有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象精選(九篇)

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第1篇：有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；多媒體；交互式學(xué)習(xí)

作者簡(jiǎn)介：葉學(xué)民（1973-），男，河北邢臺(tái)人，華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，副教授；李春曦（1973-），女，河北唐山人，華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，副教授。（河北?保定?071003）

基金項(xiàng)目：本文系華北電力大學(xué)2010年本科教育教學(xué)改革教育教學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）22-0052-02

一、“流體力學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀

“流體力學(xué)”作為能源動(dòng)力類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，以研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為主要內(nèi)容，并為后續(xù)的傳熱學(xué)課程學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。由于教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣，既有工程應(yīng)用性，又包括大量的理論性內(nèi)容，且運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)較多，因此學(xué)生普遍感到該課程概念模糊、內(nèi)容抽象且理論性較強(qiáng)，這在一定程度上影響了教學(xué)效果。[1-3]究其原因，一方面，傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式雖然在公式推導(dǎo)、理清思路、強(qiáng)化記憶、深入思考方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在缺乏生動(dòng)、活潑、形象的一面；另一方面，由于學(xué)生尚未具備對(duì)多數(shù)基本概念的物理直覺、對(duì)于呆板文字描述的理解需要豐富的想象力，難以激發(fā)其積極性。

多媒體技術(shù)作為一種新的教學(xué)手段，通過教材內(nèi)容與動(dòng)態(tài)文本、圖像、動(dòng)畫、音頻、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的有機(jī)整合，使得原來抽象的概念形象化、枯燥的方程式清晰化、晦澀的物理過程機(jī)理生動(dòng)化，可從多方面激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新思維，并且通過與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合起到了相得益彰的作用。近年來，隨著多媒體技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用，多媒體輔助教學(xué)模式在高等教育中發(fā)揮了愈來愈重要的作用。[4-5]本文通過介紹自行開發(fā)的多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)，分析了該輔助教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用效果，為進(jìn)一步提高教學(xué)效果起到了積極的示范作用。

二、輔助教學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

以Visual C++作為編程語言，結(jié)合Windows Media Player多媒體功能，在遵循軟件開發(fā)一致性、易用性、容錯(cuò)和聯(lián)機(jī)幫助等設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)上，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性梳理，并參考國(guó)內(nèi)外多媒體流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，[6]開發(fā)了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)，其界面如圖1所示。該系統(tǒng)包括動(dòng)力學(xué)、邊界層、運(yùn)動(dòng)學(xué)、名人堂、虛擬實(shí)驗(yàn)室、演示、模擬、模擬器、圖片和表格、流動(dòng)可視化等模塊，涵蓋了流體力學(xué)的絕大部分內(nèi)容。

動(dòng)力學(xué)包含了流體的經(jīng)典研究方法、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律、納維爾-斯托克斯方程和各種邊界條件等。邊界層包含了邊界層概念、平板突然啟動(dòng)產(chǎn)生的邊界層、層流邊界層、邊界層分離、不穩(wěn)定現(xiàn)象和紊流邊界層等，其中的教學(xué)短片不乏趣味性、生動(dòng)性。運(yùn)動(dòng)學(xué)涵蓋了由質(zhì)點(diǎn)到場(chǎng)和由物質(zhì)導(dǎo)數(shù)到各種流動(dòng)線等內(nèi)容，生動(dòng)細(xì)致地描述了跡線、流線、脈線和等時(shí)線等抽象概念，通過運(yùn)用豐富的流動(dòng)顯示技術(shù)將運(yùn)動(dòng)過程展示出來。虛擬實(shí)驗(yàn)室將動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和邊界層等模塊中需要深入討論的部分細(xì)化出來，結(jié)合Java虛擬技術(shù)，讓使用者親自實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流動(dòng)等方面的模擬演示。演示將一部分錄像短片組織起來，作為特殊的演示呈現(xiàn)給使用者。模擬器基于Java虛擬機(jī)，將分子動(dòng)力學(xué)模擬器、流體勢(shì)流構(gòu)造器和邊界層微分方程數(shù)值解等獨(dú)立出來，從使用者親自實(shí)踐。圖片和表格將一些紛繁蕪雜的圖片和教學(xué)短片有機(jī)地綜合起來，通過表格或視頻播放的形式，將這些信息歸納整理起來。流動(dòng)可視化通過可視化手段將不可見的流體流動(dòng)清晰演示出來。名人堂中闡述了十五位具有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家的生平和卓越貢獻(xiàn)。

三、教學(xué)實(shí)踐效果分析

在“流體力學(xué)”的教學(xué)實(shí)踐中，適時(shí)地應(yīng)用了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱輔助教學(xué)系統(tǒng)），取得了良好的教學(xué)效果，現(xiàn)分析如下。

1.激發(fā)學(xué)生的求知欲

激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲是開展學(xué)習(xí)并獲得良好學(xué)習(xí)效果的前提。如果學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)缺乏基本的興趣，很難想象他能投入到課程的有效學(xué)習(xí)之中，更無從談起知識(shí)的綜合運(yùn)用。因此，提高學(xué)習(xí)興趣就成了擺在授課教師面前的首要問題和關(guān)鍵所在。流體力學(xué)的內(nèi)容浩如煙海，涉及日常生活和工業(yè)應(yīng)用的方方面面，輔助教學(xué)系統(tǒng)的各模塊中提供了大量的鮮活實(shí)例，從而可有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲。

在講解緒論和各章節(jié)時(shí)，可通過觀看錄像、圖片集、名家事跡等提高學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。如因人體與外界環(huán)境存在溫差產(chǎn)生的自然紊流對(duì)流及鼻孔處的強(qiáng)迫紊流（圖2a），又如自然界中水蜘蛛在水面上運(yùn)動(dòng)形成的毛細(xì)波（圖2b），再如通過數(shù)值模擬獲得的肺部氣管和支氣管在呼吸過程中氣體的速度分布（圖2c）。這樣的生動(dòng)活潑的實(shí)例讓學(xué)生感到大量有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象就在身邊，但對(duì)其內(nèi)部物理機(jī)理的理解又需學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識(shí)，從而可激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。另外，輔助教學(xué)系統(tǒng)中的名人堂模塊，不僅可使學(xué)生了解諸如達(dá)芬奇（圖2d）、牛頓、馮卡門等15名著名流體力學(xué)家的生平，也使其對(duì)流體力學(xué)和其他學(xué)科的卓越貢獻(xiàn)有了較為全面的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性和主動(dòng)性。

2.建立物理直覺

第2篇：有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象范文

關(guān)鍵詞：工程意識(shí)；流體輸配管網(wǎng)；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：谷志攀（1983-），男，山東濟(jì)寧人，嘉興學(xué)院建筑工程學(xué)院，講師；劉靜（1982-），女，河南周口人，嘉興學(xué)院商學(xué)院，助教。（浙江 嘉興 314001）

基金項(xiàng)目：本文系嘉興學(xué)院2012年一般教改課題“基于‘工程意識(shí)’培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革與探索——以‘流體輸配管網(wǎng)’為例”、嘉興學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)——建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)研究成果。

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）23-0085-02

建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)隸屬于土木工程一級(jí)學(xué)科，該專業(yè)是1998年由“供熱通風(fēng)與空調(diào)工程”和“燃?xì)夤?yīng)工程”兩個(gè)專業(yè)合并、調(diào)整、組建而成的。[1]嘉興學(xué)院建筑工程學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)于2011年被確定為嘉興學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，建環(huán)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具備從事建筑環(huán)境控制與能源供給系統(tǒng)以及建筑設(shè)施智能化工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝、設(shè)備調(diào)試、運(yùn)行管理、設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)品營(yíng)銷等工作所需的基礎(chǔ)理論與專業(yè)技術(shù)知識(shí)、實(shí)踐與創(chuàng)新能力，能在設(shè)計(jì)研究院、工程公司、能耗設(shè)備制造企業(yè)、管理部門等從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、施工、管理等崗位工作的復(fù)合型、應(yīng)用型高級(jí)專門人才。對(duì)建環(huán)專業(yè)學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)是教學(xué)改革的當(dāng)務(wù)之急。工程意識(shí)指的是，工程技術(shù)人員在建環(huán)專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工或技術(shù)管理過程中，能夠全面、嚴(yán)格地從工程的角度出發(fā)，來研究解決工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、工程施工、施工材料的選擇，工程施工設(shè)備和建環(huán)專業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造的責(zé)任意識(shí)，可歸納為認(rèn)識(shí)客觀世界和改造客觀世界的活動(dòng)中，作為專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)有的可以影響工程活動(dòng)的能力和技術(shù)，是決定工程活動(dòng)能否有效完成的心理特征。[2]

