工程流體力學(xué)概念精選(九篇)

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第1篇：工程流體力學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；制冷與低溫工程；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：尹雪梅（1979-），女，四川資中人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，講師；張文慧（1980-），女，河南焦作人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，講師。（河南鄭州450002）

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）10-0098-02

目前，鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對(duì)制冷與低溫工程專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。

“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門(mén)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?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)。[1]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。[2]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(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?！熬w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。[3]

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、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。[4]

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，流線與跡線、層流、湍流等，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)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(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、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。

三、 結(jié)束語(yǔ)

總之，高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)課程的教學(xué)改革，是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的實(shí)踐過(guò)程。“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)校的具體情況改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，借助現(xiàn)代教育技術(shù)與手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合生活、生產(chǎn)、科研中的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行深入淺出、生動(dòng)活潑的講解，揭示問(wèn)題的本質(zhì)，向?qū)W生傳授治學(xué)方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，以取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]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,2008,34(21).

[2]吳光林.《流體力學(xué)》課程教學(xué)改革的思考[J].科技信息(科學(xué)教研),2008,(14):172-173.

第2篇：工程流體力學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞 工程流體力學(xué)教學(xué) 學(xué)習(xí) 教改

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

“工程流體力學(xué)”是動(dòng)力類各專業(yè)及相近專業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，它為該類專業(yè)主要專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)。工程流體力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它側(cè)重于解決工程實(shí)際中出現(xiàn)的問(wèn)題，而不去過(guò)分追求數(shù)學(xué)上的嚴(yán)密性。它在一定程度上借助于實(shí)驗(yàn)研究， 得出經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式。其研究對(duì)象為流體，考察流體中大量分子的宏觀平均運(yùn)動(dòng)規(guī)律。所以，“工程流體力學(xué)”是能源動(dòng)力類專業(yè)的最主要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

工程流體力學(xué)作為一門(mén)技術(shù)學(xué)科，研究方法也遵循“實(shí)踐- 理論- 實(shí)踐”的基本規(guī)律。但由于它的研究對(duì)象的特殊性，使得對(duì)它的學(xué)習(xí)也有一定的難度。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中， 我發(fā)現(xiàn)學(xué)生最大的問(wèn)題在于――不會(huì)學(xué)這門(mén)課，不是學(xué)不會(huì)，而是根本不懂如何去學(xué)它，即沒(méi)有找到適合這門(mén)課的學(xué)習(xí)方法。本文即針對(duì)這個(gè)問(wèn)題談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1工程流體力學(xué)和工程力學(xué)的研究對(duì)象的性態(tài)是不同的

工程力學(xué)的研究對(duì)象是靜態(tài)的，而工程流體力學(xué)的研究對(duì)象是動(dòng)態(tài)的。就其力學(xué)行為來(lái)講， 流體可以承受很大的壓力，但往往幾乎不能承受拉力。學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不能用工程力學(xué)的“靜態(tài)”思維來(lái)研究工程流體力學(xué)的“動(dòng)態(tài)”對(duì)象，要用“動(dòng)的”和“相對(duì)靜止”這些概念去闡述它。

本文在回顧熱能與動(dòng)力工程專業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了三十多年來(lái)的人才培養(yǎng)工作。文章提出，今后要繼續(xù)以“流體機(jī)械”省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為依托，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，特別是以重點(diǎn)學(xué)科開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為突破口，為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力支撐，達(dá)到不斷提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

2注意工程流體力學(xué)中的基本模型的含義及運(yùn)用

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

3抓住“工程流體力學(xué)”課程的主要內(nèi)容去學(xué)習(xí)

熱能動(dòng)力類《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱中規(guī)定， 學(xué)生學(xué)習(xí)本課程，必須達(dá)到：（1）全面了解流體的主要性質(zhì)和基本模型；（2）熟練掌握平衡流體的壓強(qiáng)分布規(guī)律， 善于計(jì)算流體與壁面間的作用力；（3）深刻理解流體連續(xù)性、能量、動(dòng)量方程，并能熟練應(yīng)用于求解工程實(shí)際問(wèn)題；（4）懂得流體運(yùn)動(dòng)阻力和水頭損失的計(jì)算方法等。針對(duì)這些要求，學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)掌握連續(xù)介質(zhì)假說(shuō)、流體的物理性質(zhì)及參數(shù)、牛頓內(nèi)摩擦定律、液體的相對(duì)靜止、靜止流體的壓強(qiáng)分布、歐拉平衡方程、靜止液體作用在平面壁和曲面壁上的總壓力、連續(xù)性方程、伯努利方程、流線與跡線方程、動(dòng)量方程、描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法、總流的伯努利方程、圓管中的層流、圓管紊流的沿程損失系數(shù)K、局部水頭損失、邊界層的概念、粘性流體中的應(yīng)力、量綱分析法、流動(dòng)相似原理等知識(shí)點(diǎn)。學(xué)校為了適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，適應(yīng)水電開(kāi)發(fā)宏偉事業(yè)的需要。針對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)，多查閱資料、多做習(xí)題以求掌握它們，并將這些知識(shí)點(diǎn)延伸至工程實(shí)踐，力求找到解決工程實(shí)際問(wèn)題的方法或手段，把所學(xué)知識(shí)舉一反三，靈活運(yùn)用。

4注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深知識(shí)理解

熱能動(dòng)力類“工程流體力學(xué)”課程安排了自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，針對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的要求，框定了幾個(gè)常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如伯努利方程驗(yàn)證、流量系數(shù)的測(cè)量、雷諾實(shí)驗(yàn)、沿程阻力系數(shù)的測(cè)定 。其中伯努利方程驗(yàn)證為必做項(xiàng)目，因?yàn)椴匠痰倪\(yùn)用貫穿課程始終，需加深對(duì)它的理解?？傊?，“工程流體力學(xué)”不同于其它力學(xué)，有其自身的規(guī)律性。要想學(xué)好它，必須搞清這門(mén)課自身的特點(diǎn)和針對(duì)它的研究規(guī)律， 并輔之以扎實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和不怕困難的精神。

參考文獻(xiàn)

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

第3篇：工程流體力學(xué)概念范文

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)合專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，探索出一套新的適合各專業(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)用路線由簡(jiǎn)單到復(fù)雜作為主線的教學(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)專業(yè)特點(diǎn)將其與各專業(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)：

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[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4篇：工程流體力學(xué)概念范文

[關(guān)鍵詞]流體力學(xué) 板書(shū)教學(xué) 多媒體教學(xué) 教學(xué)方法

[中圖分類號(hào)] TB126 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）012-0052-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多課程的板書(shū)教學(xué)被多媒體教學(xué)取代。流體力學(xué)作為機(jī)械、土木、能源、采礦等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，主要是研究包括液體和氣體在內(nèi)的流體在靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)的力學(xué)規(guī)律及其與固體壁面間的相互作用力的一門(mén)科學(xué)。流體力學(xué)的研究方法與理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)等有所不同，其主要反映在用場(chǎng)論的觀點(diǎn)處理力學(xué)問(wèn)題上。

流體力學(xué)中介紹了拉格朗日和歐拉法之間的區(qū)別，我們?cè)瓉?lái)都是用的拉格朗日法來(lái)解決問(wèn)題，即對(duì)物體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)屬性進(jìn)行研究。而由于流體力學(xué)中的研究對(duì)象流體具有易流動(dòng)性，因此某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的研究就不能代表整個(gè)流體，此時(shí)我們引入了歐拉法，即將物理參數(shù)（速度、壓強(qiáng)、動(dòng)量等）通過(guò)空間點(diǎn)的屬性來(lái)進(jìn)行研究，這是在學(xué)習(xí)中容易造成混亂的一個(gè)地方。此外，流體力學(xué)在研究不同問(wèn)題時(shí)分別都做了各種假設(shè)條件。例如，N-S方程，到目前為止還沒(méi)有一般解的存在，那么在對(duì)N-S方程求解時(shí)，就必須做一些假設(shè)來(lái)簡(jiǎn)化該方程使其求解，這也是不太容易理解的一個(gè)地方。

