與流體力學相關的現(xiàn)象大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇與流體力學相關的現(xiàn)象范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

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：TQ021.1 文獻標識碼：A

1 計算流體力學概述

作為流體力學的一個分支，計算流體力學主要負責，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動量方程、熱量方程、質量方程以及其它的一些相關方程，然后通過進行計算機模擬，得到在特定條件下流體的有關數(shù)據(jù)。計算流體力學主要根據(jù)動量、能量、質量守恒方程，通過數(shù)值計算方法來求解出流動主控方程，并最終得到各種流動現(xiàn)象的規(guī)律。

計算流體力學主要包括3種計算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個涉及到多個領域的學科，它不僅包括計算機科學、流體力學等專業(yè)學科，還有計算幾何學、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學理論知識。通過計算流體力學進行模擬，主要是為了作出預測和獲得信息，來更好的控制流體流動。理論的預測主要來自于數(shù)學模型結果，并不是來源于實際的物理模型結果。

起初，計算流體力學主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動力學方面的流體力學問題。計算流體力學的計算與實驗研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計算流體力學成為對各種流動系統(tǒng)和流動過程，進行設計、操作和研究的有利工具。

在上個世紀60年代末期，在流體力學各相關行業(yè)中，計算流體力學已經(jīng)得到了廣泛應用，直到上世紀90年代后期，才開始對于化學工程的模擬計算，現(xiàn)在化工領域中，計算流體力學已經(jīng)成為流體流動和傳質的重要研究工具。

在各種化工裝置中，計算流體力學都可以進行模擬、分析、預測，比如說，可以在流體流動過程中，對于其中的傳質、傳熱進行預測，比如在蒸餾塔中進行的兩相傳質流動狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設備可以進行模擬設計、放大；可以對化學反應及反應速率進行描述分析，并在反應器中進行模擬，比如可以在燃燒反應器、生化反應器，可以進行反應速率的模擬；另外，還可以進行一些設備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動的模擬。

2 計算流體力學在化學工程中的應用

2.1 計算流體力學在攪拌槽中的應用

由于攪拌槽內(nèi)部流動比較復雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對一些混合設備，比如攪拌槽等，進行放大設計的時候，往往經(jīng)驗成分要多于理論計算。在實際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應體系，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)模的反應器中，而且，不均勻性的嚴重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗放大設計的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對攪拌槽的內(nèi)部流場展開研究。

最初，Harvey等對攪拌槽內(nèi)的流場，利用計算機進行二維模擬，這些年來，通過采用計算流體力學的方法，對攪拌槽內(nèi)的流場進行研究的技術，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費的同時，也可以獲得實驗所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對攪拌槽氣液兩相流動，利用計算流體力學的湍流模型進行了三維模擬，實驗結果顯示，計算流體力學能很好地對攪拌器上部氣體分布進行預測，對攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計算流體力學軟件Fluent，對Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時間相關的三維數(shù)值預測，和實驗結果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項結果一致，但在湍動能的結果上，計算值和實驗結果還是存在一定差異的。

之后，又進行了許多類似的實驗，實驗證明，通過計算流體力學與數(shù)字粒子圖像測速儀相結合，有益于更深入地對攪拌裝置進行研究。通過數(shù)字粒子圖像測速儀的測量數(shù)據(jù)，可以對計算流體力學的計算結果進行驗證，另外，數(shù)字粒子圖像測速儀的測定點速度，也可以作為計算流體力學的邊界條件。除此之外，多普勒激光測速儀也可以與計算流體力學相結合，用于研究攪拌。

2.2 計算流體力學在換熱器中的應用

在化學工程中，換熱設備應用比較廣泛，它可以詳細、準確地對殼程的流動、傳熱特性做出預測，這不僅有助于設計經(jīng)濟和可靠的換熱器，還有助于對現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評價，在工業(yè)的應用過程中起著十分重要的作用。

管殼式換熱器不僅具有比較復雜的幾何結構，而且流動、傳熱的影響因素也比較多，通過計算流體力學，利用計算機對換熱器殼側流場進行模擬，這就有助于對殼側瞬態(tài)的溫度場、速度場加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對換熱器的機理分析以及結構優(yōu)化。

其中，一些國外專家針對換熱器內(nèi)，流體流動的計算流體力學模擬展開過一些研究。熊智強等專家，針對換熱器弓形折流板流場，利用該技術進行了數(shù)值模擬，研究結果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動死區(qū)，導致一些區(qū)域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計算流體力學計算結果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側壓降有了明顯降低。

一般來說，管殼式換熱器中流體流動為湍流，與此同時，在實際的應用過程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計算增加了難度。現(xiàn)在，針對于管殼式換熱器殼程流動的研究，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算流體力學模擬應用的還是比較少的。

2.3 計算流體力學在其他方面的應用

在其它的一些化工領域中，計算流體力學的應用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應用，在薄膜蒸發(fā)器中的應用，在燃燒反應器中的應用，在生化反應器中的應用，如下進行簡要概述。

在精餾塔氣液兩相流動、傳質的研究過程中，計算流體力學是其中的一項重要工具，通過進行計算流體力學模擬，可以微觀的檢測到塔內(nèi)氣液兩相流動狀況。當然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動上，計算流體力學模擬也存在一些不足，比如說，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動的模擬上，模擬結果與實驗值還是存在一定偏差的。這主要因為數(shù)學模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學的理論分析上，還是實驗研究，都需要進一步加強。

通過計算流體力學的應用，對薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場分布實現(xiàn)成功預測，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進一步滿足了對液膜流動、傳熱、傳質機理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過程比較復雜，無論國內(nèi)還是國外，基于計算流體力學技術，針對薄膜蒸發(fā)器流體流動特性所展開的研究還是比較少的。

在各種燃燒系統(tǒng)中，計算流體力學的應用也是比較廣泛的。通過計算流體力學，在燃燒過程中，可以對各種狀態(tài)參數(shù)進行模擬，對燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實現(xiàn)對燃燒反應器的優(yōu)化，還可以相應的控制污染物排放量。

另外，在生化反應器模擬研究的過程中，計算流體力學也是一個重要的手段。生物反應器包括攪拌式生化反應器、氣升式環(huán)流反應器等，通過對計算流體力學技術的應用，不但可以獲取速度場、溫度場、濃度場等方面的詳細信息，還有助于對生化反應器優(yōu)化、設計、放大等方面的研究。

但是，目前計算流體力學技術仍然不是很成熟，比如說，一些復雜物理、湍流、反應等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應用上，數(shù)學模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對研究對象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計算流體力學技術已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學技術的發(fā)展，在化工領域中，計算流體力學技術將會得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1] 張少華.化學鏈燃燒系統(tǒng)設計與計算流體力學模擬.華中科技大學碩士學位論文.2011(07).