“流體輸配管網(wǎng)”是建環(huán)專業(yè)一門基礎(chǔ)課，其課程內(nèi)容除了系統(tǒng)地闡述流體輸配工程技術(shù)原理與方法之外，還涵蓋了建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的暖通空調(diào)工程、城市燃?xì)夤こ?、熱工程、冷熱源工程、建筑給排水工程、建筑消防工程、工廠動(dòng)力工程等共同的流體輸配原理和管網(wǎng)性能設(shè)計(jì)與調(diào)控方法。[3]“流體輸配管網(wǎng)”課程，是流體力學(xué)、工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)課程基礎(chǔ)上的拓展，又是將來學(xué)習(xí)空調(diào)工程、供熱工程和給排水工程的基礎(chǔ)，因此課程內(nèi)容多，既有理論推導(dǎo)，又有工程實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難?；谝陨系那闆r，本文以建環(huán)專業(yè)“流體輸配管網(wǎng)”為例，對(duì)基于“工程意識(shí)”的專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了教學(xué)改革與探索研究。

一、課堂教學(xué)：突出工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

現(xiàn)在有相當(dāng)部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏積極性和主動(dòng)性，因此在課堂教學(xué)中，需要大力突出工程意識(shí)，用以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教師的教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課堂教學(xué)中培養(yǎng)工程意識(shí)，首先就是以工程實(shí)例啟發(fā)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)生一旦產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)習(xí)態(tài)度就會(huì)積極，最終可以取得比較良好的學(xué)習(xí)效果。第二個(gè)方法便是通過對(duì)具體的工程實(shí)踐與理論結(jié)合講解，可以使枯燥的理論教學(xué)更具生動(dòng)性和直觀性，從而激發(fā)起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

為了使學(xué)生全面深刻地理解和熟練應(yīng)用一些基礎(chǔ)理論知識(shí)，避免學(xué)習(xí)中產(chǎn)生枯燥和太抽象的感覺，增加其學(xué)習(xí)興趣，可以嘗試在教學(xué)中介紹相關(guān)有趣的工程方面的知識(shí)，也就是在講解課堂知識(shí)的同時(shí)，加入一些工程實(shí)踐中有趣的見聞，用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣就可以使學(xué)生在笑聲中獲得專業(yè)知識(shí)，這種效果優(yōu)于枯燥的講解。

二、教學(xué)方法：體現(xiàn)工程意識(shí)，課堂教學(xué)講授方式多樣性

“流體輸配管網(wǎng)”的課程特點(diǎn)是：內(nèi)容多、概念多、公式多，課程教學(xué)內(nèi)容抽象，針對(duì)這種特點(diǎn)，要想培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和提高教學(xué)質(zhì)量，就必須采取一些新穎的教學(xué)方法。[4]

1.注重師生互動(dòng)

即以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的“雙向運(yùn)動(dòng)”。在教學(xué)中，教師不能單向灌輸理論知識(shí)，需要利用各種資源和手段充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，把學(xué)生由“單向”的知識(shí)的接受者變?yōu)椤半p向”的知識(shí)的探索者。要想達(dá)到這種有效的雙向互動(dòng)，可以采用以下的步驟進(jìn)行：首先提問，提出生活中遇到的流體輸配管網(wǎng)的問題，再組織學(xué)生討論，讓學(xué)生先提出自己的看法，最后講授教學(xué)內(nèi)容，揭開問題的答案，這樣學(xué)生和教師都參與到教學(xué)中，學(xué)生和教師有了更好的互動(dòng)，學(xué)生在對(duì)問題的思考中理解和掌握了知識(shí)。

2.強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，重視工程應(yīng)用

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的流體輸配管網(wǎng)現(xiàn)象，變“抽象”為“形象”。首先，帶領(lǐng)學(xué)生觀察生活中各種不同建筑物的輸配管網(wǎng)系統(tǒng)，例如：學(xué)校教學(xué)樓和宿舍樓的生活給水管路、消防水管路，大型商場(chǎng)超市的空調(diào)水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等，讓學(xué)生有直觀的認(rèn)識(shí)；然后在授課過程中，依靠學(xué)生熟悉的建筑物的實(shí)際工程設(shè)計(jì)圖紙，來講述輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成和輸配管網(wǎng)各種系統(tǒng)，由于都是生活中實(shí)際的例子，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解起來也更容易，能更快掌握知識(shí)。因此在教學(xué)過程中強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，可以使教學(xué)取得意想不到的效果。

3.注重公式的應(yīng)用和學(xué)生能力的培養(yǎng)，弱化理論推導(dǎo)過程

“流體輸配管網(wǎng)”課程中涉及到大量的公式，例如氣體輸配管網(wǎng)單位長(zhǎng)度管道摩阻R就有幾個(gè)不同的計(jì)算公式，根據(jù)本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)，在實(shí)際講解時(shí)理論知識(shí)時(shí)，要“重公式應(yīng)用，輕公式推導(dǎo)”，把講課的重點(diǎn)放在對(duì)公式的使用條件分析和各項(xiàng)參數(shù)含義的講解，然后通過例題講解公式的應(yīng)用，最終使用公式解決實(shí)際的工程問題；同時(shí)需要留給學(xué)生必要的作業(yè)習(xí)題。作業(yè)訓(xùn)練和課堂教學(xué)是相輔相成的，通過作業(yè)習(xí)題訓(xùn)練，可加深學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)尤其是公式的掌握，又可以提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

4.采用多種教學(xué)手段，鼓勵(lì)使用多媒體教學(xué)

隨著教育改革的不斷深入，各種高科技手段在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，多媒體教學(xué)在課堂教學(xué)中的優(yōu)越性越來越明顯。首先，多媒體技術(shù)利用靈活的文字、聲音、圖形、動(dòng)畫等，使學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容更加明確，能讓學(xué)生較快掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，強(qiáng)化對(duì)基本概念、基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)的理解；幫助教師和學(xué)生在有限的時(shí)間下，節(jié)省下畫示意圖、抄寫板書等時(shí)間，使教師更好地掌控教學(xué)進(jìn)度，把更多的時(shí)間和精力放在講解課程上。其次，多媒體課件可以使用生動(dòng)、形象、活潑的文字和圖片將抽象的東西具體化，并配上實(shí)際的工程實(shí)例中的圖片資料進(jìn)行分析講解，使得教學(xué)內(nèi)容形象化和具體化，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生情緒，讓學(xué)生先對(duì)多媒體課件上的管網(wǎng)和設(shè)備有感性認(rèn)識(shí)，再接著從理論上分析和計(jì)算，這樣學(xué)生接受起來比較容易，效果顯著。當(dāng)然多媒體課件也存在不足，其中一個(gè)很大的缺點(diǎn)就是，多媒體教學(xué)課件播放速度教快，多數(shù)學(xué)生來不及作課題筆記。因此嘉興學(xué)院專門對(duì)學(xué)生開放BB平臺(tái)，“流體輸配管網(wǎng)”也建有BB課程平臺(tái)，學(xué)生在BB平臺(tái)上可以把課件下載到個(gè)人電腦上，這樣既方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)，又能提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。通過多媒體和BB平臺(tái)這兩種不同的教學(xué)手段結(jié)合，可以有效提高教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)成效。

三、以工程實(shí)踐為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維和創(chuàng)新思維

近年來，隨著我國(guó)高等教育的發(fā)展，創(chuàng)新性教育越來越受到各大中專院校的重視，但是學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)不能脫離工程實(shí)際。工程意識(shí)的培養(yǎng)，能幫助學(xué)生更深刻掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并可以有效提升學(xué)生創(chuàng)造能力。第一，工程意識(shí)的培養(yǎng)可以幫助學(xué)生把理論知識(shí)和工程實(shí)際相結(jié)合，利用實(shí)際工程啟發(fā)學(xué)生觀察問題，然后讓學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)去思考問題，并且引導(dǎo)學(xué)生多角度多方面思考，開闊學(xué)生分析問題的思路，引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)知識(shí)方面舉一反三，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，這樣就可以利用實(shí)際工程來使學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。第二，工程意識(shí)的培養(yǎng)還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，學(xué)生在面對(duì)實(shí)際工程中的新問題時(shí)，會(huì)感覺到挑戰(zhàn)，并會(huì)想到利用所學(xué)到的流體輸配管網(wǎng)的知識(shí)去迎接挑戰(zhàn)，解決實(shí)際問題，如在液體輸配管網(wǎng)一章，講解到供暖管路中的垂直失調(diào)現(xiàn)象時(shí)，不少學(xué)生提到許多新穎的想法。

四、教學(xué)給予學(xué)生更多的實(shí)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)