流體力學(xué)被認(rèn)為是高等數(shù)學(xué)在工程力學(xué)中的應(yīng)用。因此，要想學(xué)好流體力學(xué)，首先要有扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)及大學(xué)物理的基礎(chǔ)。流體力學(xué)還有許多抽象的概念，如什么是黏性，在流體中體現(xiàn)在什么方面，黏性隨溫度、壓力變化的關(guān)系等都需要教師去認(rèn)真細(xì)致地講解。所以學(xué)習(xí)流體力學(xué)首先要改變觀念，要有比較強(qiáng)的建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的能力，這樣才能學(xué)好這門(mén)課。那么如何教授這門(mén)課、將復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為容易理解的物理概念，并讓學(xué)生理解且記住，這就是教學(xué)方法的問(wèn)題了。

一、板書(shū)教學(xué)方法

我們知道傳統(tǒng)的教學(xué)方法就是板書(shū)加講解，有的時(shí)候會(huì)用到一些教具，但這些都是靜態(tài)的，對(duì)于一些抽象的難理解的概念很難表達(dá)清楚。流體力學(xué)這門(mén)課程具有理論性強(qiáng)、概念抽象等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方法只能口述進(jìn)行概念講解，學(xué)生看不到實(shí)物，即使和實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合，有部分概念還是無(wú)法表達(dá)清楚。而且除了概念以外，該課程還有大量的方程推導(dǎo)，很多的文字說(shuō)明、畫(huà)圖等需要大量的板書(shū)，每次課幾乎都是在不停地寫(xiě)、不停地擦，不僅教師感到筋疲力盡，學(xué)生也難以理解，因此很多教師和學(xué)生都反應(yīng)流體力學(xué)是很枯燥無(wú)味的一門(mén)課，但是很重要，不得不硬著頭皮去學(xué)。

二、多媒體教學(xué)方法

多媒體教學(xué)作為一種全新的教學(xué)方式，現(xiàn)在被越來(lái)越多地使用。但現(xiàn)在絕大多數(shù)的課程都是在幻燈片中放上講課的內(nèi)容，在上課的時(shí)候放出來(lái)進(jìn)行“照本宣科”，有的干脆只是課本的掃描，上這樣的課，絕大多數(shù)學(xué)生都是昏昏欲睡。

多媒體教學(xué)不僅是幻燈片在課堂上的應(yīng)用，還應(yīng)該包括二維及三維動(dòng)畫(huà)的演示，甚至是視頻或者實(shí)驗(yàn)錄像、現(xiàn)場(chǎng)工程錄像等。多媒體教學(xué)為理解難懂的概念、定義提供了先進(jìn)的手段，尤其是豐富的現(xiàn)場(chǎng)工程、實(shí)驗(yàn)的圖片、錄像等不僅豐富了課程的信息量，更能刺激學(xué)生的感官、激發(fā)學(xué)生的興趣、拓寬學(xué)生的思路、開(kāi)闊學(xué)生的視野。

但對(duì)于流體力學(xué)這樣的課程如果僅有幻燈片加板書(shū)的內(nèi)容，那么對(duì)公式的推導(dǎo)也不能很全面地講解。我們知道，公式推導(dǎo)就是邊講解邊思考邊進(jìn)行，這樣才能更好地掌握。如果省略板書(shū)學(xué)生對(duì)于前因后果都不太容易理解，且信息量大，沒(méi)有思考時(shí)間。

如何將板書(shū)和多媒體相結(jié)合并能取得最佳的教學(xué)效果，一直是很多高校教師在研究的問(wèn)題。

三、板書(shū)和多媒體教學(xué)有效結(jié)合的教學(xué)方法

對(duì)于制作的課件（包括幻燈片、動(dòng)畫(huà)、影片等）應(yīng)該與課本結(jié)合緊密，包括章節(jié)名稱、講解順序、重難點(diǎn)等都要根據(jù)課本內(nèi)容在PPT中按照板書(shū)表達(dá)出來(lái)。這里值得注意的一點(diǎn)是，不能一次出現(xiàn)整頁(yè)的文字，這樣不僅讓人看得眼花繚亂，也沒(méi)有時(shí)間思考，直接就能看到結(jié)果，根本不能達(dá)到預(yù)期的效果，而應(yīng)該逐字逐句通過(guò)人為的控制出現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中我們可以邊講解邊讓學(xué)生思考，逐漸地出現(xiàn)我們所需要的答案。當(dāng)然這樣做需要很多的時(shí)間，但教學(xué)效果會(huì)大大提高。下面具體說(shuō)明怎樣將多媒體與板書(shū)相結(jié)合。

首先，對(duì)于第一章緒論部分的講解，可以結(jié)合大量的實(shí)例，如都江堰、大禹治水、足球射門(mén)、火箭升空、消防等動(dòng)畫(huà)或視頻對(duì)學(xué)生講解本門(mén)課程的目的、學(xué)習(xí)方法和意義，以此可得出該課程與社會(huì)各領(lǐng)域之間的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生對(duì)流體力學(xué)課程產(chǎn)生興趣，感到該課程并不難。

其次，對(duì)于難理解概念的講解，可以制作動(dòng)畫(huà)來(lái)表現(xiàn)。例如，流體質(zhì)點(diǎn)，我們定義的文字?jǐn)⑹鍪侵阁w積無(wú)限小的流體微團(tuán)，即宏觀尺寸充分小，微觀尺寸足夠大。那么如何來(lái)理解這兩句話呢？如何利用動(dòng)畫(huà)來(lái)表示？我們首先可以在一個(gè)流體中取出非常小的一個(gè)點(diǎn)，指出該點(diǎn)就是一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，由于是一個(gè)點(diǎn)我們可以說(shuō)它是沒(méi)有尺寸的，這個(gè)尺寸指的就是宏觀尺寸。再利用放大功能將該點(diǎn)無(wú)限放大，此時(shí)該點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)部存在無(wú)限多個(gè)細(xì)小顆粒（點(diǎn)），這無(wú)限多個(gè)點(diǎn)就代表了足夠大的微觀尺寸，再將放大鏡去掉，那么就又回到了宏觀上一個(gè)無(wú)尺寸的點(diǎn)。通過(guò)這個(gè)動(dòng)畫(huà)很好地表達(dá)了我們的第一個(gè)概念――流體的研究對(duì)象：流體質(zhì)點(diǎn)的定義，形象直觀，并能給學(xué)生留下深刻的印象。對(duì)于其他的內(nèi)容，如拉格朗日法、歐拉法的說(shuō)明，以及流線、跡線等概念的解釋都可以用動(dòng)畫(huà)來(lái)表達(dá)清楚。這樣，學(xué)生對(duì)于這個(gè)生澀的定義就有了很好的理解。

再次，對(duì)于公式推導(dǎo)方面的講解，可以和板書(shū)相結(jié)合。例如，在講解靜止流體對(duì)平面壁的作用力時(shí)，用幻燈片給出已知條件即平面壁面積，與水平面所成的夾角，重心、型心所在的高度等，以及示意圖。但是，公式的推導(dǎo)過(guò)程必須使用板書(shū)，推導(dǎo)時(shí)給示意圖添加一些當(dāng)時(shí)所需要的力或假設(shè)條件，得到結(jié)論以后，就可以通過(guò)幻燈片對(duì)每一個(gè)物理量進(jìn)行更深層次的講解。例如，平面壁上的總壓力P=γhcA，這里說(shuō)明A是淹沒(méi)面積，此時(shí)根據(jù)需要，幻燈片上的淹沒(méi)面積就可以用另一種顏色表示出來(lái)，這樣學(xué)生對(duì)公式的每個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào)在計(jì)算時(shí)就不會(huì)帶錯(cuò)值，對(duì)公式也能有很深刻的認(rèn)識(shí)。

另外，對(duì)于實(shí)驗(yàn)方面，可以將動(dòng)畫(huà)和實(shí)驗(yàn)視頻相結(jié)合播放給學(xué)生觀看并講解。以雷諾實(shí)驗(yàn)為例，可利用flas對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行描述，再逐一播放動(dòng)畫(huà)使學(xué)生了解層流和紊流的定義，以及各自存在的條件。等學(xué)生有了最初的印象后，再播放整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的錄像。這樣學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前就能對(duì)該實(shí)驗(yàn)有一個(gè)大概的印象，真正實(shí)驗(yàn)時(shí)就能更好地記住實(shí)驗(yàn)的條件、過(guò)程以及結(jié)論，并能很好地記住該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及一些注意事項(xiàng)。

最后，對(duì)于例題、作業(yè)的講解，如果是選擇題、填空題都可以直接在大屏幕上顯示出來(lái)。如果是計(jì)算題、證明題可以和公式推導(dǎo)類似，大屏幕上顯示題目和圖，利用黑板進(jìn)行講解。

四、結(jié)語(yǔ)

多媒體教學(xué)并不意味著摒棄一切傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，而對(duì)于流體力學(xué)這門(mén)課的多媒體教學(xué)方法更需要我們不斷地進(jìn)行探索。多媒體教學(xué)不能完全替代傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方法，只有將兩者有機(jī)結(jié)合才能發(fā)揮出最佳的教學(xué)效果。我們最終的目標(biāo)是讓學(xué)生感到流體力學(xué)這門(mén)課上起來(lái)是生動(dòng)有趣的，讓教師感到一節(jié)課下來(lái)是輕松愜意的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 李忠寶，王梓.生命化課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐研究[J].大學(xué)教育，2012，（12）：79-80.

