對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)精選(九篇)

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第1篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)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(jiǎn)稱(chēng)“我院”）的制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)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?chē)矬w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(wèn)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(lái)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(mén)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專(zhuān)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(wèn)題。

一、改革教學(xué)方法

學(xué)好“流體力學(xué)”這門(mén)課對(duì)于制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)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(zhuān)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(wèn)題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)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(mén)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。“緒論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門(mén)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(guò)“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(wèn)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(wèn)題來(lái)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(wèn)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(lái)進(jìn)行類(lèi)比，從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過(guò)舉例和提問(wèn)的方式，讓學(xué)生帶著問(wèn)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(lè)事、趣事，由愿學(xué)到愛(ài)學(xué)再到樂(lè)學(xué)。實(shí)踐表明：列舉事例或提問(wèn)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(guān)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(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得以提高。

另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生直觀(guān)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。“流體力學(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(wèn)題的物理本質(zhì)有一個(gè)過(guò)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(guò)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(guān)念不易改變，而且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，學(xué)生理解掌握很困難。如果過(guò)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(guò)程將會(huì)枯燥無(wú)味，學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂，興趣全無(wú)。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(lái)解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)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(wèn)題。如果基本原理掌握了，接下來(lái)就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)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(guò)程的重要組成部分，解題過(guò)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(wèn)題的一個(gè)訓(xùn)練過(guò)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(guò)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(guò)程中掌握解決問(wèn)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(lèi)旁通、學(xué)以致用。這一過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流動(dòng)過(guò)程物理本質(zhì)的理解，將物理問(wèn)題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問(wèn)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(wèn)題的能力。

二、改革教學(xué)手段

多媒體教學(xué)以其形象、直觀(guān)、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(guò)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(yǔ)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(xiàn)與跡線(xiàn)、層流、湍流等，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料直觀(guān)形象地展現(xiàn)給學(xué)生，使其從感性認(rèn)識(shí)開(kāi)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(xiě)板書(shū)表述的和不易通過(guò)板書(shū)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(xiàn)、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(shū)教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書(shū)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(guò)程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書(shū)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(guò)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(shū)教學(xué)，例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過(guò)程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書(shū)，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2篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

【關(guān)鍵詞】研究型教學(xué)模式 流體力學(xué) 數(shù)值模擬

【中圖分類(lèi)號(hào)】G423 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）17-0042-04

所謂研究型教學(xué)，就是以先進(jìn)的教學(xué)理念為先導(dǎo)，運(yùn)用與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題作為載體，讓學(xué)生在教師的組織和指導(dǎo)下有目的地、相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行探索研究，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，注重在探索和研究的教學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，從而促進(jìn)學(xué)生思維水平的發(fā)展，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。相較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，研究型教學(xué)模式更重視學(xué)生思維模式和能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)與現(xiàn)代科技和社會(huì)的發(fā)展以及學(xué)科發(fā)展相關(guān)聯(lián)，以此保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性和增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新性；更突出教學(xué)與訓(xùn)練方法的科學(xué)研究特色，強(qiáng)調(diào)師生之間的互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與探索精神。

現(xiàn)代大學(xué)的職能，特別是高水平的研究型大學(xué)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)和研究的相互滲透，在教學(xué)活動(dòng)中，教師的作用是啟發(fā)、引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生，強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生探索研究自己感興趣的未知領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察、閱讀、分析、討論和推理判斷能力，實(shí)踐證明，研究型教學(xué)模式有助于學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

流體力學(xué)是知識(shí)體系龐雜、以大量實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)且對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)條件要求較高的新興綜合性學(xué)科，也是一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，它已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)深入各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域的重要學(xué)科，特別是隨著航空、航天、航海以及能源利用等行業(yè)的發(fā)展，迫切需要解決許多有關(guān)流體力學(xué)的問(wèn)題，這也極大地促進(jìn)了流體力學(xué)學(xué)科的發(fā)展。流體力學(xué)在動(dòng)力工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置中，起著從《高等數(shù)學(xué)》、《理論力學(xué)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等基礎(chǔ)課程到相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程，譬如《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》、《流體機(jī)械原理》的橋梁作用，也是深入研究熱能與動(dòng)力機(jī)械的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。筆者在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，就研究型教學(xué)模式進(jìn)行了探索和實(shí)踐，在課程設(shè)置中，針對(duì)某一授課主題，準(zhǔn)備流體與流體運(yùn)動(dòng)科學(xué)中一系列生動(dòng)的案例，讓學(xué)生對(duì)生活中這些看似熟悉卻又非常模糊陌生的現(xiàn)象有清晰的了解，在教學(xué)進(jìn)行中，以具體實(shí)例為研究對(duì)象，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，并結(jié)合現(xiàn)代的研究手段，進(jìn)行逐步深入的探討與研究，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行合理的分析。在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，將現(xiàn)代科學(xué)研究方法與內(nèi)容引入課堂，努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的思維模式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生在主動(dòng)探索、主動(dòng)思考、主動(dòng)實(shí)踐中發(fā)展探索能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

一 工程流體力學(xué)課程研究型教學(xué)模式實(shí)施方法

1.研究題目的選擇與引入

開(kāi)展研究型教學(xué)，對(duì)于研究選題有比較高的要求，既要有一定的工程背景，又要符合課程大綱的要求。由于是課堂教學(xué)，受時(shí)間所限，研究題目要求清晰易懂，又有一定的科學(xué)內(nèi)涵和深入研究的背景。流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程是工程流體力學(xué)課程中最為重要的內(nèi)容之一，該部分邏輯性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的數(shù)理推導(dǎo)能力有一定的要求。在教學(xué)活動(dòng)中，擬結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）數(shù)值模擬，采用循序漸近、逐步推導(dǎo)、深入分析的教學(xué)方法。

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，將通過(guò)以下兩個(gè)現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)流體連續(xù)性方

北京理工大學(xué)第十批教育教學(xué)改革研究課題

程的物理本質(zhì)：

第一，黃河壺口瀑布。壺口瀑布，是黃河上唯一的黃色大瀑布，也是中國(guó)的第二大瀑布，號(hào)稱(chēng)“黃河奇觀(guān)”，其奔騰洶涌的氣勢(shì)是中華民族精神的象征。那么黃河壺口瀑布是如何形成的呢？

圖1 黃河壺口瀑布

第二，烏魯木齊開(kāi)往阿克蘇5807次列車(chē)失事。列車(chē)被風(fēng)吹翻，看似是個(gè)笑話(huà)，但卻實(shí)實(shí)在在地發(fā)生了。2007年2月28日凌晨2時(shí)05分，烏魯木齊開(kāi)往阿克蘇的5807次旅客列車(chē)在行至南疆線(xiàn)珍珠泉至紅山渠間42千米處時(shí)，遭遇13級(jí)颶風(fēng)，風(fēng)速達(dá)到37～41.4米/秒，造成機(jī)車(chē)后9至19位的后部車(chē)廂全部脫軌，導(dǎo)致南疆線(xiàn)被迫中斷行車(chē)，那么其中的原因該作何科學(xué)解釋呢？

圖2 5807次列車(chē)失事圖片

黃河壺口瀑布及列車(chē)被風(fēng)吹翻現(xiàn)象中均蘊(yùn)含著流體動(dòng)力學(xué)連續(xù)性方程的物理本質(zhì)。問(wèn)題提出后，首先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己對(duì)于問(wèn)題的理解，通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的情境創(chuàng)設(shè)，利用流體力學(xué)基本原理進(jìn)行理論分析和解釋。根據(jù)對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行物理問(wèn)題簡(jiǎn)化，提出一元流動(dòng)連續(xù)性方程的推導(dǎo)過(guò)程。

設(shè)想有一根管道，流體在由入口斷面A1、出口斷面A2和管壁（三者構(gòu)成控制面）圍成的流域（控制體）內(nèi)流動(dòng)，如圖3所示。

圖3 一元流動(dòng)連續(xù)性方程推導(dǎo)示意圖

假設(shè)流體是不可壓縮的均質(zhì)流體，意味著流域內(nèi)的

質(zhì)量不變，且密度ρ為常數(shù)，則 。又

因沿管壁沒(méi)有流體的流入與流出，有：

得到不可壓縮流體流動(dòng)總流所必須滿(mǎn)足的連續(xù)性方程：u1A1=u2A2。

由于假設(shè)入流斷面和出流斷面的速度都為勻速（斷面平均速度），故這也是一元流動(dòng)的連續(xù)性方程，表明總流沿任意過(guò)流斷面的流量是相等的。

在這一部分的教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)教師選擇教材內(nèi)容、案例或課題，學(xué)生利用案例資料，獨(dú)立思考，自主發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，掌握內(nèi)在規(guī)律，從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)物理本質(zhì)問(wèn)題，從而獲得新的感悟。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，要特別注意引導(dǎo)學(xué)生去理解和分析問(wèn)題，并采用不斷提出問(wèn)題的方式，吸引學(xué)生注意力，并激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入探索的興趣。

2.數(shù)值計(jì)算模擬仿真在教學(xué)中的應(yīng)用

把現(xiàn)代研究工具與理念融入到日常教學(xué)中，是研究型教學(xué)模式的重要內(nèi)容和任務(wù)。傳統(tǒng)的流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與方法，基本上是基于理論的教學(xué)，并輔之以部分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當(dāng)前流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)。計(jì)算流體力學(xué)CFD技術(shù)，是解決工程中復(fù)雜流動(dòng)的一種有效手段，也是一門(mén)新型的獨(dú)立學(xué)科，它以經(jīng)典理論和數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，從空間和時(shí)間上定量描述各種場(chǎng)變量，從而達(dá)到對(duì)物理問(wèn)題研究的目的。將CFD數(shù)值計(jì)算模擬方法和部分簡(jiǎn)單應(yīng)用的實(shí)際上機(jī)練習(xí)引入到教學(xué)中，既可以開(kāi)闊學(xué)生視野、生動(dòng)課堂，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的理解，培養(yǎng)其解決實(shí)際問(wèn)題的能力，又可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣，有助于學(xué)生養(yǎng)成善于嘗試和探索規(guī)律的習(xí)慣。

為了使學(xué)生加深對(duì)流體運(yùn)動(dòng)連續(xù)性方程的理解和應(yīng)用，在課程設(shè)計(jì)上，將設(shè)計(jì)以下CFD算例“噴管內(nèi)二維流動(dòng)”，問(wèn)題的描述如下：空氣在一個(gè)大氣壓的作用下通過(guò)平均背壓Pexit=0.9atm的縮放型噴管。通過(guò)對(duì)流域的建模、計(jì)算和后處理，對(duì)本問(wèn)題進(jìn)行了流動(dòng)過(guò)程的數(shù)值模擬仿真研究。對(duì)這一部分教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)該對(duì)流場(chǎng)的邊界條件、邊界類(lèi)型、湍流模型和計(jì)算方法等進(jìn)行較詳細(xì)的介紹和講解。鑒于大學(xué)本科教學(xué)內(nèi)容和流體專(zhuān)業(yè)知識(shí)的限制，可對(duì)流場(chǎng)的邊界條件和邊界類(lèi)型多做一些講解，例如速度邊界、壓力出流邊界等；對(duì)湍流模型的來(lái)源及其應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹，而對(duì)諸如SIMPLE、PISO算法等僅僅介紹一下怎樣選取和使用即可。通過(guò)計(jì)算可以得到可視化的流動(dòng)結(jié)果（速度矢量圖和壓力分布圖等）。