所有的工程實(shí)踐問題都是在理論指導(dǎo)下解決的，因此為了將學(xué)生培養(yǎng)成一名合格的工程技術(shù)人員，需要學(xué)生更多將理論知識(shí)與實(shí)踐很好地結(jié)合，這就需要學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就開始積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)后，教師可以邀請(qǐng)有較多工程經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師、施工人員來課堂舉辦講座，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)工程意識(shí)；同時(shí)嘉興學(xué)院建環(huán)專業(yè)在第四學(xué)期讓學(xué)生參與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入各個(gè)實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)，讓專業(yè)工程人員講解，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物來加強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)，這樣可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)期間就不斷接觸到工程實(shí)際中的問題，學(xué)生從實(shí)習(xí)中得到學(xué)習(xí)鍛煉。因此，從課堂教學(xué)和工地現(xiàn)場(chǎng)中培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，有利于學(xué)生把理論知識(shí)和實(shí)際技能結(jié)合起來，達(dá)到“流體輸配管網(wǎng)”課程教學(xué)目的，從而達(dá)到大學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

五、改革考核方式

傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課考試方法是采用形式單一的閉卷考試，這樣使得學(xué)生死記硬背公式，不需要過多的思考便可以取得較高的分?jǐn)?shù)，這樣的考核方式不能考核學(xué)生的綜合能力。基于以上的原因，我們對(duì)考核方式進(jìn)行了改革，采取筆試、工程素質(zhì)考核、平時(shí)表現(xiàn)三部分組成總成績(jī)。其中，筆試內(nèi)容以期末考試題為主，占總成績(jī)的70%。工程素質(zhì)考核題目以基本概念題和實(shí)際應(yīng)用題為主，基本概念題目主要選取基本的理論知識(shí)，實(shí)際應(yīng)用題目在學(xué)期開始前布置給學(xué)生，這些應(yīng)用題目都是來源于實(shí)際工程，這些題目具有開放性，需要學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中理論結(jié)合實(shí)踐去思考，才能得到一個(gè)較為符合工程實(shí)踐要求的答案。工程素質(zhì)考核可以活躍學(xué)生思維，為學(xué)生提供較好的創(chuàng)新空間，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用基本理論分析工程問題、解決工程問題的能力，使得學(xué)生的工程意識(shí)得到培養(yǎng)，綜合素質(zhì)得到鍛煉。平時(shí)表現(xiàn)主要體現(xiàn)在學(xué)生課題考勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)。通過改革考核方法，使學(xué)生重視對(duì)基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，更加全面掌握知識(shí)，工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)得到鍛煉和提高。[4]

六、結(jié)論

在“流體輸配管網(wǎng)”課堂教學(xué)中，突出工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)方法上，體現(xiàn)工程意識(shí)，課堂教學(xué)講授方式多樣；以工程實(shí)踐為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維和創(chuàng)新思維的能力；教學(xué)給予學(xué)生更多的實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)；改革考核形式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。建環(huán)專業(yè)的學(xué)生在其他課程的學(xué)習(xí)中，也需要得到工程意識(shí)的教育。培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)都是從工程觀點(diǎn)出發(fā)提出問題，分析問題，思考問題，解決問題，從而激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，形成良好的學(xué)習(xí)方法，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳晅，王麗芳，何麗娟.西部地區(qū)高校建環(huán)專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)改革的一些思路[J].中國(guó)電力教育，2011，（14）：128-141.

[2]楊艷.在《水力學(xué)》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)[J].長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（2）：73-74.

[3]張丹，孟凡茂，劉靖，等.“流體輸配管網(wǎng)”三位一體課程教學(xué)體系的構(gòu)建[J].中國(guó)電力教育，2011，（19）：99-100.

第3篇：有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)理念；興趣；獨(dú)立思考；情感教育；探究；評(píng)價(jià)體系

中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-01-0220-02

目今的教育體系下，受外部環(huán)境的影響，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性不可同年而語，欲培養(yǎng)他們良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣實(shí)屬不易。如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量？擴(kuò)大教學(xué)的影響力？竊以為應(yīng)從以下幾個(gè)方面展開工作，謹(jǐn)與大家商榷。

一、增強(qiáng)語言趣味性

語言是人與人之間交際的工具，課堂教學(xué)中，風(fēng)趣幽默的語言會(huì)起到意想不到的響應(yīng)效果，而生硬死板的語言會(huì)使聽者感覺索然無味，昏昏欲睡，上課感覺就是一種難耐的“煎熬”，為了扭轉(zhuǎn)這種“課荒”，教師就要隨時(shí)把握課堂氛圍，及時(shí)調(diào)整課堂氣氛，利用生動(dòng)有趣的語言，講述與課堂主題貼近的現(xiàn)象和情景，活躍課堂氣氛，凝聚學(xué)生注意力，改枯燥呆板的“煎熬”型為生動(dòng)活博的“享受”型教學(xué)。使學(xué)生在樂中學(xué)，學(xué)中樂。

二、培養(yǎng)、提高學(xué)生思維能力

課堂教學(xué)中，往往好多疑難問題需要應(yīng)用所學(xué)基本原理和知識(shí)來解答，而解答這個(gè)現(xiàn)象或者問題的方法不止一種，這時(shí)，老師只要在旁邊加以積極引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生提出思維要求，不必全部做答，給學(xué)生一定的空間，讓其獨(dú)立思考。在思考過程中，他們的思維逐步起著自覺調(diào)控作用，從而拓展學(xué)生的獨(dú)立思考能力。

三、學(xué)習(xí)方法的多重性體現(xiàn)

在教學(xué)活動(dòng)中，老師和學(xué)生分別扮演著不同的角色。傳統(tǒng)的教學(xué)方式以老師為主，采用一言堂的方式進(jìn)行灌輸，大多數(shù)學(xué)生會(huì)聽得云里霧里，一籌莫展。改變這種狀況的主要方法就是實(shí)現(xiàn)教學(xué)對(duì)象的角色轉(zhuǎn)變，即以學(xué)生為主，老師在旁加以引導(dǎo)，只給出解決問題的方法，而不直接給出答案，這樣，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又使每一個(gè)學(xué)生身臨其境，帶著問題思考，教學(xué)效果明顯，學(xué)生也因此受益終生。

同時(shí)，本著教書育人的職業(yè)道德習(xí)慣，授課教師要不失時(shí)機(jī)地、自然地、巧妙地寓德育教育于教學(xué)之中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行遵紀(jì)守法、團(tuán)隊(duì)合作、吃苦耐勞、堅(jiān)韌不拔的職業(yè)道德教育，使學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)目的和強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

四、認(rèn)真?zhèn)湔n，靈活授課

提高教學(xué)效果的另一個(gè)途徑是備課，在短短的50分鐘內(nèi)要解決一個(gè)疑難問題，是需要我們認(rèn)真進(jìn)行課堂設(shè)計(jì)的。

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，備課時(shí)，一方面制定課時(shí)數(shù)，明確課時(shí)目標(biāo)、體現(xiàn)出重點(diǎn)和難點(diǎn)，要不要增加實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？?jī)H僅是教師演示還是讓學(xué)生動(dòng)手做？要解決那些問題？通過實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駧椭鷮W(xué)生把握重點(diǎn)和理解難點(diǎn)等等。另一方面，授課對(duì)象的情況如何？愿意學(xué)的學(xué)生有多少？學(xué)習(xí)好的學(xué)生有多少？差等生差在何處？其心理障礙是什么？容易失誤的地方在哪里？所有這些因素都做到了了如指掌，再按課時(shí)授課，就會(huì)有的放矢，逐漸達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

在教學(xué)互動(dòng)中，往往我們會(huì)遇到在備課程序中始料未及的問題，學(xué)生的行為沒有按照備課設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行，這時(shí)，我們不能再抱住死的教案按部就班往下進(jìn)行，而要改變策略，調(diào)整備課，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生有創(chuàng)意的閃光點(diǎn)，并加以肯定和鼓勵(lì)，同時(shí)在調(diào)整中，師生分享彼此的見解、交流彼此的心得，從而豐富了教學(xué)內(nèi)容。

五、注重情感教育

先哲曾言，對(duì)一切來說，只有喜愛才是最好的老師。普通教育的規(guī)律亦是如此。

往往我們所喜愛的任課老師，對(duì)其擔(dān)任的課程進(jìn)行考核，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)大多比較突出，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些老師有良好的課堂溝通能力，能夠注入豐富的情感教育，引發(fā)學(xué)生積極的思維，營(yíng)造情感交融的學(xué)習(xí)氣氛，給學(xué)生充分的心里安全感、求知愉悅感和釋疑成就感，一改傳統(tǒng)教育的枯燥單調(diào)感、朦朧晦澀感和無奈灰色感。使“傳道、授業(yè)、解惑”教育模式在新的時(shí)日得到發(fā)揚(yáng)和完善。

在情感教學(xué)中，通過溝通，還能夠了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，圍繞“學(xué)有所長(zhǎng)” 的教學(xué)理念及時(shí)給以調(diào)整，使學(xué)生帶著信心和勇氣自覺地投入自主性的學(xué)習(xí)。