篇（2）

前言

流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會隨時間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學的基本理論非常嚴密，描述流體流動現(xiàn)象的數(shù)學方程非常復雜，高度非線性[1]，因此學生對流體力學敬而遠之的現(xiàn)象比較嚴重。此外由于因特網(wǎng)及電子計算機的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長的學生接觸和感受實際發(fā)生的各種流體流動現(xiàn)象的機會大大減少，對自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學生在接受流體力學教育之前所受的應試教育的影響下[2]，學習只是為了在短時間內(nèi)對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，近年來許多學者從教育學的角度提出了疑問[2]。只有直面實際的流體流動現(xiàn)象，抓住問題的本質，才能誕生真正的學問和研究。筆者基于對本科和研究生的流體學教學中存在的難點和問題，指出了重視流體流動現(xiàn)象的觀察和理解對提高流體力學的教學效果的必要性和重要性。

一、流體力學教學面臨的問題

（一）新形勢下學生所處的社會環(huán)境變化

學生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時間和機會大大超過了自己親自動手制作道具及模型的體感玩耍時間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機會大大減少。

因特網(wǎng)的普及使得在短時間內(nèi)獲得大量的信息或實時獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠了紙質圖書及相關文獻這些知識比較系統(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，還有很多不準確甚至錯誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識體系的。

手機在學生中的普及也使得學生們在實際問題時，不是自己獨立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨立制定計劃，對可能事態(tài)進行預測，獨立進行解決問題的能力。這恰恰是對一個未來走向社會成為一個優(yōu)秀的技術人員的必經(jīng)的磨礪之道。

（二）流體力學教學面臨的問題

流體流動的力學模型及其運動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應關系就是最好的一個例證。大多數(shù)學生雖然能夠使用牛頓粘性定律進行計算，但對運動的流體為何會產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對于涉及到流體力學的某些技術或產(chǎn)品設計，只要懂得一定的計算即可，但是對于開發(fā)和設計全新的產(chǎn)品，如不能準確把握所涉及到的相關流體流動的物理本質，有時會產(chǎn)生完全錯誤的設計結果。

流體的運動狀態(tài)繁多，流體力學融合領域廣，要求學生掌握更多的學科預備知識，尤其對數(shù)學知識的要求更高，使部分學生覺得流體力學是難以接近的一門課。同一流動現(xiàn)象常常可以從多個角度進行解釋，容易使學生產(chǎn)生混亂。比如對翼型的流體力學工作原理，可以從流體流動的動量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個方面進行解釋，解釋方法之多反而會使學生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個本質，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認識上的混亂，將學到的知識條理化、系統(tǒng)化。

描述流體流動的數(shù)學方程高度非線性化，數(shù)學上求解比較困難。描述流體流動的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學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)學功底，但近年來學生的數(shù)學和力學基礎存在下降的趨勢。

學生在進入大學前所接受的應試教育的影響很大，以考試成績自評學習效果的認識根深蒂固[4]。實際的流體流動現(xiàn)象往往沒有單純的標準答案，有時甚至存在多個解，重要的是抓住流動現(xiàn)象的物理本質，系統(tǒng)的理解流體力學的基本原理。

二、教學方法對應

解決上述問題的根本方法，筆者認為只有從流體力學教學上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學生準確的把握物理本質。為此在流體力學課堂上，廣泛采用流體模型教學和實例教學，增加學生觀察理解各種流動現(xiàn)象的機會，喚起他們對本門課的興趣的同時，讓他們形成為探究流動現(xiàn)象背后的物理本質進行思考的習慣，這對解決流體力學教學所面臨的問題至關重要。

使用電吹風斜向上吹一個讓學生事先準備好的氣球模型，沒經(jīng)驗的學生會意外的發(fā)現(xiàn)氣球會向斜上方飄起。這一流體流動現(xiàn)象可從風從氣球上部通過時，由于氣球表面的影響風的流向會產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風的動量變化必然產(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得到解釋。從這一簡單的模型教學，還可以解釋飛機的機翼通過改變空氣的流向進而獲得升力的流體力學上的工作原理。

在一個裝滿水的塑料瓶內(nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個可移動桌面上，使桌面等直線加速運動，可發(fā)現(xiàn)鋼球運動較慢留在瓶底，而泡沫球運動較快停在瓶嘴附近。觀察這一個現(xiàn)象引導學生：泡沫球運動得較快是因為等加速運動瓶內(nèi)流體的靜壓在運動方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進方向的壓力大于等加速運動產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對于塑料瓶向前運動；而作用于鋼球的前進方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進方向的靜壓力，因此鋼球相對于塑料瓶向后移動。這一模型教學比一般教科書上關于流體等加速直線運動流體的靜壓分布的例題更容易使學生抓住問題本質，且能培養(yǎng)學生獨立思考之習慣，使學生體會到透過流體流動現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學基本規(guī)律的樂趣。

經(jīng)常使用立式洗衣機的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會被掏出來[5]。把這個實例在課堂上講出后，學生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學家、數(shù)學家、力學家及醫(yī)學家于一身的瑞士的大科學家的基本情況后，學生們頓時對這位科學家充滿了崇敬之情，通過大量這種實驗模型及實例教學，學生們對學習流體力學這門課更有了興趣和信心，教學效果的提高自不待言。

三、結語

本文詳盡的分析了計算機、因特網(wǎng)、手機等現(xiàn)代化通訊工具普及后對學生產(chǎn)生的影響，由于流體力學課程知識體系的特點，這種影響產(chǎn)生的負面問題很多，尤其是教授成長在應試教育體制下走入大學的學生，更需要轉換認識，改變教學觀念，在課堂教學中廣泛植入實驗模型教學和實例教學，讓學生直面實際存在的各種流體流動現(xiàn)象，通過實際的流體流動現(xiàn)象的觀察和理解，達到生動及形象的把握這些流動現(xiàn)象背后的流體力學的基本定理，有效提升教學效果的同時，通過簡單實驗模型的制作還可提高學生的動手能力，這對學生走向社會成為一個具有創(chuàng)造性思維能力、獨立思考的優(yōu)秀技術人員也是一個必不可少的雛形磨礪。

[參考文獻]

[1]黃衛(wèi)星.工程流體力學[M].北京:化學工業(yè)出版社，2008.