[2] 陳二云.多媒體技術(shù)在工程流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2010，（3）：247.

[3] 吳益華，謝洪勇.流體力學(xué)教學(xué)方法與教學(xué)手段初探[J].陜西教育，2009，（8）：65.

第5篇：工程流體力學(xué)概念范文

Measurement in Fluid

Mechanics

2005, 354pp.

HardcoverUSD85.00

ISBN 978-0-521-81518-5

S.塔沃拉里斯 著

本書(shū)全面闡述流體力學(xué)中的各種測(cè)量方法，既有經(jīng)典的方法，又有最新的技術(shù)，內(nèi)容包括流量、壓力、速度、溫度和壁的切應(yīng)力等參數(shù)的測(cè)量，以及流動(dòng)可視化。書(shū)中涉及大量有關(guān)系統(tǒng)響應(yīng)、測(cè)量的不確定性、信號(hào)分析、光學(xué)、流體力學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐等基本素材，還有豐富的插圖，大量的參考文獻(xiàn)和100多個(gè)練習(xí)，是流體力學(xué)研究的有用工具。

全書(shū)分為兩部分含15章。第一部分一般概念，含第1~7章。第1章流動(dòng)的性質(zhì)和基本原理，論述流體力學(xué)的基本原理；第2章測(cè)量系統(tǒng)，介紹各種測(cè)量系統(tǒng)中所用的定義和概念；第3章測(cè)量的不確定性，討論測(cè)量的不確定性的定義和估計(jì)的方法；第4章信號(hào)調(diào)節(jié)、識(shí)別和分析，敘述信號(hào)調(diào)節(jié)、識(shí)別和統(tǒng)計(jì)處理所需的儀器操作和程序方面的基礎(chǔ)知識(shí)；第5章光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，介紹光學(xué)測(cè)量所需的概念和基本知識(shí)；第6章流體力學(xué)的設(shè)備，匯集流體力學(xué)測(cè)量設(shè)備的基本元素，供讀者在設(shè)計(jì)時(shí)選擇參考；第7章走近完美的試驗(yàn)，討論進(jìn)行完美的試驗(yàn)所需的一些因素。第二部分測(cè)量技術(shù)，含第8~15章。第8章流動(dòng)壓力的測(cè)量，介紹在流體動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)室測(cè)量壓力所用的相關(guān)設(shè)備；第9章流量的測(cè)量，闡述測(cè)量流量所用的一般儀器和技術(shù)；第10章流動(dòng)的可視化技術(shù)，簡(jiǎn)單介紹流動(dòng)顯示技術(shù)的通用方法；第11章局部流動(dòng)速度的測(cè)量，討論流動(dòng)速度測(cè)量的幾種方法；第12章溫度的測(cè)量，闡述一般的溫度計(jì)和在流體力學(xué)研究中使用的其他測(cè)量溫度方法；第13章成分的測(cè)量，敘述混合流體中識(shí)別成分和相對(duì)比例的方法；第14章壁切應(yīng)力的測(cè)量，簡(jiǎn)述流體流動(dòng)時(shí)，與流體接觸的表面上流體的切向力；第15章展望，指出實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)發(fā)展的方向。

本書(shū)自成一體，通俗易懂，可作為流體力學(xué)測(cè)量相關(guān)領(lǐng)域的大學(xué)生和研究生的教科書(shū)，也可供流體力學(xué)測(cè)量技術(shù)的工程師和科學(xué)家參考和閱讀。

吳永禮，研究員

(中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所)

第6篇：工程流體力學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞CDIO；流體力學(xué)；能力培養(yǎng)；教學(xué)改革

1引言

“流體力學(xué)”作為理工科的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，它的重要性是眾所周知的，作為力學(xué)分支，其在安全工程專業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，與泄漏、火災(zāi)、爆炸、通風(fēng)等有著密切的關(guān)系，是后續(xù)工業(yè)通風(fēng)、消防工程等專業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。近年來(lái)流體力學(xué)學(xué)科發(fā)生深刻變化，對(duì)流體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)加深，測(cè)量手段更為先進(jìn)，對(duì)流體運(yùn)動(dòng)分析和處理的能力空前強(qiáng)大，與工程應(yīng)用結(jié)合更加緊密。然而“流體力學(xué)”這門(mén)課程概念抽象、數(shù)學(xué)公式多，在以往課程教學(xué)過(guò)程中更多重視理論知識(shí)的傳授，人才培養(yǎng)過(guò)程中存在著過(guò)分偏重理論知識(shí)學(xué)習(xí)，缺乏對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)等不足之處。因此，本文借鑒國(guó)際流行的CDIO工程教育理念，擬對(duì)安全工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革，使理論知識(shí)服務(wù)于后續(xù)的安全知識(shí)學(xué)習(xí)及工作實(shí)際，將知識(shí)教育和能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Imple-ment）和運(yùn)行（Operate）的簡(jiǎn)稱?！癈”構(gòu)思指系統(tǒng)性的構(gòu)想、思考，明確產(chǎn)業(yè)需求?！癉”設(shè)計(jì)是把將要被實(shí)現(xiàn)的計(jì)劃通過(guò)視覺(jué)的形式描述出來(lái)的活動(dòng)過(guò)程；“I”實(shí)施是執(zhí)行、施行實(shí)際的行為，指把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過(guò)程；“O”運(yùn)行是指產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)之后（即實(shí)施之后）使用其來(lái)達(dá)到想要的價(jià)值的過(guò)程。從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的全過(guò)程就是產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，用它來(lái)代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養(yǎng)具有較高專業(yè)理論水平和符合產(chǎn)業(yè)需求的綜合性應(yīng)用能力并重的高等工程教育專業(yè)學(xué)生，這種模式在安全工程專業(yè)領(lǐng)域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)和產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的真實(shí)工程實(shí)踐環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、知識(shí)之間有機(jī)聯(lián)系的方式培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，使學(xué)生在創(chuàng)新思維能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程實(shí)踐能力等方面得到全面的訓(xùn)練和提高。