六、培養(yǎng)探究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣

眾所周知，一個(gè)良好的習(xí)俗不是一朝一夕養(yǎng)成的，探究學(xué)習(xí)習(xí)慣也不可一蹴而就。

探究學(xué)習(xí)首先表現(xiàn)為自主學(xué)習(xí)，是在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了探討、鉆研環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生理解并掌握基本知識(shí)，在充分了解基本原理的同時(shí)，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，力求一七、求多解的藝術(shù)效果。

七、但目前大部分學(xué)校對(duì)這一先進(jìn)教學(xué)方法的態(tài)度是模糊的

在采用探究學(xué)習(xí)方式時(shí)，由于受基礎(chǔ)知識(shí)和理解能力的限制，學(xué)生既提不出有爭(zhēng)議的疑難問題，又無法解答在討論當(dāng)中出現(xiàn)的新問題，互相之間面面相覷，等待老師解答，老師也不想長(zhǎng)時(shí)間冷場(chǎng)，不斷地加以引導(dǎo)，在效果仍然不佳的情況下，只能喋喋不休的講個(gè)不停?；蛘哂袝r(shí)遇到調(diào)皮學(xué)生借題發(fā)揮，講一些離題萬里的笑話，嚴(yán)重影響到課堂的秩序和授課效果。

然而如何新生事物的出現(xiàn)都有其坎坷曲折的一面。探究學(xué)習(xí)的出現(xiàn)也一樣，我們不能因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)匱缺，就舍棄、否定探究學(xué)習(xí)本身。其實(shí)，失敗和成功都是我們學(xué)習(xí)的寶典，只不過在后進(jìn)學(xué)生中開展探究活動(dòng)，教師要做更充分更詳實(shí)的準(zhǔn)備，需要了解學(xué)生的需求和心里活動(dòng)， 因此，探究學(xué)習(xí)的過程僅僅坐在課堂里還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要師生走出教室，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、融入社會(huì)、接軌網(wǎng)絡(luò)世界。

八、先進(jìn)教學(xué)設(shè)備多媒體的應(yīng)用

近幾年，多媒體教學(xué)以其直觀性、真實(shí)性、快捷性、前瞻性在現(xiàn)代教學(xué)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用，并被學(xué)生所喜愛。尤其在抽象概念的 詮釋，機(jī)構(gòu)模擬仿真，制圖，流體力學(xué)，模具制造及調(diào)試等等教學(xué)方面，有著傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的突出效果，既便于通過觀察真實(shí)現(xiàn)象，理解教材內(nèi)容，又增強(qiáng)了教學(xué)互動(dòng)，活躍了課堂氣氛。

九、評(píng)價(jià)方式的選擇

學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢查，不僅僅只注重最后結(jié)果的評(píng)判，同時(shí)也要兼顧學(xué)習(xí)的整個(gè)過程，因而采用形成性評(píng)價(jià)方式比較適宜。采用這樣的課程評(píng)價(jià)方式，可以減緩因一次考試失誤而帶來的心理負(fù)擔(dān)，進(jìn)而激發(fā)或保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，漸近學(xué)習(xí)目標(biāo)。

第4篇：有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象范文

航空器是在大氣層內(nèi)活動(dòng)的飛行器，其飛行也就離不開大氣。因此，在進(jìn)一步介紹航空器專業(yè)知識(shí)前，有必要了解大氣的特性，才能更好地掌握和理解飛行的其它相關(guān)知識(shí)。

在地球引力作用下大氣聚集在地球周圍。大氣層總質(zhì)量的90%集中在離地球表面15km高度以內(nèi)，總質(zhì)量的99.9%集中在距地球表面50km高度以內(nèi)。在2000km高度以上，大氣極其稀薄，并逐漸向行星際空間過渡。大氣層沒有明顯的上限，它的各種特性沿鉛垂方向變化很大，其中空氣壓強(qiáng)和密度都隨高度增加而降低，而溫度隨高度變化的情況則有很大差異。例如，在離地球表面10km高度，壓強(qiáng)約為海平面壓強(qiáng)的1/4，空氣密度只相當(dāng)于海平面空氣密度的1/3。

1．大氣的分層

根據(jù)大氣中溫度隨高度變化的情況，可將大氣層劃分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和散逸層5個(gè)層次（圖1）。航空器的主要飛行區(qū)域是對(duì)流層和平流層。

（1）對(duì)流層

大氣中最低的一層為對(duì)流層，其氣溫隨高度增加而逐漸降低。對(duì)流層的上界隨地球緯度、季節(jié)的不同而變化。就緯度而言，對(duì)流層上界在赤道地區(qū)平均為16～18km；在中緯度地區(qū)平均為9～12km；在南北極地區(qū)平均為7～8km。

對(duì)流層的主要?dú)庀筇攸c(diǎn)為：氣溫隨高度升高而降低；風(fēng)向、風(fēng)速經(jīng)常變化；空氣上下對(duì)流激烈，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致飛機(jī)劇烈顛簸；有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象。對(duì)流層是天氣變化最復(fù)雜的一層，飛行中所遇到的各種天氣變化幾乎都出現(xiàn)在這一層中。當(dāng)氣溫很低同時(shí)空氣濕度又大時(shí)，甚至還有可能引起飛機(jī)外表面結(jié)冰，使得氣動(dòng)外形發(fā)生變化，從而導(dǎo)致飛機(jī)空氣動(dòng)力特性惡化，甚至引起飛行事故。因此，在飛行之前要事先了解當(dāng)天的天氣情況，以確保飛行安全。載人飛機(jī)飛行之前及飛行過程中除了要及時(shí)關(guān)注起降機(jī)場(chǎng)和途經(jīng)地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)外，部分飛機(jī)還能通過機(jī)載雷達(dá)探測(cè)前方云層的情況，以便及時(shí)對(duì)航線做出調(diào)整。

航模的主要飛行區(qū)域是在對(duì)流層中。通常早、晚兩個(gè)時(shí)間段對(duì)流層空氣比較穩(wěn)定，比較適合航模飛行。

（2）平流層

平流層位于對(duì)流層的上面，其頂界約為50km，大氣主要是水平方向的流動(dòng)，沒有上下對(duì)流。隨著高度的增加，起初氣溫基本保持不變（約-60℃）；到20～32km以上，氣溫升高較快，到了平流層頂界，氣溫升至5℃左右。平流層的這種氣溫分布特征，與這一層大氣受地面影響較小和存在大量臭氧有關(guān)。平流層的主要特點(diǎn)是空氣沿鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)較弱，因而氣流比較平穩(wěn)，能見度較好。

（3）中間層

中間層離地球表面50～85km，氣溫隨高度升高而下降，且空氣有相當(dāng)強(qiáng)烈的鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)高度升到80km左右時(shí)氣溫降到-100℃左右。

（4）熱層

從中間層頂界到離地平面800km之間的一層稱為熱層，空氣密度極小。由于直接受太陽短波輻射，空氣處于高度電離狀態(tài)，溫度隨高度增高而上升。

（5）散逸層

熱層頂界以上為散逸層，是地球大氣的最外層，空氣極其稀薄，又遠(yuǎn)離地面，受地球引力很小，因而大氣分子不斷地向星際空間逃逸。這層內(nèi)的大氣質(zhì)量只是整個(gè)大氣質(zhì)量的10-11。大氣外層的頂界約為2000～3000km的高度。

2．大氣的特性

大氣與飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)的特性有連續(xù)性、粘性和可壓縮性。

（1）連續(xù)性

氣體和流體一樣具有連續(xù)性。大氣是由大量分子組成的，在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下，每一立方毫米的空間里含有個(gè)2.7×1016個(gè)分子。每個(gè)分子都有自己的位置、速度和能量。在氣體中，分子之間的聯(lián)系十分微弱，以至于它們的形狀僅僅取決于盛裝容器的形狀（充滿該容器），而沒有自己固有的外形。

當(dāng)飛行器在空氣介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由行器的外形尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體分子的自由行程（一個(gè)空氣分子經(jīng)一次碰撞后到下一次碰撞前平均走過的距離），故在研究飛行器和大氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體分子之間的距離完全可以忽略不計(jì)，即可把氣體看成是連續(xù)的介質(zhì)。這就是在空氣動(dòng)力學(xué)研究中常說的連續(xù)性假設(shè)。采用連續(xù)介質(zhì)假設(shè)后，不僅給描述流體的物理屬性和流動(dòng)狀態(tài)帶來很大方便，更重要的是為理論研究提供了采用強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具的可能性。

航天器所處的飛行環(huán)境為高空大氣層和外層空間，那里空氣非常稀薄，空氣分子間的平均自由行程很大，氣體分子的自由行程大約與飛行器的外形尺寸在同一數(shù)量級(jí)甚至更大，在此情況下，大氣就不能看成是連續(xù)介質(zhì)了。