[2]李丹，楊斯瑞.應試教育與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)[J].繼續(xù)教育研究， 2009， 25(2): 180-185

篇（3）

“流體力學”課程是我國高等院校工科專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課，涉及土木、能源、醫(yī)學、環(huán)境、化工等許多領域。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學”、“理論力學”等基礎課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養(yǎng)和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。流體力學因曾經(jīng)在20世紀五六十年代對航空航天事業(yè)的巨大推動而倍受世人矚目。近年來，流體力學廣泛深入地向邊緣學科交叉滲透，這就要求相關領域的工作者要善于從錯綜復雜的工程實際中獨立地提出問題和解決問題。

民辦高職院校的學生入學成績較差、自主學習的能力較差。很多學生對流體力學現(xiàn)象認識模糊，學生普遍感覺流體力學概念抽象，難以理解，對“流體力學”產(chǎn)生畏難情緒和厭學現(xiàn)象，學習積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實行注冊入學，更意味著生源素質的良莠不齊，這對工科專業(yè)的民辦高職院校的“流體力學”課程教學是個嚴峻的挑戰(zhàn)。

一、民辦高職院校學生的特點

1.入學成績較差

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。這就意味著入學的學生往往入學成績較差，從這幾年金肯職業(yè)技術學院（以下簡稱“我校”）的錄取成績來看，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生往往數(shù)學物理基礎較差，計算能力較差，影響他們對工科課程的學習。

2.自主學習的能力較差

從和學生的交流情況來看，學生在課后很少主動學習、看相關的書籍，甚至連作業(yè)都有不能按時保質完成的時候。

二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性

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”課程教學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來實行教學。

陶行知在《中國教育改造》中指出：“大凡選擇職業(yè)科目之標準，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。才能足以樂業(yè)。”學習最有興趣的專業(yè)，因其興趣，才會有樂趣，才會安于學習。托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發(fā)學生的興趣。”對民辦高職院校的學生更應注重興趣的培養(yǎng)。

1.教學內(nèi)容優(yōu)化，降低難度

（1）教學內(nèi)容精簡，理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點，再結合高職專業(yè)所實現(xiàn)的目標——技能性人才，根據(jù)各專業(yè)的側重點，對教學內(nèi)容進行優(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，流體靜力學經(jīng)優(yōu)化后，保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內(nèi)容，側重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內(nèi)容。對我校學生而言，難以聽懂，不如加強基本知識的介紹，如能透徹理解，對工作和生活更有用。

（2）教學內(nèi)容體現(xiàn)職業(yè)特點。應該在教學內(nèi)容中體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)內(nèi)容。對于面向給排水工程專業(yè)開設的“流體力學”課程，其專業(yè)和自來水、污水的運輸和輸送緊密相關，都離不開管、泵的設計與使用，這就涉及到流體力學的許多方面。例如，分析流體在管道內(nèi)的流動規(guī)律、壓力、阻力、流速和輸量的關系時，應向學生指出此處知識點的學習是為了根據(jù)流動規(guī)律和各參數(shù)關系來設計管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小和類型、設計泵的安裝位置等，把知識點融入到職業(yè)特點中，編成例題進行講解。有些概念和理論是學生首次在“流體力學”里學到的，并且會貫穿到整個專業(yè)知識的學習過程中，例如雷諾數(shù)、水頭損失、沿程水損等，所以，對于此類知識的反復強調也是非常必要的。把“流體力學”和“泵與風機”、“管道工程”、“水處理工程”等專業(yè)課聯(lián)系在一起，相關知識點能做到心中有數(shù)，為以后專業(yè)知識的學習打下堅實的基礎。優(yōu)化內(nèi)容的同時，也不同程度地降低了學習內(nèi)容的難度，這在客觀上為提高學生的學習積極性鋪平了道路。

2.活躍教學課堂氣氛，營造輕松的學習環(huán)境

（1）用重大事件激發(fā)學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當?shù)卮┎逯v述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目（統(tǒng)稱“重大事件”），對于學生認識現(xiàn)在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養(yǎng)熱愛專業(yè)的思想和嚴謹?shù)目茖W作風很有幫助，同時也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學”這一章節(jié)內(nèi)容時，可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位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)濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定，溝后水庫在設計上有缺陷，施工中又存在嚴重質量問題，運行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出：不管在什么崗位，責任心和專業(yè)技術素質也許會關系到千百人生命財產(chǎn)的安全。

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

從奇妙的魚缸、小鳥喝水的杯子到飲水機的原理，介紹靜力學基本方程的應用及等壓面的概念。簡單的原理，小小的發(fā)明，卻給生活帶來極大的方便，這就是創(chuàng)造發(fā)明的價值所在。

（3）增加語言的藝術性，讓枯燥的流體力學變得優(yōu)美和富有哲理。子曰：“學而時習之，不亦悅乎？”學習應該是快樂輕松的事。從幼兒園到小學，都倡導素質教育、快樂教育。高等教育也應該貫徹這一思想，學習才能持久。

傳統(tǒng)的課堂教學極容易枯燥乏味，使學生聽課索然無味，這必將不利于教學質量的提高。如果我們的授課語言優(yōu)美，講述形象生動，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學”的教學，使學生學得輕松、自由，甚至浪漫，營造出輕松、快樂的學習氛圍。

在緒論中，可以談談流體力學中的人文文化。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，自古至今人們對它的了解、探索和應用創(chuàng)造了豐富的文化物質成果。“楚天千里清秋，水隨天去秋無際”。秋風，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動現(xiàn)象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說“智者樂水，仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述，使流體力學增加美的氣息，使力學融入人文，既說明我們的生活與其息息相關，又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動存在著兩種流態(tài)時，可以借用古代文學中相關的名句，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，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態(tài)十分形象而深刻的印象，從而有助于學生理解、掌握相關知識。

在教學過程中，還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程，以及相關科學家的工作，讓學生領悟科學思想，輕松接受相關知識。“牛頓粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一，是流體力學教學的重點內(nèi)容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身，還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛(wèi)星運動規(guī)律，同地上重力下墜的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了天上人間的統(tǒng)一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。