（a）速度矢量分布圖 （b）壓力分布云圖

圖4 噴管內(nèi)流動(dòng)的CFD計(jì)算結(jié)果

將這些計(jì)算結(jié)果直觀(guān)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，引導(dǎo)學(xué)生基于連續(xù)性方程的基本物理內(nèi)涵去對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，

由速度矢量圖可以清晰地看出：在噴管喉口處，速度較大，這是由于此處流通截面積較小。對(duì)于噴管內(nèi)的一元流動(dòng)，通過(guò)噴管內(nèi)通流界面的流量是相等的，流體的流速與管內(nèi)通流截面積成反比，因此，在喉口處的速度最大。另外，在計(jì)算中，我們還可以通過(guò)檢查質(zhì)量流量的連續(xù)性來(lái)檢查通過(guò)區(qū)域的質(zhì)量流量是否滿(mǎn)足質(zhì)量守恒定律。通過(guò)在軟件中進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，我們可以看到進(jìn)、出口質(zhì)量流量的差異，在理想狀態(tài)下，進(jìn)口處的質(zhì)量流量應(yīng)該恒等于出口處的質(zhì)量流量，考慮到計(jì)算誤差，這一誤差保證在總流量的1%即可。

圖5 進(jìn)、出口質(zhì)量流量的差異

這一部分的教學(xué)，要求學(xué)生不僅掌握流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)去分析工程實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)中要特別注重引導(dǎo)學(xué)生去不斷地提出問(wèn)題，并利用所學(xué)的知識(shí)去進(jìn)行解釋。這是進(jìn)行研究型教學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵。另外，如果有條件，最好采用師生互動(dòng)，共同進(jìn)行仿真計(jì)算和研究的方法。教學(xué)和訓(xùn)練方法要表現(xiàn)較強(qiáng)的科學(xué)研究特色，注意培養(yǎng)學(xué)生的批判和探索精神。

通過(guò)前面的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)數(shù)值模擬這一現(xiàn)代研究手段及研究過(guò)程有了初步的了解，達(dá)到了將現(xiàn)代研究方法引入課堂的目的。為了更加有效地掌握教學(xué)內(nèi)容，在介紹完數(shù)值模擬平臺(tái)的使用，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了初步研究之后，還必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考和研究。具體到本次教學(xué)，可進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生去思考課前所提出的兩個(gè)問(wèn)題，解釋“黃河壺口瀑布形成原因”，以及“列車(chē)被風(fēng)吹翻的原因”。

二 工程流體力學(xué)課程研究型教學(xué)中需注意的問(wèn)題

在工程流體力學(xué)課程研究型教學(xué)中，既要照顧到流體力學(xué)課程的基本原理，又要反映現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)在流體力學(xué)中解決實(shí)際問(wèn)題的新發(fā)展。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)筆者的實(shí)踐和體會(huì)，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.堅(jiān)持教學(xué)與科研相結(jié)合

要培養(yǎng)具有創(chuàng)造能力的人才，必須將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合起來(lái)。教師只有通過(guò)本專(zhuān)業(yè)及有關(guān)學(xué)科的科研活動(dòng)，才能加深對(duì)本專(zhuān)業(yè)本學(xué)科的理解和認(rèn)識(shí)，更新教學(xué)

手段，豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究熱情。實(shí)施研究型教學(xué)作為一種趨勢(shì)，已經(jīng)得到了全球教育界的認(rèn)可，這種人才培養(yǎng)模式的收效顯著、發(fā)展前景可觀(guān)，是一種值得我們研究與使用的教學(xué)模式。

2.教學(xué)題目的選取和教學(xué)過(guò)程的實(shí)施必須有針對(duì)性

采用研究型教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)以講解研究方法和研究過(guò)程為宗旨。其中題目的選取至關(guān)重要，一般來(lái)說(shuō)，題目應(yīng)來(lái)自于工程實(shí)際，有工程背景和深入研究的空間。同時(shí)也要注意題目不宜選得過(guò)于復(fù)雜，且與課程的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合得比較好。在實(shí)施過(guò)程中，可針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)、不同需要的學(xué)生，建立不同的教學(xué)體系。例如與流體接觸密切的專(zhuān)業(yè)，如流體機(jī)械及工程方向的學(xué)生，設(shè)置的CFD 部分理論和上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可略多。而對(duì)于車(chē)輛工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及工程等普通工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)講，可少講理論，主要參與簡(jiǎn)單的工程實(shí)際流動(dòng)問(wèn)題的模擬解決實(shí)驗(yàn)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容也可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)來(lái)選定，結(jié)合不同專(zhuān)業(yè)進(jìn)行不同的案例計(jì)算和分析。

3.進(jìn)一步確定學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位

注重在以探索和研究為基礎(chǔ)的教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。譬如在數(shù)值計(jì)算中需要正確地設(shè)置邊界條件和初始條件，合理地選擇數(shù)學(xué)模型，恰當(dāng)?shù)貏澐志W(wǎng)格和進(jìn)行迭代計(jì)算，最后還需要判斷計(jì)算結(jié)果是否可用，并進(jìn)行必要的調(diào)整和修改。因此，要求學(xué)生對(duì)問(wèn)題的發(fā)生、發(fā)展直至達(dá)到平衡的全過(guò)程進(jìn)行認(rèn)真思考和分析，形成獨(dú)立思考的習(xí)慣和能力。此外，通過(guò)改變邊界條件或初始條件等因素，低成本、高效率地求得在不同條件下的計(jì)算解。因此，數(shù)值模擬為多角度、多方位地分析問(wèn)題提供了進(jìn)行各種嘗試的機(jī)會(huì)，有助于學(xué)生養(yǎng)成善于嘗試和探求規(guī)律的習(xí)慣，樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)。

第3篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

論文關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)研究；改革探索

“工程流體力學(xué)”課程在能源動(dòng)力類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)重要的分支學(xué)科。通過(guò)本課程流體力學(xué)的基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握分析和解決本專(zhuān)業(yè)中涉及流體力學(xué)問(wèn)題的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，然而當(dāng)前的教學(xué)效果并不理想。自然界和人類(lèi)生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動(dòng)現(xiàn)象，但是由于缺乏對(duì)生活的觀(guān)察，學(xué)生很難做到對(duì)課本講授內(nèi)容形成直觀(guān)映像。此外，自然界中的流動(dòng)現(xiàn)象往往包含多種流動(dòng)方式，在理論分析與公式推導(dǎo)中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論與方法，經(jīng)驗(yàn)公式多，且不易理解記憶，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)很大困難，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難學(xué)，實(shí)踐與應(yīng)用起來(lái)更是難上加難，教學(xué)效果不理想，教學(xué)目的難以實(shí)現(xiàn)。還對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大影響，進(jìn)而影響本科教學(xué)的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革勢(shì)在必行。

一、“工程流體力學(xué)”教學(xué)調(diào)查研究

“工程流體力學(xué)”課程通常是開(kāi)設(shè)于熱能動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)二年級(jí)階段。對(duì)揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查顯示，多數(shù)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的評(píng)價(jià)是“難學(xué)”。為何會(huì)有這樣的評(píng)價(jià)，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個(gè)方面的原因。

1.研究對(duì)象比較抽象

“工程流體力學(xué)”課程本身研究對(duì)象是流體，沒(méi)有一定的形狀和具有流動(dòng)性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學(xué)研究理論比較抽象、經(jīng)驗(yàn)公式繁多且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜不易理解、易混淆，進(jìn)而導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué)，教學(xué)效果不夠理想。因此，能否將前面學(xué)習(xí)過(guò)的對(duì)“固體”平衡和運(yùn)動(dòng)物理規(guī)律的分析方法通過(guò)比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生能否很快的掌握本門(mén)課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)好本課程的一個(gè)很重要的方面。

2.教師與學(xué)生

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

教學(xué)方法單一呆板，無(wú)法吸引學(xué)生的興趣。經(jīng)常看到這樣一種現(xiàn)象：教師在講臺(tái)上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學(xué)的互動(dòng)性和學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，學(xué)生了無(wú)興趣的在座位上睡覺(jué)、開(kāi)小差、玩手機(jī)，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識(shí)，這樣的教學(xué)效果是很低的。

本專(zhuān)業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個(gè)特點(diǎn)：課程增加，課時(shí)壓縮，總學(xué)分保持不變?！肮こ塘黧w力學(xué)”課程理論課學(xué)時(shí)從64壓縮到48學(xué)時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學(xué)生需要接受的信息量就大大增加了，嚴(yán)重增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)?！案≡辍笔钱?dāng)代很多大學(xué)生所普遍具有的心理特征，導(dǎo)致的直接結(jié)果是學(xué)生自制力差、怕吃苦，上課前不預(yù)習(xí)、課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學(xué)改革的目標(biāo)

圍繞當(dāng)前“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，以提高課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為目的，進(jìn)行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學(xué)適應(yīng)新時(shí)代的要求為目的；加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強(qiáng)課程的應(yīng)用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識(shí)教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)；加強(qiáng)課程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核體系改革，引入全程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核機(jī)制。

三、“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革探索

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

1.教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

（1）俗話(huà)說(shuō)“良好的開(kāi)端是成功的一半”，第一堂課的重要性也就不言而喻了。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的直接原動(dòng)力，能否在開(kāi)始就激發(fā)學(xué)生對(duì)“工程流體力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好本課程的關(guān)鍵。運(yùn)用多媒體技術(shù)，通過(guò)生動(dòng)的視頻和動(dòng)畫(huà)向?qū)W生展示生活中隨處可見(jiàn)的流體力學(xué)現(xiàn)象。如，男孩子喜歡足球、乒乓球的比較多，可以用“香蕉球”和“弧圈球”現(xiàn)象的流體力學(xué)解釋來(lái)吸引他們的注意力，還有其他的現(xiàn)象如高爾夫球表面的凹坑設(shè)計(jì)依據(jù)，飛機(jī)機(jī)翼能夠產(chǎn)生巨大升力，跑車(chē)外形設(shè)計(jì)成流線(xiàn)型又是什么道理等等。此外我國(guó)正在實(shí)施的“南水北調(diào)”工程同樣涉及很多流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)，以上這些事例都是學(xué)生所非常熟悉而又在學(xué)習(xí)之前無(wú)法用理論來(lái)解釋的現(xiàn)象，很容易引起學(xué)生的注意力和想要探索的興趣。

（2）合理使用多媒體。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，采用多媒體有利于學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)概念的理解，提高學(xué)習(xí)興趣。但是，采用過(guò)多或華麗的多媒體也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面作用，如多媒體教學(xué)替代板書(shū)節(jié)約了時(shí)間，增加了授課容量，但相應(yīng)的講課速度也就比較快，學(xué)生不易吸收和消化，容易造成學(xué)生“跟不上”進(jìn)度，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方式可以充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。當(dāng)然，不同教學(xué)方式之間的比例分配的“度”是需要關(guān)注的問(wèn)題。