3基于CDIO理念的流體力學(xué)課程實(shí)施

3.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)時(shí)，教材的選取是非常重要的，首先要選擇一本好的教材，然后圍繞教材的內(nèi)容，進(jìn)行全方位的內(nèi)容設(shè)計(jì)。湖南工學(xué)院安全工程專業(yè)選用的教材為蔡增基、龍?zhí)煊逯骶幍摹读黧w力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》，該教材詳細(xì)介紹了流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，并配有豐富的習(xí)題供學(xué)生課后練習(xí)鞏固，另圍繞教學(xué)大綱，每章設(shè)置了思考題。但教材內(nèi)容多是從供熱通風(fēng)空調(diào)類專業(yè)角度出發(fā)，內(nèi)容較多。按照安全專業(yè)職業(yè)能力與素質(zhì)需求為導(dǎo)向，結(jié)合我校安全工程專業(yè)對(duì)該課程課時(shí)安排較少，學(xué)生文科生多，理科基礎(chǔ)薄弱的特點(diǎn)、安全工程專業(yè)需求及其與后續(xù)專業(yè)課程之間的關(guān)系，課程教學(xué)內(nèi)容分為四部分：（1）流體靜力學(xué)。掌握流體平衡的規(guī)律，對(duì)其中與安全工程關(guān)系不大的小節(jié)進(jìn)行刪除。（2）流體動(dòng)力學(xué)。研究流體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用于流體上的力與運(yùn)動(dòng)要素之間的關(guān)系，以及流體的運(yùn)動(dòng)特征與能量轉(zhuǎn)換等。（3）有關(guān)流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業(yè)通風(fēng)、消防、安全工程中常見(jiàn)的泄漏等問(wèn)題相結(jié)合。（4）泵與風(fēng)機(jī)工作原理及運(yùn)行知識(shí)，重點(diǎn)掌握如何選擇泵與風(fēng)機(jī)。由于課時(shí)有限，其他知識(shí)可通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)來(lái)完成。內(nèi)容設(shè)置注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力和分析解決問(wèn)題的能力，不因課時(shí)少而刪除其物理背景、力學(xué)建模和求解過(guò)程等方面的學(xué)習(xí)，只講授結(jié)果、計(jì)算公式、圖表等這種短視的做法培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生只是現(xiàn)成公式的計(jì)算機(jī)器，面對(duì)新的問(wèn)題將束手無(wú)策，學(xué)生沒(méi)有創(chuàng)新能力，沒(méi)有利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律，才能認(rèn)識(shí)特殊規(guī)律，才能有分析實(shí)際問(wèn)題的能力，才能正確應(yīng)用和處理流體力學(xué)商業(yè)軟件。

3.2轉(zhuǎn)變教學(xué)方法

在課堂教學(xué)中注重學(xué)生綜合思維、系統(tǒng)思維和工程能力的培養(yǎng)。結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)方法，采用以問(wèn)題學(xué)習(xí)的形式，要求學(xué)生基于問(wèn)題學(xué)習(xí)。（1）首先要講授該門(mén)課程的性質(zhì)及作用，讓學(xué)生掌握該課程在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)中的作用以及工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用價(jià)值，以及該課程與其他課程之間的關(guān)系，從而在學(xué)生的整體知識(shí)架構(gòu)中建立起清晰的課程邏輯聯(lián)系[3]，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。（2）各知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程采用啟發(fā)式教學(xué)法，先由老師設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)；學(xué)完之后讓學(xué)生思考學(xué)了什么，有什么用；除了基本的教學(xué)過(guò)程外，在課程中設(shè)置一些小專題討論，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（3）傳統(tǒng)的教學(xué)模式由于缺乏對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，學(xué)生通常將通過(guò)考試作為學(xué)習(xí)目標(biāo)而專注于記憶考試內(nèi)容。因此在教學(xué)中注重相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的講解的同時(shí)，注重對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用和拓展，各知識(shí)點(diǎn)多方面地與安全工程專業(yè)相結(jié)合（如在講述孔口管嘴出留時(shí)與危險(xiǎn)化學(xué)品物質(zhì)泄漏進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒事故相結(jié)合；講述流動(dòng)阻力時(shí)與工業(yè)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)、消防水管道設(shè)計(jì)相結(jié)合），強(qiáng)調(diào)其對(duì)專業(yè)的支撐作用，要求理論知識(shí)必須服務(wù)于安全工作實(shí)際，將知識(shí)教育和工程能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是CDIO模式下教學(xué)環(huán)節(jié)的非常重要的組成部分，學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和綜合應(yīng)用能力的提高，有賴于此環(huán)節(jié)[4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面通過(guò)建設(shè)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，將實(shí)踐教學(xué)貫穿于學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、技術(shù)應(yīng)用能力、研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)K分為基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)?zāi)K。基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)主要包括雷諾實(shí)驗(yàn)、能量守恒驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、沿程阻力實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、文丘里管實(shí)驗(yàn)、流量計(jì)實(shí)驗(yàn)、離心泵實(shí)驗(yàn)等[5]。這些實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，能幫助學(xué)生更好地理解流體力學(xué)的基本原理和定律，但缺乏創(chuàng)造性，沒(méi)有與安全工程專業(yè)實(shí)際相結(jié)合。綜合性實(shí)驗(yàn)如與工業(yè)通風(fēng)課程相結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)通風(fēng)除塵管道模型，學(xué)生通過(guò)流體力學(xué)知識(shí)制定實(shí)驗(yàn)方案，使用儀器測(cè)量風(fēng)速、壓強(qiáng)等相關(guān)參數(shù)計(jì)算通風(fēng)阻力。讓學(xué)生把流體力學(xué)知識(shí)更好地與安全工程專業(yè)相結(jié)合，解決專業(yè)實(shí)際問(wèn)題。綜合類型的實(shí)驗(yàn)相對(duì)較復(fù)雜，采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，通過(guò)互相交流討論解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，發(fā)散思維，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)?zāi)K通過(guò)建設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽、科技創(chuàng)新活動(dòng)、自主實(shí)驗(yàn)、參與大學(xué)生研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、參與教師科研項(xiàng)目提供實(shí)踐平臺(tái)。如學(xué)生可進(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、利用flunet軟件模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙氣流動(dòng)過(guò)程。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)可鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力。

4結(jié)論

1）安全工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程作為一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課，其教學(xué)改革應(yīng)以專業(yè)能力需求為導(dǎo)向、學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，引入CDIO理念進(jìn)行教學(xué)改革，可提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力、系統(tǒng)思維能力、和工程能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的工程意識(shí)及大工程觀。2）基于CDIO理念的“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革應(yīng)注重學(xué)生主體作用的發(fā)揮，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，采用問(wèn)題學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生用基礎(chǔ)理論分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3）在“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革中，應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了基本的基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)外，組織學(xué)生做一些綜合性、設(shè)計(jì)性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)中注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，人際交往能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]顧佩華,等.重新認(rèn)識(shí)工程教育一國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]張景鋼.基于CDIO的創(chuàng)新型安全工程培養(yǎng)方式研究[A]//安全科學(xué)理論與創(chuàng)新[C].鄭州:鄭州大學(xué)出版社,2016:92-96.

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第7篇：工程流體力學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；動(dòng)量方程；科研能力培養(yǎng)

作者簡(jiǎn)介：韋魯濱（1962-），男，江蘇揚(yáng)州人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，教授；曾鳴（1957-），男，重慶人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，教授。（北京 100083）

基金項(xiàng)目：本文系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）課程建設(shè)與教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：K120304）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）10-0085-01

“工程流體力學(xué)”涉及數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)內(nèi)容和必要的工程背景。作為礦物加工、化工等學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，“工程流體力學(xué)”課程理論性強(qiáng)、概念多、公式煩雜、工程應(yīng)用廣，對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和聯(lián)系實(shí)際的能力要求較高，是后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和工程應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。因此，教師在傳授課程知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，更要注重學(xué)生學(xué)習(xí)、綜合運(yùn)用以及科研實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

一、注重課程導(dǎo)論，激發(fā)求知興趣

“工程流體力學(xué)”學(xué)時(shí)少、任務(wù)重，教師講授課程導(dǎo)論時(shí)要確保學(xué)生在對(duì)課程有整體認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)他們對(duì)課程的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生的想象力。流體力學(xué)是研究流體運(yùn)動(dòng)及其作用的學(xué)科，從數(shù)學(xué)的角度看，流體力學(xué)是對(duì)有解方程在不同定解條件下的求解；從美學(xué)的角度看，流體力學(xué)將變化萬(wàn)千的流體世界，按照相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)規(guī)律給予描述，體現(xiàn)了客觀世界的內(nèi)在美與和諧；從物理和工程的角度看，流體力學(xué)是一個(gè)由一般到特殊，再由特殊到一般的過(guò)程，即對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，提出方程并構(gòu)造定解條件，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法、解析法和數(shù)值模擬法等手段去尋求問(wèn)題的答案，再回到所設(shè)定問(wèn)題，根據(jù)所解的特定問(wèn)題尋找?guī)в衅毡樾缘囊?guī)律，從而指導(dǎo)進(jìn)一步研究和實(shí)踐的過(guò)程。這樣的講授能使學(xué)生從不同角度理解流體力學(xué)的美與價(jià)值。