3.突出實驗教學的特殊地位，讓學生樂在其中

突出實驗教學的特殊地位，使教學貼近實際，貼近生活。通過演示實驗、學生驗證性實驗、競賽型的設計性實驗、實驗錄像、照片、仿真實驗教學等多種方式貫穿教學的全過程，讓學生看到各類實驗最深刻、真實的一面，從而豐富學生的經(jīng)驗，增強學生的見識，培養(yǎng)職業(yè)意識和實踐能力。

（1）開發(fā)課堂演示教具和演示實驗。開發(fā)一系列課堂教學演示教具，可以使學生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用，必須簡單易行，價廉物美，且能解決教學問題，這對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管現(xiàn)象時，可演示毛巾浸濕的現(xiàn)象，順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現(xiàn)象時，告訴學生如何讀數(shù)，如何避免毛細管現(xiàn)象引起的誤差，同時可教學生化學實驗操作的細節(jié)。講述“流體靜力學”章節(jié)時，演示倒扣水杯的實驗，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單，也易于獲得，甚至無需額外花錢，學生也非常感興趣。

（2）應用多媒體教學演示。并不是所有的教學內(nèi)容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學中應用的普及，一些復雜的演示實驗和昂貴的演示教具可以通過多媒體教學來實現(xiàn)。如雷諾實驗、水躍實驗、水擊現(xiàn)象，在生產(chǎn)實踐中所應用的各種堰，都可一一演示，遠勝貧乏的語言描述。

（3）用設計性實驗讓學生參與其中，樂在其中。設計性實驗圍繞職業(yè)特色專題，依據(jù)學生的實際情況而設，如：“自動虹吸管的改進與應用”。指導教師根據(jù)學生對所學知識的掌握及興趣度，將他們分成幾個不同的實驗小組，然后指導和協(xié)助學生自己設計實驗方案，動手組裝，最后依據(jù)實驗結果給出實驗成績。

該實驗教學模式的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：激發(fā)學生的求知欲望和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力；加深學生對理論知識的理解并向外延展；節(jié)省高校實驗室資金投入。

篇（4）

隨著我國海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，對海洋類科技人才的要求也越來越高。流體力學是海洋科學類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，在整個海洋科學專業(yè)的教學體系中占據(jù)重要地位。本課程的任務是通過學習，了解流體運動學和動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無旋運動、粘性不可壓縮流體動力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門課程具有極強的理論性和實踐性，從而決定了這門課的教學目的既要使學生掌握理論知識，又要使學生學會如何運用到實際工程中去。然而，隨著教學體制的改革，學分制實施，流體力學的教學學時不斷縮短。課程教學多是為了滿足培養(yǎng)方案的要求，對系列化專業(yè)課程支撐不夠，教學效果不甚理想。因此，為了適應新形勢下對人才培養(yǎng)的要求，我們對流體力學課程教學過程的各方面進行了改革和實踐，以達到以培養(yǎng)出合格的海洋類人才的目的。

1.教學理念改革

流體力學課程的特點是抽象概念多、理論性強、體系復雜、難度較大，許多知識點都包含了大量的數(shù)學推導，對學生的數(shù)學基礎要求比較高。也正是由于這些特點，所以需要改變傳統(tǒng)的以教師為中心的知識傳授型的教學理念，因為這種方式并不能使學生對所學知識留下深刻的印象，因而教學過程效率低，容易造成學生為了考試而學習的現(xiàn)象，不利于學生的綜合能力的培養(yǎng)。新教學理念增強教學過程師生間的互動，突出學生的主體性，改變以往學生在學習過程中被動接收的地位，合理設計教學內(nèi)容，利用現(xiàn)代化的教學方式，是以培養(yǎng)學生的學習能力、科研素質、創(chuàng)新意識為目的，全面提高學生的綜合素質。希望通過流體力學課程的學習，使學生系統(tǒng)掌握流體運動的一般規(guī)律及其有關的基本概念、基本理論、基本方法和基本實驗技能，同時具備較強的自學能力以及創(chuàng)新意識，為以后專業(yè)知識的學習，打下牢固的基礎。

2.教學內(nèi)容的改革

由于海洋科學類專業(yè)教學要體現(xiàn)海洋特色，海洋學的研究對象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動力海洋學研究宏觀海水的運動，所以無論在研究對象、研究目的還是研究方法上面，動力海洋學都是流體力學的具體應用和發(fā)展。

針對這一教學內(nèi)容的要求，我們進行了流體力學教學內(nèi)容改革，使之適應于當前的海洋科學專業(yè)類的教學。考慮到目前國內(nèi)的流體力學課程內(nèi)容相當寬泛，并不是特別適合海洋科學專業(yè)的教學需要，所以在內(nèi)容上作了調整，保留經(jīng)典流體力學的基本原理，同時加入了流體力學基本原理在海洋學中的具體應用。例如，在講授研究流體運動的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時，介紹了兩種方法在海洋調查研究中的應用；在講授有旋運動動力學中，將環(huán)流定理擴展到海洋和氣象等方面的具體應用；在講授粘性流體動力學時，補充了柯氏力場中粘性流體的運動，并深入講授了風生海流、地球轉動對梯度流方向隨深度變化的影響等。

這些內(nèi)容的加入和調整，使學生不但能夠深入理解相關的教學內(nèi)容，還能夠了解其具體的海洋學應用，真正做到學以致用，并且可以平滑過渡到一些后續(xù)海洋類專業(yè)課程，如物理海洋學、海洋氣象學、大洋環(huán)流等，的學習當中，同時也為將來考研或者研究生階段的學習打下良好的基礎。

3.教學方式的改革

教師教學方式就是教學中為達到教學目標，教師所采用的一系列的教學行為和活動方式、方法的結合。考慮到流體力學的學科特點，其基本方程、原理的推導較多，所以在傳統(tǒng)上以教師教授法為主，即以教師為主體進行知識的講授教學活動。但是單純的講授法存在一些問題，就是容易在課堂上與學生缺乏互動交往，從而不能有效的調動學生的學習積極性。為此，在流體力學的教學過程中，轉變教學思路，將以教為主的教學設計和以學為主的教學設計結合起來，通過多種方式實現(xiàn)教學的良性互動，提高教學質量。

