與流體力學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象大全11篇

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篇（1）

Abstract: in the chemical research and development of the field, play an important role in computational fluid dynamics, this paper mainly introduces the basic principles of computational fluid dynamics, and the application of computational fluid dynamics in the field of chemical engineering, application mainly through the introduction of computational fluid dynamics in the stirred tank, heat exchanger, distillation, thin film evaporator burning, etc., to reflect the fluid mechanics made in chemical engineering contribution.

Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application

中圖分類號(hào)：TQ021.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 計(jì)算流體力學(xué)概述

作為流體力學(xué)的一個(gè)分支，計(jì)算流體力學(xué)主要負(fù)責(zé)，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動(dòng)量方程、熱量方程、質(zhì)量方程以及其它的一些相關(guān)方程，然后通過(guò)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計(jì)算流體力學(xué)主要根據(jù)動(dòng)量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解出流動(dòng)主控方程，并最終得到各種流動(dòng)現(xiàn)象的規(guī)律。

計(jì)算流體力學(xué)主要包括3種計(jì)算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個(gè)涉及到多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科，它不僅包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)學(xué)科，還有計(jì)算幾何學(xué)、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學(xué)理論知識(shí)。通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行模擬，主要是為了作出預(yù)測(cè)和獲得信息，來(lái)更好的控制流體流動(dòng)。理論的預(yù)測(cè)主要來(lái)自于數(shù)學(xué)模型結(jié)果，并不是來(lái)源于實(shí)際的物理模型結(jié)果。

起初，計(jì)算流體力學(xué)主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動(dòng)力學(xué)方面的流體力學(xué)問(wèn)題。計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實(shí)、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過(guò)程中，計(jì)算流體力學(xué)成為對(duì)各種流動(dòng)系統(tǒng)和流動(dòng)過(guò)程，進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作和研究的有利工具。

在上個(gè)世紀(jì)60年代末期，在流體力學(xué)各相關(guān)行業(yè)中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，直到上世紀(jì)90年代后期，才開(kāi)始對(duì)于化學(xué)工程的模擬計(jì)算，現(xiàn)在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為流體流動(dòng)和傳質(zhì)的重要研究工具。

在各種化工裝置中，計(jì)算流體力學(xué)都可以進(jìn)行模擬、分析、預(yù)測(cè)，比如說(shuō)，可以在流體流動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于其中的傳質(zhì)、傳熱進(jìn)行預(yù)測(cè)，比如在蒸餾塔中進(jìn)行的兩相傳質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進(jìn)行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)、放大；可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)速率進(jìn)行描述分析，并在反應(yīng)器中進(jìn)行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進(jìn)行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進(jìn)行一些設(shè)備的分離、過(guò)濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動(dòng)的模擬。

2 計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用

2.1 計(jì)算流體力學(xué)在攪拌槽中的應(yīng)用

由于攪拌槽內(nèi)部流動(dòng)比較復(fù)雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒(méi)有形成完善的理論體系，在對(duì)一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進(jìn)行放大設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往經(jīng)驗(yàn)成分要多于理論計(jì)算。在實(shí)際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應(yīng)體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器中，而且，不均勻性的嚴(yán)重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗(yàn)放大設(shè)計(jì)的可靠性，正在迎來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對(duì)攪拌槽的內(nèi)部流場(chǎng)展開(kāi)研究。

最初，Harvey等對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二維模擬，這些年來(lái)，通過(guò)采用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行研究的技術(shù)，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費(fèi)的同時(shí)，也可以獲得實(shí)驗(yàn)所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對(duì)攪拌槽氣液兩相流動(dòng)，利用計(jì)算流體力學(xué)的湍流模型進(jìn)行了三維模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，計(jì)算流體力學(xué)能很好地對(duì)攪拌器上部氣體分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒(méi)有取得較好的效果。后來(lái)，Javed等也通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，對(duì)Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時(shí)間相關(guān)的三維數(shù)值預(yù)測(cè)，和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項(xiàng)結(jié)果一致，但在湍動(dòng)能的結(jié)果上，計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是存在一定差異的。

之后，又進(jìn)行了許多類似的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)與數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀相結(jié)合，有益于更深入地對(duì)攪拌裝置進(jìn)行研究。通過(guò)數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，另外，數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)定點(diǎn)速度，也可以作為計(jì)算流體力學(xué)的邊界條件。除此之外，多普勒激光測(cè)速儀也可以與計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合，用于研究攪拌。

2.2 計(jì)算流體力學(xué)在換熱器中的應(yīng)用

在化學(xué)工程中，換熱設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，它可以詳細(xì)、準(zhǔn)確地對(duì)殼程的流動(dòng)、傳熱特性做出預(yù)測(cè)，這不僅有助于設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和可靠的換熱器，還有助于對(duì)現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評(píng)價(jià)，在工業(yè)的應(yīng)用過(guò)程中起著十分重要的作用。

管殼式換熱器不僅具有比較復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而且流動(dòng)、傳熱的影響因素也比較多，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器殼側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，這就有助于對(duì)殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對(duì)換熱器的機(jī)理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

其中，一些國(guó)外專家針對(duì)換熱器內(nèi)，流體流動(dòng)的計(jì)算流體力學(xué)模擬展開(kāi)過(guò)一些研究。熊智強(qiáng)等專家，針對(duì)換熱器弓形折流板流場(chǎng)，利用該技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動(dòng)死區(qū)，導(dǎo)致一些區(qū)域的流速偏低，通過(guò)在弓形折流板上開(kāi)孔，計(jì)算流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側(cè)壓降有了明顯降低。

一般來(lái)說(shuō)，管殼式換熱器中流體流動(dòng)為湍流，與此同時(shí)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計(jì)算增加了難度。現(xiàn)在，針對(duì)于管殼式換熱器殼程流動(dòng)的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計(jì)算流體力學(xué)模擬應(yīng)用的還是比較少的。

2.3 計(jì)算流體力學(xué)在其他方面的應(yīng)用

在其它的一些化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。比如說(shuō)，在精餾塔中的應(yīng)用，在薄膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用，在燃燒反應(yīng)器中的應(yīng)用，在生化反應(yīng)器中的應(yīng)用，如下進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

在精餾塔氣液兩相流動(dòng)、傳質(zhì)的研究過(guò)程中，計(jì)算流體力學(xué)是其中的一項(xiàng)重要工具，通過(guò)進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)模擬，可以微觀的檢測(cè)到塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)狀況。當(dāng)然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)上，計(jì)算流體力學(xué)模擬也存在一些不足，比如說(shuō)，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的模擬上，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還是存在一定偏差的。這主要因?yàn)閿?shù)學(xué)模型還不夠精確，這就要求無(wú)論在流體力學(xué)的理論分析上，還是實(shí)驗(yàn)研究，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，對(duì)薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)成功預(yù)測(cè)，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)一步滿足了對(duì)液膜流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)機(jī)理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過(guò)程比較復(fù)雜，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，基于計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)，針對(duì)薄膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)特性所展開(kāi)的研究還是比較少的。

在各種燃燒系統(tǒng)中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)，在燃燒過(guò)程中，可以對(duì)各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行模擬，對(duì)燃燒器的燃燒過(guò)程加深理解，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒反應(yīng)器的優(yōu)化，還可以相應(yīng)的控制污染物排放量。

另外，在生化反應(yīng)器模擬研究的過(guò)程中，計(jì)算流體力學(xué)也是一個(gè)重要的手段。生物反應(yīng)器包括攪拌式生化反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器等，通過(guò)對(duì)計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等方面的詳細(xì)信息，還有助于對(duì)生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計(jì)、放大等方面的研究。

但是，目前計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)仍然不是很成熟，比如說(shuō)，一些復(fù)雜物理、湍流、反應(yīng)等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問(wèn)題的應(yīng)用上，數(shù)學(xué)模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對(duì)研究對(duì)象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過(guò)程研究中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張少華.化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算流體力學(xué)模擬.華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.2011(07).

篇（2）

前言

流體無(wú)固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會(huì)隨時(shí)間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴(yán)密，描述流體流動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，高度非線性[1]，因此學(xué)生對(duì)流體力學(xué)敬而遠(yuǎn)之的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。此外由于因特網(wǎng)及電子計(jì)算機(jī)的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長(zhǎng)的學(xué)生接觸和感受實(shí)際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少，對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2]，學(xué)習(xí)只是為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來(lái)許多學(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問(wèn)[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象，抓住問(wèn)題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問(wèn)和研究。筆者基于對(duì)本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點(diǎn)和問(wèn)題，指出了重視流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解對(duì)提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。

一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問(wèn)題

（一）新形勢(shì)下學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境變化

學(xué)生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時(shí)間和機(jī)會(huì)大大超過(guò)了自己親自動(dòng)手制作道具及模型的體感玩耍時(shí)間，通過(guò)體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少。

因特網(wǎng)的普及使得在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r(shí)獲得信息成為可能，近年來(lái)出現(xiàn)學(xué)生過(guò)度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書(shū)及相關(guān)文獻(xiàn)這些知識(shí)比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外，還有很多不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學(xué)生僅通過(guò)因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系的。

手機(jī)在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們?cè)趯?shí)際問(wèn)題時(shí)，不是自己獨(dú)立分析問(wèn)題，找出問(wèn)題發(fā)生的原因，而是直接利用手機(jī)詢問(wèn)他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨(dú)立制定計(jì)劃，對(duì)可能事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，獨(dú)立進(jìn)行解決問(wèn)題的能力。這恰恰是對(duì)一個(gè)未來(lái)走向社會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。

（二）流體力學(xué)教學(xué)面臨的問(wèn)題

流體流動(dòng)的力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是最好的一個(gè)例證。大多數(shù)學(xué)生雖然能夠使用牛頓粘性定律進(jìn)行計(jì)算，但對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體為何會(huì)產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對(duì)于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只要懂得一定的計(jì)算即可，但是對(duì)于開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品，如不能準(zhǔn)確把握所涉及到的相關(guān)流體流動(dòng)的物理本質(zhì)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。

流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繁多，流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣，要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識(shí)，尤其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求更高，使部分學(xué)生覺(jué)得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動(dòng)現(xiàn)象常常可以從多個(gè)角度進(jìn)行解釋，容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對(duì)翼型的流體力學(xué)工作原理，可以從流體流動(dòng)的動(dòng)量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個(gè)方面進(jìn)行解釋，解釋方法之多反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個(gè)本質(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認(rèn)識(shí)上的混亂，將學(xué)到的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化。

描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程高度非線性化，數(shù)學(xué)上求解比較困難。描述流體流動(dòng)的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學(xué)解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學(xué)功底，但近年來(lái)學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢(shì)。

學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大，以考試成績(jī)自評(píng)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)識(shí)根深蒂固[4]。實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象往往沒(méi)有單純的標(biāo)準(zhǔn)答案，有時(shí)甚至存在多個(gè)解，重要的是抓住流動(dòng)現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。

二、教學(xué)方法對(duì)應(yīng)

解決上述問(wèn)題的根本方法，筆者認(rèn)為只有從流體力學(xué)教學(xué)上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學(xué)生準(zhǔn)確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上，廣泛采用流體模型教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，增加學(xué)生觀察理解各種流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)，喚起他們對(duì)本門課的興趣的同時(shí)，讓他們形成為探究流動(dòng)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進(jìn)行思考的習(xí)慣，這對(duì)解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問(wèn)題至關(guān)重要。