引入學(xué)生感興趣和當(dāng)今工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，分析流體力學(xué)知識(shí)在其中的應(yīng)用。如運(yùn)載火箭整流罩形狀變化對(duì)火箭飛行過(guò)程的作用；鯊魚(yú)皮泳衣對(duì)運(yùn)動(dòng)員游泳速度的影響等。通過(guò)相關(guān)問(wèn)題的討論，學(xué)生了解學(xué)習(xí)這門(mén)課以后，能夠運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際生活和工程實(shí)踐中的問(wèn)題，從而增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。

二、注重深入淺出，促進(jìn)消化吸收

“工程流體力學(xué)”的講授過(guò)程要求內(nèi)容深入淺出、淺顯易懂，由靜力學(xué)到動(dòng)力學(xué)，由理想流體到粘性流體。學(xué)生在對(duì)簡(jiǎn)單知識(shí)充分了解和掌握的基礎(chǔ)上能夠更容易接受相關(guān)的擴(kuò)展和推廣的知識(shí)點(diǎn)。以恒定不可壓縮流體的動(dòng)量方程為例，具體說(shuō)明深入淺出的授課過(guò)程：將問(wèn)題簡(jiǎn)化，給出限定條件，即在恒定漸變流的過(guò)水?dāng)嗝嫔狭蟹匠?；由?dòng)力守恒的角度給出質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量方程；假設(shè)將流體看成系統(tǒng)，利用拉格朗日觀點(diǎn)解釋；結(jié)合不可壓縮流體連續(xù)性方程得出：

（1）

其歐拉觀點(diǎn)的物理解釋為，作用于控制體上的合力等于單位時(shí)間流出控制體的動(dòng)量減去流入控制體的動(dòng)量；由物理解釋可知其在漸變流過(guò)水?dāng)嗝?，速度分布不均勻的情況下仍然成立；由恒定不可壓縮流體總流動(dòng)量方程對(duì)任意封閉管面的控制體均成立，可進(jìn)一步推廣為雷諾輸運(yùn)方程：

（2）

其中，P為任何物理量。

上述循序漸進(jìn)的過(guò)程表明，先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，后逐漸由淺入深、層層推進(jìn)，有助于學(xué)生對(duì)較難知識(shí)點(diǎn)的接收、理解和掌握。

三、注重物理解釋，加強(qiáng)理解記憶

“工程流體力學(xué)”涉及的數(shù)學(xué)公式較多，授課過(guò)程中若過(guò)分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)推導(dǎo)會(huì)使得學(xué)生提不起興趣且難于理解和記憶，注重相關(guān)公式的物理解釋可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式的理解程度，便于記憶和應(yīng)用。如，理想流體恒定元流的伯努利方程一般給出的是歐拉描述法解釋，還可給出更為直觀的拉格朗日描述法解釋：重力作用下的恒定不可壓縮理想流體，給定質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能在流動(dòng)過(guò)程中保持不變。

例如，“工程流體力學(xué)”中經(jīng)常涉及的隨體導(dǎo)數(shù)運(yùn)算符號(hào)，除了解釋位移加速度和當(dāng)?shù)丶铀俣戎猓€應(yīng)將隨體導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用范圍自然延伸，拓展后的物理意義為：追蹤觀察場(chǎng)中的某一流體質(zhì)點(diǎn)，單位時(shí)間內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的物理量在流動(dòng)過(guò)程中的變化。隨體導(dǎo)數(shù)物理意義可用于不可壓縮流體連續(xù)性方程的導(dǎo)出，糾正了不可壓縮流體密度為常數(shù)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。綜上所述，物理解釋無(wú)論是對(duì)學(xué)生理解概念和公式，還是對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步應(yīng)用都具有較大促進(jìn)作用。

四、注重詳略得當(dāng)，掌握重點(diǎn)知識(shí)

“工程流體力學(xué)”涉及范圍廣，知識(shí)點(diǎn)多，若面面俱到地將教材內(nèi)容一并灌輸給學(xué)生，會(huì)增加他們的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，很難達(dá)到很好的教學(xué)效果。因此，要在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中貫穿“少而精”的原則，對(duì)于那些學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)或能夠自學(xué)理解的內(nèi)容安排課下自學(xué)，對(duì)于專業(yè)不相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減；要重點(diǎn)突出、究其實(shí)質(zhì)，詳略對(duì)比，使學(xué)生能夠由此及彼，觸類旁通。例如，《工程

流體力學(xué)》教材中密度、浮力、壓力等知識(shí)點(diǎn)在普通物理的課程中已經(jīng)有所涉及，完全可以安排學(xué)生自學(xué)；而流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程、伯努利方程和動(dòng)量方程作為研究流體運(yùn)動(dòng)的核心內(nèi)容則需要多花精力，詳細(xì)講解。在學(xué)生已掌握核心內(nèi)容基礎(chǔ)上，知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步擴(kuò)展和延伸可以通過(guò)對(duì)比方式給出，省去復(fù)雜的推導(dǎo)過(guò)程，使學(xué)生遇到相關(guān)問(wèn)題時(shí)直接應(yīng)用即可。例如，動(dòng)量矩方程可以確定運(yùn)動(dòng)流體與邊界之間的作用力位置，在介紹動(dòng)量矩方程時(shí)可以簡(jiǎn)單地與動(dòng)量方程對(duì)比得出，而無(wú)需進(jìn)行過(guò)程推演，進(jìn)而可知恒定不可壓縮流體的動(dòng)量矩方程，其物理意義為：

（3）

合力矩等于單位時(shí)間從控制體輸出的流體動(dòng)量矩減去向控制體內(nèi)輸入的流體動(dòng)量矩。以上過(guò)程表明，對(duì)于重點(diǎn)知識(shí)的掌握有助于相關(guān)知識(shí)的拓展，因此要詳略得當(dāng)，使學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程更輕松。

五、注重工程背景，培養(yǎng)科研能力

教師在授課過(guò)程中一方面要考慮學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握，另一方面還要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)以及科研和工程實(shí)踐能力，以便學(xué)生在將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中能夠?qū)W以致用。一個(gè)簡(jiǎn)單的水流經(jīng)過(guò)噴管的過(guò)程就涉及伯努利方程、連續(xù)性方程和動(dòng)量方程。因此，要想很好地掌握理論知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題，對(duì)工程流體力學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力必不可少。“工程流體力學(xué)”作為礦物加工工程專業(yè)的專業(yè)課，在礦物分離過(guò)程中應(yīng)用極其廣泛，教師在授課過(guò)程中應(yīng)結(jié)合選礦應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行講解，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)體會(huì)到在具體問(wèn)題解決過(guò)程中如何分析和建模。例如，跳汰機(jī)可看作一個(gè)不等斷面的連通管，其水流運(yùn)動(dòng)是周期性的非定常流，各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度隨位置和時(shí)間而變，且推動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)的源動(dòng)力也不是恒定的，而是時(shí)間的函數(shù)；水力旋流器內(nèi)流體速度切向速度可由強(qiáng)制渦和準(zhǔn)自由渦描述，顆粒在水力旋流器離心力場(chǎng)的分離可從顆粒重力場(chǎng)中分離類比推演。通過(guò)理論結(jié)合實(shí)際的方式，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐中認(rèn)識(shí)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

六、結(jié)束語(yǔ)

“工程流體力學(xué)”作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，既有較強(qiáng)的理論性，又和工程實(shí)踐緊密結(jié)合。因此學(xué)好這門(mén)課程對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用、科學(xué)研究、工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)都具有重要意義。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分做到內(nèi)容、方法和手段相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和綜合運(yùn)用的能力，為將來(lái)從事科學(xué)研究和工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹華謙.工程流體力學(xué)（水力學(xué)）[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2009.