2.教學(xué)內(nèi)容的選擇

“工程流體力學(xué)”課程是機(jī)械、能源、化工、動(dòng)力、建筑、生物、航天等專(zhuān)業(yè)的重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，這些專(zhuān)業(yè)具有不同的特點(diǎn)，對(duì)流體力學(xué)知識(shí)需求的側(cè)重點(diǎn)也不同。因此，教材的選取要有針對(duì)性，即根據(jù)本專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和要求、學(xué)生層次來(lái)選擇教材。此外，教師要能夠跟蹤掌握現(xiàn)階段流體力學(xué)最新的發(fā)展方向與研究成果，不斷更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，做到課程內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。

3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)必不可少的組成部分，屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深對(duì)課程基本概念和理論的理解和掌握。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、建立開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.課程評(píng)價(jià)與考核體系

對(duì)于“工程流體力學(xué)”課程來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)要達(dá)到的目的是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的進(jìn)行分析和解決的能力，而不是對(duì)課本理論知識(shí)和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此建立合理、公正、客觀(guān)的課程評(píng)價(jià)與考核體系非常重要。針對(duì)學(xué)生普遍存在的平時(shí)不努力、考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，摒棄“一考定成績(jī)”的考核方式，采用靈活的、全程考核方式取得了很好的教學(xué)效果。具體做法是：提高平時(shí)成績(jī)所占最終成績(jī)權(quán)重，包括出勤率、課堂互動(dòng)和討論、小測(cè)試、作業(yè)質(zhì)量等平時(shí)學(xué)習(xí)各方面的表現(xiàn)；期末考試成績(jī)權(quán)重減少，采用閉卷方式，但考題中所涉及的公式、圖表等會(huì)在試卷中集中給出，并增加一些干擾公式進(jìn)去，既避免了學(xué)生花大量時(shí)間去記憶毫無(wú)規(guī)律可言、而又易忘的經(jīng)驗(yàn)公式，同時(shí)也達(dá)到了考核學(xué)生選取基本理論和公式去分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的。

第4篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)模式；改革

作者簡(jiǎn)介：楊衛(wèi)波（1975-），男，湖北安陸人，揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，副教授；毛紅亞（1976-），女，湖北天門(mén)人，揚(yáng)州大學(xué)財(cái)務(wù)處，會(huì)計(jì)師。（江蘇 揚(yáng)州 225127）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）23-0083-02

“流體力學(xué)”作為土木、機(jī)械、能源、動(dòng)力、環(huán)境、化工等學(xué)科的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、方程繁瑣、難以理解與記憶，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，從而影響教學(xué)進(jìn)程和專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此，如何針對(duì)“流體力學(xué)”課程自身特點(diǎn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)，探索出一套新的適合各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的流體力學(xué)教學(xué)模式具有非常重要的意義。本文結(jié)合工科院校學(xué)生的實(shí)際情況及筆者教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式三方面對(duì)流體力學(xué)教學(xué)模式改革進(jìn)行了深入的探析。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容的選擇

教學(xué)內(nèi)容的選擇對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)效果具有重要的意義。根據(jù)教育心理學(xué)理論，[1]在教學(xué)中應(yīng)把課程中具有廣泛遷移價(jià)值的科學(xué)成果作為教材的主要內(nèi)容，從而可實(shí)現(xiàn)利用已有知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，提高學(xué)生的接受能力?！傲黧w力學(xué)”作為大學(xué)工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)課程，雖然其內(nèi)容相對(duì)比較陌生，但其所包含的基本知識(shí)卻貫穿于中學(xué)相關(guān)課程之中。如流體力學(xué)中的速度、壓力、壓強(qiáng)、質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程及動(dòng)量守恒方程等，學(xué)生均在中學(xué)物理中均學(xué)過(guò)，因此在講述相關(guān)內(nèi)容時(shí)可以將其與中學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，從而提高學(xué)生的理解能力。又如在講述管路的串聯(lián)與并聯(lián)特性時(shí)，其流量、阻力及阻抗特性正好與中學(xué)物理中電學(xué)的串聯(lián)與并聯(lián)電路的電流、電阻特性一致，如果在講述之前引出中學(xué)的電路串并聯(lián)原理，則可大大加強(qiáng)學(xué)生對(duì)管路串并聯(lián)水力特性的理解能力。因此，根據(jù)學(xué)習(xí)遷移理論，將相關(guān)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)進(jìn)行對(duì)接，并闡述其相互之間的關(guān)系，不僅可以有效發(fā)揮學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，而且對(duì)于改善教學(xué)效果具有積極作用。

2.教學(xué)內(nèi)容的編排

要合理編排教學(xué)內(nèi)容就必須使教材結(jié)構(gòu)化、一體化，以使構(gòu)成教材內(nèi)容的各要素具有科學(xué)、合理的邏輯關(guān)系。目前，國(guó)內(nèi)“流體力學(xué)”課程的教學(xué)體系一般包括流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)（理想流體流動(dòng)與實(shí)際流體流動(dòng)）、流動(dòng)阻力損失、孔口管嘴管路流動(dòng)及特殊流動(dòng)現(xiàn)象等。每部分內(nèi)容既獨(dú)立，同時(shí)各部分之間又有相互的聯(lián)系。為了使學(xué)生容易學(xué)習(xí)，可以按照流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線(xiàn)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方式來(lái)編排教學(xué)內(nèi)容。如可以從最簡(jiǎn)單的流體靜力學(xué)部分開(kāi)始，因?yàn)殪o力學(xué)部分中學(xué)物理中已講授，生活中很常見(jiàn)，學(xué)生容易接受。由于靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)才是絕對(duì)的，自然界流體應(yīng)用中更多的是運(yùn)動(dòng)著的流體，讓學(xué)生明白這個(gè)道理后很自然將教學(xué)內(nèi)容過(guò)渡到流體動(dòng)力學(xué)部分，從而可提高學(xué)生繼續(xù)往下學(xué)習(xí)的興趣。在講述流體動(dòng)力學(xué)部分時(shí)，先從簡(jiǎn)單的一元理想流體運(yùn)動(dòng)部分著手，然后逐步過(guò)渡到多元理想流體流動(dòng)及實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)。在講到實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于能量方程中出現(xiàn)了阻力損失項(xiàng)，這樣就很自然將內(nèi)容過(guò)渡到流動(dòng)阻力損失計(jì)算這一部分內(nèi)容。由于生活中的復(fù)雜管路往往是由簡(jiǎn)單管路串聯(lián)與并聯(lián)而構(gòu)成，因此，復(fù)雜管路的水力特性（流量、阻力等）需要確定，這樣就可以根據(jù)流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用需要將內(nèi)容由阻力損失部分轉(zhuǎn)移到孔口管嘴管路流動(dòng)部分。最后，根據(jù)各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)需要，選擇適合的特殊流動(dòng)現(xiàn)象內(nèi)容進(jìn)行講解，以加強(qiáng)流體力學(xué)的實(shí)際工程應(yīng)用。這種以流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線(xiàn)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜作為主線(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容選擇模式，內(nèi)容組織層次感較強(qiáng)，講起來(lái)更加引人入勝和重點(diǎn)突出，教學(xué)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)化。

3.教學(xué)內(nèi)容的彈性化

教學(xué)內(nèi)容彈性化有兩個(gè)方面的含義：一方面要根據(jù)每屆學(xué)生不同的知識(shí)背景和不同的定位要求，采用不同的表達(dá)方式，以滿(mǎn)足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需要。另一方面是要根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)最新科技發(fā)展的需要。[2]例如在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中，為了讓學(xué)生更容易接受，可以刪去大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，如流體連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程的推導(dǎo)等，這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)生是否掌握流體力學(xué)基本知識(shí)并無(wú)影響。又如，對(duì)于不同的學(xué)生群體，應(yīng)根據(jù)學(xué)生今后的定位不同選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，對(duì)于高職高專(zhuān)的學(xué)生，由于其畢業(yè)后大多數(shù)要走出校門(mén)從事實(shí)際工作，因此，在講述時(shí)應(yīng)側(cè)重于流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用方面的知識(shí)。而對(duì)于普通本科院校的學(xué)生而言，畢業(yè)后有相當(dāng)一部分的學(xué)生要繼續(xù)從事相關(guān)的研究工作（如考研等）。因此，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生流體力學(xué)理論方面的教學(xué)與培養(yǎng)，以提高學(xué)生將來(lái)的研究能力。隨著時(shí)代的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，將計(jì)算機(jī)用于求解流體力學(xué)問(wèn)題的計(jì)算流體力學(xué)已越來(lái)越顯示出其重要的作用。所以，流體力學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)介紹當(dāng)今常用的計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件，如Fluent、Star-CD、CFX及Ansys等，以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)視野，為今后有意繼續(xù)深造的學(xué)生提供鋪墊。

4.教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合

興趣是最好的教師。教育心理學(xué)[1]的研究表明：當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生已有的知識(shí)和生活實(shí)際相聯(lián)系時(shí)，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的興趣。因此，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合專(zhuān)業(yè)目標(biāo)盡可能多地介紹流體力學(xué)廣泛的工程應(yīng)用背景，引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣和積極性。如在講述流體靜力學(xué)中液體作用在曲面的總壓力計(jì)算時(shí)，可以介紹1998年特大洪水災(zāi)害長(zhǎng)江決堤事件等；在講到流體靜力學(xué)中平面總壓力計(jì)算時(shí)，可以適當(dāng)引入長(zhǎng)江三峽水壩閘門(mén)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；在講到沿程與局部阻力損失[3]時(shí)，可以講述如何選擇水泵，并以每天生活用水管道供水為例來(lái)分析等；在講到動(dòng)量方程應(yīng)用時(shí)，引入如何確定彎管及分叉管路中水流對(duì)管道的沖擊力，從而可計(jì)算出管道支墩所受的推力；在講述畢托管時(shí)，可講述如何測(cè)量風(fēng)管的風(fēng)量與風(fēng)壓，在講述傾斜式微壓計(jì)時(shí)，可與畢托管一起講述如何利用兩者來(lái)測(cè)量正壓與負(fù)壓風(fēng)管段的動(dòng)壓、靜壓及全壓等。任課教師在平時(shí)授課過(guò)程中，結(jié)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)適當(dāng)穿插講述一些發(fā)生在我們身邊的與流體力學(xué)有關(guān)的實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到流體力學(xué)在生活及工程中的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，以提高教學(xué)效果。

二、教學(xué)方法

目前課堂授課中常用的教學(xué)方法主要有傳統(tǒng)教學(xué)模式與以多媒體技術(shù)為代表的現(xiàn)代教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式是指教師通過(guò)口授、板書(shū)完成特定教學(xué)內(nèi)容的一種課堂教學(xué)形式，該模式學(xué)生容易接受，可以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。但缺乏創(chuàng)新與探索知識(shí)的功能，尤其是在當(dāng)今知識(shí)快速更新的年代，更是面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代教學(xué)模式是指在課堂教學(xué)中引入多媒體技術(shù)，通過(guò)形象逼真的動(dòng)畫(huà)的運(yùn)用，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，從而可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)方式形象生動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、想象能力和創(chuàng)造能力。