使用電吹風(fēng)斜向上吹一個(gè)讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好的氣球模型，沒(méi)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)向斜上方飄起。這一流體流動(dòng)現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過(guò)時(shí)，由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會(huì)產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風(fēng)的動(dòng)量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應(yīng)得到解釋。從這一簡(jiǎn)單的模型教學(xué)，還可以解釋飛機(jī)的機(jī)翼通過(guò)改變空氣的流向進(jìn)而獲得升力的流體力學(xué)上的工作原理。

在一個(gè)裝滿水的塑料瓶?jī)?nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個(gè)可移動(dòng)桌面上，使桌面等直線加速運(yùn)動(dòng)，可發(fā)現(xiàn)鋼球運(yùn)動(dòng)較慢留在瓶底，而泡沫球運(yùn)動(dòng)較快停在瓶嘴附近。觀察這一個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生：泡沫球運(yùn)動(dòng)得較快是因?yàn)榈燃铀龠\(yùn)動(dòng)瓶?jī)?nèi)流體的靜壓在運(yùn)動(dòng)方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進(jìn)方向的壓力大于等加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對(duì)于塑料瓶向前運(yùn)動(dòng)；而作用于鋼球的前進(jìn)方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進(jìn)方向的靜壓力，因此鋼球相對(duì)于塑料瓶向后移動(dòng)。這一模型教學(xué)比一般教科書(shū)上關(guān)于流體等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的靜壓分布的例題更容易使學(xué)生抓住問(wèn)題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考之習(xí)慣，使學(xué)生體會(huì)到透過(guò)流體流動(dòng)現(xiàn)象來(lái)正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂(lè)趣。

經(jīng)常使用立式洗衣機(jī)的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過(guò)來(lái)，假如原來(lái)兜里裝有硬幣等硬物，也會(huì)被掏出來(lái)[5]。把這個(gè)實(shí)例在課堂上講出后，學(xué)生們甚有興趣，追問(wèn)其中的奧秘，當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后，學(xué)生們頓時(shí)對(duì)這位科學(xué)家充滿了崇敬之情，通過(guò)大量這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)例教學(xué)，學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心，教學(xué)效果的提高自不待言。

三、結(jié)語(yǔ)

本文詳盡的分析了計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、手機(jī)等現(xiàn)代化通訊工具普及后對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的影響，由于流體力學(xué)課程知識(shí)體系的特點(diǎn)，這種影響產(chǎn)生的負(fù)面問(wèn)題很多，尤其是教授成長(zhǎng)在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生，更需要轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)，改變教學(xué)觀念，在課堂教學(xué)中廣泛植入實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒虒W(xué)和實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生直面實(shí)際存在的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解，達(dá)到生動(dòng)及形象的把握這些流動(dòng)現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理，有效提升教學(xué)效果的同時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動(dòng)手能力，這對(duì)學(xué)生走向社會(huì)成為一個(gè)具有創(chuàng)造性思維能力、獨(dú)立思考的優(yōu)秀技術(shù)人員也是一個(gè)必不可少的雛形磨礪。

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篇（3）

“流體力學(xué)”課程是我國(guó)高等院校工科專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及土木、能源、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、化工等許多領(lǐng)域。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學(xué)”、“理論力學(xué)”等基礎(chǔ)課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學(xué)生能力培養(yǎng)和知識(shí)體系構(gòu)建過(guò)程中起著“承上啟下”的作用。流體力學(xué)因曾經(jīng)在20世紀(jì)五六十年代對(duì)航空航天事業(yè)的巨大推動(dòng)而倍受世人矚目。近年來(lái)，流體力學(xué)廣泛深入地向邊緣學(xué)科交叉滲透，這就要求相關(guān)領(lǐng)域的工作者要善于從錯(cuò)綜復(fù)雜的工程實(shí)際中獨(dú)立地提出問(wèn)題和解決問(wèn)題。

民辦高職院校的學(xué)生入學(xué)成績(jī)較差、自主學(xué)習(xí)的能力較差。很多學(xué)生對(duì)流體力學(xué)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)模糊，學(xué)生普遍感覺(jué)流體力學(xué)概念抽象，難以理解，對(duì)“流體力學(xué)”產(chǎn)生畏難情緒和厭學(xué)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實(shí)行注冊(cè)入學(xué)，更意味著生源素質(zhì)的良莠不齊，這對(duì)工科專業(yè)的民辦高職院校的“流體力學(xué)”課程教學(xué)是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

一、民辦高職院校學(xué)生的特點(diǎn)

1.入學(xué)成績(jī)較差

民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位，這尤其體現(xiàn)在招生中，往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學(xué)的學(xué)生往往入學(xué)成績(jī)較差，從這幾年金肯職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）的錄取成績(jī)來(lái)看，從90分～330分都有，大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學(xué)生往往數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)較差，計(jì)算能力較差，影響他們對(duì)工科課程的學(xué)習(xí)。

2.自主學(xué)習(xí)的能力較差

從和學(xué)生的交流情況來(lái)看，學(xué)生在課后很少主動(dòng)學(xué)習(xí)、看相關(guān)的書(shū)籍，甚至連作業(yè)都有不能按時(shí)保質(zhì)完成的時(shí)候。

二、如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的主觀能動(dòng)性

民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區(qū)別，使得在“流體力學(xué)”課程教學(xué)中不能照搬上述公辦院校的方法，而要根據(jù)民辦高職院校的特點(diǎn)來(lái)實(shí)行教學(xué)。

陶行知在《中國(guó)教育改造》中指出：“大凡選擇職業(yè)科目之標(biāo)準(zhǔn)，不在適與不適，而在最適與非最適。所謂最適者有二，一曰才能，二曰興味。才能足以樂(lè)業(yè)。”學(xué)習(xí)最有興趣的專業(yè)，因其興趣，才會(huì)有樂(lè)趣，才會(huì)安于學(xué)習(xí)。托爾斯泰說(shuō)過(guò)：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣。”對(duì)民辦高職院校的學(xué)生更應(yīng)注重興趣的培養(yǎng)。

1.教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，降低難度

（1）教學(xué)內(nèi)容精簡(jiǎn)，理論夠用為度。鑒于高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，再結(jié)合高職專業(yè)所實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)——技能性人才，根據(jù)各專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。理論難度夠用為度，不求理論的系統(tǒng)性和完整性。以給排水工程專業(yè)為例，流體靜力學(xué)經(jīng)優(yōu)化后，保留靜壓強(qiáng)及其特性、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用、平面和曲面的靜水總壓力的內(nèi)容，側(cè)重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內(nèi)容。對(duì)我校學(xué)生而言，難以聽(tīng)懂，不如加強(qiáng)基本知識(shí)的介紹，如能透徹理解，對(duì)工作和生活更有用。

（2）教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)職業(yè)特點(diǎn)。應(yīng)該在教學(xué)內(nèi)容中體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)內(nèi)容。對(duì)于面向給排水工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的“流體力學(xué)”課程，其專業(yè)和自來(lái)水、污水的運(yùn)輸和輸送緊密相關(guān)，都離不開(kāi)管、泵的設(shè)計(jì)與使用，這就涉及到流體力學(xué)的許多方面。例如，分析流體在管道內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律、壓力、阻力、流速和輸量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)向?qū)W生指出此處知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)是為了根據(jù)流動(dòng)規(guī)律和各參數(shù)關(guān)系來(lái)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，把知識(shí)點(diǎn)融入到職業(yè)特點(diǎn)中，編成例題進(jìn)行講解。有些概念和理論是學(xué)生首次在“流體力學(xué)”里學(xué)到的，并且會(huì)貫穿到整個(gè)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，例如雷諾數(shù)、水頭損失、沿程水損等，所以，對(duì)于此類知識(shí)的反復(fù)強(qiáng)調(diào)也是非常必要的。把“流體力學(xué)”和“泵與風(fēng)機(jī)”、“管道工程”、“水處理工程”等專業(yè)課聯(lián)系在一起，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)能做到心中有數(shù)，為以后專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。優(yōu)化內(nèi)容的同時(shí)，也不同程度地降低了學(xué)習(xí)內(nèi)容的難度，這在客觀上為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性鋪平了道路。

2.活躍教學(xué)課堂氣氛，營(yíng)造輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境

（1）用重大事件激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的自覺(jué)性、主動(dòng)性和積極性。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎逯v述一些有關(guān)的重大事故、重大災(zāi)害和重大建設(shè)項(xiàng)目（統(tǒng)稱“重大事件”），對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)現(xiàn)在的學(xué)習(xí)與未來(lái)工作之間的關(guān)系、提高學(xué)習(xí)自覺(jué)性、培養(yǎng)熱愛(ài)專業(yè)的思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)很有幫助，同時(shí)也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學(xué)”這一章節(jié)內(nèi)容時(shí)，可舉1993年青海溝后水庫(kù)垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫(kù)容為330萬(wàn)m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫(kù)在庫(kù)水位低于設(shè)計(jì)水位0.75m3的情況下突然垮壩失事，造成288人死亡，40人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失1.53億元。水利部專家組調(diào)查認(rèn)定，溝后水庫(kù)在設(shè)計(jì)上有缺陷，施工中又存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題，運(yùn)行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責(zé)任事故。結(jié)合流體靜力學(xué)講述這一事件時(shí)指出：不管在什么崗位，責(zé)任心和專業(yè)技術(shù)素質(zhì)也許會(huì)關(guān)系到千百人生命財(cái)產(chǎn)的安全。

（2）用工程或生活實(shí)例讓學(xué)生感受到科學(xué)很奇妙，身邊處處有科學(xué)。興趣是學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力，教師應(yīng)該讓學(xué)生直觀形象地了解流體力學(xué)的廣泛應(yīng)用性以及內(nèi)容的趣味性，將與日常生活或生產(chǎn)實(shí)際有關(guān)的例子介紹給學(xué)生。“流體力學(xué)”的理論性較強(qiáng)，公式較多，學(xué)生理解比較困難。如果教師在課程的講解過(guò)程中，多穿插一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，與課本中的理論結(jié)合起來(lái)講，一定會(huì)大大提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好地熟記和應(yīng)用知識(shí)。在靜力學(xué)章節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，可舉“人能下潛多深？”的例子，幫助理解靜力學(xué)基本方程。小時(shí)候經(jīng)常玩的一個(gè)游戲——吹紙條。拿出一個(gè)小紙條，讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣，紙條就會(huì)飄起，這是由于流動(dòng)氣體的壓強(qiáng)小。而解釋流動(dòng)氣體壓強(qiáng)為什么小，要借助伯努利方程來(lái)解釋。“站臺(tái)安全線的由來(lái)”，“神奇的香蕉球”是如何踢出來(lái)的？這也要用伯努利方程來(lái)解釋。身邊的科學(xué)無(wú)處不在，只要仔細(xì)觀察，便能從中領(lǐng)悟到許多道理。

從奇妙的魚(yú)缸、小鳥(niǎo)喝水的杯子到飲水機(jī)的原理，介紹靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用及等壓面的概念。簡(jiǎn)單的原理，小小的發(fā)明，卻給生活帶來(lái)極大的方便，這就是創(chuàng)造發(fā)明的價(jià)值所在。

（3）增加語(yǔ)言的藝術(shù)性，讓枯燥的流體力學(xué)變得優(yōu)美和富有哲理。子曰：“學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦悅乎？”學(xué)習(xí)應(yīng)該是快樂(lè)輕松的事。從幼兒園到小學(xué)，都倡導(dǎo)素質(zhì)教育、快樂(lè)教育。高等教育也應(yīng)該貫徹這一思想，學(xué)習(xí)才能持久。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)極容易枯燥乏味，使學(xué)生聽(tīng)課索然無(wú)味，這必將不利于教學(xué)質(zhì)量的提高。如果我們的授課語(yǔ)言優(yōu)美，講述形象生動(dòng)，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學(xué)”的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)得輕松、自由，甚至浪漫，營(yíng)造出輕松、快樂(lè)的學(xué)習(xí)氛圍。