第8篇：工程流體力學(xué)概念范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)目標(biāo)；流體力學(xué)；理念

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）07-0199-02

一、引言

隨著新信息技術(shù)的發(fā)展，高等院校課程的教學(xué)模式已從粉筆加黑板傳統(tǒng)單一的授課方式進(jìn)化為應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備如多媒體課件、微課、幻燈片等多元化的授課模式。現(xiàn)代化的教學(xué)手段使枯燥的理論知識(shí)、復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)、難解的裝置結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在屏幕上，化解了問(wèn)題難點(diǎn)，開(kāi)闊了學(xué)生視野，拓展了學(xué)生思維，節(jié)省了授課時(shí)間，為更新內(nèi)容創(chuàng)造了條件。本人作為教學(xué)一線教師，充分認(rèn)識(shí)到有些課程，特別是專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的概念抽象，理論晦澀難懂，學(xué)生產(chǎn)生了抵觸情緒。經(jīng)十余年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以流體力學(xué)課程為例提出采用現(xiàn)代化教育手段激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)興趣的目的，在講授過(guò)程中與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起，使學(xué)生達(dá)到舉一反三、觸類旁通，并通過(guò)課上提問(wèn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與期末考試來(lái)考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果的理念。流體力學(xué)課程在教學(xué)過(guò)程中遵循“以人為本”的教育理念，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和尊重學(xué)生的主體地位，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)精心做好教學(xué)設(shè)計(jì)方案；教學(xué)隊(duì)伍成員教學(xué)思想活躍，積極開(kāi)展教學(xué)改革和教學(xué)研究工作，承擔(dān)校級(jí)教學(xué)研究課題，大大推動(dòng)教學(xué)改革工作；課堂教學(xué)采用啟發(fā)式教學(xué)方法，加強(qiáng)習(xí)題課、討論課比重，注重學(xué)生能力培養(yǎng)等等。

流體力學(xué)課程是我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程、給排水科學(xué)與工程、環(huán)境工程、熱能動(dòng)力工程等多個(gè)專業(yè)中核心專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是其他專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)培養(yǎng)方案及整個(gè)教學(xué)體系中處于承上啟下的重要位置。但由于該課程理論性較強(qiáng)，概念抽象，學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體的感性認(rèn)識(shí)，使流體力學(xué)課程歷來(lái)被認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程之一。因此，需要在教學(xué)方法、內(nèi)容及形式上做出改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上本文提出了基于IAE（Interest，Apply，Exam）理念的教學(xué)模式。

二、學(xué)習(xí)的興趣――Interest

流體力學(xué)學(xué)科既是基礎(chǔ)學(xué)科，又是用途廣泛的應(yīng)用學(xué)科，它不但涵蓋了經(jīng)典理論而且與各類工程專業(yè)緊密結(jié)合。所以又可以稱之為既古老又充滿活力，不斷發(fā)展的學(xué)科。在教學(xué)內(nèi)容上我們科學(xué)地處理了“基礎(chǔ)”與“前沿”、“經(jīng)典”與“現(xiàn)代”、“理論”與“實(shí)際”的關(guān)系，建立了完善的培養(yǎng)方案和課程體系，流體力學(xué)課程體系可分為基本理論、基本應(yīng)用與專門(mén)課題三大模塊。對(duì)于這樣一個(gè)課程如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，首先，從開(kāi)課伊始便讓學(xué)生對(duì)授課老師產(chǎn)生興趣，繼而對(duì)該課程產(chǎn)生興趣。為此需老師通過(guò)豐富的閱歷、發(fā)散性的思維、淵博的知識(shí)、新穎的教學(xué)方法等來(lái)吸引學(xué)生、激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容固定，但教學(xué)方法是靈活的，結(jié)合實(shí)際生活、學(xué)科的前沿知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生去提問(wèn)、思考和探索。比如講到流體的物理學(xué)性質(zhì)――粘性，學(xué)生看到教材上枯燥的長(zhǎng)篇理論，深?yuàn)W的道理很可能興趣全無(wú)，在講授過(guò)程中將日常生活中常用的水與食用油作為切入點(diǎn)，對(duì)比兩者粘性大小，引起學(xué)生好奇，達(dá)到活躍思維，激發(fā)創(chuàng)新的目的。另外，在高科技技g引領(lǐng)下，每個(gè)人都離不開(kāi)智能手機(jī)，學(xué)生也不例外，甚至課堂上玩手機(jī)，既然離不開(kāi)手機(jī)，索性將一些枯燥的理論制作成生動(dòng)的視頻，與學(xué)生共享，在枯燥的課堂上用現(xiàn)代的技術(shù)手段（微課或慕課）活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這樣學(xué)生通過(guò)發(fā)散性的思維模式去理解抽象的概念往往會(huì)有意想不到的結(jié)果，進(jìn)而將書(shū)本知識(shí)內(nèi)容融會(huì)貫通、學(xué)以致用，即使是再枯燥的理論也會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣。

三、實(shí)際的應(yīng)用――Apply

當(dāng)前流體力學(xué)課程的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)期，分析手段更加先進(jìn)，與其他學(xué)科的交叉滲透更加廣泛深入，與實(shí)際工程聯(lián)系更為緊密。為有效提高教學(xué)效果，更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多年的摸索，我校形成了能夠理論聯(lián)系實(shí)際，課內(nèi)外結(jié)合，融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育于一體的顯著教學(xué)效果組織形式，即理論課教學(xué)―實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)―課程設(shè)計(jì)互動(dòng)的綜合教學(xué)模式。遵循了從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去的原則，符合學(xué)生對(duì)知識(shí)從感性認(rèn)識(shí)到理論學(xué)習(xí)再應(yīng)用到實(shí)踐的認(rèn)識(shí)規(guī)律。這種教學(xué)內(nèi)容的組織與安排模式各環(huán)節(jié)緊密銜接，理論與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)能夠融會(huì)貫通，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力具有較好的效果，促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。該課程的基本應(yīng)用是指應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論及相關(guān)方程求解與專業(yè)相關(guān)的典型工程流動(dòng)問(wèn)題，如孔口、管嘴及有壓管路流動(dòng)，以及氣體射流流場(chǎng)特征與參數(shù)求解等。專門(mén)課題是指對(duì)流體力學(xué)領(lǐng)域中的一些典型或熱點(diǎn)課題，如“流體減阻理論與方法”及“有壓管中的水擊現(xiàn)象”等給予生動(dòng)形象的講解。并將該課程應(yīng)用到專業(yè)前言知識(shí)中去，比如海綿城市建設(shè)，智慧水務(wù)與智慧城市構(gòu)建、水資源開(kāi)發(fā)利用存在問(wèn)題等，能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果。

四、考核的方式――Exam

學(xué)生考核的可靠性和可行性問(wèn)題一直是我們探討的問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中全面考核學(xué)生的能力，主要方式有以下幾種：

1.隨堂測(cè)驗(yàn)與課后作業(yè)：流體力學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多，每次課都需留3―4道習(xí)題練習(xí)，以便學(xué)生掌握鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容，考核知識(shí)積累能力。教師通常批改一半作業(yè)，另外通過(guò)輔導(dǎo)答疑了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而在課堂上有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)總結(jié)，提出存在的問(wèn)題，研究解決辦法，提出改進(jìn)措施，教師對(duì)每個(gè)學(xué)生每次的作業(yè)都要有成績(jī)記錄。

2.實(shí)驗(yàn)考核：該考核可檢測(cè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告全批全改。學(xué)生完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量較高，教師對(duì)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改量≥70%，且有成績(jī)記錄。通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念、理論的理解掌握，使學(xué)生掌握靜壓強(qiáng)、動(dòng)壓強(qiáng)、流量、水頭損失等基本參數(shù)的測(cè)量方法及基本技能；通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工程中涉及的流體力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的興趣，使其在實(shí)驗(yàn)的安排與設(shè)計(jì)、儀表的選用、現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的分析及報(bào)告的撰寫(xiě)等方面均得到較好的訓(xùn)練，從而為學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

3.期末考試：該環(huán)節(jié)主要考核學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力。通常考試是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要途徑，但是我們要避免一考定最終成績(jī)的現(xiàn)象，因這樣有些同學(xué)會(huì)在考前死記硬背課本上的內(nèi)容，或“臨陣磨刀”，甚至“越磨越糟”，往往適得其反。多年來(lái)，流體力學(xué)一直使用試題庫(kù)出題，考題難易適度，試卷內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識(shí)與基本理論、分析計(jì)算能力、靈活應(yīng)用知識(shí)，符合教學(xué)大綱要求，體現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論及基本能力的教學(xué)思想。

4.總評(píng)成績(jī)：綜合以上幾方面確定學(xué)生的最終成績(jī)，即平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)與期末考試成績(jī)的加權(quán)組合。實(shí)踐證明此計(jì)分方法，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又全面考核了學(xué)生全學(xué)期的學(xué)習(xí)成績(jī)。