3.1多媒體教學改革

傳統(tǒng)的板書教學方法的特點是推導過程細致、講解入微，這在一些復雜的定理推導過中可以有效的幫助學生理解整個推導過程，也有助于學生掌握推導方法和技巧。但是，板書教學也有不足之處，一是采用板書教學傳授的信息量不夠大，由于流體力學的教學內(nèi)容中存在大量的公式原理的推導，所以往往需要較多的課時才能滿足教學要求；二是部分教學內(nèi)容不夠直觀，流體力學的一門理論與實際結合的學科，所以很多的理論都有其對應的實際流動現(xiàn)象，所以板書對此無能為力。

多媒體教學可以有效的彌補板書教學上存在的不足，單課時能夠提供較多的教學信息量，有效提高教學效率。另外，多媒體教學可以增加課堂教學內(nèi)容的表現(xiàn)效果，通過一些多媒體素材展示了相關的流動現(xiàn)象，通過視覺、聽覺等多種信息傳遞方式，幫助學生理解教學內(nèi)容，這對于抽象的流體力學理論教學是一種相當好的授課形式。但是多媒體教學也存在一些不足之處，在公式的推導過程中，翻頁式的教學明顯加快了教學節(jié)奏，使得學生對推導過程了解不夠深入，部分細節(jié)不明所以，學生的思考時間減少，另外就是多媒體教學的推廣，很多學生都沒有了記筆記的習慣。

針對以下兩種教學方式的特點，在海洋科學專業(yè)流體力學的教學過程中，我們采用了兩種教學方式相結合的方法。對于一些重要的基本原理，仍然采用傳統(tǒng)的板書式教學，力求傳授給學生流體力學的研究方法和研究思路。而對于推導結果，則采用多媒體的方式進行展示，在實際的教學中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學現(xiàn)象，如波浪、海流、臺風等，將其以直觀的形式與對應的流體力學理論結合，這樣既加深了學生的理解，也引發(fā)學生進行海洋學研究的興趣。實際的教學過程顯示，課堂教學效果較好。

3.2課堂教學過程改革

為了能夠使學生更好的融入課堂教學，在講授法的基礎上，采取了問答法、引導法多種教學方式作為輔助。

問答法是教師通過提出問題引導學生積極進行思考，學生自己得出結論來獲取知識，可以有效的使學生主動參與課堂學習。在流體力學的教學過程中，合理的設計課堂問題，避免問題過易或者過難，前者不能達到啟發(fā)引導學生思考的效果，后者會讓學生對流體力學的教學內(nèi)容產(chǎn)生畏難情緒，不利于知識的深化教學。同時，問題的設計也要有啟發(fā)性、典型性，問題的數(shù)量一般控制在每節(jié)課2個左右，根據(jù)相關的知識點進行設計。

引導法是教師引導學生通過閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對獨立的形式學習的教學方式，這種方法更能鍛煉學生的學習能力。在流體力學的教學過程中，對于引導法的使用一般安排在內(nèi)容相對簡單，或者教學內(nèi)容有相似重復處。如將雷諾輸運定理應用于連續(xù)方程、動量方程等的推導，教師講授連續(xù)方程的推導，而其后對于動量定理、能量定理等的推導引導學生獨立完成。通過這樣的引導過程，使得學生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養(yǎng)了自學能力和創(chuàng)新能力。

3.3引入現(xiàn)代網(wǎng)絡教學方法

為了能夠有效的利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術進行教學，推進課程的網(wǎng)絡化改革，建設了流體力學網(wǎng)絡課程。為避免網(wǎng)絡課程成為簡單的課堂內(nèi)容的重復再現(xiàn)，在網(wǎng)絡課程的設計過程中考慮與實際的課堂教學的互動性與互補性，除了提供課程教學視頻錄像供學生復習以外，還提供了非常豐富的相關多媒體教學資源、輔導資料，并將網(wǎng)絡課程作為學生自學的一個重要的課后輔導工具，提供在線答疑。另外學生還可以網(wǎng)絡課程提出對于教學過程的各種建議反饋，促進教學改革。網(wǎng)絡課程的開設，使得流體力學的整個教學過程具有了交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等特點。

4.結語

通過近幾年較為系統(tǒng)的流體力學課程教學改革，包括更新教學理念、調整和補充部分海洋特色的教學內(nèi)容、運用現(xiàn)代化的教學手段、改革課堂教學過程等途徑，大大調動了學生學習的積極性，顯著提升了教學效果，提高了課程的教學質量。但仍需進一步完善教學體系，提高教學水平，將教與學有機結合，對海洋科學類專業(yè)流體力學課程的教學改革進行不斷探索和實踐。

參考文獻：

[1]孟祥林.不同教學模式下師生角色、教學效率對比及改革思路.湖南師范大學教育科學學報，2004年1月，第3卷第1期.

篇（5）

中圖分類號：G641 文獻標識碼：A 文章編號：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的概念，并列舉生活中存在的流體力學現(xiàn)象，例如球類運動，運輸行業(yè)，長距離體育項目激發(fā)學生對流體力學的興趣，并強調流體力學存在于自身身邊，并不是高深的學問，打消學生對學習困難的顧慮。

再列舉流體力學在專業(yè)中的應用，例如水力學中的管道、渠道等，空氣動力學中的氣象污染擴散、室內(nèi)通風等，強調流體力學對于專業(yè)來說是一門重要的專業(yè)基礎課，在流體力學課程的基礎上架設的多門專業(yè)課如《化工原理》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》均需要流體力學課程相關理論的支撐，使學生知曉學好流體力學課程的重要性與必要性。

之后再少量列舉專業(yè)外流體力學的應用，如水力發(fā)電、火力發(fā)電、心腦血管疾病、石油的開采和運輸、航空航天、給排水等向學生傳達學好流體力學不僅可以在本專業(yè)有所發(fā)展，還可以向相關專業(yè)進行滲透，進一步激發(fā)學生學習的興趣。

二、教學手段的改革

1.利用輔助教學手段，將抽象教學轉換為形象教學

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

1.2充分利用助學型教學軟件，使授課系統(tǒng)化。授課前先將流體力學助學型教學軟件下發(fā)至每一位學生，要求部分內(nèi)容自學，部分內(nèi)容課堂討論、部分內(nèi)容自行設計、搭建模型并求解，充分解決傳統(tǒng)講授部分學時占用過大，大部分的學時均被教師用來課堂推導、計算、分析、總結，沒有充分調動學生的積極性和主動性的缺點。并將一些涉及到科技前沿應用的知識點、和日常生活非常接近的知識點以及涉及到的相似相近內(nèi)容體現(xiàn)在助學型教學軟件中，增加學生對課程學習的興趣。