在緒論中，可以談?wù)劻黧w力學(xué)中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表，是一切生命不可缺少的物質(zhì)，自古至今人們對(duì)它的了解、探索和應(yīng)用創(chuàng)造了豐富的文化物質(zhì)成果。“楚天千里清秋，水隨天去秋無(wú)際”。秋風(fēng)，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動(dòng)現(xiàn)象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂(lè)。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說(shuō)“智者樂(lè)水，仁者樂(lè)山”。老子的名言是“上善若水”。通過(guò)此類講述，使流體力學(xué)增加美的氣息，使力學(xué)融入人文，既說(shuō)明我們的生活與其息息相關(guān)，又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動(dòng)存在著兩種流態(tài)時(shí)，可以借用古代文學(xué)中相關(guān)的名句，如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，描述層流的則有“半畝方塘一鑒開(kāi)，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學(xué)生建立對(duì)流態(tài)十分形象而深刻的印象，從而有助于學(xué)生理解、掌握相關(guān)知識(shí)。

在教學(xué)過(guò)程中，還可穿插著向?qū)W生介紹定律知識(shí)背景的形成過(guò)程，以及相關(guān)科學(xué)家的工作，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)思想，輕松接受相關(guān)知識(shí)。“牛頓粘性定律”是牛頓對(duì)流體力學(xué)的主要貢獻(xiàn)之一，是流體力學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。我們不僅僅要教給學(xué)生科學(xué)知識(shí)的本身，還應(yīng)重視如何使學(xué)生感悟科學(xué)精神。此時(shí)穿插介紹牛頓的哲學(xué)思想和科學(xué)方法。牛頓用引力理論和運(yùn)動(dòng)三定律把天上行星和它們的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同地上重力下墜的現(xiàn)象統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了天上人間的統(tǒng)一，這是牛頓在自然哲學(xué)上的偉大貢獻(xiàn)。

3.突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊地位，讓學(xué)生樂(lè)在其中

突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特殊地位，使教學(xué)貼近實(shí)際，貼近生活。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、競(jìng)賽型的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)錄像、照片、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多種方式貫穿教學(xué)的全過(guò)程，讓學(xué)生看到各類實(shí)驗(yàn)最深刻、真實(shí)的一面，從而豐富學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的見(jiàn)識(shí)，培養(yǎng)職業(yè)意識(shí)和實(shí)踐能力。

（1）開(kāi)發(fā)課堂演示教具和演示實(shí)驗(yàn)。開(kāi)發(fā)一系列課堂教學(xué)演示教具，可以使學(xué)生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來(lái)。課堂演示教具和演示實(shí)驗(yàn)的使用，必須簡(jiǎn)單易行，價(jià)廉物美，且能解決教學(xué)問(wèn)題，這對(duì)民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細(xì)管現(xiàn)象時(shí)，可演示毛巾浸濕的現(xiàn)象，順帶告訴學(xué)生如何在無(wú)人時(shí)給花草自動(dòng)滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現(xiàn)象時(shí)，告訴學(xué)生如何讀數(shù)，如何避免毛細(xì)管現(xiàn)象引起的誤差，同時(shí)可教學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)。講述“流體靜力學(xué)”章節(jié)時(shí)，演示倒扣水杯的實(shí)驗(yàn)，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機(jī)上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學(xué)基本方程的實(shí)際應(yīng)用。這些教具都非常簡(jiǎn)單，也易于獲得，甚至無(wú)需額外花錢，學(xué)生也非常感興趣。

（2）應(yīng)用多媒體教學(xué)演示。并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學(xué)中應(yīng)用的普及，一些復(fù)雜的演示實(shí)驗(yàn)和昂貴的演示教具可以通過(guò)多媒體教學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如雷諾實(shí)驗(yàn)、水躍實(shí)驗(yàn)、水擊現(xiàn)象，在生產(chǎn)實(shí)踐中所應(yīng)用的各種堰，都可一一演示，遠(yuǎn)勝貧乏的語(yǔ)言描述。

（3）用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生參與其中，樂(lè)在其中。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)圍繞職業(yè)特色專題，依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況而設(shè)，如：“自動(dòng)虹吸管的改進(jìn)與應(yīng)用”。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握及興趣度，將他們分成幾個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)小組，然后指導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手組裝，最后依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：激發(fā)學(xué)生的求知欲望和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力；加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解并向外延展；節(jié)省高校實(shí)驗(yàn)室資金投入。

篇（4）

隨著我國(guó)海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)海洋類科技人才的要求也越來(lái)越高。流體力學(xué)是海洋科學(xué)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)體系中占據(jù)重要地位。本課程的任務(wù)是通過(guò)學(xué)習(xí)，了解流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，掌握理想流體動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，掌握理想流體動(dòng)力學(xué)的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無(wú)旋運(yùn)動(dòng)、粘性不可壓縮流體動(dòng)力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門課程具有極強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，從而決定了這門課的教學(xué)目的既要使學(xué)生掌握理論知識(shí)，又要使學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用到實(shí)際工程中去。然而，隨著教學(xué)體制的改革，學(xué)分制實(shí)施，流體力學(xué)的教學(xué)學(xué)時(shí)不斷縮短。課程教學(xué)多是為了滿足培養(yǎng)方案的要求，對(duì)系列化專業(yè)課程支撐不夠，教學(xué)效果不甚理想。因此，為了適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)人才培養(yǎng)的要求，我們對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程的各方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，以達(dá)到以培養(yǎng)出合格的海洋類人才的目的。

1.教學(xué)理念改革

流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是抽象概念多、理論性強(qiáng)、體系復(fù)雜、難度較大，許多知識(shí)點(diǎn)都包含了大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。也正是由于這些特點(diǎn)，所以需要改變傳統(tǒng)的以教師為中心的知識(shí)傳授型的教學(xué)理念，因?yàn)檫@種方式并不能使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)留下深刻的印象，因而教學(xué)過(guò)程效率低，容易造成學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，不利于學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。新教學(xué)理念增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程師生間的互動(dòng)，突出學(xué)生的主體性，改變以往學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中被動(dòng)接收的地位，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，利用現(xiàn)代化的教學(xué)方式，是以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、科研素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)為目的，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。希望通過(guò)流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握流體運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律及其有關(guān)的基本概念、基本理論、基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)具備較強(qiáng)的自學(xué)能力以及創(chuàng)新意識(shí)，為以后專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，打下牢固的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革

由于海洋科學(xué)類專業(yè)教學(xué)要體現(xiàn)海洋特色，海洋學(xué)的研究對(duì)象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動(dòng)力海洋學(xué)研究宏觀海水的運(yùn)動(dòng)，所以無(wú)論在研究對(duì)象、研究目的還是研究方法上面，動(dòng)力海洋學(xué)都是流體力學(xué)的具體應(yīng)用和發(fā)展。

針對(duì)這一教學(xué)內(nèi)容的要求，我們進(jìn)行了流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革，使之適應(yīng)于當(dāng)前的海洋科學(xué)專業(yè)類的教學(xué)。考慮到目前國(guó)內(nèi)的流體力學(xué)課程內(nèi)容相當(dāng)寬泛，并不是特別適合海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)需要，所以在內(nèi)容上作了調(diào)整，保留經(jīng)典流體力學(xué)的基本原理，同時(shí)加入了流體力學(xué)基本原理在海洋學(xué)中的具體應(yīng)用。例如，在講授研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時(shí)，介紹了兩種方法在海洋調(diào)查研究中的應(yīng)用；在講授有旋運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)中，將環(huán)流定理擴(kuò)展到海洋和氣象等方面的具體應(yīng)用；在講授粘性流體動(dòng)力學(xué)時(shí)，補(bǔ)充了柯氏力場(chǎng)中粘性流體的運(yùn)動(dòng)，并深入講授了風(fēng)生海流、地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)梯度流方向隨深度變化的影響等。

這些內(nèi)容的加入和調(diào)整，使學(xué)生不但能夠深入理解相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，還能夠了解其具體的海洋學(xué)應(yīng)用，真正做到學(xué)以致用，并且可以平滑過(guò)渡到一些后續(xù)海洋類專業(yè)課程，如物理海洋學(xué)、海洋氣象學(xué)、大洋環(huán)流等，的學(xué)習(xí)當(dāng)中，同時(shí)也為將來(lái)考研或者研究生階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3.教學(xué)方式的改革

教師教學(xué)方式就是教學(xué)中為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師所采用的一系列的教學(xué)行為和活動(dòng)方式、方法的結(jié)合。考慮到流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，其基本方程、原理的推導(dǎo)較多，所以在傳統(tǒng)上以教師教授法為主，即以教師為主體進(jìn)行知識(shí)的講授教學(xué)活動(dòng)。但是單純的講授法存在一些問(wèn)題，就是容易在課堂上與學(xué)生缺乏互動(dòng)交往，從而不能有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此，在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，將以教為主的教學(xué)設(shè)計(jì)和以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)的良性互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.1多媒體教學(xué)改革

傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方法的特點(diǎn)是推導(dǎo)過(guò)程細(xì)致、講解入微，這在一些復(fù)雜的定理推導(dǎo)過(guò)中可以有效的幫助學(xué)生理解整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程，也有助于學(xué)生掌握推導(dǎo)方法和技巧。但是，板書(shū)教學(xué)也有不足之處，一是采用板書(shū)教學(xué)傳授的信息量不夠大，由于流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中存在大量的公式原理的推導(dǎo)，所以往往需要較多的課時(shí)才能滿足教學(xué)要求；二是部分教學(xué)內(nèi)容不夠直觀，流體力學(xué)的一門理論與實(shí)際結(jié)合的學(xué)科，所以很多的理論都有其對(duì)應(yīng)的實(shí)際流動(dòng)現(xiàn)象，所以板書(shū)對(duì)此無(wú)能為力。

多媒體教學(xué)可以有效的彌補(bǔ)板書(shū)教學(xué)上存在的不足，單課時(shí)能夠提供較多的教學(xué)信息量，有效提高教學(xué)效率。另外，多媒體教學(xué)可以增加課堂教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)效果，通過(guò)一些多媒體素材展示了相關(guān)的流動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種信息傳遞方式，幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，這對(duì)于抽象的流體力學(xué)理論教學(xué)是一種相當(dāng)好的授課形式。但是多媒體教學(xué)也存在一些不足之處，在公式的推導(dǎo)過(guò)程中，翻頁(yè)式的教學(xué)明顯加快了教學(xué)節(jié)奏，使得學(xué)生對(duì)推導(dǎo)過(guò)程了解不夠深入，部分細(xì)節(jié)不明所以，學(xué)生的思考時(shí)間減少，另外就是多媒體教學(xué)的推廣，很多學(xué)生都沒(méi)有了記筆記的習(xí)慣。

針對(duì)以下兩種教學(xué)方式的特點(diǎn)，在海洋科學(xué)專業(yè)流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，我們采用了兩種教學(xué)方式相結(jié)合的方法。對(duì)于一些重要的基本原理，仍然采用傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)，力求傳授給學(xué)生流體力學(xué)的研究方法和研究思路。而對(duì)于推導(dǎo)結(jié)果，則采用多媒體的方式進(jìn)行展示，在實(shí)際的教學(xué)中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學(xué)現(xiàn)象，如波浪、海流、臺(tái)風(fēng)等，將其以直觀的形式與對(duì)應(yīng)的流體力學(xué)理論結(jié)合，這樣既加深了學(xué)生的理解，也引發(fā)學(xué)生進(jìn)行海洋學(xué)研究的興趣。實(shí)際的教學(xué)過(guò)程顯示，課堂教學(xué)效果較好。