考慮到傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)模式各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將兩種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)。如在講述相關(guān)理論公式時(shí)，就以傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)為主，對(duì)公式的推導(dǎo)和例題的講解，用板書(shū)的方式條理化，通過(guò)板書(shū)一邊寫(xiě)、一邊對(duì)學(xué)生提問(wèn)，一邊推導(dǎo)相關(guān)公式，讓學(xué)生參與到教學(xué)中，從而可以加強(qiáng)學(xué)生與教師間的互動(dòng)，激發(fā)與調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而在流體力學(xué)理論的工程應(yīng)用部分則較多地采用多媒體課件，例如在講授層流與紊流[3]這部分內(nèi)容時(shí)，單純地板書(shū)講解其概念很抽象，用多媒體課件展示雷洛實(shí)驗(yàn)講解則直觀(guān)生動(dòng)，容易理解。在講解孔口管嘴管路流動(dòng)及虹吸現(xiàn)象時(shí)，用生動(dòng)動(dòng)畫(huà)顯示其流動(dòng)全過(guò)程，可說(shuō)明其流動(dòng)過(guò)程中截面收縮及可能出現(xiàn)的真空現(xiàn)象，從而給學(xué)生留下深刻的印象。

三、考核方式

考核的作用主要是了解教師教與學(xué)生學(xué)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以便改進(jìn)?？己朔绞降暮侠硇圆粌H能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果?！傲黧w力學(xué)”作為一門(mén)理論性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，傳統(tǒng)的考核通常采用平時(shí)考核與期末閉卷考試相結(jié)合的方式，兩者所占比例通常為30%與70%。平時(shí)考核主要是學(xué)生的出勤率與作業(yè)完成情況，而期末考試主要是卷面所取得的成績(jī)。這種考核方式存在一定的問(wèn)題，不僅不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在某種程度上還會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生抵觸心理。由于流體力學(xué)中有大量的經(jīng)驗(yàn)公式和圖表，如阻力系數(shù)計(jì)算公式與莫迪圖、納維-斯托克斯方程等，若采取閉卷考試，則勢(shì)必要求學(xué)生背熟這么多的公式，容易陷入死記硬背的怪圈。

事實(shí)上，這部分內(nèi)容的教學(xué)要求是讓學(xué)生能熟練應(yīng)用這些公式和圖表解決工程實(shí)際問(wèn)題，而不需要死記硬背。因此，在考核方式中可以嘗試平時(shí)開(kāi)卷考核與期末閉卷考核相結(jié)合的考核方式。即將不適合閉卷考試的一些無(wú)法記憶而又要求學(xué)生掌握與應(yīng)用的內(nèi)容，放在平時(shí)教學(xué)中進(jìn)行開(kāi)卷考核，而將一些基本原理、基本概念、基本計(jì)算方法的考核放在期末閉卷考試中。這樣，一方面，通過(guò)平時(shí)不定期的考核能提高平時(shí)學(xué)生的出勤率，另一方面，通過(guò)平時(shí)考核也可以激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率；此外還可以通過(guò)考核及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改善教學(xué)方法。通過(guò)這樣的考核方式，既能激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果，考試結(jié)果能較真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

四、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)不僅是一門(mén)科學(xué)，也是一門(mén)藝術(shù)。每一種教學(xué)模式都有其特定的適用范圍和條件。流體力學(xué)作為工科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、經(jīng)驗(yàn)公式多，給其教與學(xué)帶來(lái)難度。如何根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)將其與各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)教學(xué)模式的探索使其教學(xué)融入到各專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中，將是“流體力學(xué)”教學(xué)模式改革的進(jìn)一步目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚頂良.高等教育心理學(xué)[M].南京：河海大學(xué)出版社，2006.

[2]劉立平，師少鵬.傳熱學(xué)課程教學(xué)的改革探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，

第5篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

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

一、前言

《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周?chē)矬w之間的相互作用規(guī)律的科學(xué)，它建立在現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔?、原理的抽象性、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析與處理問(wèn)題能力的要求較高，因而大部分學(xué)生覺(jué)得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識(shí)，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。

我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、過(guò)程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識(shí)和技能，它是各專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動(dòng)、水力學(xué)、流體機(jī)械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。

為此，作者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。

二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主

《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專(zhuān)門(mén)課題三大知識(shí)模塊，它要求學(xué)生具備扎實(shí)的微積分知識(shí)、力學(xué)知識(shí)等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始，對(duì)抽象的理論理解速度慢，對(duì)枯燥的公式及其推導(dǎo)過(guò)程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識(shí)主要是聽(tīng)教師講課，通過(guò)板書(shū)教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時(shí)間，再配合上教師的表情、手勢(shì)、師生之間的互動(dòng)，會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。

(一)結(jié)合實(shí)例，講清楚基本概念

流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線(xiàn)、跡線(xiàn)、邊界層等。因而利用身邊的實(shí)例對(duì)這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時(shí)筆者以城市公共交通部門(mén)統(tǒng)計(jì)客運(yùn)量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車(chē)上安排記錄員，記錄每輛車(chē)在不同時(shí)刻（站點(diǎn)）上下車(chē)人數(shù)，此法類(lèi)似于拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)跟蹤，它與跡線(xiàn)的定義對(duì)應(yīng)；②在每一公交站點(diǎn)安排記錄員，記錄不同時(shí)刻經(jīng)過(guò)該站點(diǎn)車(chē)輛的上下車(chē)人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線(xiàn)的定義對(duì)應(yīng)。

在講解伯努利方程原理的時(shí)候，例舉1912年“豪克”號(hào)鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號(hào)遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越??；反之亦然。

概念是公式推演的基石，沒(méi)有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會(huì)使公式的講解和推演變得更加簡(jiǎn)易。利用淺顯易懂的生活實(shí)例來(lái)闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

（二）以用為度，重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時(shí)候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開(kāi)始，強(qiáng)調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項(xiàng)的幾何意義和物理含義，掌握公式的實(shí)際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動(dòng)力學(xué)伯努利方程時(shí)，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺(jué)得不會(huì)那么深?yuàn)W。在講解相對(duì)平衡的流體壓強(qiáng)分布規(guī)律時(shí)，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過(guò)程，因?yàn)樗诮鉀Q一般平衡流體內(nèi)部的壓強(qiáng)分布規(guī)律及其對(duì)固體壁面的作用力問(wèn)題時(shí)非常重要。而對(duì)于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個(gè)物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來(lái)的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點(diǎn)突出。

不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。

三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔

當(dāng)前以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀(guān)地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識(shí)開(kāi)始，逐步上升到理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而能夠達(dá)到運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過(guò)程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)與制作多媒體課件時(shí)，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路、逐條在黑板上書(shū)寫(xiě)的特點(diǎn)，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時(shí)又將難以理解、難以用語(yǔ)言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線(xiàn)、邊界層和紊流等抽象概念和流動(dòng)現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀(guān)地呈現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團(tuán)隊(duì)收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時(shí)候，制作了雷諾實(shí)驗(yàn)的FLIASH素材，以動(dòng)畫(huà)的形式向?qū)W生展示了流體流動(dòng)的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動(dòng)速度、管徑、流體種類(lèi)有關(guān)系。運(yùn)用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時(shí)間板書(shū)和不易通過(guò)板書(shū)表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。

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

四、總結(jié)

流體力學(xué)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R(shí)貫通，突出重點(diǎn)，化煩就簡(jiǎn)、引入實(shí)例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識(shí)通過(guò)圖文、音像生動(dòng)地顯現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，愿與同行共同切磋。

基金項(xiàng)目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程

[參考文獻(xiàn)]

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第6篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞：CFD技術(shù)；相似性原理；流體流動(dòng)

Application of CFD technology in the teaching of the flow similarity principle

Yang Xianglong

Shenzhen university, Shenzhen, 518060, China

Abstract: The flow similarity principle is an important part in fluid mechanics. The dynamic similarity condition is derived from the non-dimensional governing equations of the fluid flow. Thereafter, in order to show the necessity of the dynamic similarity condition, a simple fluid flow is simulated using CFD technology. This method can help theoretically and practically students to study the dynamic similarity condition which is more nonfigurative. Good teaching effect in classroom can be expected. In addition, the ability of students for solving engineering problem can be improved.

Key words: CFD technology; similarity principle; fluid flow

由于測(cè)量方法和工具的局限性，在流體力學(xué)或水力學(xué)中，模型實(shí)驗(yàn)是探索復(fù)雜流動(dòng)規(guī)律、指導(dǎo)實(shí)際工程建設(shè)的重要手段。模型實(shí)驗(yàn)原則上是研究尺度縮小或放大了的真實(shí)流動(dòng)。例如，在風(fēng)洞中進(jìn)行飛機(jī)、高層建筑、大跨度橋梁等模型的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，在水槽中進(jìn)行船艦?zāi)Ｐ偷暮叫袑?shí)驗(yàn)，在水洞中進(jìn)行小體積昆蟲(chóng)模型的飛行實(shí)驗(yàn)等。模型實(shí)驗(yàn)和真實(shí)流動(dòng)之間滿(mǎn)足流動(dòng)相似性，即幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似及初始和邊界條件相似，是保證可由模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果推知真實(shí)流動(dòng)規(guī)律的充要條件。因此，相似性原理是流體力學(xué)或水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。

閱覽眾多水力學(xué)教材，在講解相似性原理時(shí)幾乎都遵從同一模式，即介紹流動(dòng)相似的概念，給出幾個(gè)重要的相似準(zhǔn)則，舉例說(shuō)明相似準(zhǔn)則在模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[1,2]。這種模式存在一個(gè)明顯的不足，即未從理論上說(shuō)明為何幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似及初始和邊界條件相似是保證流動(dòng)相似的充要條件。從某種意義上說(shuō)，這是一種“填鴨式”的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生只能知其然，而不知其所以然。一般而言，幾何相似和邊界條件相似因其相對(duì)直觀(guān)，學(xué)生容易理解。但對(duì)動(dòng)力相似的要求，相對(duì)比較抽象，很多學(xué)生難以理解。在一些流體力學(xué)教材中，采用另外一種教學(xué)模式，即直接對(duì)流動(dòng)控制方程進(jìn)行無(wú)量綱化處理，進(jìn)而推導(dǎo)出動(dòng)力相似參數(shù)[3,4]。這種方法從理論上說(shuō)明了動(dòng)力相似的必要性，有助于消除學(xué)生對(duì)動(dòng)力相似條件的疑惑。

然而，僅使用單純的理論講解，仍難以使學(xué)生留下深刻印象，而容易遺忘。如果能結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，應(yīng)用相似性原理加以解決，不但能幫助學(xué)生理解其奧妙，對(duì)所學(xué)內(nèi)容留下深刻印象，并且能鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