1.3充分利用助學型教學軟件，加強學生實踐環(huán)節(jié)訓練。流體力學實驗不僅涉及到經(jīng)典的流體力學模型建立、計算、求解、驗證還包括可以將各種模型相互組合，組合后驗證經(jīng)典流體力學經(jīng)典公式、模型在新模型建立及求解過程中的應用。在助學型多媒體課件軟件中，設計各種經(jīng)典流體力學實驗環(huán)節(jié)，規(guī)定學生在課余時間自己動手在虛擬的助學型教學軟件中進行實驗環(huán)節(jié)，達到使學生鍛煉動手動腦能力的目的。另外，還可利用助學型課件軟件中的典型模型組合功能，在課余輔導中，讓學生自己動手建立模型。

1.4充分利用助教型教學軟件，使教學不再枯燥乏味。在流體力學教學過程中，經(jīng)常會遇到簡單口述和簡單二維圖片無法闡述清楚的內(nèi)容，在教學過程中輔助老師的講授進行演示，不僅可以減少教師的無謂勞動也可以增強學生對這些知識點的理解。

2.增加習題課比例，注重實踐性習題

之前的教學過程中只是對課后習題中出錯率較高的習題進行課堂專門講解，但經(jīng)過一段時間的教學探索，發(fā)現(xiàn)這樣的方式對學生的學習積極性并沒有起到大的促進和改善，因此將課堂教學時間的一部分專門開設為習題課，選擇有實踐性甚至是直接從實踐環(huán)節(jié)總結出的習題，習題給出后，并不由教師直接講授解題思路與方法，而是選擇學生上講臺，一邊解題一邊向大家介紹自己的解題思路，在解題的過程中有的學生就能夠發(fā)現(xiàn)自己考慮的不周全的地方，或者下一位學生就能夠指出上一位學生的出錯點，這樣全班學生的思想都被調動起來進行思考，題目也在大家的討論中得到了正確的解答，學生對于這個知識點的掌握也就更加清楚明了。這樣的做法雖然會壓縮理論課教學時間，但是學生對于相應概念、公式、理論的理解卻更加深入。讓學生真正成為課程學習的主體，達到“教”與“學”的同步。

三、考核方式的改革

傳統(tǒng)教學模式中，考試卷子可謂“分量最重”，學生對該門課程的掌握程度完全憑借一張試卷中的十幾道試題體現(xiàn)，在題目的設置、試卷的審閱、批改過程中難免會遇到平時課堂表現(xiàn)不錯但實際考分卻并不理想的學生，因此，筆者將《流體力學》課程考核方式設定為40%平時成績+60%考試成績組成，平時成績由課堂隨機提問、習題課習題完成情況、作業(yè)成績、課堂出勤率共同組成，強調在隨機提問與習題課中，只要積極回答問題就會得到相應的加分，鼓勵學生積極參與課堂討論。考試試卷也由原先的重視計算題和應用題轉為多種題型增強多種形式的考核，從多方面考查學生對知識的掌握程度。

也可以通過開卷或大作業(yè)形式考核學生靈活運用基本理論分析問題、解決問題的能力，題型可為一些綜合性的計算題和分析題，如：簡單管網(wǎng)的計算、簡單管網(wǎng)系統(tǒng)運行工況的分析等，分值可計算入平時成績并在平時成績中占60%～70%的比例。

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

四、結語

《流體力學》是面向應用型工程技術人才的課程，教師在教學時要注重教學理念的轉變，不斷進行教學方法的改革，使學生全面學習和掌握知識，進一步提高“工程流體力學”課程的教學水平。

參考文獻

[1]朱俊鋒，梅群，李一帆. 淺談土木工程專業(yè)工程流體力學課程教學改革[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）是能源與動力工程專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，合理的評價體系能充分調動學生的學習積極性，提高學習效果。結合（工程流體力學）課程教學特點及現(xiàn)狀，對該課程的多元評價模式進行設計，并在教學中進行探索，結果表明教學效果多元評價方案能調動學生學習興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)造力。

[

關鍵詞 ]工程流體力學；多元評價；教學改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A文章編號：1671-0568(2014)35-0051-03

一、 （工程流體力學）教學現(xiàn)狀

《工程流體力學》是能源與動力工程專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，有著承上啟下的作用，對后續(xù)專業(yè)課程的學習有著重要的影響。科學、全面、合理的評價體系能提高學習評價質量、提高學生學習的積極性。但目前的評價模式存在一定的局限性，沒能起到評價的導向作用，需要進一步改進。

1．教學中存在的問題。 《工程流體力學》課程要求學生要具備高等數(shù)學、大學物理、理論力學、材料力學工程熱力學等基礎課程的知識，尤其對高等數(shù)學和力學知識要求較高。同時也是泵與風機、汽輪機、鍋爐、制冷、空調、換熱器、液壓傳動、水力輸送等課程的基礎。 《工程流體力學》的授課內(nèi)容是學生將來從事相關專業(yè)技術工作和科學研究工作重要的必備知識。流體力學是力學的一個分支，研究對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)象不能憑直觀感覺或經(jīng)驗去解釋，且經(jīng)驗公式繁多、推導過程復雜。目前該課程的教學效果不是很理想，教師難“教”、學生難“學”已經(jīng)成為師生的共識。河海大學（以下簡稱“我校”）熱能與動力工程專業(yè)開設了4學分，64學時（含8學時實驗）的工程流體力學課程，由于是90人以上的大班，教師無法深入了解學生。學生中存在著平時不學，考前突擊，考完全忘的現(xiàn)象。教學沒有循序漸進，易造成后續(xù)課程學習上的困難。 《工程流體力學》是面向工程技術中的流體力學，學生對大量無規(guī)律的經(jīng)驗公式死記硬背是沒有意義的，能夠綜合運用所學知識分析解決問題才是教學的目的和核心。傳統(tǒng)的教學與評價方式對學生沒有導向性，學習的積極性不高，主觀能動性沒有得到很好地發(fā)揮，對身邊的流體力學問題無從下手，很難做到學以致用。