3.2課堂教學(xué)過(guò)程改革

為了能夠使學(xué)生更好的融入課堂教學(xué)，在講授法的基礎(chǔ)上，采取了問(wèn)答法、引導(dǎo)法多種教學(xué)方式作為輔助。

問(wèn)答法是教師通過(guò)提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行思考，學(xué)生自己得出結(jié)論來(lái)獲取知識(shí)，可以有效的使學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，合理的設(shè)計(jì)課堂問(wèn)題，避免問(wèn)題過(guò)易或者過(guò)難，前者不能達(dá)到啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考的效果，后者會(huì)讓學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生畏難情緒，不利于知識(shí)的深化教學(xué)。同時(shí)，問(wèn)題的設(shè)計(jì)也要有啟發(fā)性、典型性，問(wèn)題的數(shù)量一般控制在每節(jié)課2個(gè)左右，根據(jù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

引導(dǎo)法是教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對(duì)獨(dú)立的形式學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，這種方法更能鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在流體力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于引導(dǎo)法的使用一般安排在內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，或者教學(xué)內(nèi)容有相似重復(fù)處。如將雷諾輸運(yùn)定理應(yīng)用于連續(xù)方程、動(dòng)量方程等的推導(dǎo)，教師講授連續(xù)方程的推導(dǎo)，而其后對(duì)于動(dòng)量定理、能量定理等的推導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成。通過(guò)這樣的引導(dǎo)過(guò)程，使得學(xué)生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養(yǎng)了自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

3.3引入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法

為了能夠有效的利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，推進(jìn)課程的網(wǎng)絡(luò)化改革，建設(shè)了流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程。為避免網(wǎng)絡(luò)課程成為簡(jiǎn)單的課堂內(nèi)容的重復(fù)再現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮與實(shí)際的課堂教學(xué)的互動(dòng)性與互補(bǔ)性，除了提供課程教學(xué)視頻錄像供學(xué)生復(fù)習(xí)以外，還提供了非常豐富的相關(guān)多媒體教學(xué)資源、輔導(dǎo)資料，并將網(wǎng)絡(luò)課程作為學(xué)生自學(xué)的一個(gè)重要的課后輔導(dǎo)工具，提供在線答疑。另外學(xué)生還可以網(wǎng)絡(luò)課程提出對(duì)于教學(xué)過(guò)程的各種建議反饋，促進(jìn)教學(xué)改革。網(wǎng)絡(luò)課程的開(kāi)設(shè)，使得流體力學(xué)的整個(gè)教學(xué)過(guò)程具有了交互性、共享性、開(kāi)放性、協(xié)作性和自主性等特點(diǎn)。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近幾年較為系統(tǒng)的流體力學(xué)課程教學(xué)改革，包括更新教學(xué)理念、調(diào)整和補(bǔ)充部分海洋特色的教學(xué)內(nèi)容、運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、改革課堂教學(xué)過(guò)程等途徑，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，顯著提升了教學(xué)效果，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。但仍需進(jìn)一步完善教學(xué)體系，提高教學(xué)水平，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，對(duì)海洋科學(xué)類專業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)改革進(jìn)行不斷探索和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟祥林.不同教學(xué)模式下師生角色、教學(xué)效率對(duì)比及改革思路.湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2004年1月，第3卷第1期.

篇（5）

中圖分類號(hào)：G641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2013）12-0220-01

一、重視“緒論”課

在正式緒論課之前，先以“引子”的方式引入流體力學(xué)的概念，并列舉生活中存在的流體力學(xué)現(xiàn)象，例如球類運(yùn)動(dòng)，運(yùn)輸行業(yè)，長(zhǎng)距離體育項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的興趣，并強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)存在于自身身邊，并不是高深的學(xué)問(wèn)，打消學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)困難的顧慮。

再列舉流體力學(xué)在專業(yè)中的應(yīng)用，例如水力學(xué)中的管道、渠道等，空氣動(dòng)力學(xué)中的氣象污染擴(kuò)散、室內(nèi)通風(fēng)等，強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)對(duì)于專業(yè)來(lái)說(shuō)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在流體力學(xué)課程的基礎(chǔ)上架設(shè)的多門專業(yè)課如《化工原理》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》均需要流體力學(xué)課程相關(guān)理論的支撐，使學(xué)生知曉學(xué)好流體力學(xué)課程的重要性與必要性。

之后再少量列舉專業(yè)外流體力學(xué)的應(yīng)用，如水力發(fā)電、火力發(fā)電、心腦血管疾病、石油的開(kāi)采和運(yùn)輸、航空航天、給排水等向?qū)W生傳達(dá)學(xué)好流體力學(xué)不僅可以在本專業(yè)有所發(fā)展，還可以向相關(guān)專業(yè)進(jìn)行滲透，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

二、教學(xué)手段的改革

1.利用輔助教學(xué)手段，將抽象教學(xué)轉(zhuǎn)換為形象教學(xué)

1.1針對(duì)流體力學(xué)課程制作助教型和助學(xué)型兩套多媒體輔助教學(xué)軟件。利用目前國(guó)際上比較前沿的軟件Fluent（在美國(guó)的市場(chǎng)占有率為60%。凡跟流體，熱傳遞及化學(xué)反應(yīng)等有關(guān)的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法以及強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣、渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。其在石油天然氣工業(yè)上的應(yīng)用包括：燃燒、井下分析、噴射控制、環(huán)境分析、油氣消散/聚積、多相流、管道流動(dòng)等等）、Flash、虛擬現(xiàn)實(shí)、錄像等手段針對(duì)流體力學(xué)課程制作助教型和助學(xué)型兩套多媒體輔助教學(xué)軟件。

1.2充分利用助學(xué)型教學(xué)軟件，使授課系統(tǒng)化。授課前先將流體力學(xué)助學(xué)型教學(xué)軟件下發(fā)至每一位學(xué)生，要求部分內(nèi)容自學(xué)，部分內(nèi)容課堂討論、部分內(nèi)容自行設(shè)計(jì)、搭建模型并求解，充分解決傳統(tǒng)講授部分學(xué)時(shí)占用過(guò)大，大部分的學(xué)時(shí)均被教師用來(lái)課堂推導(dǎo)、計(jì)算、分析、總結(jié)，沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性的缺點(diǎn)。并將一些涉及到科技前沿應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)、和日常生活非常接近的知識(shí)點(diǎn)以及涉及到的相似相近內(nèi)容體現(xiàn)在助學(xué)型教學(xué)軟件中，增加學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。

1.3充分利用助學(xué)型教學(xué)軟件，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅涉及到經(jīng)典的流體力學(xué)模型建立、計(jì)算、求解、驗(yàn)證還包括可以將各種模型相互組合，組合后驗(yàn)證經(jīng)典流體力學(xué)經(jīng)典公式、模型在新模型建立及求解過(guò)程中的應(yīng)用。在助學(xué)型多媒體課件軟件中，設(shè)計(jì)各種經(jīng)典流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，規(guī)定學(xué)生在課余時(shí)間自己動(dòng)手在虛擬的助學(xué)型教學(xué)軟件中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，達(dá)到使學(xué)生鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦能力的目的。另外，還可利用助學(xué)型課件軟件中的典型模型組合功能，在課余輔導(dǎo)中，讓學(xué)生自己動(dòng)手建立模型。

1.4充分利用助教型教學(xué)軟件，使教學(xué)不再枯燥乏味。在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到簡(jiǎn)單口述和簡(jiǎn)單二維圖片無(wú)法闡述清楚的內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中輔助老師的講授進(jìn)行演示，不僅可以減少教師的無(wú)謂勞動(dòng)也可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.增加習(xí)題課比例，注重實(shí)踐性習(xí)題

之前的教學(xué)過(guò)程中只是對(duì)課后習(xí)題中出錯(cuò)率較高的習(xí)題進(jìn)行課堂專門講解，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的教學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)這樣的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并沒(méi)有起到大的促進(jìn)和改善，因此將課堂教學(xué)時(shí)間的一部分專門開(kāi)設(shè)為習(xí)題課，選擇有實(shí)踐性甚至是直接從實(shí)踐環(huán)節(jié)總結(jié)出的習(xí)題，習(xí)題給出后，并不由教師直接講授解題思路與方法，而是選擇學(xué)生上講臺(tái)，一邊解題一邊向大家介紹自己的解題思路，在解題的過(guò)程中有的學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)自己考慮的不周全的地方，或者下一位學(xué)生就能夠指出上一位學(xué)生的出錯(cuò)點(diǎn)，這樣全班學(xué)生的思想都被調(diào)動(dòng)起來(lái)進(jìn)行思考，題目也在大家的討論中得到了正確的解答，學(xué)生對(duì)于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握也就更加清楚明了。這樣的做法雖然會(huì)壓縮理論課教學(xué)時(shí)間，但是學(xué)生對(duì)于相應(yīng)概念、公式、理論的理解卻更加深入。讓學(xué)生真正成為課程學(xué)習(xí)的主體，達(dá)到“教”與“學(xué)”的同步。

三、考核方式的改革

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，考試卷子可謂“分量最重”，學(xué)生對(duì)該門課程的掌握程度完全憑借一張?jiān)嚲碇械氖畮椎涝囶}體現(xiàn)，在題目的設(shè)置、試卷的審閱、批改過(guò)程中難免會(huì)遇到平時(shí)課堂表現(xiàn)不錯(cuò)但實(shí)際考分卻并不理想的學(xué)生，因此，筆者將《流體力學(xué)》課程考核方式設(shè)定為40%平時(shí)成績(jī)+60%考試成績(jī)組成，平時(shí)成績(jī)由課堂隨機(jī)提問(wèn)、習(xí)題課習(xí)題完成情況、作業(yè)成績(jī)、課堂出勤率共同組成，強(qiáng)調(diào)在隨機(jī)提問(wèn)與習(xí)題課中，只要積極回答問(wèn)題就會(huì)得到相應(yīng)的加分，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論。考試試卷也由原先的重視計(jì)算題和應(yīng)用題轉(zhuǎn)為多種題型增強(qiáng)多種形式的考核，從多方面考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。

也可以通過(guò)開(kāi)卷或大作業(yè)形式考核學(xué)生靈活運(yùn)用基本理論分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型可為一些綜合性的計(jì)算題和分析題，如：簡(jiǎn)單管網(wǎng)的計(jì)算、簡(jiǎn)單管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行工況的分析等，分值可計(jì)算入平時(shí)成績(jī)并在平時(shí)成績(jī)中占60%～70%的比例。

總之，改革課程考核內(nèi)容是“流體力學(xué)”教學(xué)綜合改革的又一項(xiàng)重要內(nèi)容。必須多能力、全方位地考核學(xué)生，全面反映學(xué)生掌握該課程基本知識(shí)的程度和綜合運(yùn)用能力，動(dòng)手能力。

四、結(jié)語(yǔ)

《流體力學(xué)》是面向應(yīng)用型工程技術(shù)人才的課程，教師在教學(xué)時(shí)要注重教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，不斷進(jìn)行教學(xué)方法的改革，使學(xué)生全面學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)，進(jìn)一步提高“工程流體力學(xué)”課程的教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]朱俊鋒，梅群，李一帆. 淺談土木工程專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革[J]. 山西建筑，2010， 36（23）： 224～225