CFD技術(shù)在解決簡(jiǎn)單流動(dòng)問(wèn)題時(shí)，可得到相當(dāng)滿(mǎn)意的結(jié)果。一些教學(xué)工作者已嘗試將其應(yīng)用到水力學(xué)教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果。如，趙琴等人利用CFD技術(shù)幫助學(xué)生理解流線(xiàn)的概念，鞏固對(duì)總流能量方程和連續(xù)性方程的認(rèn)識(shí)，區(qū)別層流和湍流的流動(dòng)狀態(tài)，及圓柱繞流的漩渦脫落特性等[5]。楊忠國(guó)等人利用CFD技術(shù)對(duì)雷諾實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬，可以讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)房進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)[6]。李國(guó)威和董金玲將CFD技術(shù)應(yīng)用到無(wú)環(huán)量圓柱繞流中，幫助學(xué)生對(duì)抽象內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)[7]。將CFD技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，因其基于堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，相對(duì)于一般的動(dòng)畫(huà)，可得到真實(shí)的流動(dòng)圖像，并能獲得更深層次的流動(dòng)信息，能更好地幫助學(xué)生理解抽象內(nèi)容?？捎脭?shù)值實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，大大節(jié)約教學(xué)資源，緩解高校實(shí)驗(yàn)資源不足的問(wèn)題。同時(shí)，如果讓學(xué)生自己動(dòng)手對(duì)一些簡(jiǎn)單問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬，還可以鍛煉學(xué)生自己動(dòng)手，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

筆者以二維定常不可壓縮管道流動(dòng)為例，先對(duì)其控制方程和邊界條件進(jìn)行無(wú)量綱化處理，從理論上闡明流動(dòng)相似的充要條件。利用CFD技術(shù)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，將理論予以形象化，這樣可以開(kāi)拓學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。

1 控制方程和邊界條件的無(wú)量綱化處理

二維定常不可壓縮管道流動(dòng)因其流動(dòng)簡(jiǎn)單，存在理論解，包含了流體流動(dòng)的一般特征，計(jì)算量小等特點(diǎn)，可很好地用于課堂教學(xué)中。其控制方程包括連續(xù)性方程和動(dòng)量方程，為：

(1)

(3)

邊界條件為：

①在固壁上：u=0；v=0 (4)

②在進(jìn)口處，若速度呈均勻分布：u=U；v=0 (5)

③在出口處：αu/ αx=0；v=0；p=0 (6)

式中，x和y分別表示軸向和橫向的坐標(biāo)；u和v分別表示軸向和橫向的流體速度；p表示流體的壓力；ρ表示流體的密度；μ表示流體的動(dòng)力黏性系數(shù)。因流動(dòng)不可壓縮，且不考慮溫度的變化，故ρ和μ均為常數(shù)。

引入特征長(zhǎng)度L(取為管道寬度)，特征速度U(取為進(jìn)口平均速度)，特征壓力ρU2，可將x，y，u，v和p進(jìn)行無(wú)量綱化，結(jié)果如下(帶*號(hào)的量為相應(yīng)的無(wú)量綱變量)：

；；；； (7)

代入控制方程(1)～(3)和邊界條件(4)～(6)中，得無(wú)量綱控制方程和邊界條件，為：

(8)

(10)

邊界條件為：

①在固壁上：u*=0；v*=0 (11)

②進(jìn)口處，若速度呈均勻分布：u*=1；v*=0 (12)

③在出口處：αu*/ αx*=0；v*=0；p*=0 (13)

其中，，是一無(wú)量綱參數(shù)，稱(chēng)為雷諾數(shù)，表征流體慣性力和黏性力之比。

可見(jiàn)，對(duì)于二維定常不可壓縮管道流動(dòng)，只要保證雷諾數(shù)相同，即動(dòng)力學(xué)相似，則其無(wú)量綱控制方程是完全一樣的。如果同時(shí)保證幾何相似的，無(wú)量綱邊界條件相同，則其無(wú)量綱流動(dòng)變量(u*，v*，p*)的解也必然是相同的。這樣，流動(dòng)就是相似的。而如果雷諾數(shù)不同，則無(wú)量綱流動(dòng)變量的解就可能不同，則流動(dòng)不是相似的。因此，對(duì)滿(mǎn)足幾何相似和邊界條件相似的同類(lèi)流動(dòng)，雷諾數(shù)相同是流動(dòng)相似的必然要求。而雷諾數(shù)是密度ρ，特征尺寸L，特征速度U和動(dòng)力黏性系數(shù)μ的組合，也就是說(shuō)，可以任意改變這4個(gè)參數(shù)的值，只需保證其組合(雷諾數(shù))相等，就可保證流動(dòng)的相似性。這樣，為模型實(shí)驗(yàn)提供了廣闊的設(shè)計(jì)空間。如根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和測(cè)量手段的不同，可以靈活地用空氣流動(dòng)模擬水的流動(dòng)，用較慢速度的流動(dòng)模擬較快速度的流動(dòng)，用小管流動(dòng)模擬大管流動(dòng)等，反之亦然。

2 數(shù)值驗(yàn)證

由前面的分析可知，對(duì)滿(mǎn)足流動(dòng)相似的流動(dòng)，相同無(wú)量綱位置處的無(wú)量綱流動(dòng)變量必然相等，反之亦然。在滿(mǎn)足幾何相似、邊界條件相似的前提下，動(dòng)力相似(在此表現(xiàn)為雷諾數(shù)相同)是保證流動(dòng)相似的必然要求。為驗(yàn)證前面所述理論，以二維定常不可壓縮管道流動(dòng)為例，設(shè)計(jì)6種工況。二維管道的寬為L(zhǎng)，長(zhǎng)為10 L，網(wǎng)格尺寸取為0.05 L，這樣，可將整個(gè)計(jì)算區(qū)域劃分為4 000個(gè)矩形網(wǎng)格。計(jì)算域幾何、計(jì)算網(wǎng)格、邊界條件如圖1所示。6種工況中各參數(shù)取值見(jiàn)表1，工況1至工況4的雷諾數(shù)為100，工況5和工況6中雷諾數(shù)為500，但特征尺寸、特征速度、流體密度和動(dòng)力黏性系數(shù)取不同的數(shù)值。

使用商業(yè)軟件Fluent對(duì)流動(dòng)進(jìn)行模擬?？刂品匠痰目臻g離散格式取二階迎風(fēng)格式。計(jì)算中，每種工況迭代300步后，流動(dòng)即可收斂，在CPU主頻為1.86 G的個(gè)人PC機(jī)上耗時(shí)約20秒。

將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行無(wú)量綱化，以考察雷諾數(shù)對(duì)流動(dòng)相似性的影響，不失一般性，取進(jìn)口處的無(wú)量綱壓力(見(jiàn)表2)和出口處的無(wú)量綱速度分布(如圖2所示)進(jìn)行分析。可以看到，若雷諾數(shù)相同，進(jìn)口處的無(wú)量綱壓力和出口處的無(wú)量綱速度分布都是相同的。若雷諾數(shù)不同，則無(wú)量綱壓力和無(wú)量綱速度分布都不同。理論上，二維無(wú)限長(zhǎng)管道流動(dòng)的速度剖面應(yīng)為拋物型分布。現(xiàn)管道為有限長(zhǎng)，在慣性力和黏性力的共同作用下，從進(jìn)口到出口的流動(dòng)過(guò)程中，速度分布由均勻分布向拋物型分布逐漸發(fā)展。其中慣性力的作用是保持原有的流動(dòng)狀態(tài)(即維持速度均勻分布的狀態(tài))，而黏性力則驅(qū)使流動(dòng)向最終穩(wěn)定狀態(tài)(即速度為拋物型分布)演化。因此，慣性力相對(duì)越大(即雷諾數(shù)越大)，速度的演化過(guò)程越慢。從圖2看到，當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)(工況1至工況4)，速度演化較快，10 L的管道長(zhǎng)度足以保證流動(dòng)速度演化到穩(wěn)定狀態(tài)，因此出口處的速度已經(jīng)達(dá)到拋物型分布。而當(dāng)雷諾數(shù)較大時(shí)(工況5和工況6)，速度演化較慢，10 L的管道長(zhǎng)度還不足以使流動(dòng)速度演化到穩(wěn)定狀態(tài)，出口速度分布還未發(fā)展到拋物型分布。

3 結(jié)束語(yǔ)

流動(dòng)相似性原理是流體力學(xué)或水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，是建立模型實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程流動(dòng)問(wèn)題間相互聯(lián)系的紐帶。采用對(duì)流動(dòng)控制方程進(jìn)行無(wú)量綱化，從理論上推出流動(dòng)動(dòng)力相似的條件，可以幫助學(xué)生更好地理解流動(dòng)動(dòng)力相似條件的必要性。

采用CFD技術(shù)對(duì)二維定常不可壓縮管道流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，操作簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快，可方便地用于課堂教學(xué)，以加深學(xué)生對(duì)相似性原理中較為抽象的動(dòng)力相似的理解和記憶。如果讓學(xué)生親自動(dòng)手完成，更能留下深刻印象，取得良好的教學(xué)效果，并能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

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第7篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

引言

CFD即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡(jiǎn)稱(chēng)CFD）是一門(mén)通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法求解流體控制方程組進(jìn)而預(yù)測(cè)流體的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)物理現(xiàn)象的學(xué)科。常用的方法有有限差分法、有限元法和有限體積法。進(jìn)行CFD分析的基本思路如下：將原本在時(shí)間與空間上連續(xù)的物理場(chǎng)如速度場(chǎng)或壓力場(chǎng)等，離散成有限的變量集合，并根據(jù)流體力學(xué)的基本假定，建立起控制方程，通過(guò)求解這些流體力學(xué)的控制方程，獲得這些變量的近似值。

我國(guó)作為一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，巨大的能源消耗已成為亟待解決的問(wèn)題。其中建筑耗能占到總耗能的19.8%，而室內(nèi)空調(diào)的耗能占到了整個(gè)建筑耗能的85%以上[2]。因此，在供暖、空氣調(diào)節(jié)和建筑物內(nèi)外空氣流通等研究領(lǐng)域，采用CFD分析來(lái)替代傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，可大大縮短研究時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效率。而本文將著重就CFD在暖通工程節(jié)能中的應(yīng)用來(lái)展開(kāi)討論。

CFD基本原理

CFD是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)值計(jì)算方法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬，解決物理問(wèn)題的精確數(shù)值算法。它是流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。CFD是繼實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和理論流體力學(xué)之后出現(xiàn)的第三種流體力學(xué)的研究方法，是十分重要的研究方法。在航空航天、土木工程、水利工程等研究領(lǐng)域都扮演著重要角色。尤其是在暖通空調(diào)和室內(nèi)外通風(fēng)等研究方法，CFD成為了最為行之有效的分析方法。

CFD在暖通工程的應(yīng)用

CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD主要可用于解決以下幾類(lèi)暖通空調(diào)工程的問(wèn)題：

1.提高室內(nèi)空調(diào)效率

采用CFD分析方法可以預(yù)測(cè)氣流在房間中的流動(dòng)情況，在充分考慮室內(nèi)環(huán)境、各類(lèi)邊界條件與擾動(dòng)的影響后，可全面地反映室內(nèi)的氣流分布情況，通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以得道一個(gè)合理的氣流分布方法，使空調(diào)的使用效率最優(yōu)。