2．評價方式存在的問題。根據(jù)課程教學、學生反饋、后續(xù)課程等多方面的調查分析，目前《工程流體力學》課程學習評價的局限性表現(xiàn)在以下方面：

(1)評價的主體單一。現(xiàn)有的《工程流體力學》評價模式主體的是教師。所有環(huán)節(jié)都由教師進行評價，過于強調教師在教學中的主導作用，忽視了學生作為學習主體的地位。學生被動接受評價信息，存在客觀性缺失的現(xiàn)象。

(2)評價的內(nèi)容片面。傳統(tǒng)的《工程流體力學》學習評價內(nèi)容包括平時成績（書面作業(yè)、出勤、實驗）和期末考試。期末成績占70%，平時成績占30%。考試成績作為主要內(nèi)容來評價學生學習成效，其最大缺點是側重于結果，忽視了過程。不能充分反映學生的學習態(tài)度和實際能力。工程流體力學課程學習目的是學以致用，所以既要重視學習過程，也要對學生實踐動手能力、創(chuàng)新能力、科研攻關力進行全面培養(yǎng)。

(3)評價的方式單調。 《工程流體力學》課程的評價方式是考試分數(shù)。雖然在一定程度上能反映學生對知識的掌握程度，卻不能客觀地反映學生積極的學習態(tài)度、學習效果及學以致用的能力。考核的僅是學生對知識“復制”的能力，即評價的是學生的記憶和保持水平，沒發(fā)揮出學生的主觀能動性。在近幾年的教學中有出現(xiàn)不少高分低能學生，他們在課程考試中可能會取得較好的成績，但對于課本之外知識的獲取能力較差。部分學習成績好的學生還表現(xiàn)出死鉆牛角尖的特征，缺乏從宏觀上把握問題的主旨及方向。高能低分的情況屢見不鮮。因此，評價的方式應有側重，引導學生學習基本理論，重視解決問題能力和創(chuàng)新意識的提升。

二、 （工程流體力學）課程的多元評價模式的分析

學生各自有不同的特征，在學習過程中能表現(xiàn)出多方面的能力，各種能力的水平是有差異的。學生的學習效果應采多元的評價模式來進行，多方面考察學生的學習狀況和效果。 四針對《工程流體力學》課程的特點，多元評價模式包括以下幾方面：

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

2．評價內(nèi)容的多元化。按照工程流體力學教學內(nèi)容的可分為概念學習、原理學習以及解決問題等幾個階段。不同階段評價的內(nèi)容應有不同的側重點。概念及原理階段的學習評價應以引導學生掌握基本理論、能獨立思考，培養(yǎng)學生的思維模式為目的，側重于啟迪學生的創(chuàng)造性思維。解決問題階段是以引導學生科學觀察、將流體力學知識與日常生活、水利、水電、能源、環(huán)境、化工等相關行業(yè)的實際工程有機結合。側重于學生流體力學知識的運用能力、理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新意識、動手情況、團隊合作精神等。

3．評價方法的多元化。依據(jù)評價內(nèi)容不同，可采用量化評價和質量評價兩種方法。這兩種評價方式的各項評價指標都要有明確的含義。量化評價各項指標要做到規(guī)范，易于操作，利于學生按照指標要求不斷修正自己的努力方向，以達到良好學習效果。質量評價是需確定學生是否積極、方向是否正確而對某些細節(jié)和小的利弊得失采取模糊評價的方法，包括到課率、課堂表現(xiàn)等。

三、 （工程流體力學）課程多元評價設計與實踐

1．《工程流體力學》課程的多元評價過程。①根據(jù)教學目標，合理設定評價內(nèi)容的各項具體指標及權重系數(shù)，并在開始教學時公布評價的各項具體細則：②教學過程評價主體根據(jù)評價指標對各項評價內(nèi)容進行評價，引導學生在評價過程中學習：③教學活動后統(tǒng)計分析各項評價數(shù)據(jù)，得出學生學習《工程流體力學》評價結果；④根據(jù)需要及時將評價的結果反饋給學生本人、授課教師、輔導員、家長及后續(xù)課程的教師。通過以上環(huán)節(jié)，學生對自己的學習狀況有了客觀的認識，授課教師可以在評價的結果中了解學生的普遍不足，在今后的教學中有所側重，后續(xù)課程的教師可以根據(jù)學生的掌握情況來調整授課安排，能對《工程流體力學》教學效果起到很大幫助。

2．《工程流體力學》課程多元評價體系。 《工程流體力學》的評價內(nèi)容包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)，實驗報告、小測驗、小組學習、課程大作業(yè)和期末考試。 《工程流體力學》課程多元評價體系見圖1。

評價內(nèi)容的不同評價主體也略有不同。例如，由于整個授課的周期較長（通常為16周）會在期中安排小測驗，目的是幫助學生鞏固以前學過的知識，這部分內(nèi)容的評價由教師來完成比較恰當，也方便教師根據(jù)學生的掌握情況來調整課程的安排。

表1給出了《工程流體力學》評價內(nèi)容的各項指標與權重。評價主體根據(jù)各項指標給出每項評價內(nèi)容相應的等級或分數(shù)，成績加權平均得到各項評價內(nèi)容的成績，最后總成績是由各項評價內(nèi)容的分數(shù)乘上權重系數(shù)計算得出。

工程流體力學多元評價側重于學習獨立分析、解決實際問題的能力的提升，因而對學生在過程中的能力的體現(xiàn)評價內(nèi)容權重系數(shù)較高，如大作業(yè)中分工任務的完成情況占到總成績的10%。質量評價的部分內(nèi)容是按等級制來計分的，級別包括A+、A、A-、n+、B、B-等。這些等級在錄入成績管理系統(tǒng)時需換算成百分制，對應關系如表2所示。

篇（7）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

流體力學是一門研究流體運動基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學科，它作為一門嚴密的且應用面很廣的專業(yè)基礎學科，是以數(shù)學、物理學為基礎發(fā)展起來的，也是土木、機械、動力、水利、環(huán)境等學科的一門技術基礎課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學實踐中都積累了豐富的經(jīng)驗并取得了不少成果，但是在該課程建設中仍存在著許多問題。論文結合教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革以及師資隊伍建設三方面探討提高流體力學教學水平的方法。