（2）粘性

大氣的粘性是空氣在流動(dòng)過程中表現(xiàn)出的一種物理性質(zhì)。大氣的粘性力是指相鄰大氣層之間相互運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的牽扯作用力，也叫大氣的內(nèi)摩擦力，即大氣相鄰流動(dòng)層間出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。流體的粘性和溫度有關(guān)，隨著溫度的升高，氣體的粘性將增加，而液體的粘性反而減小。

大氣流過物體時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力與大氣的粘性有關(guān)系，因此，大氣的粘性與飛機(jī)飛行時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力也有很大關(guān)系。不同流體的粘性不同，水的粘性是空氣的好幾百倍。由于空氣的粘性很小，因此在空氣中低速運(yùn)動(dòng)時(shí)其摩擦力很不易察覺。但當(dāng)飛行速度很大時(shí)，粘性力的影響就非常明顯。速度如果達(dá)到3倍聲速以上，因摩擦力的作用，空氣會(huì)對(duì)飛行器產(chǎn)生嚴(yán)重的氣動(dòng)加熱，導(dǎo)致飛行器結(jié)構(gòu)的溫度急劇上升，以至于不得不采用防熱層和耐高溫材料。

在描述空氣粘性對(duì)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)特性的影響時(shí)，通常用雷諾數(shù)來表示。雷諾數(shù)是一個(gè)表示流體慣性力和粘性力比值的無量綱量。雷諾數(shù)和流體的密度、速度和特征長(zhǎng)度（如機(jī)翼的弦長(zhǎng)）成正比，和流體的粘度成反比。雷諾數(shù)較小時(shí)，粘性力對(duì)流場(chǎng)的影響大于慣性力。關(guān)于雷諾數(shù)的更進(jìn)一步的描述，感興趣的讀者可以參考其它相關(guān)的書籍。

（3）可壓縮性

氣體的可壓縮性是指當(dāng)氣體的壓強(qiáng)改變時(shí)其密度和體積改變的性質(zhì)。不同狀態(tài)的物質(zhì)可壓縮性也不同。由于液體對(duì)這種變化的反應(yīng)很小，因此一般認(rèn)為液體是不可壓縮的；而氣體對(duì)這種變化的反應(yīng)很大，因此一般認(rèn)為氣體是可壓縮的物質(zhì)。

當(dāng)大氣流過飛行器表面時(shí)，由行器對(duì)大氣的壓縮作用，大氣壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，密度也會(huì)隨之變化。當(dāng)氣流的速度較小時(shí)（一般指100m/s以下），壓強(qiáng)的變化量較小，其密度的變化也很小，因此在研究大氣低速流動(dòng)的有關(guān)問題時(shí)，可以不考慮大氣可壓縮性的影響。但當(dāng)大氣流動(dòng)的速度較高時(shí)，由于可壓縮性的影響，使得大氣以超聲速流過飛行器表面時(shí)與低速流過飛行器表面時(shí)有很大的差別，在某些方面甚至還會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。這時(shí)就必須考慮大氣的可壓縮性。關(guān)于高速飛行所引起的空氣被壓縮，從而導(dǎo)致的一系列飛行器空氣動(dòng)力特性的變化，感興趣的讀者可以參考一些有關(guān)的專業(yè)書籍。

七、奇妙的升力

前面我們已經(jīng)了解，飛機(jī)要飛上藍(lán)天，產(chǎn)生升力是最為關(guān)鍵的一個(gè)要素。為此，有必要和大家一起探討升力產(chǎn)生的原理。

介紹升力產(chǎn)生的原理之前，先來做一個(gè)小小的試驗(yàn)（圖2）：手持一張白紙的一端，由于重力作用，白紙的另一端會(huì)自然垂下；接下來將白紙拿到嘴前，從紙的上端沿著水平方向吹氣。結(jié)果看到了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：白紙不但沒有被吹開，垂下的一端反而飄了起來。這是什么原因呢？

此現(xiàn)象涉及到了流體力學(xué)的基本原理——伯努利定理：流動(dòng)的液體或氣體中，流動(dòng)慢的地方壓強(qiáng)較大，而流動(dòng)快的地方壓強(qiáng)較小?；谶@一原理，白紙上部分的空氣被吹動(dòng)，流動(dòng)較快，壓強(qiáng)比白紙下部分不動(dòng)空氣的壓強(qiáng)小，因此白紙被托了起來。

伯努利定理在很多其它的場(chǎng)合也有應(yīng)用，足球比賽中的“香蕉球”便是一例。發(fā)角球時(shí)，腳法好的隊(duì)員可以使足球繞過球門框和守門員，直接飛入球門，由于足球的飛行路線是彎曲的，形似一只香蕉，因此叫做“香蕉球”。這股使足球運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)的神秘力量也來自于空氣的壓力差（圖3）。因?yàn)樽闱蛟谔叱龊笙蚯帮w行的同時(shí)還繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，所以在足球的兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于空氣的運(yùn)動(dòng)速度不同，所受到的空氣壓力也不同，正是這種壓力差使得足球以弧線運(yùn)動(dòng)，從而蒙蔽了守門員，飛入球門。

基于伯努利定理了解了流速和壓強(qiáng)的關(guān)系之后，我們?cè)賮砜纯礄C(jī)翼上的升力是怎么產(chǎn)生的。首先來看機(jī)翼的剖面——翼剖面，通常也稱為翼型，是指沿平行機(jī)對(duì)稱平面的切平面切割機(jī)翼所得到的剖面，如圖4和圖5所示。翼型最前端的一點(diǎn)叫“前緣”，最后端的一點(diǎn)叫“后緣”，前緣和后緣之間的連線叫“翼弦”，翼弦與相對(duì)氣流速度ν之間的夾角α叫“迎角”。

如果要想在翼型上產(chǎn)生空氣動(dòng)力，必須讓它與空氣有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或者說必須有具有一定速度的氣流流過翼剖面。大部分機(jī)翼的翼型，其上表面凸出，下表面平坦。將這樣一個(gè)翼型放在流速為ν的氣流中（如圖5所示），假設(shè)翼型有一個(gè)不大的迎角α，當(dāng)氣流流到翼型的前緣時(shí)，被分成上下兩股分別流經(jīng)翼型的上、下翼面。由于翼型的作用，當(dāng)氣流流過上翼面時(shí)流動(dòng)通道變窄，氣流速度增大，壓強(qiáng)降低，并低于前方氣流的大氣壓；而氣流流過下翼面時(shí)，由于翼型前端上仰，氣流受到阻攔，且流動(dòng)通道擴(kuò)大，氣流速度減小，壓強(qiáng)增大，并高于前方氣流的大氣壓。因此，在上下翼面之間就形成了一個(gè)壓強(qiáng)差，從而產(chǎn)生了一個(gè)向上的合力R。這個(gè)合力的垂直向上的分量即為升力Y，向后的分力即為阻力D。機(jī)翼產(chǎn)生升力的這一原理，還在帆船中得到了廣泛的應(yīng)用，能夠幫助帆船逆風(fēng)行駛，如圖6所示。讀者可以自己分析一下，帆船能夠逆風(fēng)航行的原因。

機(jī)翼上產(chǎn)生升力的大小，與翼型的形狀和迎角有很大關(guān)系，迎角不同產(chǎn)生的升力也不同。一般來說，不對(duì)稱的流線翼型在迎角為零時(shí)仍可產(chǎn)生升力；而對(duì)稱翼型和平板翼型這時(shí)產(chǎn)生的升力卻為零。隨著迎角的增大，升力也會(huì)隨之增大，但當(dāng)迎角增大到一定時(shí)，氣流就會(huì)從機(jī)翼前緣開始分離，尾部會(huì)出現(xiàn)很大的渦流區(qū)，這時(shí)，升力會(huì)突然下降，而阻力卻迅速增大，這種現(xiàn)象稱為“失速”，如圖7所示。失速剛剛出現(xiàn)時(shí)的迎角叫“臨界迎角”。飛機(jī)不應(yīng)在接近或大于臨界迎角的狀態(tài)飛行，否則會(huì)產(chǎn)生失速，嚴(yán)重時(shí)造成飛行事故。關(guān)于失速的相關(guān)問題，將在后面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

八、翼型

如上節(jié)所述，機(jī)翼的升力來源于氣流作用在機(jī)翼上、下表面的壓力差。而這種壓力差則直接取決于機(jī)翼的翼型。翼型還會(huì)影響空氣阻力的大小。翼型的升力和阻力特性的好壞，對(duì)航模性能的影響很大。要想得到性能優(yōu)良的航模，首先要選擇好的翼型。