2.建筑周邊環(huán)境分析

建筑周邊環(huán)境對(duì)居民日常生活起著舉足輕重的作用。對(duì)居民小區(qū)的風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)，是CFD分析的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域。采用CFD方法，在建筑設(shè)計(jì)階段即可對(duì)建筑周邊環(huán)境進(jìn)行分析和優(yōu)化，對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行驗(yàn)證，使建筑通風(fēng)和自然采光達(dá)到最佳效果，是小區(qū)居民生活品質(zhì)的重要保障。

3.室內(nèi)環(huán)境狀況分析

采用試驗(yàn)方法分析室內(nèi)環(huán)境狀況，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，而采用CFD方法進(jìn)行分析不僅可以節(jié)省時(shí)間，同時(shí)也能精確預(yù)測(cè)利房間內(nèi)的風(fēng)速、溫濕度、污染物分布等指標(biāo)，計(jì)算出通風(fēng)效率、毒害物擴(kuò)散效率和熱舒適等，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)做出一個(gè)合理的評(píng)估。

4.暖通設(shè)備性能評(píng)估

暖通空調(diào)工程使用的大部分設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水槽、空調(diào)等，其運(yùn)行狀態(tài)都受流質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，空氣或水的流動(dòng)情況是評(píng)價(jià)設(shè)備性能的重要指標(biāo)。通過(guò)CFD分析設(shè)備工作時(shí)的流場(chǎng)分布情況和流質(zhì)流動(dòng)情況，可有效地預(yù)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)。進(jìn)而選擇設(shè)備最佳工作狀態(tài)，降低設(shè)備能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

暖通空調(diào)領(lǐng)域中CFD的求解過(guò)程

暖通空調(diào)領(lǐng)域用CFD進(jìn)行模擬仿真，其主要環(huán)節(jié)無(wú)外乎包括以下幾個(gè)方面：建立數(shù)學(xué)物理模型、進(jìn)行氣流數(shù)值求解、將數(shù)值解結(jié)果可視化等。

1.建立數(shù)學(xué)物理模型

建立數(shù)學(xué)模型是對(duì)所研究的流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，為數(shù)值求解做準(zhǔn)備工作。基本數(shù)學(xué)模型有：

質(zhì)量守恒方程：

動(dòng)量守恒方程：

能量守恒方程：

式中；ρ為流體密度（kg/m3），t為時(shí)間（s），u為速度矢量（m/s），ui為速度在i方向上的分量（m/s），p為壓強(qiáng)（Pa）Fi―――體積力（N），T為溫度（K），cp為定壓比熱，ST為粘性耗散項(xiàng)。

2.求解過(guò)程

（1）確定邊界條件與初始條件

初始條件和邊界條件是控制方程有確定解的前提。初始條件是所研究對(duì)象在過(guò)程開(kāi)始時(shí)刻各個(gè)求解變量的空間分布情況。對(duì)于瞬態(tài)問(wèn)題必須給定初始條件，對(duì)于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題不需要初始條件。

（2）劃分計(jì)算網(wǎng)格。

網(wǎng)格分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。簡(jiǎn)單說(shuō)，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間上比較規(guī)范，如對(duì)一個(gè)四邊形區(qū)域，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格多是成行成列分布的，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間分布上沒(méi)有明顯的行線(xiàn)和列線(xiàn)。

（3）建立離散方程并求解。離散方程常用的方法有：有限容積法、有限差分法和有限元法等。選擇合適的方法，對(duì)求解區(qū)域進(jìn)行離散。

CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用情況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平大幅提升，城市生活對(duì)化石能源的需求量越來(lái)越大。但今年來(lái)一系列能源危機(jī)提醒我們應(yīng)當(dāng)注重能源安全問(wèn)題。在建筑工程領(lǐng)域，采用 CFD分析模擬，可有效減少建筑能耗，并能提高暖通設(shè)備的運(yùn)行工作效率，我國(guó)暖通工作者已認(rèn)識(shí)到CFD計(jì)算在研究和設(shè)計(jì)中的重要地位。

1.我國(guó)CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我們已開(kāi)始采用CFD對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能的相關(guān)因素進(jìn)行整體的系統(tǒng)模擬分析。通過(guò)在CFD模擬中改變?cè)O(shè)備參數(shù)，就有可能優(yōu)化設(shè)備組合，改進(jìn)系統(tǒng)性能。國(guó)外已把CFD用于室內(nèi)空氣流動(dòng)與建筑能耗禍合模擬，我國(guó)清華大學(xué)也用CFD對(duì)空間氣流組織設(shè)計(jì)與空調(diào)負(fù)荷的關(guān)系進(jìn)行研究，這對(duì)建筑節(jié)能有重大意義。目前，我國(guó)在采用CFD解決建筑節(jié)能方面的研究還不是很深人，因而應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究和推廣的力度。

2.我國(guó)CFD應(yīng)用存在的問(wèn)題

我國(guó)研究機(jī)構(gòu)很早就開(kāi)始CFD模擬技術(shù)的應(yīng)用研究，研究的范圍從以室內(nèi)空氣分布以及建筑物內(nèi)煙氣流動(dòng)規(guī)律的模擬為主，逐漸擴(kuò)展到室外及建筑小區(qū)繞流乃至大氣擴(kuò)散問(wèn)題，并已形成一些可以解決實(shí)際問(wèn)題的軟件。所以，從總體上看，我國(guó)暖通行業(yè)中開(kāi)展CFD方面研究尚有大量工作要做，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）還要建立在考慮輻射條件下計(jì)算室內(nèi)空氣的溫度分布、壁面和空氣的換熱、壁面的溫度分布的多種模型。

（2）將已有的CFD模擬技術(shù)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，能夠在微機(jī)上較準(zhǔn)確地計(jì)算包括高大空間氣流組織在內(nèi)的各種通風(fēng)空調(diào)熱環(huán)境問(wèn)題。

（3）考慮實(shí)際空調(diào)管道連接帶來(lái)的風(fēng)口出流特性變化，從而使室內(nèi)空氣流動(dòng)模擬更加準(zhǔn)確等。

（4）CFD技術(shù)在CAE工程中已表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，如果將與CAD及CAM乃至AI技術(shù)有效地結(jié)合在一起，將顯示其強(qiáng)大的生命力。

結(jié)語(yǔ)

第8篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

[關(guān)鍵詞] 冶金傳輸原理 理論和實(shí)踐 過(guò)程教學(xué)

冶金傳輸原理是以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和物理化學(xué)等課程為基礎(chǔ)并與冶金過(guò)程緊密聯(lián)系的冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。廣大師生普遍認(rèn)為該課程“難學(xué)難教”[1]，其中冶金傳輸原理的“難學(xué)”，主要體現(xiàn)在課程的相關(guān)概念、定理、定律，特別是相似原理、因次分析以及相似準(zhǔn)數(shù)等的抽象性，對(duì)于第一次接觸這些內(nèi)容的初學(xué)者，難以與實(shí)際的物理過(guò)程相結(jié)合，而表現(xiàn)為“難學(xué)”。對(duì)于冶金傳輸原理的“難教”，是該門(mén)課程數(shù)學(xué)與物理高度結(jié)合的特點(diǎn)，而學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足以及數(shù)學(xué)、物理知識(shí)不扎實(shí)等實(shí)際問(wèn)題，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中如何克服這些問(wèn)題，能夠使學(xué)生理解和掌握教學(xué)大綱所規(guī)定的內(nèi)容，是“難教”的主要表現(xiàn)。因此，針對(duì)這些問(wèn)題，如何提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有實(shí)用型及創(chuàng)新型素質(zhì)人才的要求，是該門(mén)課程教學(xué)改革始終探索的方向。

冶金傳輸原理的課程特點(diǎn)

冶金傳輸原理課程的特點(diǎn)是數(shù)理解析較重，其理論和研究方法來(lái)源于流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及成熟的質(zhì)量傳遞理論而形成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，解析方法著眼于物理概念和數(shù)學(xué)表達(dá)的統(tǒng)一，并且突出了物理過(guò)程的特點(diǎn)[2]。它是一門(mén)既有較強(qiáng)的理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性的課程[3]。傳輸理論應(yīng)用于冶金的實(shí)際過(guò)程，首先要對(duì)實(shí)際過(guò)程進(jìn)行觀(guān)察分析，建立簡(jiǎn)化的物理模型，然后建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，再用數(shù)學(xué)分析解法、相似原理—模型實(shí)驗(yàn)法和類(lèi)比法等適合的方法求解給實(shí)際過(guò)程提供理論支持。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)軟、硬件的快速發(fā)展為傳輸過(guò)程的數(shù)值計(jì)算提供了強(qiáng)大支撐，使計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)等也隨之有了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前，數(shù)值計(jì)算已成為傳輸原理的重要組成部分，同時(shí)也豐富了課程的內(nèi)容。

冶金傳輸原理過(guò)程教學(xué)的方法

把冶金傳輸原理基本概念以及理論模型和冶金工程應(yīng)用相結(jié)合，關(guān)鍵是介紹這些理論、模型與實(shí)際的冶金問(wèn)題相結(jié)合的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。這樣一方面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，另一方面提高學(xué)生興趣，加深理論知識(shí)的理解以及對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量。結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的方法和針對(duì)性的措施。

1.課內(nèi)與課外相結(jié)合

課程數(shù)理解析較重的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在涉及的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)較多，為了更好地完成教學(xué)內(nèi)容，就需要學(xué)生掌握扎實(shí)的數(shù)理知識(shí)，這樣，課前有針對(duì)性的預(yù)習(xí)就顯得很重要。因此課內(nèi)與課外相結(jié)合就表現(xiàn)為課前的預(yù)習(xí)、課堂的聽(tīng)講和筆記以及課后的復(fù)習(xí)和及時(shí)完成作業(yè)的模式。在課堂上，通過(guò)回想式的提問(wèn)，鞏固上節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，起到承上啟下的作用，使本節(jié)的知識(shí)點(diǎn)能夠順暢銜接和充實(shí)，并且及時(shí)明確下節(jié)的內(nèi)容，學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)能夠有針對(duì)性地查漏補(bǔ)缺，從而有效地利用課堂時(shí)間進(jìn)行傳輸原理的教學(xué)。通過(guò)這些環(huán)節(jié)的積極實(shí)施，提高課堂的教學(xué)效果。

2.啟發(fā)式與能動(dòng)性相結(jié)合

冶金傳輸過(guò)程的相關(guān)概念、定理、數(shù)學(xué)物理模型以及解析方法，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)比較抽象，特別傳輸過(guò)程簡(jiǎn)化物理模型、數(shù)學(xué)模型的建立，以及數(shù)學(xué)模型的解析等，是知識(shí)的綜合應(yīng)用，特別是數(shù)理解析過(guò)程復(fù)雜、繁瑣，對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生顯得猶為枯燥乏味，影響了教學(xué)的效果。針對(duì)這種情況，在課堂上采用適當(dāng)?shù)奶釂?wèn)進(jìn)行啟發(fā)式互動(dòng)，了解學(xué)生對(duì)基本概念的理解程度，及時(shí)引導(dǎo)概念的轉(zhuǎn)換。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的推導(dǎo)，在介紹基本的推導(dǎo)方法后，讓學(xué)生參與其中，共同完成過(guò)程的推導(dǎo)，使學(xué)生在這樣的方式中，掌握解析方法。另外，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，布置適當(dāng)?shù)恼n外作業(yè)，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