除此以外，我們利用校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)體系，在網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、電子教案、教學(xué)日歷、自我測(cè)試題、電子版流體力學(xué)題庫(kù)、題解、學(xué)習(xí)指南、模擬試卷、多媒體課件、教學(xué)錄像及網(wǎng)上答疑系統(tǒng)等，建設(shè)豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，給學(xué)生課后復(fù)習(xí)、自學(xué)、輔導(dǎo)和練習(xí)創(chuàng)造條件。

五、結(jié)語(yǔ)

本文提出的基于IAE理念的教學(xué)模式已在我校部分院系逐步發(fā)展，但仍處于探索階段，為了提高教學(xué)質(zhì)量，有效地實(shí)施高等院校的素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，我們應(yīng)該隨著時(shí)代的步伐，技術(shù)的革新不斷地去調(diào)整教學(xué)模式與方法，更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。通過(guò)采用有效的教學(xué)方法、先進(jìn)的教學(xué)手段和靈活的教學(xué)方式，使教學(xué)更加科學(xué)化、規(guī)范化、生動(dòng)化和形象化，將所要講授的內(nèi)容與一系列問(wèn)題相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生思考和研究，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，開(kāi)展課堂討論，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表不同見(jiàn)解。有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生容易掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)，所學(xué)知識(shí)能夠連成線，穿成串，結(jié)成網(wǎng)，形成體，教學(xué)效果顯著，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性思維能力。

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第9篇：工程流體力學(xué)概念范文

Abstract: Engineering fluid mechanics course is an important professional basic course for petro related majors with a strong in theory, logic and applicability which provides a broad space for developing students' innovation thinking and creativity. In the course teaching, the innovation thinking teaching is promoted and many teaching methods such as inquiry learning, self discussion learning, problem environment learning, topic study type and comprehensive practice type are adopted to cultivate students' innovation thinking and plays an important role for training students' innovation thinking ability.

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；創(chuàng)新教育；創(chuàng)新思維；教學(xué)法

Key words: engineering fluid mechanics; innovation education; innovation thinking; didactics

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2011）12-0208-02

0 引言

鉆井、采油工藝、煉油設(shè)備、油品儲(chǔ)存和運(yùn)輸，都離不開(kāi)管、罐、泵的設(shè)計(jì)與使用，這就涉及到流體力學(xué)的許多方面，諸如分析流體在管道內(nèi)的流體規(guī)律，壓力、阻力、流速和輸量的關(guān)系，據(jù)以設(shè)計(jì)管徑，校核管材強(qiáng)度，布置管線以及選擇泵的大小和類型，設(shè)計(jì)泵的安裝位置等；我們也需要用流體力學(xué)原理分析校核油罐或其他儲(chǔ)液容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；估計(jì)容器、油罐車(chē)、油罐的裝卸時(shí)間；解釋有關(guān)氣蝕、水擊等現(xiàn)象；以及了解計(jì)量用的水力儀表的原理等。有時(shí)還會(huì)遇到輸送“三高”原油、增粘或降粘劑以及某些化工產(chǎn)品，這就涉及到非牛頓流體的力學(xué)原理。所有這些，都要求從事石油工藝技術(shù)的科學(xué)工作者必須具備工程流體力學(xué)的知識(shí)，以便在工程的建設(shè)和管理中，更好地發(fā)揮作用。因此，如何能使“工程流體力學(xué)”的基礎(chǔ)理論知識(shí)及實(shí)際工程應(yīng)用被學(xué)生更好地掌握，是授課教師面臨的問(wèn)題。

1 在“工程流體力學(xué)”課程中推行創(chuàng)新思維教學(xué)法的必要性

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不歇?jiǎng)恿??！睍r(shí)代呼喚創(chuàng)新性人才，而創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵在于創(chuàng)新教育。創(chuàng)新教育是指以創(chuàng)新人才的培養(yǎng)為核心，以創(chuàng)新思維的激發(fā)為實(shí)施手段，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為主要特點(diǎn)的素質(zhì)教育。

思維是人類區(qū)別于其他動(dòng)物的本質(zhì)特征，但若是僅有普通的感性認(rèn)識(shí)和感性思維，人類就不可能取得如此絢爛多彩的發(fā)明創(chuàng)造。可以說(shuō)，人類社會(huì)方方面面的發(fā)展進(jìn)步，無(wú)不是人類創(chuàng)新思維的結(jié)果，無(wú)不是人類智慧的結(jié)晶。所謂創(chuàng)新思維就是超越固有的常態(tài)思維模式，多角度、多側(cè)面地思考事物的特性，并通過(guò)各種實(shí)踐活動(dòng)積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在發(fā)現(xiàn)中科學(xué)思考問(wèn)題，使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，然后又在理性認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下開(kāi)展活動(dòng)、發(fā)現(xiàn)和思考。這種形式循環(huán)往復(fù)，使認(rèn)識(shí)不斷深化，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維在活動(dòng)、發(fā)現(xiàn)、思考中不斷形成，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。

“工程流體力學(xué)”課程屬于力學(xué)的一個(gè)分支。它研究流體的平衡和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，以及流體與固體的互相作用的力學(xué)特點(diǎn)，用以分析解決工程設(shè)計(jì)和使用的實(shí)際問(wèn)題，是一門(mén)既有豐富理論知識(shí)，又包含大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的課程，所以在“工程流體力學(xué)”教學(xué)中推行“創(chuàng)新思維教學(xué)法”是本課程自身特點(diǎn)決定的，是本課程教學(xué)要求的需要，是新時(shí)期我國(guó)培養(yǎng)高素質(zhì)石油工程人才的需要。

2 在“工程流體力學(xué)”課程中推行創(chuàng)新思維教學(xué)法的主要做法

在課程教學(xué)中，我們靈活采用了探究發(fā)現(xiàn)式、自學(xué)研討式、問(wèn)題情景式、綜合實(shí)踐式等各種教學(xué)法，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

2.1 探究發(fā)現(xiàn)式教學(xué) 現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，教師的職責(zé)主要不是在于“教”，而在于指導(dǎo)學(xué)生“學(xué)”；不能滿足于學(xué)生“學(xué)會(huì)”，更要引導(dǎo)學(xué)生“會(huì)學(xué)”；對(duì)學(xué)生不只是傳授知識(shí)，而更重要的是激活思維，變“教”為“導(dǎo)”，要啟發(fā)學(xué)生善于學(xué)習(xí)，勤于思考，勇于創(chuàng)新。由于學(xué)生的思維尚處于不成熟向成熟發(fā)展的階段，所以教師有促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的責(zé)任，特別是促進(jìn)學(xué)生積極進(jìn)取、勇于探索、有所創(chuàng)新的發(fā)展。創(chuàng)新教育強(qiáng)調(diào)的是“發(fā)現(xiàn)”知識(shí)的過(guò)程，而不是簡(jiǎn)單地獲取結(jié)果，強(qiáng)調(diào)的是創(chuàng)造性解決問(wèn)題的方法和形成探究的精神。如對(duì)于應(yīng)用型的內(nèi)容，包括孔口出流及管嘴出流、有壓管道流動(dòng)、明渠流動(dòng)問(wèn)題。為了幫助學(xué)生既加深對(duì)基本概念、基本理論的理解，又能掌握解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教師應(yīng)選取具有工程實(shí)際背景的典型例題作為研究?jī)?nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱資料、課堂集體討論等形式解決問(wèn)題，并找出最合理的解答。又比如圓管層流的研究不外乎采用兩種方法，一種是分布參數(shù)法，以N-S方程為基礎(chǔ)，求其偏微分方程組的特解；另一種是集中參數(shù)法，以受力平衡法來(lái)討論。對(duì)這兩種方法來(lái)說(shuō)若研究的圓管放置的位置不同，又可分為任意傾斜放置及水平放置。這樣一來(lái)，實(shí)際采用的研究方法就有四種。一種為N-S方程，管道傾斜放置；二種為N-S方程，管道水平放置；三種為力平衡方程，管道傾斜放置；四種為力平衡方程，管道水平放置。讓學(xué)生自己分析比較各種不同方法特征，讓學(xué)生自己去探究發(fā)現(xiàn)不同方法的特點(diǎn)、規(guī)律，進(jìn)而才能有全面正確深刻的理解。