1. 翼型的描述

從翼型的設(shè)計(jì)和分析來說，可以將它看成是由中弧線和基本厚度翼型疊加而成的。

與翼型上、下表面等距離的點(diǎn)所組成的曲線稱為中弧線，即翼型上下表面弧線內(nèi)切圓圓心的連線（圖8）。中弧線與上表面和下表面的外形線在前端的交點(diǎn)稱為前緣；在后端的交點(diǎn)稱為后緣；前緣和后緣端點(diǎn)的連線稱為弦線，這也是測(cè)量迎角的基準(zhǔn)線；中弧線和弦線的間隔稱為彎度，其最大值的位置稱為最大彎度位置。

另外，翼剖面在中弧線垂直的方向測(cè)量到的上表面和下表面的距離稱為翼型厚度，其最大值稱為最大厚度。對(duì)于普通的翼剖面，將垂直于弦線(除去前緣附近)的上下表面的距離作為翼型厚度差別也不大。翼型厚度沿弦線的變化稱為厚度分布。翼型的最大厚度與弦長(zhǎng)的比值即相對(duì)厚度。比如，厚度10%的翼型，表示最大厚度和弦長(zhǎng)的比是10％。

接下來對(duì)用于描述翼型的幾個(gè)常用的關(guān)鍵要素做一簡(jiǎn)單歸納（圖9）。

（1）前緣、后緣

翼型中弧線的最前點(diǎn)和最后點(diǎn)分別稱為翼型的前緣和后緣。

（2）弦線、弦長(zhǎng)

連接前緣、后緣的直線稱為弦線。弦線被前緣、后緣所截長(zhǎng)度稱為弦長(zhǎng)，用c表示。

（3）彎度

a. 最大彎度

中弧線坐標(biāo)y的最大值ymax稱為最大彎度，簡(jiǎn)稱彎度，以f表示。相對(duì)彎度定義為彎度f與弦長(zhǎng)c之比，以表示，即＝f/c。

b. 最大彎度位置

最大彎度的x坐標(biāo)，稱為最大彎度位置，以xf表示。最大彎度位置與弦長(zhǎng)之比稱為最大彎度的相對(duì)位置，以表示，即＝xf/c。

（4）厚度

a. 最大厚度

通常將翼型的基本厚度坐標(biāo)y的最大值的2 倍稱為最大厚度，以t表示，簡(jiǎn)稱厚度。最大厚度與弦長(zhǎng)之比稱為最大相對(duì)厚度，以表示，即=t/c。

b. 最大厚度位置

最大厚度的x坐標(biāo)稱為最大厚度位置，以xt表示。最大厚度位置與弦長(zhǎng)之比稱為最大厚度的相對(duì)位置，以表示，即=xt/c。

（5）前緣半徑

翼型前緣曲率圓的半徑稱為前緣半徑，以r1表示。前緣半徑與弦長(zhǎng)之比稱為前緣相對(duì)半徑，以=r1/c表示。

（6）后緣角

翼型后緣上、下兩弧線切線的夾角稱為后緣角，以Γ表示。

2.翼型的分類

翼型的種類很多，國(guó)內(nèi)外有不少國(guó)家機(jī)構(gòu)和個(gè)人研制了多種翼型，這其中大部分翼型適用機(jī)，也有少部分是專門針對(duì)航模而研制的。航模上常用的翼型，有雙凸翼型、平凸翼型、對(duì)稱翼型、凹凸翼型和S形翼型5大類。

（1）雙凸翼型

雙凸翼型的上、下弧線都向外彎曲，中弧線向上彎曲，如圖10所示。這類翼型阻力通常較其他類型的翼型小，升阻比（翼型產(chǎn)生的升力和阻力的比值，也是翼型性能的一個(gè)重要參數(shù)）也小，安定性也較好。雙凸翼型大都用于要求阻力小的競(jìng)速模型機(jī)翼上，也可用于要求具有良好操縱性能的遙控特技模型機(jī)翼上以及像真模型機(jī)翼上。

（2）平凸翼型

平凸翼型的上弧線向上彎曲，下弧線較為平直，中弧線向上彎曲，如圖11所示。從嚴(yán)格意思上講，平凸翼型的下弧線很難做到完全平直，因此實(shí)際上也是雙凸翼型的一種，只是為了加以強(qiáng)調(diào)其下弧比較平坦而專門列為一類。這類翼型的穩(wěn)定性比較好，制作和調(diào)整也比較容易，但升阻比不大，常用于初級(jí)遙控模型機(jī)翼以及彈射模型機(jī)翼和競(jìng)時(shí)模型尾翼。

（3）對(duì)稱翼型

對(duì)稱翼型的上下弧線對(duì)稱，中弧線與翼弦重合成一根直線，如圖12所示。從嚴(yán)格意思上講，對(duì)稱翼型也是雙凸翼型的一種。這類翼型的升力很小，阻力很小，升阻比也很小，但安定性很好。由于這種翼型是對(duì)稱的，因此在迎角等于0°時(shí)，不產(chǎn)生升力，只有在一個(gè)不大的迎角下，才能產(chǎn)生一定的升力。這類翼型大都用在要求阻力很小、升力不大的競(jìng)速模型機(jī)翼上及要求具有良好操縱性能（既要正飛，又要倒飛）的線操縱特技或遙控特技模型的機(jī)翼上。

（4）凹凸翼型

凹凸翼型的上、下弧線和中弧線，都向上彎曲，如圖13所示。這類翼型升力大、阻力大，升阻比較大，且俯仰力矩也非常大。這里所說的俯仰力矩是翼型的升力對(duì)翼型焦點(diǎn)所產(chǎn)生的力矩，即通常為使飛機(jī)低頭的力矩。焦點(diǎn)是飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)和飛行力學(xué)中一個(gè)非常重要的概念，關(guān)于焦點(diǎn)的物理含義，將在后面進(jìn)行詳細(xì)介紹。大家先記住，低速翼型的焦點(diǎn)一般位于前緣后面1/4弦長(zhǎng)處。這類翼型常用在低速的競(jìng)時(shí)模型和室內(nèi)模型的機(jī)翼上。凹凸翼型薄而彎，要達(dá)到機(jī)翼所必需的強(qiáng)度，就得有較好的結(jié)構(gòu)方式，因此制作比較困難。

（5）S翼型

S翼型的中弧線形狀像橫放的S翼型，如圖14所示。但這種翼型一般很難從翼型的輪廓上看出S形，需要畫出中弧線后才能看出。S翼型通常用于沒有水平尾翼的飛翼式模型上。

以上的分類只是為了便于記憶和辨認(rèn)的非常粗略的分類。在觀察一個(gè)翼型時(shí)，最重要的是找出它的中弧線，然后再看中弧線兩旁厚度分布的情形。中弧線彎曲的方式和程度大致決定了翼型的特性，弧線越彎升力系數(shù)就越大。在進(jìn)行模型設(shè)計(jì)時(shí)要想更準(zhǔn)確地了解和比較翼型的空氣動(dòng)力特性，還需要獲得不同雷諾數(shù)下翼型的升力、阻力和俯仰力矩隨迎角變化的曲線。這些曲線可以通過專門的分析軟件(如Profili軟件)計(jì)算得到，也可以通過風(fēng)洞試驗(yàn)獲得。圖15為Clark Y 12% 翼型的外形。圖16～圖19為該翼型的升力、阻力、升阻比和俯仰力矩隨迎角變化的曲線。

3．翼型選取的一般規(guī)律

影響翼型空氣動(dòng)力性能的主要因素是：翼型中弧線的彎曲度和形狀、中弧線最高點(diǎn)距前緣的距離以及翼型的厚度和厚度分布。翼型中弧線彎曲度越大，在相同迎角下升力越大，阻力也稍微增大；在迎角變化時(shí)，空氣動(dòng)力的壓力中心位置變化也越大，使得模型飛機(jī)的安定性變差。中弧線形狀一般都是橢圓形的一段或是拋物線的一部分。中弧線呈橫放的S形的翼型，在不同的迎角下其壓力中心的變化非常小，能提高飛機(jī)和模型飛機(jī)的安定性。翼型的厚度主要影響阻力，一般來說厚度越大阻力越大。

選擇翼型是一件非常專業(yè)的工作，既要進(jìn)行分析也要結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮升力，但也要綜合考慮阻力、升阻比和俯仰力矩的大小，還要考慮模型所需的安定性和操縱性，以及結(jié)構(gòu)制作的簡(jiǎn)單性，并保證機(jī)翼具有足夠的強(qiáng)度和不易變形等方面的要求。

對(duì)于航模及一些小型無人機(jī)，選擇翼型時(shí)一般要求升阻比大；最大升力系數(shù)高；最小阻力系數(shù)??；低阻范圍寬；失速過程緩和。這類翼型的外形特點(diǎn)是頭部豐滿，最大厚度靠前。