3.專(zhuān)業(yè)知識(shí)與自然知識(shí)相結(jié)合

根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，冶金傳輸原理課程屬于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，安排在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)之后，學(xué)生雖然完成了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，但對(duì)于專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)、工藝知識(shí)的理解還是有很大的局限性，加之冶金過(guò)程的高溫和不可見(jiàn)性，實(shí)際的冶金物理過(guò)程更具有抽象性，這些都加大了教學(xué)過(guò)程中與實(shí)際結(jié)合的難度，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，影響教學(xué)效果。因此，把冶金傳輸原理與實(shí)際生活中的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如自然對(duì)流傳熱在換熱方面的應(yīng)用，即密度是溫度的函數(shù)，由于溫度的變化使密度變化而產(chǎn)生了自然流動(dòng)，完成熱量的交換，這就是土暖氣的原理，以及煙囪是伯努利方程的實(shí)際應(yīng)用、流體的黏性與渦流的產(chǎn)生等。這樣的實(shí)際應(yīng)用提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解。

4.教學(xué)與科研相結(jié)合

本科的教學(xué)與科研有著密切的關(guān)系，把教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的研究成果與實(shí)際的教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，擴(kuò)充了學(xué)生的視野，豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，提高了學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)質(zhì)量。如動(dòng)量傳輸中流體流量的測(cè)量，就是伯努利方程的具體應(yīng)用，其中對(duì)節(jié)流裝置的標(biāo)定是采用實(shí)流標(biāo)定或者風(fēng)洞試驗(yàn)，利用相似原理確定相關(guān)相似準(zhǔn)數(shù)，根據(jù)相似充要條件，建立試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)和實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)的相似準(zhǔn)數(shù)方程，通過(guò)確定的相似準(zhǔn)數(shù)將試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)與實(shí)際流體流量的測(cè)量連接起來(lái)，由于實(shí)際流體流量的測(cè)量；為了確定氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉工藝參數(shù)而設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；以連續(xù)鑄鋼過(guò)程溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算，根據(jù)結(jié)晶器、二冷卻區(qū)和空冷區(qū)的不同邊界條件，進(jìn)行連鑄溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算，并介紹典型的有限差分法、有限單元法和有限容積法等數(shù)值計(jì)算方法，介紹計(jì)算機(jī)在傳輸中的應(yīng)用，同時(shí)介紹在計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)的方面有成熟應(yīng)用的如FLUENT、PHOENICS等商業(yè)軟件，使學(xué)生了解傳輸原理在數(shù)值計(jì)算方面的進(jìn)展情況以及在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用，如中間包流場(chǎng)的計(jì)算、鋼包桶式精煉爐底吹氬時(shí)流場(chǎng)的分布等。

5.理論與實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

冶金傳輸原理工程技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)決定了其實(shí)踐環(huán)節(jié)非常重要。在課堂教學(xué)的課時(shí)外，安排有6個(gè)-8個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要有驗(yàn)證位能、靜能和動(dòng)能之和為常數(shù)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)；通過(guò)流速和差壓來(lái)進(jìn)行流體流量測(cè)量的實(shí)驗(yàn)；轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)等。采用教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，均可使學(xué)生對(duì)相應(yīng)的物理過(guò)程有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化理論與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程。

在傳輸原理的教學(xué)過(guò)程中，要結(jié)合冶金工程專(zhuān)業(yè)的工藝特點(diǎn)與相關(guān)的傳輸原理進(jìn)行有機(jī)的關(guān)聯(lián)，如埃根公式在高爐煉鐵中的應(yīng)用、動(dòng)量傳輸在連鑄中間包流場(chǎng)分布方面的應(yīng)用以及渣-鋼間反應(yīng)的傳質(zhì)模型等，在這方面給學(xué)生一個(gè)有益的導(dǎo)向。

6.知識(shí)的持續(xù)更新

為了更好地實(shí)施冶金傳輸原理的過(guò)程教學(xué)，在平時(shí)要不斷進(jìn)行教學(xué)方法、專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)以及工程實(shí)踐的積累。對(duì)于教學(xué)方法的學(xué)習(xí)，一方面要查找教學(xué)過(guò)程的不足，另一方面要請(qǐng)教教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師、專(zhuān)家，通過(guò)聽(tīng)課的方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面的積累，主要是通過(guò)平時(shí)的備課以及在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)查閱相關(guān)資料進(jìn)行求證，如對(duì)流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及數(shù)值計(jì)算、計(jì)算方法等方面知識(shí)的學(xué)習(xí)、積累，通過(guò)自學(xué)或請(qǐng)教于專(zhuān)家，來(lái)加強(qiáng)自己對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)，利用帶隊(duì)實(shí)習(xí)、與企業(yè)橫向課題合作以及去企業(yè)實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，不斷充實(shí)自己的工程實(shí)踐知識(shí)，可以為過(guò)程教學(xué)提供更多、更豐富的工程實(shí)例，并且借助自己所在的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的平臺(tái)，把冶金實(shí)際以及科研的內(nèi)容提煉為簡(jiǎn)潔明了的課堂語(yǔ)言傳輸給學(xué)生，提高過(guò)程教學(xué)的效果。

結(jié) 論

冶金傳輸原理教學(xué)過(guò)程貫穿于每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、每一節(jié)課教與學(xué)的小環(huán)節(jié)，以及理論與實(shí)踐相結(jié)合的小環(huán)節(jié)之中，這樣的環(huán)環(huán)相扣，提高學(xué)生掌握知識(shí)的能力和教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)踐問(wèn)題的能力，授之以“漁”使學(xué)生在以后的工作中，在所掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠繼續(xù)得到豐富和提高，培養(yǎng)實(shí)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：對(duì)流體力學(xué)的認(rèn)識(shí)范文

1工程的概念

目前有關(guān)工程的概念很多，但意思相近。普遍認(rèn)為工程具有造福人類(lèi)社會(huì)的目的，分歧是它究竟屬于科學(xué)還是藝術(shù)范疇。目前有學(xué)者認(rèn)為，工程既不是單純的藝術(shù)，也不是單純的科學(xué)，而是溝通藝術(shù)與科學(xué)的橋梁，存在于科學(xué)、藝術(shù)與社會(huì)的交界點(diǎn)之上，不是三者簡(jiǎn)單的疊加[3]。作為一個(gè)獨(dú)立自主的范疇，工程具有鮮明的社會(huì)目的性，即造福人類(lèi)。

2工程教育的本質(zhì)

工程教育是根據(jù)一定社會(huì)要求和受教育者身心發(fā)展規(guī)律，由工程教育者有目的、有計(jì)劃、有組織地對(duì)受教育者身心施加全面系統(tǒng)的影響以達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目的的社會(huì)活動(dòng)過(guò)程[3-5]。它除了具有普通教育的特征外，還具有如下屬性。

1）實(shí)踐性：工程的社會(huì)性決定了工程教育的實(shí)踐性。

2）復(fù)合性：工程教育應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)具備復(fù)合型知識(shí)背景的工程人才。

3）倫理性：工程活動(dòng)必須符合法律以及倫理道德規(guī)范。

4）全球性：工程應(yīng)具有全球視野，即培養(yǎng)出的人才能滿(mǎn)足全球大環(huán)境的需要。

3我國(guó)工程教育認(rèn)證的要求

為了與全球工程教育接軌，我國(guó)對(duì)工程教育人才培養(yǎng)提出一些要求[6]：1）具備較好的人文科學(xué)素養(yǎng)、較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德；2）具備從事工程工作所需的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及一定的經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)；3）具備綜合運(yùn)用科學(xué)理論和技術(shù)手段分析和解決工程問(wèn)題的能力；4）具備運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取所需信息的技能；5）了解國(guó)家對(duì)本專(zhuān)業(yè)職業(yè)和行業(yè)導(dǎo)向，熟悉環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的政策和法規(guī)，正確認(rèn)識(shí)工程對(duì)社會(huì)的影響；6）具備一定的組織管理能力、較強(qiáng)的表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力；7）具備終身學(xué)習(xí)的能力；8）具備國(guó)際視野和跨文化交流、競(jìng)爭(zhēng)和合作的能力。從我國(guó)對(duì)工程教育的要求來(lái)看，就一門(mén)單獨(dú)的課程而言，成功的工程教育必須讓學(xué)生具備積極主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考的能力、良好的溝通能力、優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)合作精神、對(duì)工程過(guò)程良好的認(rèn)知能力和終身學(xué)習(xí)的能力。這是本文教學(xué)方法改革的依據(jù)。

2過(guò)程流體機(jī)械課程的特點(diǎn)

1理論性強(qiáng)，需要良好的基礎(chǔ)知識(shí)

要想較好地學(xué)習(xí)過(guò)程流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)生不僅需具備扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（如流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、理論力學(xué)以及材料力學(xué)知識(shí)），還需具備良好的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)（如機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等）。對(duì)于以“講授”為主的傳統(tǒng)的教學(xué)方法而言，學(xué)生要想在課堂上完全理解教師講授的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，緊跟教師的備課思路，就必須對(duì)這些現(xiàn)行課程有良好的認(rèn)識(shí)和理解。

2專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，內(nèi)容復(fù)雜、繁多

過(guò)程流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程涉及的內(nèi)容非常廣泛，包括機(jī)構(gòu)原理、熱力學(xué)計(jì)算、流體力學(xué)原理、動(dòng)力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、故障診斷、總體方案設(shè)計(jì)與選型等。每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)似乎都涉及一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)課或者專(zhuān)業(yè)課程。如果學(xué)生沒(méi)有充分的準(zhǔn)備，聽(tīng)課時(shí)似乎很難對(duì)教師講授的知識(shí)做出敏捷的反應(yīng)，極大地影響課堂的互動(dòng)氣氛。3知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系過(guò)程流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)與工程生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系，其理論水平遠(yuǎn)高于實(shí)際，可用于指導(dǎo)流體機(jī)械在企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的穩(wěn)定操作和運(yùn)行，以及機(jī)器的技術(shù)改造與新機(jī)型的開(kāi)發(fā)。課程講授過(guò)程中需要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力。結(jié)合課程的學(xué)習(xí)，勢(shì)必要學(xué)生開(kāi)展一定的工程訓(xùn)練，以加強(qiáng)學(xué)生的工程觀(guān)念，讓學(xué)生做到實(shí)踐與理論相結(jié)合，以及理論與實(shí)踐相結(jié)合。