篇（6）

馬亞生

顧 磊

[摘 要] （工程流體力學(xué)）是能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，合理的評(píng)價(jià)體系能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效果。結(jié)合（工程流體力學(xué)）課程教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀，對(duì)該課程的多元評(píng)價(jià)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在教學(xué)中進(jìn)行探索，結(jié)果表明教學(xué)效果多元評(píng)價(jià)方案能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

[

關(guān)鍵詞 ]工程流體力學(xué)；多元評(píng)價(jià)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-0568(2014)35-0051-03

一、 （工程流體力學(xué)）教學(xué)現(xiàn)狀

《工程流體力學(xué)》是能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，有著承上啟下的作用，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)有著重要的影響。科學(xué)、全面、合理的評(píng)價(jià)體系能提高學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)質(zhì)量、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。但目前的評(píng)價(jià)模式存在一定的局限性，沒(méi)能起到評(píng)價(jià)的導(dǎo)向作用，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

1．教學(xué)中存在的問(wèn)題。 《工程流體力學(xué)》課程要求學(xué)生要具備高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)工程熱力學(xué)等基礎(chǔ)課程的知識(shí)，尤其對(duì)高等數(shù)學(xué)和力學(xué)知識(shí)要求較高。同時(shí)也是泵與風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、鍋爐、制冷、空調(diào)、換熱器、液壓傳動(dòng)、水力輸送等課程的基礎(chǔ)。 《工程流體力學(xué)》的授課內(nèi)容是學(xué)生將來(lái)從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作和科學(xué)研究工作重要的必備知識(shí)。流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，研究對(duì)象是不具有固定形狀的流體，研究理論比較抽象、一些流體現(xiàn)象不能憑直觀感覺(jué)或經(jīng)驗(yàn)去解釋，且經(jīng)驗(yàn)公式繁多、推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜。目前該課程的教學(xué)效果不是很理想，教師難“教”、學(xué)生難“學(xué)”已經(jīng)成為師生的共識(shí)。河海大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）熱能與動(dòng)力工程專業(yè)開(kāi)設(shè)了4學(xué)分，64學(xué)時(shí)（含8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）的工程流體力學(xué)課程，由于是90人以上的大班，教師無(wú)法深入了解學(xué)生。學(xué)生中存在著平時(shí)不學(xué)，考前突擊，考完全忘的現(xiàn)象。教學(xué)沒(méi)有循序漸進(jìn)，易造成后續(xù)課程學(xué)習(xí)上的困難。 《工程流體力學(xué)》是面向工程技術(shù)中的流體力學(xué)，學(xué)生對(duì)大量無(wú)規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式死記硬背是沒(méi)有意義的，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)題才是教學(xué)的目的和核心。傳統(tǒng)的教學(xué)與評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生沒(méi)有導(dǎo)向性，學(xué)習(xí)的積極性不高，主觀能動(dòng)性沒(méi)有得到很好地發(fā)揮，對(duì)身邊的流體力學(xué)問(wèn)題無(wú)從下手，很難做到學(xué)以致用。

2．評(píng)價(jià)方式存在的問(wèn)題。根據(jù)課程教學(xué)、學(xué)生反饋、后續(xù)課程等多方面的調(diào)查分析，目前《工程流體力學(xué)》課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的局限性表現(xiàn)在以下方面：

(1)評(píng)價(jià)的主體單一。現(xiàn)有的《工程流體力學(xué)》評(píng)價(jià)模式主體的是教師。所有環(huán)節(jié)都由教師進(jìn)行評(píng)價(jià)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，忽視了學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的地位。學(xué)生被動(dòng)接受評(píng)價(jià)信息，存在客觀性缺失的現(xiàn)象。

(2)評(píng)價(jià)的內(nèi)容片面。傳統(tǒng)的《工程流體力學(xué)》學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)內(nèi)容包括平時(shí)成績(jī)（書(shū)面作業(yè)、出勤、實(shí)驗(yàn)）和期末考試。期末成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。考試成績(jī)作為主要內(nèi)容來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成效，其最大缺點(diǎn)是側(cè)重于結(jié)果，忽視了過(guò)程。不能充分反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)際能力。工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)目的是學(xué)以致用，所以既要重視學(xué)習(xí)過(guò)程，也要對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、科研攻關(guān)力進(jìn)行全面培養(yǎng)。

(3)評(píng)價(jià)的方式單調(diào)。 《工程流體力學(xué)》課程的評(píng)價(jià)方式是考試分?jǐn)?shù)。雖然在一定程度上能反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，卻不能客觀地反映學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果及學(xué)以致用的能力。考核的僅是學(xué)生對(duì)知識(shí)“復(fù)制”的能力，即評(píng)價(jià)的是學(xué)生的記憶和保持水平，沒(méi)發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在近幾年的教學(xué)中有出現(xiàn)不少高分低能學(xué)生，他們?cè)谡n程考試中可能會(huì)取得較好的成績(jī)，但對(duì)于課本之外知識(shí)的獲取能力較差。部分學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生還表現(xiàn)出死鉆牛角尖的特征，缺乏從宏觀上把握問(wèn)題的主旨及方向。高能低分的情況屢見(jiàn)不鮮。因此，評(píng)價(jià)的方式應(yīng)有側(cè)重，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基本理論，重視解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新意識(shí)的提升。

二、 （工程流體力學(xué)）課程的多元評(píng)價(jià)模式的分析

學(xué)生各自有不同的特征，在學(xué)習(xí)過(guò)程中能表現(xiàn)出多方面的能力，各種能力的水平是有差異的。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果應(yīng)采多元的評(píng)價(jià)模式來(lái)進(jìn)行，多方面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和效果。 四針對(duì)《工程流體力學(xué)》課程的特點(diǎn)，多元評(píng)價(jià)模式包括以下幾方面：

1．評(píng)價(jià)主體的多元化。授課教師、學(xué)生個(gè)人、小組都作為評(píng)價(jià)主體，在條件允許的情況下后續(xù)課程的教師也可以作為評(píng)價(jià)的主體。教師由“一家之言”變?yōu)樵u(píng)價(jià)活動(dòng)的參與者和組織者。學(xué)生由被動(dòng)的被評(píng)價(jià)者變成評(píng)價(jià)主體的參與者。學(xué)生的能力是多方面的，有各自的優(yōu)點(diǎn)與不足。學(xué)生能參與自己學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，能使學(xué)生的主動(dòng)性、自尊心、心理個(gè)性得到張揚(yáng)，發(fā)揮學(xué)生的自主性、探索性和創(chuàng)造性。將3-5名學(xué)生組成小組既可訓(xùn)練學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力也有助于學(xué)生整體素質(zhì)的提高。多元化的評(píng)價(jià)主體，有利于教師與學(xué)生之間的溝通，以及學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)與合作，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。

2．評(píng)價(jià)內(nèi)容的多元化。按照工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的可分為概念學(xué)習(xí)、原理學(xué)習(xí)以及解決問(wèn)題等幾個(gè)階段。不同階段評(píng)價(jià)的內(nèi)容應(yīng)有不同的側(cè)重點(diǎn)。概念及原理階段的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)以引導(dǎo)學(xué)生掌握基本理論、能獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維模式為目的，側(cè)重于啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維。解決問(wèn)題階段是以引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)觀察、將流體力學(xué)知識(shí)與日常生活、水利、水電、能源、環(huán)境、化工等相關(guān)行業(yè)的實(shí)際工程有機(jī)結(jié)合。側(cè)重于學(xué)生流體力學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力、理論聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手情況、團(tuán)隊(duì)合作精神等。

3．評(píng)價(jià)方法的多元化。依據(jù)評(píng)價(jià)內(nèi)容不同，可采用量化評(píng)價(jià)和質(zhì)量評(píng)價(jià)兩種方法。這兩種評(píng)價(jià)方式的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)都要有明確的含義。量化評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)要做到規(guī)范，易于操作，利于學(xué)生按照指標(biāo)要求不斷修正自己的努力方向，以達(dá)到良好學(xué)習(xí)效果。質(zhì)量評(píng)價(jià)是需確定學(xué)生是否積極、方向是否正確而對(duì)某些細(xì)節(jié)和小的利弊得失采取模糊評(píng)價(jià)的方法，包括到課率、課堂表現(xiàn)等。

三、 （工程流體力學(xué)）課程多元評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1．《工程流體力學(xué)》課程的多元評(píng)價(jià)過(guò)程。①根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，合理設(shè)定評(píng)價(jià)內(nèi)容的各項(xiàng)具體指標(biāo)及權(quán)重系數(shù)，并在開(kāi)始教學(xué)時(shí)公布評(píng)價(jià)的各項(xiàng)具體細(xì)則：②教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)主體根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生在評(píng)價(jià)過(guò)程中學(xué)習(xí)：③教學(xué)活動(dòng)后統(tǒng)計(jì)分析各項(xiàng)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，得出學(xué)生學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》評(píng)價(jià)結(jié)果；④根據(jù)需要及時(shí)將評(píng)價(jià)的結(jié)果反饋給學(xué)生本人、授課教師、輔導(dǎo)員、家長(zhǎng)及后續(xù)課程的教師。通過(guò)以上環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)狀況有了客觀的認(rèn)識(shí)，授課教師可以在評(píng)價(jià)的結(jié)果中了解學(xué)生的普遍不足，在今后的教學(xué)中有所側(cè)重，后續(xù)課程的教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況來(lái)調(diào)整授課安排，能對(duì)《工程流體力學(xué)》教學(xué)效果起到很大幫助。

2．《工程流體力學(xué)》課程多元評(píng)價(jià)體系。 《工程流體力學(xué)》的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小測(cè)驗(yàn)、小組學(xué)習(xí)、課程大作業(yè)和期末考試。 《工程流體力學(xué)》課程多元評(píng)價(jià)體系見(jiàn)圖1。

評(píng)價(jià)內(nèi)容的不同評(píng)價(jià)主體也略有不同。例如，由于整個(gè)授課的周期較長(zhǎng)（通常為16周）會(huì)在期中安排小測(cè)驗(yàn)，目的是幫助學(xué)生鞏固以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，這部分內(nèi)容的評(píng)價(jià)由教師來(lái)完成比較恰當(dāng)，也方便教師根據(jù)學(xué)生的掌握情況來(lái)調(diào)整課程的安排。

表1給出了《工程流體力學(xué)》評(píng)價(jià)內(nèi)容的各項(xiàng)指標(biāo)與權(quán)重。評(píng)價(jià)主體根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)給出每項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容相應(yīng)的等級(jí)或分?jǐn)?shù)，成績(jī)加權(quán)平均得到各項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容的成績(jī)，最后總成績(jī)是由各項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容的分?jǐn)?shù)乘上權(quán)重系數(shù)計(jì)算得出。

工程流體力學(xué)多元評(píng)價(jià)側(cè)重于學(xué)習(xí)獨(dú)立分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力的提升，因而對(duì)學(xué)生在過(guò)程中的能力的體現(xiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容權(quán)重系數(shù)較高，如大作業(yè)中分工任務(wù)的完成情況占到總成績(jī)的10%。質(zhì)量評(píng)價(jià)的部分內(nèi)容是按等級(jí)制來(lái)計(jì)分的，級(jí)別包括A+、A、A-、n+、B、B-等。這些等級(jí)在錄入成績(jī)管理系統(tǒng)時(shí)需換算成百分制，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

篇（7）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

流體力學(xué)是一門研究流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學(xué)科，它作為一門嚴(yán)密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，也是土木、機(jī)械、動(dòng)力、水利、環(huán)境等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開(kāi)放以來(lái)，雖然各院校在該課程教學(xué)實(shí)踐中都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問(wèn)題。論文結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革以及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面探討提高流體力學(xué)教學(xué)水平的方法。