在選擇航?；蛐⌒蜔o人機(jī)翼型時(shí)，通常還應(yīng)該遵循以下幾個(gè)翼型基本規(guī)律：

（1）要先確定航?；蛐⌒蜔o人機(jī)的用途、大小、重量、速度，再根據(jù)翼面負(fù)載、雷諾數(shù)來選擇合適的翼型；

（2）薄翼型阻力小，且失速特性不佳，不適合大迎角飛行，但適合較高速度飛行；

（3）厚翼型雖然阻力稍大，但升力特性較好，不易失速；

（4）對(duì)于特技型航?？蛇x用對(duì)稱翼型，以滿足正飛和倒飛的需要；

（5）對(duì)行速度低、特技性能要求高的航模，應(yīng)優(yōu)先考慮選用前緣半徑較大的翼型；

（6）對(duì)于模型滑翔機(jī)要優(yōu)先考慮選擇升阻比大的雙凸或平凸翼型，以增加滑翔比；

（7）對(duì)于競(jìng)時(shí)模型，由于需要盡可能長(zhǎng)的留空時(shí)間，增加升力并保證一定的升阻比是關(guān)鍵，因此需要選擇升力大的凹凸翼型；

（8）對(duì)于競(jìng)速模型，由于需求達(dá)到最大的飛行速度，減小機(jī)翼的阻力是關(guān)鍵，因此通常選擇雙凸翼型。

4．航模常用翼型

航空發(fā)展100多年來，相當(dāng)多的機(jī)構(gòu)及個(gè)人對(duì)翼型進(jìn)行了非常系統(tǒng)的研究，已有非常多的翼型供設(shè)計(jì)者使用。翼型的名稱，一般用研究機(jī)構(gòu)的名稱或設(shè)計(jì)者的名字縮寫加上數(shù)字來表示。這其中與航模有關(guān)的比較重要的機(jī)構(gòu)及個(gè)人有：

（1）NACA：美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)NACA（即美國(guó)太空總署NASA的前身），有一系列翼型研究，比較有名的翼型是“四位數(shù)”翼型及“六位數(shù)”翼型。NACA翼型很好辨認(rèn)其特征。如NACA2412，第一個(gè)數(shù)字2 代表中弧線的相對(duì)彎度是2%，第二個(gè)數(shù)字4 代表中弧線最大彎度位于從前緣算起40%弦長(zhǎng)的位置，第三、四數(shù)字12 代表翼型的最大厚度是弦長(zhǎng)的12%。

（2）哥庭根：德國(guó)哥庭根大學(xué)對(duì)低速翼型有一系列的研究，所研究的翼型在遙控模型滑翔機(jī)和自由飛模型上非常適用。

（3）Eppler：德國(guó)的Eppler教授最初研究滑翔機(jī)翼型，后期改研發(fā)航模翼型。

第5篇：有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象范文

其實(shí)，即使是在1971年，人類的腦科學(xué)技術(shù)早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，人腦和CPU的結(jié)構(gòu)完全不同，CPU對(duì)于人腦的設(shè)想純屬臆測(cè)。打開人腦，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，里面并不是我們所想象的樣子。到今天，越來越多的生命科學(xué)家認(rèn)為，人腦其實(shí)是一個(gè)“超級(jí)有機(jī)體”，里面有著不同功能表面相似的腦細(xì)胞。在我們今天還沒有完全搞清楚機(jī)制的控制下，超過百億的細(xì)胞形成一個(gè)沒有中樞控制，卻具有明確工程的“人腦”。

這種看不見控制方式的控制，不像心臟，也不像軍隊(duì)的中軍帳，更像我們今天所說的“云”，只不過“云無心”。

“云”不僅在今天的計(jì)算機(jī)世界中存在。生物學(xué)家經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些有趣的事情，在生物界中，像“云”一樣的超級(jí)有機(jī)體總是讓人匪夷所思。有人在海岸線上發(fā)現(xiàn)成千上萬的海龜每到一定的產(chǎn)卵季節(jié)就會(huì)涌向海岸。海龜上岸的時(shí)間會(huì)錯(cuò)開好幾天，這吸引了大量的海鳥前來覓食。等小海龜出殼的時(shí)候，海鳥們可以飽餐一頓。按照海鳥的食量，海龜們一只也跑不掉?？墒?，大自然的奇妙在于，海龜們是不會(huì)被海鳥滅種的。到今天科學(xué)家都沒有完全搞明白的機(jī)制就是海龜在某種機(jī)制的誘導(dǎo)下，選擇一個(gè)時(shí)間出殼，海鳥們自然可以飽餐一頓?？墒?，一頓是吃不完的，于是多數(shù)海龜就可朝著大海的方向溜之大吉。偶然的時(shí)候，海龜一個(gè)時(shí)間出殼，雖然沒有被海鳥吃完，卻有很多沒有朝向大海的方向，而是爬向了堤岸選擇自殺，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些海龜是把燈光當(dāng)作了月光，當(dāng)科學(xué)家們把路燈全部關(guān)掉時(shí)，海龜們就又回歸了大海。

在上面這個(gè)案例中，海龜更像是在互聯(lián)網(wǎng)大潮中的網(wǎng)民，月光就是它們的WiFi，你永遠(yuǎn)不知道網(wǎng)民們下一步會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)什么信息。就如思潮，很明顯，單個(gè)網(wǎng)民是無序的，但作為超級(jí)有機(jī)體的網(wǎng)民，就像這些海龜一樣，表現(xiàn)出的群體智慧超出你的想象。

海龜和網(wǎng)民一樣，具有以下特征：個(gè)體具有相對(duì)一致的行為模式、信息傳遞充分、沒有人喊著口號(hào)集體行動(dòng)，卻表現(xiàn)出群體的智慧。人的大腦幾百億個(gè)細(xì)胞也具備這樣的特點(diǎn)，能夠表現(xiàn)出非常智慧的群體現(xiàn)象，在系統(tǒng)科學(xué)中，科學(xué)家們稱這種現(xiàn)象為“涌現(xiàn)”。

更加奇特的涌現(xiàn)，出現(xiàn)在螞蟻、蜂群、鳥群、羊群中。在科學(xué)不太發(fā)達(dá)的年代，我們按照人類的組織模式想象這些生命群體的“領(lǐng)導(dǎo)者”，稱它們?yōu)椋合伜?、蜂王、領(lǐng)頭羊，似乎整個(gè)群體復(fù)雜的群體行為，如螞蟻的宮殿、蜂群的精密的窩、鳥群空中的奇特形狀和流體力學(xué)精妙的組合、羊群與狼群的斗法，都是智慧的“村長(zhǎng)”指揮的結(jié)果，事實(shí)上并非如此。就拿蜜蜂群體來說，蜂王的生理機(jī)構(gòu)和一般的工蜂并沒有什么區(qū)別，小時(shí)候的食品不同決定了它們由姐妹變成了君臣。不斷吃蜂王漿變成蜂王的雌性蜜蜂，體型具大、生殖能力強(qiáng)、被姐妹們照料、甚至失去了行動(dòng)能力。但是，生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，與其稱蜂王為“王”，還不如稱之為“奴”，因?yàn)榉渫醺静痪邆浒l(fā)號(hào)施令的智慧，蜜蜂們使用一種類似“螞蟻算法”的東西進(jìn)行溝通交流，自動(dòng)組織成為一個(gè)超級(jí)有機(jī)體，這里沒有王，只有群體，共同完成造巢、移窩、覓食、戰(zhàn)斗等復(fù)雜的社會(huì)活動(dòng)。

關(guān)于超級(jí)有機(jī)體的研究已經(jīng)進(jìn)行了超過50年?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一旦有洪水暴發(fā)，在南美和非洲的螞蟻們會(huì)事先得到“云預(yù)感”，自動(dòng)向蟻后靠攏。螞蟻們可沒有人類復(fù)雜而又不穩(wěn)定的道德系統(tǒng)。螞蟻頭腦中有一種自私的基因，沿著蟻后的氣味（不能確定）快速靠攏，跑得越快的，就越接近蟻后，跑得越慢的，就越在，螞蟻們迅速形成了一個(gè)球團(tuán)，自私的本性讓他們緊緊擁抱，球團(tuán)越積越大、越積越緊。等大水來了，靠近蟻后的螞蟻安全系數(shù)最高，而在最的螞蟻?zhàn)钕人廊ァ５却笏巳セ蛘呶浵亪F(tuán)靠岸，活著的螞蟻快速散去，繼續(xù)造巢、移窩、覓食、戰(zhàn)斗，開始新生活。

螞蟻的組織讓人們重新認(rèn)識(shí)了人類的組織。管理學(xué)家和社會(huì)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類歷史中所謂的集權(quán)的機(jī)械似的組織方式，也并不能總顯示優(yōu)勢(shì)，在大多數(shù)時(shí)候甚至顯示劣勢(shì)。在南美的印加帝國(guó)，當(dāng)初面臨歐洲移民的入侵，由于有皇帝這種中樞神經(jīng)的存在，幾乎亡種。原因很簡(jiǎn)單，一旦失去了中樞控制的印第安人，就完全失去了組織能力，只要把國(guó)王殺死，數(shù)百萬的印第安人就毫無組織能力，完全任人宰割。而印加部落中有一個(gè)阿帕奇部落，由于沒有中樞系統(tǒng)控制，卻在以后的200年中給入侵者造成了極大的麻煩。

