關(guān)系（或者純數(shù)學(xué)關(guān)系）、哪些是本質(zhì)關(guān)系，并且認(rèn)識(shí)到同一臺(tái)換熱器的換熱性能參數(shù)K是因流體流量不同、操作條件不同而變化的，從而建立起靈活的而非僵化的工程概念。

從化工原理的教學(xué)內(nèi)容中多提煉出此類問題進(jìn)行課堂分析，對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生建立工程概念、樹立工程經(jīng)濟(jì)意識(shí)起著非常重要的教育作用。

三、工程處理方法應(yīng)用能力的培養(yǎng)

在化工原理各單元操作的分析和描述中，體現(xiàn)了研究工程問題的共性和方法論。對(duì)于所研究問題（對(duì)象）進(jìn)行受力分析、物料衡算、能量衡算、相平衡關(guān)系描述、傳遞速率描述等以及經(jīng)濟(jì)性基本分析，是研究工程問題的最基本而有效的處理方法[4]。在研究復(fù)雜的工程問題時(shí)，根據(jù)復(fù)雜工程問題的特性，靈活采用的系數(shù)校正法、參數(shù)歸并法、過程分解組合法、實(shí)驗(yàn)研究法、數(shù)學(xué)模型法和極限處理法等，更體現(xiàn)出工程技術(shù)研究者的智慧和工程處理方法的策略性。

1．系數(shù)校正法

對(duì)于所研究問題分清共存的主要矛盾和次要矛盾，首先抓住主要矛盾忽略次要矛盾，利用理論分析描述問題，得到反映問題規(guī)律的數(shù)學(xué)關(guān)系式。然后再考慮次要矛盾的影響，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在數(shù)學(xué)關(guān)系式中加上合理的系數(shù)給予校正。在研究孔板流量計(jì)流量計(jì)算式、畢托管流量計(jì)算式、重力射流流量計(jì)算式、壓力射流流量計(jì)算式等問題時(shí)都運(yùn)用了這樣的工程處理方法。

2．參數(shù)歸并法

參數(shù)歸并法又可以稱集總參數(shù)法。很多化工實(shí)際問題通過數(shù)學(xué)描述后所得到的數(shù)學(xué)關(guān)系式的形式特別復(fù)雜。為了將這種數(shù)學(xué)關(guān)系式的形式進(jìn)行簡化并且使得公式變得更為簡捷實(shí)用，此時(shí)就要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的情況做分析，哪些物理量是在生產(chǎn)過程中需要不斷調(diào)整的工程參數(shù)，哪些是在一般情況下不易發(fā)生變化的、或者不需要作調(diào)整的，尤其是對(duì)某些工程因素，盡管從理論上做出了定義，但是其數(shù)值必須通過實(shí)驗(yàn)獲得。這種情況下，可以將不易發(fā)生變化的、一般不需要作調(diào)整的以及必須通過實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)值的多個(gè)工程因素進(jìn)行歸并，定義為一新的參數(shù)來表示這多個(gè)工程因素的組合式，便得到在通常情況下方便應(yīng)用的簡捷的數(shù)學(xué)關(guān)系式，這個(gè)組合式的值一般通過實(shí)驗(yàn)確定之。如果是某種生產(chǎn)參數(shù)作了調(diào)整，所定義的多個(gè)工程因素組合式中的某種因素?cái)?shù)值發(fā)生了變化，我們便可以根據(jù)所定義的組合式的數(shù)學(xué)形式有目的地將組合式值給予校正得到新生產(chǎn)狀況下的值。這樣，無需重新通過實(shí)驗(yàn)測定組合式的值了，使得實(shí)際生產(chǎn)變得更為經(jīng)濟(jì)。過濾速率表達(dá)式以及恒壓過濾方程式的表示法即是一典型的例子。實(shí)際上，表示流體對(duì)流傳熱速率的牛頓冷卻定律和流體對(duì)流傳質(zhì)速率的方程式的提出，將諸多復(fù)雜的工程因素全歸并到傳熱系數(shù)及傳質(zhì)系數(shù)中，然后通過實(shí)驗(yàn)研究方法再研究之，就是工程上集總參數(shù)法的處理方法。