一、 流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

流體力學(xué)是一門主要研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，具有理論性強(qiáng)、工程實(shí)際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問(wèn)題能力要求較高等特點(diǎn)。流體力學(xué)建立在理論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機(jī)械等眾多學(xué)科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。另外，流體力學(xué)在環(huán)境工程設(shè)計(jì)和實(shí)際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必備知識(shí)，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時(shí)，流體力學(xué)是環(huán)境工程與其他學(xué)科體系溝通的橋梁，這個(gè)橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無(wú)法替代的，直接影響到環(huán)境工程學(xué)科體系的完善性。因此，提高流體力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好本門課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展顯得十分必要。

目前國(guó)內(nèi)院校的流體力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程大體可歸納為“課前預(yù)習(xí)、課堂教師講授、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課后教師評(píng)閱”的四段串行模式。實(shí)踐證明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在強(qiáng)化理論教學(xué)成果以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學(xué)中注重經(jīng)驗(yàn)理論與公式的講解，而公式多且乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂，課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)性。另外，本科流體力學(xué)理論教學(xué)模式多為填鴨式教育，對(duì)學(xué)生而言，流體力學(xué)課缺少客觀體驗(yàn)，理論抽象，不易理解，而由此帶來(lái)了一系列的問(wèn)題是現(xiàn)在流體力學(xué)課程教學(xué)的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每一學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)完全相同，教師由實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但此手段不能激發(fā)學(xué)生的積極性，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的主體性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性[1]。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在按既定的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案實(shí)踐的過(guò)程中，學(xué)生所得到的主要是從理論知識(shí)到實(shí)踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識(shí)的傳授，具體實(shí)驗(yàn)的演示、引導(dǎo)與糾錯(cuò)，甚至有時(shí)會(huì)耳提面命，因此學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的創(chuàng)造性很難有機(jī)會(huì)得到展示。

因此，采用一種有效的教學(xué)方法進(jìn)行流體力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，以提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并對(duì)相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。

二、 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣

學(xué)生對(duì)任何概念和公式的形成、理解有一個(gè)過(guò)程，而在流體力學(xué)中，這些概念、公式又較為抽象，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的快慢，耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對(duì)邏輯推理的愛(ài)好，就成為教學(xué)中的關(guān)鍵。例如，流體力學(xué)中的三大方程――連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程需通過(guò)輸運(yùn)公式逐步推導(dǎo)而來(lái)，如此的教學(xué)安排便使知識(shí)較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認(rèn)識(shí)各個(gè)方程的物理意義。而輸運(yùn)公式的推導(dǎo)由于邏輯性較強(qiáng)，講授時(shí)就需要花費(fèi)較多的學(xué)時(shí)和精力來(lái)理清邏輯思路，理解每一步推導(dǎo)中的物理含義和數(shù)學(xué)要領(lǐng)，使學(xué)生對(duì)輸運(yùn)公式有一個(gè)清晰準(zhǔn)確地理解。最后，將輸運(yùn)公式中的物理量換成質(zhì)量、動(dòng)量、能量即可得出連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學(xué)更加清晰明了，而且會(huì)使學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強(qiáng)烈的探索感和求知欲。

三、 教學(xué)方法探討

教學(xué)方法作為聯(lián)結(jié)教師和學(xué)生的重要紐帶，在提高教學(xué)質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，工科“流體力學(xué)”課程方法的改革勢(shì)在必行，作者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)該課程特點(diǎn)，認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)方法改革。

（1）重視緒論課的作用

部分教師認(rèn)為緒論課僅是對(duì)流體力學(xué)的簡(jiǎn)單介紹，作用不大，所以對(duì)緒論的授課過(guò)程照本宣科、枯燥無(wú)味。其實(shí)緒論課對(duì)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學(xué)生了解流體力學(xué)課程的窗口，也是教師教學(xué)水平的第一次展示。

講授緒論課的較好方法是介紹流體力學(xué)的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用等。教師要注重講解流體力學(xué)知識(shí)在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目，以展示流體力學(xué)在科學(xué)和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過(guò)介紹流體力學(xué)理論在“神舟號(hào)”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生明白流體力學(xué)這門相對(duì)古老的學(xué)科還具有旺盛的生命力；通過(guò)介紹美國(guó)華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風(fēng)中倒塌的例子，說(shuō)明在實(shí)際工程中忽視流體力學(xué)會(huì)造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學(xué)的發(fā)展史對(duì)于激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時(shí)，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)的將一些重要理論的發(fā)展過(guò)程、重要研究成果展現(xiàn)在學(xué)生的面前[4]。

（2）從實(shí)例中引出教學(xué)內(nèi)容

流體力學(xué)雖有概念多、邏輯性強(qiáng)、理論上較難理解的特點(diǎn)，但卻與生活和生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。在具體教學(xué)內(nèi)容的講解過(guò)程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學(xué)生求趣、求新、求知的心理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教學(xué)內(nèi)容。例如，在講流體粘性時(shí)，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學(xué)知識(shí)時(shí)，可講一些水庫(kù)垮壩事件，主要是設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷和施工存在著質(zhì)量問(wèn)題，不能承受水對(duì)壁面的靜壓力。另外，還可以進(jìn)行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時(shí)流體力學(xué)專家的爭(zhēng)論，通過(guò)分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到學(xué)好流體力學(xué)的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更有意義。

（3）師生互動(dòng)，培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)

調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是加強(qiáng)流體力學(xué)教學(xué)效果的重要條件。作者在每次講課后都會(huì)對(duì)本次課程的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，然后下次課隨機(jī)抽取部分學(xué)生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學(xué)生作出補(bǔ)充和建議。在課堂上，多為學(xué)生提供隨堂練習(xí)的機(jī)會(huì)，師生互相之間進(jìn)行探討和思考，針對(duì)練習(xí)中的問(wèn)題講解做題思路和方法，給予糾正和補(bǔ)充。這種授課模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學(xué)生的思維深度，查漏補(bǔ)缺。學(xué)風(fēng)對(duì)于任何一門課程教學(xué)的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴(yán)格要求學(xué)生，對(duì)作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問(wèn)題并要求其修改。例如，要求學(xué)生對(duì)作業(yè)中的每道題，在解答時(shí)必須寫出已知、求解，并畫(huà)出相應(yīng)圖示，這些小細(xì)節(jié)可以幫助學(xué)生以簡(jiǎn)明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。

（4）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

流體力學(xué)按研究方法可以分為理論流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)。實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)是理論流體力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是計(jì)算流體力學(xué)的檢驗(yàn)依據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中有著極其重要的地位。流體力學(xué)中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式的感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時(shí)候，單從公式上講解并不形象，通過(guò)能量方程實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生非常直觀的理解伯努利方程中每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的意義。對(duì)于沒(méi)有開(kāi)的實(shí)驗(yàn)課，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學(xué)生，也可提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解[6]。

（5）傳統(tǒng)教學(xué)方式和多媒體技術(shù)互補(bǔ)

過(guò)去，流體力學(xué)課程在教學(xué)手段上采用板書(shū)教學(xué)，這種方式能夠在教師的書(shū)寫和同步的講解中促進(jìn)學(xué)生的積極思維與參與意識(shí)，但對(duì)教學(xué)內(nèi)容中比較抽象的概念、復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律，很難用語(yǔ)言和文字準(zhǔn)確、形象地描述。多媒體教學(xué)最大的優(yōu)點(diǎn)是形象、生動(dòng)、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導(dǎo)過(guò)程和思維、學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程是一種很好的方法，在講授偏重于推導(dǎo)過(guò)程的內(nèi)容時(shí)采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時(shí)采用多媒體教學(xué)方法，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)化組合，會(huì)獲得較好的教學(xué)效果[7]。

四、師資隊(duì)伍的建設(shè)

為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進(jìn)的教學(xué)手段，而且要努力研究實(shí)施素質(zhì)教育的教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并且要善于歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，虛心向有經(jīng)驗(yàn)的教師請(qǐng)教，同時(shí)要高度重視學(xué)生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學(xué)思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學(xué)水平。社會(huì)發(fā)展對(duì)教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學(xué)水平的提高和發(fā)展是一個(gè)畢生的過(guò)程，教師應(yīng)該不斷開(kāi)闊視野，更新知識(shí)體系，才能形成對(duì)流體力學(xué)更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。

五、 結(jié)論

論文結(jié)合流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面論述的教學(xué)方法，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使枯燥的流體力學(xué)課堂變得生動(dòng)活潑，多方面激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學(xué)課程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]梁麗珍，牛俊玲.互動(dòng)式流體力學(xué)教學(xué)模式探索[J].化工時(shí)刊，2011（2）：66-67

[2]王發(fā)輝，桑俊勇，張丹.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].電力教育，2009（12）：102-103

[3]鄒惠芬，張培紅，葉盛.流體力學(xué)多媒體教學(xué)的探討[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008（4）：507-509

[4]潘良明，何川，陳紅.流體力學(xué)立體教學(xué)法初探[J].中國(guó)電力教育，2008（11）：73-74.

[5]陳霞.流體力學(xué)教學(xué)方法的探討和研究[J].科技文匯，2011（9）：104-108

篇（8）

作者簡(jiǎn)介：李偉鋒（1976-），男，湖北麻城人，華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，副教授；劉海峰（1971-），男，山東文登人，華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，教授。（上海 200237）

基金項(xiàng)目：本文系2011年華東理工大學(xué)本科教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目、華東理工大學(xué)《流體力學(xué)》精品課程建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。

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）13-0103-02

“為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學(xué)森之問(wèn)”。“錢學(xué)森之問(wèn)”是關(guān)于中國(guó)教育事業(yè)發(fā)展的一道艱深命題，需要整個(gè)教育界乃至社會(huì)各界共同破解。錢老的話一針見(jiàn)血，既對(duì)我國(guó)高校人才培養(yǎng)中存在的創(chuàng)新性不足問(wèn)題提出了尖銳批評(píng)，又對(duì)改革高校人才培養(yǎng)模式提出了殷切希望。[1]

為此，在黨的十報(bào)告中明確提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，指出科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。那么我國(guó)大學(xué)生的創(chuàng)新能力相對(duì)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家為何比較薄弱？相比較而言，中國(guó)式教育比較注重學(xué)生掌握的“知識(shí)量”和解題能力，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家教育更注重學(xué)生的獨(dú)立思維和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；中國(guó)教育側(cè)重于知識(shí)獲取和掌握，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家教育側(cè)重于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這種教育的結(jié)果導(dǎo)致中國(guó)學(xué)生的知識(shí)量大、解題能力強(qiáng)，弱點(diǎn)在于不善于“質(zhì)疑”和“提問(wèn)”，直接導(dǎo)致科技創(chuàng)新能力較差。這個(gè)問(wèn)題的解決除了需要改革高等教育制度之外，也需要每個(gè)高校教育工作者共同去面對(duì)。

本文以華東理工大學(xué)“流體力學(xué)”課程建設(shè)為例，拋磚引玉，介紹如何通過(guò)課程改革，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。就“流體力學(xué)”課程而言，基本任務(wù)和要求是老師完成知識(shí)的講授，學(xué)生完成聽(tīng)講、作業(yè)及考試。但是，這些要求對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為此對(duì)華東理工大學(xué)“流體力學(xué)”課程的授課內(nèi)容、授課方式以及創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行了改革和探索。