組織行為學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以機(jī)械的和集權(quán)的CPU模式控制的組織，可以高效地完成簡(jiǎn)單明確的組織目標(biāo)，但在外部環(huán)境復(fù)雜多變、組織目標(biāo)不明確的情況下，這種組織就非常不穩(wěn)定且辦事低效。

天下之事，合久必分、分久必合，在創(chuàng)新和規(guī)范性的矛盾中，人類周期性的分合，恰恰是自我調(diào)整和優(yōu)化的智慧選擇。合了比較久的中國(guó)教育，集中力量辦了幾十年的大事，標(biāo)準(zhǔn)化地培養(yǎng)了簡(jiǎn)單和明確的現(xiàn)代化人才，然而在高端和創(chuàng)新性人才方面，卻摔了一個(gè)大跟頭，個(gè)中道理也許也是如此。

扯了這么遠(yuǎn)的組織行為學(xué)和生命體，和云有什么關(guān)系呢？和教育有什么關(guān)系呢？

騰訊的李小龍開發(fā)出來微信的第八個(gè)月，就有3億用戶，到現(xiàn)在已超過6億用戶。我們注意到，這已經(jīng)成為人類歷史上用戶最多的一個(gè)產(chǎn)品。這個(gè)產(chǎn)品幾乎沒有做什么宣傳，大家都使用的原因是它很好用。2013年，我在美國(guó)的匹茲堡打開手機(jī)第一次使用微信，已經(jīng)能發(fā)現(xiàn)很多周邊的中國(guó)人了，到了2014年2月我到匹茲堡打開微信，發(fā)現(xiàn)周邊有一半美國(guó)人在使用微信。微信就像月光一樣，很自然地照耀在我們思潮的大海，而我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)世界就像一個(gè)個(gè)剛出殼的海龜，到時(shí)間會(huì)不約而同地爬向大海深處。

問題來了，實(shí)際上，沒有人教我們使用微信，微信連一個(gè)像樣的產(chǎn)品說明書也沒有，我們似乎天生會(huì)使用它，就連我2歲的女兒也會(huì)打開手機(jī)，打開微信，找到媽媽。

網(wǎng)絡(luò)世界的學(xué)生，已經(jīng)變成了一個(gè)個(gè)海龜，他們只認(rèn)識(shí)月光，不認(rèn)識(shí)媽媽。

從2007年開始，我在“網(wǎng)絡(luò)工程管理”這門課中嘗試使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)。最早，我使用開源的MOODLE和SAKAI把展現(xiàn)多年心得的課件放上去，后來我放上去所有的研究成果，再后來我把企業(yè)全部的真實(shí)案例放上去，可后來我發(fā)現(xiàn)，我這些東西原本可以不要，也可以不那么認(rèn)真。因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)世界中，教師越弱勢(shì)，學(xué)生越聰明。

2015年，我做了最大膽的實(shí)驗(yàn)，嘗試教學(xué)生自己根本不會(huì)的一些技能。我把18周的課程分成三段：

前6周為第一階段的知識(shí)段，講解OSI七層結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)原理，第六周就進(jìn)行在線考試，考試在幾千道題中進(jìn)行抽取，學(xué)生其實(shí)不用我教，也能背會(huì)這些東西，教課的目的是引起學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的興趣，這就像我是母海龜下的一個(gè)蛋，其他的就不用管了。

第二階段，我安排了6周讓學(xué)生們做各種各樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：水晶頭的制作、交換機(jī)的配置、DOS命令的熟悉、VLAN的劃分、端口的聚合。這些知識(shí)在以往每年教課，我非常辛苦地引導(dǎo)學(xué)生熟悉命令，學(xué)生們也認(rèn)真地一步步跟著做，自主學(xué)習(xí)時(shí)間很少，效果也很差。而在2015年，我的這個(gè)課程的學(xué)生陡然增加了一倍，達(dá)到144位，再也無法駕馭。于是，我將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)視頻用微課形式發(fā)給學(xué)生，不再教學(xué)生，只是在第12周的時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)考試，結(jié)果所有的學(xué)生全部過關(guān)，成績(jī)也比以往好很多。

最驚奇的是第三階段，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)過去的技能和純理論的技能毫無興趣，但對(duì)最新的知識(shí)和技能樂此不疲：樹莓派、物聯(lián)網(wǎng)、創(chuàng)客、網(wǎng)站、機(jī)器人、3D打印，等等。但是這些我都不會(huì)。于是，我找一些公司合作，網(wǎng)上也搜集了一些資料放到SAKAI平臺(tái)，讓14名學(xué)生為一個(gè)小組，完成每個(gè)人一個(gè)任務(wù)的小組協(xié)作，最終完成軟件、硬件、設(shè)計(jì)、概念、標(biāo)書制作、工程質(zhì)量、數(shù)據(jù)庫(kù)、課程中心、數(shù)據(jù)可視化的招投標(biāo)環(huán)節(jié)。一共6周，學(xué)生們讓我大吃一驚，這些涵蓋極廣的知識(shí)與技能，學(xué)生們互相影響，全部完成了任務(wù)。在預(yù)答辯的現(xiàn)場(chǎng)，每個(gè)小組的學(xué)生都能完成真實(shí)的系統(tǒng)和不同的物聯(lián)原型展示，根本不亞于我在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)所看到的美國(guó)頂尖學(xué)生的作品。而我，這些知識(shí)根本不會(huì)。

云無核，教有形。雖然這些東西我根本不會(huì)，但我有網(wǎng)絡(luò)工程20年的高管經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)用社會(huì)的資源搭建了一個(gè)基于云的資源配置系統(tǒng)；在基礎(chǔ)的支持方面，我給了學(xué)生一個(gè)在線課程和在線實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)開源平臺(tái)；在學(xué)生學(xué)習(xí)方面，我充分調(diào)動(dòng)他們的積極性，讓企業(yè)老總在最后一次課程評(píng)判學(xué)生的作品；更加重要的是，學(xué)生們使用全世界的知識(shí)系統(tǒng)，通過國(guó)內(nèi)的資源和國(guó)外的資源，結(jié)交朋友，快速地學(xué)習(xí)會(huì)了我都不會(huì)的技能。

由此，我想到了一個(gè)問題：在信息完全的云世界，教師和學(xué)生會(huì)發(fā)生什么變化呢？我想，教師也許和學(xué)生完全不是一個(gè)專業(yè)了。在西安歐亞學(xué)院，我看藝術(shù)學(xué)院的課程，百十位學(xué)生按照小組在一個(gè)很大的空間內(nèi)自組織任務(wù)學(xué)習(xí)，而隔壁的20多位教師用攝像頭觀察著學(xué)生的行為，并適當(dāng)調(diào)整進(jìn)度。我看到有一個(gè)時(shí)間段，所有的教師都很焦急，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)問題了，他們不能確定學(xué)生自己是否能解決這些問題，教師是否要干預(yù)進(jìn)程。這種教學(xué)方法，與我的方法非常類似。

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)世界，每位學(xué)生的手機(jī)就是一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)，他們連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，相互影響。作為教師，最重要的就是給學(xué)生適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)和環(huán)境，讓他們形成自組織的生命體，教師變?yōu)橛^察者而不是參與者。學(xué)生們?cè)谛畔⒖蛇_(dá)的情況下，會(huì)展現(xiàn)出今后踏入社會(huì)所需要的協(xié)作能力、組織能力、學(xué)習(xí)能力和群體智慧。

2005年，我家有了一片地，小小一畝，我種上了葡萄。那年，葡萄豐產(chǎn)，我想釀葡萄酒。就在那年，我發(fā)現(xiàn)淘寶網(wǎng)上已經(jīng)有人專門賣葡萄酒引、酒罐子、生產(chǎn)器具和葡萄防鳥罩，這一切只為我這種自己家偶然種葡萄釀酒的人準(zhǔn)備的，當(dāng)年這個(gè)葡萄淘寶店只服務(wù)于我這樣的大城市“葡萄創(chuàng)客”，在沒有云的時(shí)代，根本沒有這個(gè)市場(chǎng)。今天，你如果在網(wǎng)上找這樣的店，已經(jīng)有幾百家，服務(wù)于幾萬個(gè)全國(guó)的葡萄發(fā)燒友。在這些發(fā)燒友的葡萄釀酒俱樂部中，是沒有教師的，但比起有教師的年代，大家的裝備更加專業(yè)、學(xué)習(xí)更加高效。