3過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)存在的問(wèn)題

1基礎(chǔ)知識(shí)欠缺

不可否認(rèn)的是，隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，一些非常重要的基礎(chǔ)課程（如工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)）由于學(xué)時(shí)短缺而被逐漸砍掉。有的課程（如流體力學(xué)）雖在開(kāi)設(shè)，但由于學(xué)時(shí)短或?yàn)檫x修課程，得不到足夠的重視，學(xué)習(xí)效果不理想，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程流體機(jī)械課程時(shí)，學(xué)生連最基本的概念（如內(nèi)能、焓、熵等）都不知道，當(dāng)涉及一些運(yùn)用基礎(chǔ)課程知識(shí)點(diǎn)來(lái)理解工程問(wèn)題時(shí)感到非常吃力。這就導(dǎo)致以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法很難適應(yīng)目前的教學(xué)形勢(shì)，而且教學(xué)效果不佳，出現(xiàn)死記硬背、不善于理解應(yīng)用的學(xué)習(xí)局面。

2實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱似乎是工程教學(xué)的通病[7]。實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必備環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生工程意識(shí)與能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。對(duì)于工程性極強(qiáng)的過(guò)程流體機(jī)械課程而言，實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。然而目前普遍存在一些問(wèn)題。1）實(shí)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)。就本專(zhuān)業(yè)的實(shí)習(xí)而言，目前主要集中于化工設(shè)備制造廠(chǎng)和化工產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間的參觀(guān)和學(xué)習(xí)，基本上忽略了有關(guān)流體機(jī)械制造廠(chǎng)的參觀(guān)和學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)流體機(jī)械沒(méi)有感官認(rèn)識(shí)。而且實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)在不斷縮減，目前僅開(kāi)設(shè)往復(fù)壓縮機(jī)示功圖測(cè)試和高速轉(zhuǎn)子靜平衡兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。離心泵汽蝕實(shí)驗(yàn)被砍掉，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)離心泵主要性能得不到很好的理解。2）畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)。鑒于一系列原因（比如工程熱力學(xué)知識(shí)的欠缺、有關(guān)流體機(jī)械書(shū)籍和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏），目前絕大多數(shù)畢業(yè)課題僅局限于化工設(shè)備設(shè)計(jì)，基本上很少布置有關(guān)流體機(jī)械課程方面的畢業(yè)課題。這嚴(yán)重限制了學(xué)生對(duì)流體機(jī)械課程的進(jìn)一步理解和工程應(yīng)用能力的鍛煉。

3課程評(píng)價(jià)存在問(wèn)題

由于課程學(xué)時(shí)的縮減，目前過(guò)程流體機(jī)械課程評(píng)價(jià)基本上是“一錘定音”——期末考試，忽略了大作業(yè)的訓(xùn)練和熱點(diǎn)研究方向文獻(xiàn)的閱讀和總結(jié)。這種考核方式不能實(shí)事求是地反映學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解，更談不上運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，教師也很難及時(shí)對(duì)教學(xué)存在的問(wèn)題給予修正和彌補(bǔ)。

4過(guò)程流體機(jī)械課程教法改革思路

眾所周知，教學(xué)方法并不是一成不變的，它隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展不斷地發(fā)展和演變。工程教育也是如此。大約二戰(zhàn)時(shí)期，工程教育從工程實(shí)際技術(shù)教育過(guò)渡到工程科學(xué)教育，這就要求涉及工程教育的教學(xué)方法也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是單向性的，類(lèi)似“學(xué)徒式”的教育，即以教師的“教”為主，學(xué)生只是被動(dòng)地接受教學(xué)內(nèi)容。這種教育方式僅適用于以技術(shù)教育為主的工程教育，很難適應(yīng)以科學(xué)教育為主的工程教育方式。為此，發(fā)展了以學(xué)生為中心，積極主動(dòng)的、學(xué)習(xí)式的教學(xué)方法，即將學(xué)生視為教師的角色[8]。學(xué)生能夠從教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中隱性地獲取知識(shí)，而教師主要的任務(wù)是開(kāi)展有效的指導(dǎo)。教師和學(xué)生的角色界限模糊，二者有效地完成自身的任務(wù)，即教師良好的教學(xué)任務(wù)、學(xué)生有效的學(xué)習(xí)任務(wù)。過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)方法的改革正是沿著該思路進(jìn)行的。針對(duì)過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)存在的問(wèn)題，同時(shí)為了適應(yīng)現(xiàn)階段工程教育的目的，下面從課程的準(zhǔn)備、課程的講授和課程效果評(píng)價(jià)三個(gè)階段提出相應(yīng)的改革措施。

1課程準(zhǔn)備

首先，為了有效地完成教學(xué)任務(wù)，教師必須全面深入地理解教學(xué)內(nèi)容。這必然要求教師大量查閱和學(xué)習(xí)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的資料（如與過(guò)程流體機(jī)械有關(guān)的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)著和書(shū)籍），彌補(bǔ)所選教材的缺點(diǎn)。查閱資料時(shí)，教師必須注意角色的轉(zhuǎn)換，查閱資料是為了更有效、更準(zhǔn)確、更生動(dòng)地給學(xué)生講解，而不是為了個(gè)人學(xué)習(xí)。教師通過(guò)大量地閱讀文獻(xiàn)，將教學(xué)內(nèi)容給予重新組織和編排，以最合理的順序?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生理解接受，而不是照本宣科。其次，教師備課時(shí)要充分了解學(xué)生前期課程的學(xué)習(xí)情況，從而合理安排教學(xué)內(nèi)容，彌補(bǔ)存在的問(wèn)題，避免影響學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解；同時(shí)教師要了解學(xué)生個(gè)體在前期課程學(xué)習(xí)上存在的差異，這樣分組討論學(xué)習(xí)時(shí)便于優(yōu)良搭配，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，克服個(gè)人因前期課程學(xué)習(xí)不足而對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)理解帶來(lái)的障礙。再次，鑒于當(dāng)前的教學(xué)方法，以引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和討論為主，教師的講解和訂正為輔。這就要求教師在備課時(shí)要制訂引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方案。對(duì)教師備課提出更高的要求，教師課前要告知學(xué)生：1）每節(jié)課要學(xué)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)；2）理解知識(shí)點(diǎn)需具備的基礎(chǔ)知識(shí)；3）學(xué)生需要查閱的書(shū)籍和準(zhǔn)備的內(nèi)容；4）本節(jié)課內(nèi)容在課程中和工程實(shí)際中的重要程度?？梢哉f(shuō)，備課是否充分直接決定了教學(xué)是否成功，因此，備課必須要做到備內(nèi)容、備學(xué)生和備方法。

2課堂學(xué)習(xí)

課堂學(xué)習(xí)是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了教學(xué)效果的好壞。課堂教學(xué)，不是以教師單向傳輸為主的教學(xué)，而是教師根據(jù)備課時(shí)制訂的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地討論教學(xué)內(nèi)容，避免學(xué)生消極被動(dòng)地思考教師到底在講或者要講什么內(nèi)容。教師通過(guò)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容積極主動(dòng)地討論，發(fā)現(xiàn)和記錄教學(xué)存在的不足，便于課后進(jìn)一步的思考、改進(jìn)和反饋。教師上課時(shí)應(yīng)做到：1）上課時(shí)，教師首先要給出本節(jié)課主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)；2）教師要給出每節(jié)課的“引子”，提出問(wèn)題，并組織學(xué)生討論，評(píng)價(jià)每組學(xué)生給出的討論結(jié)果；3）最后教師要給出總結(jié)，要評(píng)價(jià)本節(jié)課程內(nèi)容在工程實(shí)際應(yīng)用中的重要性；4）對(duì)于難以理解的、抽象的概念，教師要引導(dǎo)學(xué)生與日常生活聯(lián)系起來(lái)，使之形象化，便于學(xué)生理解。比如“余隙容積”這個(gè)概念，如果僅是書(shū)上給出的解釋“活塞行至終端止點(diǎn)時(shí)氣缸剩余的容積”，學(xué)生很難理解，很難想象這部分空間是怎么回事；但如果將其與蓋房子用到的“公攤面積”類(lèi)比的話(huà)，就很容易理解：二者對(duì)于用戶(hù)來(lái)講都是有害的，但是必須具備的，只能盡力減小，卻不能避免。

3課程評(píng)價(jià)

教學(xué)活動(dòng)的最終環(huán)節(jié)是評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)教學(xué)評(píng)價(jià)，教師一方面可以了解每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，發(fā)現(xiàn)和思考教學(xué)存在的問(wèn)題，便于及時(shí)反饋；另一方面能夠了解學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的情況。為了保證教學(xué)質(zhì)量，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用情況，課程的評(píng)價(jià)應(yīng)從多個(gè)角度出發(fā)，絕不能是僅以考試為基準(zhǔn)“一錘定音”。為此，教師應(yīng)從兩個(gè)方面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。1）對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的評(píng)價(jià)。通過(guò)課堂上觀(guān)察學(xué)生的一系列反應(yīng)，如面部表情、提出的問(wèn)題，及時(shí)了解學(xué)生存在的問(wèn)題，并給予及時(shí)的解釋和補(bǔ)充；另一方面通過(guò)作業(yè)、課程考試來(lái)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和理解情況，便于教師在以后的教學(xué)中調(diào)整和彌補(bǔ)不足的地方和存在的問(wèn)題。特別是學(xué)生提出的問(wèn)題非常重要，一方面，可以測(cè)試教師對(duì)內(nèi)容的理解程度；另一方面，教師可以了解學(xué)生存在的困惑，明白師生間對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解存在的偏差和分歧。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題積極反思，對(duì)教學(xué)內(nèi)容給予重新編排和闡釋?zhuān)员愀倪M(jìn)教師本身對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。2）對(duì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的評(píng)價(jià)，可以通過(guò)實(shí)訓(xùn)、大作業(yè)、課程設(shè)計(jì)乃至畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行，并將存在的問(wèn)題匯總和分析，彌補(bǔ)教學(xué)存在的問(wèn)題。總之，教學(xué)評(píng)價(jià)是個(gè)連續(xù)的過(guò)程，合理的教學(xué)評(píng)價(jià)是為了保證教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)教學(xué)改革，而不僅僅是為了給學(xué)生一個(gè)“成績(jī)”。

5教學(xué)改革對(duì)工程教育的促進(jìn)

簡(jiǎn)單的講，通過(guò)上述教學(xué)方法的運(yùn)用和實(shí)施，學(xué)生獲得的技能基本能滿(mǎn)足工程教育的要求。具體體現(xiàn)在：1）通過(guò)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的思考、提問(wèn)和討論，學(xué)生獲得了良好的交流技術(shù)；2）通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備和講解，學(xué)生具備了一定的職業(yè)責(zé)任感；3）通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容和大作業(yè)的分組準(zhǔn)備和討論，教學(xué)在團(tuán)隊(duì)內(nèi)相互進(jìn)行，學(xué)生改進(jìn)和具備了一定的團(tuán)隊(duì)合作精神；4）通過(guò)“教”這一環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選和重組，增加了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度，拓寬了學(xué)生的視野；5）通過(guò)一定的工程訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)待工程的態(tài)度和信心發(fā)生積極的變化，增加了對(duì)工程設(shè)計(jì)過(guò)程的理解；6）通過(guò)學(xué)生自己對(duì)知識(shí)的準(zhǔn)備和理解，學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)方法，具備了終身學(xué)習(xí)的素養(yǎng)。

6結(jié)束語(yǔ)