一、確立以人為本的教學(xué)改革思路

在我國(guó)古書(shū)中最早明確提出“以人為本”的是春秋時(shí)期齊國(guó)名相管仲。到了近現(xiàn)代，“以人為本思想”在國(guó)家執(zhí)政方略和企業(yè)管理等方面有了新內(nèi)涵和新發(fā)展。高等教育在教學(xué)上是以人為本，還是以知識(shí)為本？傳統(tǒng)的大學(xué)教育模式，忽視引導(dǎo)學(xué)生探索新的知識(shí)，忽視對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育；以教師為中心，沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。我國(guó)目前仍有相當(dāng)多的大學(xué)采用的是“我在上面講，你在下面記”的教學(xué)方式，這沒(méi)有把學(xué)生作為主體。因此課程改革的基本指導(dǎo)思想是要把以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教師是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主導(dǎo)者，而大學(xué)生則是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主體。[2]

具體到“流體力學(xué)”課程內(nèi)容的改革，以人為本的思想表現(xiàn)為教師設(shè)身處地為學(xué)生著想：當(dāng)今大學(xué)生需要什么樣的知識(shí)和能力？華東理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）熱能工程專業(yè)的本科生，將來(lái)一部分成為熱能工程領(lǐng)域的工程師，一部分會(huì)進(jìn)一步深造讀研或者攻博，成為科研工作者。對(duì)于這兩種學(xué)生，除了強(qiáng)化理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握之外，前者渴望了解流體力學(xué)在工程實(shí)踐中是如何應(yīng)用的，如何讓書(shū)本上的流體力學(xué)知識(shí)成為將來(lái)工作中的工具和技能；后者渴望獲取流體力學(xué)的科學(xué)研究思路及方法，如何利用現(xiàn)有的流體力學(xué)知識(shí)開(kāi)展創(chuàng)新性的科學(xué)研究等。為了解決學(xué)生的需求，依托我校煤氣化及能源化工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研優(yōu)勢(shì)，對(duì)“流體力學(xué)”課程的授課內(nèi)容進(jìn)行了改革。授課過(guò)程中，除了基本的三大守恒定律（質(zhì)量、動(dòng)量和能量）以及納維斯托克斯方程的講解外，還著重對(duì)流體力學(xué)在工程中的應(yīng)用和科學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行補(bǔ)充講解。比如，我們加大了對(duì)流體力學(xué)的發(fā)展歷史和最新進(jìn)展的講解，讓學(xué)生了解流體力學(xué)學(xué)科中哪些已解決，哪些尚未解決，困難在哪里？哪些老問(wèn)題有了新進(jìn)展和新思維？在理論性比較強(qiáng)的部分，通過(guò)展示本團(tuán)隊(duì)在流體力學(xué)方面的研究成果，讓學(xué)生了解流體力學(xué)科學(xué)研究的基本方法和基本思路，引導(dǎo)學(xué)生參與科研和投身科學(xué)；在實(shí)踐性比較強(qiáng)的部分，通過(guò)展示本團(tuán)隊(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓建設(shè)的工業(yè)裝置上各個(gè)環(huán)節(jié)中流體力學(xué)知識(shí)是如何應(yīng)用的，讓學(xué)生獲得直觀的感受，為他們將來(lái)走上工作崗位打下基礎(chǔ)。通過(guò)這些教學(xué)內(nèi)容的改革，學(xué)生普遍反映課程容量大、學(xué)有所用。

二、引入探究型授課方式

我國(guó)以往的教育體制在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間里把人才培養(yǎng)的重點(diǎn)放到知識(shí)記憶和應(yīng)試能力上，學(xué)生對(duì)知識(shí)被動(dòng)地接受或吸收，因而學(xué)生的創(chuàng)新能力沒(méi)有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。因此，我國(guó)高等教育的重點(diǎn)應(yīng)該放在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)上，大學(xué)教師在教授已有知識(shí)的同時(shí)，必須把創(chuàng)新理念傳達(dá)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)新。[3]在“流體力學(xué)”課程授課方式的改革中，重點(diǎn)在以下三個(gè)方面對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行了引導(dǎo)和培養(yǎng)。

1.從教師提問(wèn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生提問(wèn)

課堂提問(wèn)是教師檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)講課接受程度的一個(gè)有效手段，能強(qiáng)迫學(xué)生集中精力進(jìn)行思考，但是對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是被動(dòng)的。我們?cè)谑谡n中，鼓勵(lì)學(xué)生課堂提問(wèn)和課間提問(wèn)，也鼓勵(lì)學(xué)生課后采用電話、短信和郵件進(jìn)行提問(wèn)。提問(wèn)的內(nèi)容可以是任何和流體力學(xué)相關(guān)的，對(duì)于這些提問(wèn)，我們都給予詳細(xì)的解答。特別需要注意的是，對(duì)于學(xué)生的原創(chuàng)思維，哪怕是很幼稚或者明顯是錯(cuò)誤的，教師也要予以肯定并進(jìn)行委婉的引導(dǎo)。

2.引導(dǎo)發(fā)散性思維

“流體力學(xué)”課程的講授中，注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科交叉和發(fā)散性思維，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用流體力學(xué)的基本知識(shí)思考身邊的自然現(xiàn)象，比如河流、龍卷風(fēng)、泥石流、沙塵暴和海嘯等，引導(dǎo)學(xué)生思考生物體內(nèi)的生物流體力學(xué)現(xiàn)象等。在講授流體尾流知識(shí)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考汽車、火車和飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力形成的原因以及減小阻力的措施；在講到流體輸送機(jī)械和流體阻力時(shí)，從微觀角度引導(dǎo)學(xué)生思考我們身體內(nèi)血液和細(xì)胞液的輸送和流動(dòng)；從宏觀角度引導(dǎo)學(xué)生思考自來(lái)水輸水管網(wǎng)的鋪設(shè)方式和阻力分布特點(diǎn)，進(jìn)而讓大家思考我國(guó)正在實(shí)施的“西氣東輸”和“南水北調(diào)”等大工程的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)。通過(guò)諸如此類的引導(dǎo)，學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到流體力學(xué)知識(shí)不光是書(shū)本上枯燥的公式和推導(dǎo)，而是和自己的身體、生活、生產(chǎn)實(shí)踐以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)的。這些發(fā)散思維的引導(dǎo)，拓展了學(xué)生的視野，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)和投身科研的熱情。

3.引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑

大學(xué)生們思維方式中一個(gè)最大的問(wèn)題就是對(duì)任何知識(shí)都喜歡抱著“非此即彼，非對(duì)即錯(cuò)”以及“教科書(shū)中的知識(shí)就是真理”的觀念。殊不知，這些觀念是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大敵，科技創(chuàng)新需要一股質(zhì)疑知識(shí)、質(zhì)疑權(quán)威的觀念和勇氣。因此，在授課過(guò)程中，我們告訴學(xué)生有些流體力學(xué)知識(shí)也是不完善的，也在不斷發(fā)展和完善之中，需要包括在座的各位同學(xué)在內(nèi)的眾多科研工作者去繼承、去發(fā)展、去完善。比如，流體力學(xué)中的湍流是公認(rèn)的世界級(jí)難題，在現(xiàn)階段還沒(méi)有完善的公式和理論，但是近年來(lái)在不斷發(fā)展和完善，通過(guò)這種存疑方式的教學(xué)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威和經(jīng)典的意識(shí)和勇氣。

三、全面實(shí)施創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)

提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新實(shí)踐是重要的一環(huán)，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)從理論走向?qū)嵺`的關(guān)鍵。為了提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，我校每年開(kāi)展各種級(jí)別（校級(jí)、上海市級(jí)和國(guó)家級(jí)）大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，并進(jìn)行一定的經(jīng)費(fèi)資助和跟蹤管理。為此，我們每年開(kāi)展多項(xiàng)流體力學(xué)相關(guān)的各種級(jí)別的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題。這些課題分成兩種類型，一種是修完“流體力學(xué)”的學(xué)生根據(jù)興趣，通過(guò)查閱相關(guān)資料后自擬的課題；另一類是教師從承擔(dān)的各種科研項(xiàng)目中挑選流體力學(xué)相關(guān)的小課題來(lái)供學(xué)生進(jìn)行雙向選擇。在整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，從資料的查閱到課題的立項(xiàng)，從項(xiàng)目組成員的組建到經(jīng)費(fèi)的管理，從實(shí)驗(yàn)裝置的搭建、實(shí)施到數(shù)據(jù)處理，從撰寫創(chuàng)新實(shí)踐論文到項(xiàng)目檢查和答辯，都是由學(xué)生來(lái)實(shí)施完成的，教師只起到指導(dǎo)和協(xié)助的作用。學(xué)校在項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程中，主要起到監(jiān)督和管理的作用，比如項(xiàng)目的立項(xiàng)答辯和篩選、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收答辯以及經(jīng)費(fèi)使用的監(jiān)督等。在項(xiàng)目立項(xiàng)、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收幾個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的淘汰制，防止有的學(xué)生走過(guò)場(chǎng)、片面追求創(chuàng)新學(xué)分而不注重實(shí)效。通過(guò)實(shí)施這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生鞏固了書(shū)本知識(shí)，更重要的是完成教學(xué)和科研的互動(dòng)以及理論和實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生思考問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)新能力得到了較大提高。

四、結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是擺在教育工作者面前的一項(xiàng)刻不容緩的系統(tǒng)工程，需要努力探索新的思路和舉措。在課程建設(shè)中，應(yīng)貫徹學(xué)生是主體、教師是主導(dǎo)的教育思想，樹(shù)立知識(shí)、能力和創(chuàng)新三位一體的教育理念，構(gòu)建注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的新教學(xué)模式。教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)引入探究型學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑和提問(wèn)，并使學(xué)生積極參與創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)這些課程和教學(xué)方式的改革來(lái)綜合提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

篇（9）

【中圖分類號(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，也是一門重要的基礎(chǔ)課程，它已經(jīng)發(fā)展成為一門深入各個(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)力工程類各專業(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“黃河奇觀”，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次列車失事。列車被風(fēng)吹翻，看似是個(gè)笑話，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次旅客列車在行至南疆線珍珠泉至紅山渠間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)車后9至19位的后部車廂全部脫軌，導(dǎo)致南疆線被迫中斷行車，那么其中的原因該作何科學(xué)解釋呢？

圖2 5807次列車失事圖片

黃河壺口瀑布及列車被風(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)容和流體專業(yè)知識(shí)的限制，可對(duì)流場(chǎng)的邊界條件和邊界類型多做一些講解，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)本專業(yè)及有關(guān)學(xué)科的科研活動(dòng)，才能加深對(duì)本專業(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，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)于車輛工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及工程等普通工程類專業(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)專業(yè)特點(diǎn)來(lái)選定，結(jié)合不同專業(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

篇（10）

中圖分類號(hào)：642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2013）03-0030-02

“工程流體力學(xué)”課程是以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)、工程熱力學(xué)為基礎(chǔ)，集概念、公式、實(shí)際應(yīng)用于一體的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程基本概念抽象，公式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用眾多，尤其在石油行業(yè)尤為突出。石油工業(yè)中的許多問(wèn)題都要采用流體力學(xué)理論解決，諸如鉆井液循環(huán)壓力和流速的設(shè)計(jì)，套管強(qiáng)度的校核，采油過(guò)程中油井采出的流體在泵或井筒內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律分析，地面管線的布設(shè)，管徑設(shè)計(jì)，管線強(qiáng)度的校核，壓差與流量之間關(guān)系的確定，輸液泵的選擇和安裝位置的確定，儲(chǔ)油罐強(qiáng)度的校核，油品裝卸時(shí)間的計(jì)算，油品和天然氣的計(jì)量，氣蝕和水擊等現(xiàn)象的預(yù)防等。解決這些問(wèn)題，要求從事石油工程技術(shù)的科學(xué)工作者必須具備“工程流體力學(xué)”知識(shí)，以便在石油工程的建設(shè)和管理中更好地發(fā)揮作用。為了使學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)掌握該課程的內(nèi)容，教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要。對(duì)如何設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，本文主要從以下四個(gè)方面加以說(shuō)明。