3．過程分解組合法

將一個(gè)復(fù)雜的過程（或系統(tǒng)）分解為聯(lián)系較少或相對(duì)獨(dú)立的若干個(gè)子過程（或子系統(tǒng)），分別研究各子過程（或子系統(tǒng)）的特有規(guī)律，然后再將各子過程（或子系統(tǒng)）聯(lián)系起來，探求各子過程（或子系統(tǒng)）之間的相互影響及總體效應(yīng)。在研究帶泵管路時(shí)首先分別研究管路的特性方程和泵的特性方程，然后將問題綜合起來分析泵的工作點(diǎn)。在研究填料層高度時(shí)分別分析影響傳質(zhì)單元高度的因素和影響傳質(zhì)單元數(shù)的因素。在研究板式塔高度時(shí)分別研究理論塔板數(shù)、塔板效率和板間距。此類問題都是過程分解與組合法基本工程思想的體現(xiàn)。

4．實(shí)驗(yàn)研究法

工程技術(shù)的發(fā)展過程恰好反映了人類認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程?；瘜W(xué)工程中的某些問題，矛盾錯(cuò)綜復(fù)雜，難以利用單一的物理概念和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述。解決復(fù)雜工程問題存在著兩種典型的思維方式，即實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型方法。

管內(nèi)流體湍流流動(dòng)時(shí)的機(jī)械能損失和管內(nèi)流體湍流流動(dòng)時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)的研究就是采用的這種方法。該方法是在量綱理論的科學(xué)指導(dǎo)下分析問題的。如果實(shí)驗(yàn)工作必須遍及各種尺寸的設(shè)備和各種不同的物料的話，那么這樣的實(shí)驗(yàn)將不勝其煩，而且失去了實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義。因此，必須建立實(shí)驗(yàn)研究的方法論，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果在物料品種方面能“由此及彼”，在幾何尺寸上能“由小見大”。在實(shí)驗(yàn)研究方法中，量綱理論和π定理對(duì)于科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，減少試驗(yàn)次數(shù)，起到了非常有益的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)研究方法是在對(duì)于所研究的問題具有一定的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，能夠比較全面而準(zhǔn)確地尋找出影響工程問題的諸多因素的條件下開始的，該方法不去剖析問題的本質(zhì)，將問題視作一“黑箱”，只關(guān)注其各輸入變量及輸出量，研究的目的是獲得輸出量與各種輸入變量的函數(shù)關(guān)系。將所要研究的未知函數(shù)首先設(shè)成冪函數(shù)的形式，利用量綱理論和π定理的理論指導(dǎo)，經(jīng)過分析演繹，得到無因次（量綱）準(zhǔn)數(shù)的關(guān)聯(lián)式。在此基礎(chǔ)之上，再通過實(shí)驗(yàn)使得所研究的函數(shù)關(guān)系具體化。

5．?dāng)?shù)學(xué)模型法

數(shù)學(xué)模型方法又稱為半理論半經(jīng)驗(yàn)方法，流體穿流過固定顆粒床層時(shí)的機(jī)械能損失問題的研究就是采用的這種方法?；ぜ夹g(shù)問題的研究成果發(fā)展到一定程度的基礎(chǔ)上，人們遇到新技術(shù)問題時(shí)總善于同相關(guān)的問題聯(lián)系起來考慮，并盡量引用已有的基礎(chǔ)理論和研究成果。數(shù)學(xué)模型方法是在對(duì)所研究問題深刻剖析的基礎(chǔ)上，在保持所研究目標(biāo)函數(shù)值等效（即不失真）的前提下，將復(fù)雜的真實(shí)模型轉(zhuǎn)化成一個(gè)足夠簡單并且可以進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的物理模型，將復(fù)雜的真實(shí)問題轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢岳靡延袛?shù)學(xué)公式進(jìn)行描述的簡單問題，這是數(shù)學(xué)模型方法中創(chuàng)新性思維的關(guān)鍵。要保證所研究目標(biāo)函數(shù)值等效，關(guān)鍵是在復(fù)雜問題簡化的過程中，一定要保持影響目標(biāo)函數(shù)值的諸因素值相等，即保持所研究問題的本質(zhì)不變。顯然，要做到這一點(diǎn)，必須對(duì)于所研究問題的內(nèi)在規(guī)律，特別是對(duì)于決定所研究目標(biāo)函數(shù)值的本質(zhì)因素有著深刻的理解。