2.2 自學(xué)研討式教學(xué)法 為發(fā)揮學(xué)生的主體作用和培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)精神，我們根據(jù)課程不同教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和要求，在適當(dāng)時(shí)機(jī)安排學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開(kāi)展研討，并在自學(xué)研討中，注重引導(dǎo)學(xué)生把抽象思維訓(xùn)練與形象思維訓(xùn)練、發(fā)散思維訓(xùn)練與收斂思維訓(xùn)練、逆向思維訓(xùn)練與正確思維訓(xùn)練與正向思維等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，從而達(dá)到創(chuàng)新思維訓(xùn)練的目的。同時(shí)，我們?cè)谡n程教授的各個(gè)環(huán)節(jié)，還注重構(gòu)建多維互動(dòng)的創(chuàng)新性課程教學(xué)模式，把接受性、主動(dòng)性、活動(dòng)性、問(wèn)題探究性等自主創(chuàng)新性教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合，改變過(guò)去教師獨(dú)占課堂、學(xué)生被動(dòng)接受的單一教學(xué)信息傳遞方式，促使師生間、學(xué)生間的多向和諧互動(dòng)，達(dá)到互相學(xué)習(xí)、教學(xué)相長(zhǎng)、共同進(jìn)步的目的。

在安排自學(xué)過(guò)程中，教師要注意避免學(xué)員出現(xiàn)“自學(xué)不學(xué)，學(xué)而不思，思而不動(dòng)”等現(xiàn)象，有效的措施之一就是采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，即在安排自學(xué)內(nèi)容時(shí)，同時(shí)給學(xué)生布置任務(wù)，用完成這個(gè)任務(wù)作為動(dòng)力，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中達(dá)到自主學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的目的。比如，在講授堰流時(shí)，寬頂堰溢流、薄壁堰溢流和實(shí)用堰溢流它們的流量計(jì)算公式都是相同的，只是公式中不同情況下的流量系數(shù)不同而已。在講授粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程、紊流速度分布公式等內(nèi)容時(shí)，只需要從物理概念上作簡(jiǎn)要說(shuō)明即可，這樣處理讓學(xué)生有了更多的獨(dú)立思考和自學(xué)的機(jī)會(huì)。

2.3 問(wèn)題情景式教學(xué)法 創(chuàng)新教學(xué)方法，就是要改變過(guò)去的傳統(tǒng)教法，努力創(chuàng)造設(shè)問(wèn)題的情景與和諧寬松的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造思維，使學(xué)生通過(guò)生疑、質(zhì)疑、解疑等活動(dòng)提高發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能?！皩W(xué)起于思，思起于疑”，疑則誘發(fā)探索，從而發(fā)現(xiàn)真理。為此，我們特別注重教學(xué)活動(dòng)策略的選擇和運(yùn)用，充分借助各種教學(xué)手段，巧設(shè)問(wèn)題情景，把情景創(chuàng)設(shè)策略、多向互動(dòng)策略與問(wèn)題策略結(jié)合運(yùn)用，綜合發(fā)揮教學(xué)策略的整體效應(yīng)，促使學(xué)生主動(dòng)思考探究、質(zhì)疑問(wèn)難、自我歸納辨析習(xí)慣的養(yǎng)成，達(dá)到學(xué)生能力培養(yǎng)、發(fā)展思維的目的。比如，在講流體表面張力特性時(shí)，向?qū)W生提問(wèn)“舊常生活中我們可以看到什么現(xiàn)象能表明流體的表面張力特性？”此時(shí)學(xué)生都會(huì)非常積極的思考，隨后向大家舉例,比如說(shuō)我們常?？吹降乃螒覓煸谒堫^出口處，水銀在平滑表面上成球形滾動(dòng)等現(xiàn)象。通過(guò)這樣的提問(wèn)與回答，可以把學(xué)生的注意力完全集中在你所講述的內(nèi)容上，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在說(shuō)明課程所要掌握和了解的內(nèi)容時(shí)，先提出許多與實(shí)際密切相關(guān)的問(wèn)題，諸如：在講解水壩的閘門(mén)會(huì)承受多大的力，高爾夫球表面為什么要做成凹凸不平的，暖氣管道應(yīng)如何設(shè)計(jì)，等等。通過(guò)這些問(wèn)題的提出,學(xué)生可以知道學(xué)習(xí)這門(mén)課以后，能夠運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決哪些實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，就不會(huì)盲目地學(xué)，并且在學(xué)過(guò)相關(guān)章節(jié)后，教師再次提出問(wèn)題并給予答案或讓學(xué)生自己解答，從而不僅增強(qiáng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也大力激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的興趣。在這門(mén)課程的一開(kāi)始，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性就被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)了。

2.4 課題研究式教學(xué)法 現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把知識(shí)分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。陳述性知識(shí)如食物的名稱、概念、事實(shí)等，通過(guò)教師講解可以掌握或記憶；程序性知識(shí)主要涉及原理、規(guī)則、定律等的理解與應(yīng)用以及解決問(wèn)題的技能、方法與策略的形成、情感體驗(yàn)等，這類知識(shí)不能單憑傳授，還要求學(xué)生通過(guò)自主研究探索、親身體驗(yàn)等具體活動(dòng)才能內(nèi)化和占有?！肮こ塘黧w力學(xué)”中既有經(jīng)典成熟的理論知識(shí)、技術(shù)方法，又有許多需要進(jìn)一步完善發(fā)展、深入探尋研究的地方，尤其適宜于在教學(xué)中針對(duì)性開(kāi)展專題研究，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。比如，在講授“水力摩阻”時(shí)，針對(duì)鋼質(zhì)管線水力摩阻較大的特點(diǎn)，開(kāi)展“水力減阻技術(shù)”研究；在講授“壓力管路水力計(jì)算及工藝設(shè)計(jì)”有關(guān)內(nèi)容時(shí)，針對(duì)其涉及大量公式、過(guò)程復(fù)雜、手工計(jì)算效率低、誤差大等情況，讓學(xué)生編制“工藝計(jì)算軟件”，等等。此外，我們?cè)谡n程綜合設(shè)計(jì)中，改變了過(guò)去一年同一題目，人人同一題目的傳統(tǒng)做法，而根據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)、特長(zhǎng)，并結(jié)合專業(yè)發(fā)展前沿，設(shè)置多個(gè)題目，讓學(xué)生自由選擇，自由組合，采取“分層互促、小組合作”的形式，促使學(xué)生自己動(dòng)手、自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)合作精神的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

2.5 綜合實(shí)踐式教學(xué)法 如何讓學(xué)生牢固并靈活、創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，我們認(rèn)為僅憑課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室演示等傳統(tǒng)教學(xué)模式和方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。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)，可以帶學(xué)生到公園劃船，在船上講清拉格朗日法； 到水文站，在水文站上講清歐拉法。在講動(dòng)量方程的應(yīng)用時(shí)可以到有關(guān)的水文站或水泵站現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)測(cè)鎮(zhèn)墩的受力，與理論計(jì)算作比較。在計(jì)算曲面的靜水壓力的豎向分力時(shí)，需要建立壓力體概念，而在有些復(fù)雜情況下，如何畫(huà)出壓力體，以及如何判斷壓力體的虛實(shí)比較困難，這就需要借助于光盤(pán)，利用電教中心的多媒體教室作動(dòng)態(tài)的演示。

3 結(jié)語(yǔ)

《工程流體力學(xué)》課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以教學(xué)核心始終是學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的養(yǎng)成。為此，在課程教學(xué)中，我們始終堅(jiān)持推行創(chuàng)新思維教學(xué)法，注重開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)理論、公式等進(jìn)行質(zhì)疑研究、探索研究，把學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融于課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)；應(yīng)用創(chuàng)新教育先進(jìn)的理念和思想，轉(zhuǎn)變教育觀、學(xué)習(xí)觀、人才觀，始終把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新情感、創(chuàng)新心理、創(chuàng)新個(gè)性，訓(xùn)練學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技法放在首位。

參考文獻(xiàn)：

[1]李著信.創(chuàng)造力開(kāi)發(fā)與培養(yǎng)[M].第二版.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2003.