一、教學(xué)由多媒體與板書(shū)共同完成

教學(xué)板書(shū)是教師教學(xué)思路的整體反映，是教師在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生理解和記憶，以及啟發(fā)學(xué)生思考的重要手段，是教學(xué)過(guò)程中不可缺少的組成部分。教學(xué)板書(shū)以文字、符號(hào)、圖表等手段將教學(xué)內(nèi)容直接訴諸學(xué)生的視覺(jué)，豐富了學(xué)生的感知表象，有助于學(xué)生吸收和掌握知識(shí)信息。在授課過(guò)程中，筆者把學(xué)生對(duì)使用板書(shū)和多媒體的意見(jiàn)進(jìn)行調(diào)查，90%的學(xué)生更傾向于使用板書(shū)教學(xué)。

由于“工程流體力學(xué)”課程，基本概念多、難理解，公式復(fù)雜難懂，采用板書(shū)邊寫邊講解，給學(xué)生留有足夠的時(shí)間去理解，去認(rèn)知，接受起來(lái)更容易一些。但是流體本身運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，沒(méi)有固定的形狀，在外力作用下，流體流動(dòng)狀態(tài)、流動(dòng)規(guī)律是什么樣的，在板書(shū)上表達(dá)起來(lái)可能不夠準(zhǔn)確，不夠形象、逼真；而采用多媒體[1]，將其制作成圖片或動(dòng)畫(huà)課件，則直觀明了，生動(dòng)具體，給學(xué)生在視覺(jué)上以新穎的感覺(jué)，在頭腦里的印象會(huì)更深刻一些。比如：講工程流體力學(xué)的發(fā)展史，單純講授枯燥無(wú)味。此時(shí)，制作多媒體課件展示給大家， 比如弧線球也稱香蕉球，找一個(gè)足球明星踢弧線球的視頻放里面，邊放映邊講解，學(xué)生很感興趣，還學(xué)到了知識(shí)，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，起到了很好的引導(dǎo)效果。

二、將計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件融入到理論教學(xué)中

“工程流體力學(xué)”一般采用理論方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算三種方法研究，其中，數(shù)值計(jì)算就是使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件計(jì)算[2]，是當(dāng)今比較常用也比較流行的方法。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（簡(jiǎn)稱CFD）是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。CFD可以看作是在流動(dòng)基本方程控制下對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬。通過(guò)這種數(shù)值模擬，可以得到極其復(fù)雜問(wèn)題的流場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置上基本物理量（如速度、壓力、溫度、濃度等）的分布，以及這些物理量隨時(shí)間的變化情況，確定漩渦分布特性、空化特性及脫流區(qū)等。CFD方法克服了理論方法和實(shí)驗(yàn)方法的局限性，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的計(jì)算，就好像在計(jì)算機(jī)上做一次物理實(shí)驗(yàn)。例如，機(jī)翼的繞流，通過(guò)計(jì)算機(jī)并將其結(jié)果在屏幕上顯示，就可以看到流場(chǎng)的各種細(xì)節(jié)；如激波的運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度、渦的生成與傳播、流動(dòng)的分離、表面的壓力分布、受力大小及其隨時(shí)間的變化等。數(shù)值模擬可以形象地再現(xiàn)流動(dòng)情景，與做實(shí)驗(yàn)沒(méi)有區(qū)別。

目前，CFD軟件中比較著名的就是Fluent軟件。所以可以在教學(xué)中使用Fluent軟件模擬，給學(xué)生展示流動(dòng)規(guī)律和流動(dòng)結(jié)果。例如：馮?卡門渦街，不同形狀物體繞流使用Fluent進(jìn)行模擬，既直觀又能清楚地展現(xiàn)流動(dòng)規(guī)律，同時(shí)對(duì)流體本身產(chǎn)生無(wú)限的向往，對(duì)“工程流體力學(xué)”課程充滿了期待和興趣，為學(xué)生以后學(xué)習(xí)軟件打下了基礎(chǔ)。

三、實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)

隨著我國(guó)與世界的接軌，隨著世界一體化進(jìn)程，迫切需要大量精通兩種以上語(yǔ)言的人才，作為一種培養(yǎng)國(guó)際化人才的有效手段，雙語(yǔ)教學(xué)勢(shì)在必行。高等教育作為教育的前沿陣地，也要同國(guó)際接軌。雙語(yǔ)教學(xué)本身就是我國(guó)高等教育國(guó)際化趨勢(shì)的客觀要求，對(duì)高校來(lái)講，可以加強(qiáng)國(guó)內(nèi)高校和國(guó)外高校的教學(xué)合作，高校之間的合作項(xiàng)目越來(lái)越多，有助于國(guó)內(nèi)外專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)體系的統(tǒng)一和完善；對(duì)教師來(lái)說(shuō)，可以促進(jìn)國(guó)內(nèi)高校教師同國(guó)外高校教師的學(xué)術(shù)交流，國(guó)內(nèi)高校教師可從中了解到很多世界前沿知識(shí)，并有效地傳遞給學(xué)生；從學(xué)生自身來(lái)看，打破了語(yǔ)言障礙，學(xué)生能夠在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)較好地將母語(yǔ)和英語(yǔ)這兩種語(yǔ)言之間根據(jù)交際對(duì)象和工作環(huán)境的需要進(jìn)行切換，有效地開(kāi)展交流與合作，并且多掌握一種語(yǔ)言，就多了一份生存的手段，多了一份了解外部先進(jìn)世界的途徑，多一份機(jī)會(huì)。雙語(yǔ)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用外語(yǔ)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且有利于學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握、精通一門外語(yǔ)（主要是英語(yǔ)），能夠多一種思維方式，學(xué)會(huì)從多種角度，用不同觀點(diǎn)看問(wèn)題，進(jìn)而提升競(jìng)爭(zhēng)能力，同時(shí)也為培養(yǎng)“復(fù)合型”人才奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)今實(shí)施“雙語(yǔ)教學(xué)”，既符合與時(shí)俱進(jìn)的要求，又能夠提升教學(xué)水平，這意味著在教學(xué)中實(shí)施“雙語(yǔ)教學(xué)”勢(shì)在必行。在“工程流體力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中改變使用單純母語(yǔ)（漢語(yǔ)）的教學(xué)方式，將外語(yǔ)（主要是英語(yǔ)）運(yùn)用于其教學(xué)的全過(guò)程之中，使之與母語(yǔ)教學(xué)互相融合、互相促進(jìn)，既體現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的特色和針對(duì)性的同時(shí)，又能夠全面提高學(xué)生的外語(yǔ)應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)，使教學(xué)更好地適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。在“工程流體力學(xué)”教學(xué)中推行雙語(yǔ)教學(xué)，使學(xué)生在雙語(yǔ)教學(xué)課堂中提高英語(yǔ)水平，學(xué)會(huì)用英語(yǔ)表達(dá)專業(yè)知識(shí)，繼而過(guò)渡到用英語(yǔ)去思維、求知、交流，以便熟練地用外語(yǔ)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。這種教學(xué)模式既符合經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展對(duì)涉外人才基本素質(zhì)的要求，也符合大學(xué)各專業(yè)交叉融合的發(fā)展方向，是教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

根據(jù)“工程流體力學(xué)”課程的特點(diǎn)，在其教學(xué)中可以使用綜合型教學(xué)模式。即對(duì)一些基本概念、基本理論，比較好理解的，可以采用浸入型；而對(duì)一些公式的推導(dǎo)，專業(yè)性比較強(qiáng)的，難于理解的采用過(guò)渡型。另外，將一些流體發(fā)展的歷史、實(shí)例用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行授課，達(dá)到直觀的效果。

四、注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

“工程流體力學(xué)”也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)[3]。很多流體力學(xué)理論都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，理論分析得出的結(jié)果需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，而實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行又需要用分析得出的理論來(lái)指導(dǎo)。因此，實(shí)驗(yàn)是“工程流體力學(xué)”課程的重要組成部分，是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。它不僅是為了驗(yàn)證理論，有助于學(xué)生學(xué)好流體力學(xué)，而且是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究、提高獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。

隨著大學(xué)教育的普及，受教育的人數(shù)迅猛增長(zhǎng)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備與人數(shù)增長(zhǎng)不成比例，導(dǎo)致教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的間隔周期較長(zhǎng)，使得實(shí)驗(yàn)前，有些學(xué)生并沒(méi)有做好充分的準(zhǔn)備，并且缺乏必要的理論復(fù)習(xí)，對(duì)即將做的實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)沒(méi)概念，致使理論和實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)效果不佳。但是對(duì)學(xué)生的考核僅僅是一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，導(dǎo)致有些報(bào)告抄襲嚴(yán)重，甚至有些學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，看別人怎么做就怎么做。這樣，學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力怎么能培養(yǎng)出來(lái)？更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維。實(shí)驗(yàn)課是教學(xué)的必要環(huán)節(jié)，也是重要環(huán)節(jié)，不容忽視。

1.實(shí)驗(yàn)前，回顧與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)了解本次實(shí)驗(yàn)和相關(guān)理論，這里的相關(guān)理論不是本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)該由學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)；也可以將本實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄制成一段視頻，讓學(xué)生提前看一下，熟悉一下實(shí)驗(yàn)過(guò)程，視覺(jué)在人心中留的印象會(huì)更深刻一些，做到心中有數(shù)，這樣真正自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)就不會(huì)茫然。

2.由于時(shí)間和設(shè)備的限制，實(shí)驗(yàn)只能就某一種情況進(jìn)行操作，對(duì)其他條件變化時(shí)會(huì)有什么樣的規(guī)律不能面面俱到，這時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件演示也會(huì)收到很好的教學(xué)效果。所以，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件不僅在教學(xué)中，在實(shí)驗(yàn)中的作用也是顯著的。

3.在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課考核的方法也應(yīng)該相應(yīng)地加以整改。通過(guò)純粹的書(shū)面實(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤率進(jìn)行考核，學(xué)生互相抄襲，敷衍了事，實(shí)驗(yàn)做完后真正的原理還沒(méi)弄明白。為了避免此類情況的發(fā)生，一方面，考核每個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，邊做實(shí)驗(yàn)邊講解，不僅能夠鍛煉學(xué)生動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓZ(yǔ)言表達(dá)能力相應(yīng)地也有所提高，為此應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)教師的人數(shù)；另一方面，除了增加實(shí)驗(yàn)課在最終成績(jī)的比例（10%）外，還要在期末試卷中增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解能力和掌握情況。

為了使學(xué)生能夠更好地掌握“工程流體力學(xué)”課程的內(nèi)容，教學(xué)需要改革，這就要求當(dāng)代大學(xué)教師不斷地嘗試、不斷地探索新的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。本文針對(duì)“工程流體力學(xué)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，提出了幾點(diǎn)教學(xué)建議，希望對(duì)工作在一線的流體力學(xué)教師有點(diǎn)幫助。

參考文獻(xiàn)：

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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)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)，研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜，故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對(duì)學(xué)生的綜合分析處理問(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)好這門課，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門課教學(xué)的成敗。

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門課的窗口，也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過(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).