6．極限處理方法

在傳質(zhì)單元操作中需要確定某些重要的工程參數(shù)，例如氣體吸收操作中的吸收劑用量、液體解吸操作中解吸氣用量、液體連續(xù)精餾中的塔頂液相回流比以及多級(jí)逆流萃取中的溶劑比等。處于工程的角度總是希望盡量降低這些工程參數(shù)值，但是，根據(jù)單元操作的原理來分析，這些工程參數(shù)存在著最小值和最佳值（經(jīng)濟(jì)性最好）的問題。工程上如何確定這些參數(shù)呢？采用了極限處理方法，即首先在工程中達(dá)到極限的條件下確定工程參數(shù)的最小值，然后根據(jù)最小值乘以一個(gè)合適的倍數(shù)擴(kuò)大到實(shí)際值，并且盡量達(dá)到最佳值。要特別注意，在工程中達(dá)到極限的條件下正對(duì)應(yīng)于工程參數(shù)的最小值，如：氣體吸收操作中當(dāng)填料層高度為無限大時(shí)所需的吸收劑用量為最小；液體連續(xù)精餾中當(dāng)塔內(nèi)的理論塔為無限多時(shí)所需的塔頂液相回流比為最?。欢嗉?jí)逆流萃取中當(dāng)萃取的理論級(jí)數(shù)為無限多時(shí)所需的溶劑比為最小等。因此，盡管工程上的極限處理方法確實(shí)找到了一種解決問題的巧妙途徑，但是一定要意識(shí)到這是一種極端的工程狀態(tài)，在實(shí)際工程中是不可能存在的。在教學(xué)中要提醒學(xué)生特別注意。

四、應(yīng)用工程問題考察方法的能力培養(yǎng)

化工原理課程中所研究的問題是發(fā)生于化工生產(chǎn)設(shè)備或管路中化工物料中的傳遞過程規(guī)律，例如，動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞等過程。在化工原理這門工程學(xué)科發(fā)展的過程中，在研究工程問題上形成了一套獨(dú)具特色且行之有效的方法?；み^程通常是多因素、多變量的復(fù)雜工程問題。在著手分析這類問題時(shí)，應(yīng)首先建立起科學(xué)而又實(shí)用的考察方法。典型的考察方法有如下幾種。

（1）定常態(tài)與非定常態(tài)。為了首先分清所研究的工程過程問題中是否涉及時(shí)間變量，將所研究的工程過程分為兩大類。如果沒有時(shí)間這個(gè)變量，所研究的過程稱為定常態(tài)過程；如果研究過程中的某些或某個(gè)參數(shù)隨著時(shí)間發(fā)生變化，則這個(gè)過程是非定常態(tài)。在分析描述過程時(shí)，要重視時(shí)間這個(gè)變量。

（2）擬定常態(tài)考察法。對(duì)于非定常態(tài)的工程過程問題，過程中的某些參數(shù)隨著時(shí)間發(fā)生變化。但是，在某一瞬時(shí)，參數(shù)為某一值。當(dāng)經(jīng)歷一微元時(shí)間段時(shí)，某些參數(shù)可以認(rèn)為不變，從而可以在一微元時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行問題的分析與描述，或者在經(jīng)歷一微元時(shí)間段前后進(jìn)行問題的分析與描述。

（3）流體質(zhì)點(diǎn)考察法。大多化工生產(chǎn)物料呈現(xiàn)流體狀態(tài)，如果要考察物料的流動(dòng)形態(tài)，從流體的分子尺度上去考察會(huì)將問題變得非常復(fù)雜，并且根據(jù)工程上的研究目的也無此必要。因此，在工程研究上提出了流體質(zhì)點(diǎn)的概念。流體質(zhì)點(diǎn)是由其大量分子所組成，質(zhì)點(diǎn)的體積比分子自由程長度大得多，但比容納流體的設(shè)備尺寸小得多。流體的質(zhì)點(diǎn)之間無任何間隙（無需考慮質(zhì)點(diǎn)的形狀）從而形成了連續(xù)的流體，這樣連續(xù)的流體在一般生產(chǎn)條件下的運(yùn)動(dòng)過程中是連續(xù)的，從而可以利用連續(xù)的數(shù)學(xué)函數(shù)、微分及積分等數(shù)學(xué)手段進(jìn)行描述。

（4）微元體考察法。如果所研究的工程過程在空間一定范圍內(nèi)某些參數(shù)發(fā)生著變化，為了研究參數(shù)的變化規(guī)律，首先引用數(shù)學(xué)微分積分為指導(dǎo)思想，在空間中的某一代表性部位，取一微元體作為重點(diǎn)考察對(duì)象，利用相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。微元體的取法有很多技巧，具體問題應(yīng)具體分析，通常與分析問題時(shí)坐標(biāo)系的靈活取法有直接關(guān)系。例如平壁熱傳導(dǎo)時(shí)取直角坐標(biāo)系，圓筒壁熱傳導(dǎo)時(shí)取柱坐標(biāo)系，而球壁熱傳導(dǎo)時(shí)取球坐標(biāo)系。

（5）整體考察法。如果對(duì)于所研究的工程過程，僅關(guān)注輸入物理量與輸出物理量之間的關(guān)系，則取整體作為考察對(duì)象，進(jìn)行分析及描述。例如整臺(tái)換熱器的熱量平衡、吸收塔的物料平衡、精餾塔的物料平衡和熱量平衡等。

五、教師在教學(xué)過程中認(rèn)真做好實(shí)踐智慧者

化工原理課程內(nèi)容中蘊(yùn)涵著人類基于科學(xué)走向技術(shù)的豐富實(shí)例材料，教師希望學(xué)生們都能夠真正理解掌握到腦子里。但是，畢竟因?qū)W生思維較為幼稚，且在學(xué)習(xí)化工原理課程時(shí)剛剛轉(zhuǎn)入工程類課程的學(xué)習(xí)，理解能力有限。這就要求教師在這門課程一開始講好課程緒論，使得學(xué)生首先全面了解這門課程的內(nèi)容性質(zhì)特點(diǎn)及其在育人中的地位和作用。教師在課程內(nèi)容講授過程中，在彰顯內(nèi)容性質(zhì)特點(diǎn)和重要性的基礎(chǔ)上，認(rèn)真做好一名實(shí)踐智慧者[5]。首先貫徹一切為了學(xué)生學(xué)習(xí)好的意向，其次在教學(xué)意向中理解學(xué)生的具體需求，進(jìn)而在理解學(xué)生的基礎(chǔ)之上采取為了學(xué)生學(xué)習(xí)好的機(jī)智行動(dòng)。教師在教學(xué)過程中使得學(xué)生受益的機(jī)智行動(dòng)有待于做專門的理論研究與教學(xué)實(shí)踐。但是，某些基本的做法，例如善于進(jìn)行多種復(fù)雜問題的歸納總結(jié)，或許就可以使得學(xué)生受益不少。

化工原理中所涉及的實(shí)際工程問題表面看上去種類繁多，但是，根據(jù)問題的已知條件和待求物理量的性質(zhì)來分析。實(shí)際工程中的多種問題都可以歸納為兩大類，設(shè)計(jì)型問題和操作型問題。設(shè)計(jì)型問題是指定了生產(chǎn)任務(wù)，在給定的某些生產(chǎn)條件下，計(jì)算所需設(shè)備的主要工藝尺寸或者性能參數(shù)。操作型問題是在已有的設(shè)備中，在給定的某些生產(chǎn)條件下操作，計(jì)算所能夠達(dá)到的生產(chǎn)操作結(jié)果。這兩類問題都很重要，從思維方式上來說這兩類工程問題正好一是正向思維，一是反向思維。對(duì)于工科學(xué)生來說，既要能夠進(jìn)行工程與設(shè)備設(shè)計(jì)，又要能夠進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)管理和生產(chǎn)調(diào)節(jié)，這是現(xiàn)代工業(yè)的基本要求。課程教學(xué)中將各單元操作中的工程問題給予分類，有利于培養(yǎng)學(xué)生善于剖析問題、抓住問題的本質(zhì)，從根本上找出解決問題的思路、方法和步驟的能力。課程中各種單元操作工程理論的研究基本上都是沿著設(shè)計(jì)型問題的思路展開的，因此，教學(xué)中應(yīng)突出工程設(shè)計(jì)的意識(shí)和思維過程，即強(qiáng)化設(shè)計(jì)型問題，這既突出了各單元操作學(xué)習(xí)的主要目的性，真正弄清各單元操作工程理論的來龍去脈、培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，又奠定了學(xué)生分析解決工程操作型問題的能力，可謂是一箭雙雕。解決設(shè)計(jì)型問題的訓(xùn)練可通過單元操作綜合性設(shè)計(jì)課題來進(jìn)行。學(xué)生分析解決操作型問題的能力主要通過教師多列舉實(shí)例或者設(shè)置問題，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析思路和方法，得到能力的培養(yǎng)。

綜之，化工原理課程的教學(xué)內(nèi)容是進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際教育和進(jìn)行實(shí)際工程能力培養(yǎng)的極好載體。深刻分析認(rèn)識(shí)化工原理課程教學(xué)內(nèi)容的工程觀點(diǎn)、工程處理方法以及工程問題分類方法等，強(qiáng)化研究工程問題的科學(xué)性、思想性及方法論教育，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和素質(zhì)，能夠起到很好的效果。

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