一、 流體力學教學現(xiàn)狀

流體力學是一門主要研究流體平衡和運動規(guī)律及其實際應用的技術科學，具有理論性強、工程實際應用廣、概念和方程較多且易混淆、對學生高等數(shù)學知識及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點。流體力學建立在理論、計算、實驗三大技術手段之上，是化工、土木、機械等眾多學科或專業(yè)的基礎學科。另外，流體力學在環(huán)境工程設計和實際工程中也有著廣泛的應用，是水處理設備設計與應用的必備知識，以及生態(tài)分析的重要理論基礎。同時，流體力學是環(huán)境工程與其他學科體系溝通的橋梁，這個橋梁作用是其他基礎課或專業(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學科體系的完善性。因此，提高流體力學課教學質量，使學生學好本門課程，培養(yǎng)學生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對流體力學課程教學進行改革以適應學科發(fā)展顯得十分必要。

目前國內(nèi)院校的流體力學課程教學過程大體可歸納為“課前預習、課堂教師講授、實驗室實驗、課后教師評閱”的四段串行模式。實踐證明，這種傳統(tǒng)的教學模式在強化理論教學成果以及動手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學中注重經(jīng)驗理論與公式的講解，而公式多且乏味，導致教師難教，學生難懂，課堂教學缺乏生動性。另外，本科流體力學理論教學模式多為填鴨式教育，對學生而言，流體力學課缺少客觀體驗，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學課程教學的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學實驗教學多采用傳統(tǒng)驗證性實驗，每一學生進行的實驗完全相同，教師由實驗報告的數(shù)據(jù)評定實驗成績。雖然實驗有利于增進學生對理論知識的理解，但此手段不能激發(fā)學生的積極性，無法體現(xiàn)學生的主體性，也不能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性[1]。由于實驗教學內(nèi)容多數(shù)為驗證性實驗，在按既定的理論知識和實驗方案實踐的過程中，學生所得到的主要是從理論知識到實踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識的傳授，具體實驗的演示、引導與糾錯，甚至有時會耳提面命，因此學生作為學習主體的創(chuàng)造性很難有機會得到展示。

因此，采用一種有效的教學方法進行流體力學理論和實驗教學的改革，激發(fā)學生的學習積極性和主動性，以提高流體力學課程教學質量，并對相關專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進學生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。

二、 培養(yǎng)學生對邏輯思維的興趣

學生對任何概念和公式的形成、理解有一個過程，而在流體力學中，這些概念、公式又較為抽象，要求學生具備較強的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學生掌握知識的快慢，耐心引導學生進行邏輯思維，培養(yǎng)學生對邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對邏輯推理的愛好，就成為教學中的關鍵。例如，流體力學中的三大方程――連續(xù)性方程、動量方程和能量方程需通過輸運公式逐步推導而來，如此的教學安排便使知識較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認識各個方程的物理意義。而輸運公式的推導由于邏輯性較強，講授時就需要花費較多的學時和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導中的物理含義和數(shù)學要領，使學生對輸運公式有一個清晰準確地理解。最后，將輸運公式中的物理量換成質量、動量、能量即可得出連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，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更加清晰明了，而且會使學生對將要學習的知識接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強烈的探索感和求知欲。

三、 教學方法探討

教學方法作為聯(lián)結教師和學生的重要紐帶，在提高教學質量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應學科發(fā)展要求，工科“流體力學”課程方法的改革勢在必行，作者結合自身多年的教學經(jīng)驗，針對該課程特點，認為應該在以下幾個方面進行課程教學方法改革。

（1）重視緒論課的作用

部分教師認為緒論課僅是對流體力學的簡單介紹，作用不大，所以對緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實緒論課對整個教學活動的成功與否起了至關重要的作用，它不僅是學生了解流體力學課程的窗口，也是教師教學水平的第一次展示。

講授緒論課的較好方法是介紹流體力學的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國民經(jīng)濟中的重要作用等。教師要注重講解流體力學知識在工程中的應用，特別是教師自己承擔的科研項目，以展示流體力學在科學和工程技術中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學理論在“神舟號”系列飛船上的廣泛應用，使學生明白流體力學這門相對古老的學科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風中倒塌的例子，說明在實際工程中忽視流體力學會造成巨大的災難[3]。另外，流體力學的發(fā)展史對于激勵學生的學習熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學生的面前[4]。

（2）從實例中引出教學內(nèi)容

流體力學雖有概念多、邏輯性強、理論上較難理解的特點，但卻與生活和生產(chǎn)實際密切相關。在具體教學內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結合課本中的理論“雙管齊下”，利用學生求趣、求新、求知的心理，引導學生學習并掌握教學內(nèi)容。例如，在講流體粘性時，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學知識時，可講一些水庫垮壩事件，主要是設計時有缺陷和施工存在著質量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進行一些相關事例的延伸，如是否建設三峽工程時流體力學專家的爭論，通過分析得到的建設三峽工程必要性的結論等，使學生切實體會到學好流體力學的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學更生動、更有意義。

（3）師生互動，培養(yǎng)良好學風

調動學生主動的學習，培養(yǎng)學生良好的學風，提高學生綜合素質，是加強流體力學教學效果的重要條件。作者在每次講課后都會對本次課程的內(nèi)容進行總結，然后下次課隨機抽取部分學生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學生作出補充和建議。在課堂上，多為學生提供隨堂練習的機會，師生互相之間進行探討和思考，針對練習中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補充。這種授課模式充分調動了學生的主觀能動性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學生的思維深度，查漏補缺。學風對于任何一門課程教學的成功與否都起到了非常關鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴格要求學生，對作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學生對作業(yè)中的每道題，在解答時必須寫出已知、求解，并畫出相應圖示，這些小細節(jié)可以幫助學生以簡明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。

（4）重視實驗教學

流體力學按研究方法可以分為理論流體力學、實驗流體力學和計算流體力學。實驗流體力學是理論流體力學發(fā)展的基礎，是計算流體力學的檢驗依據(jù)。因此，實驗教學在流體力學教學中有著極其重要的地位。流體力學中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實驗可以加強學生對公式的感性認識，有助于學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候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實驗，可以使學生非常直觀的理解伯努利方程中每一項對應的意義。對于沒有開的實驗課，通過在網(wǎng)絡上收集照片、視頻等展示給學生，也可提高學生對理論知識的理解[6]。

（5）傳統(tǒng)教學方式和多媒體技術互補

過去，流體力學課程在教學手段上采用板書教學，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進學生的積極思維與參與意識，但對教學內(nèi)容中比較抽象的概念、復雜的流動現(xiàn)象和流動規(guī)律，很難用語言和文字準確、形象地描述。多媒體教學最大的優(yōu)點是形象、生動、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導過程和思維、學生對知識的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學方法和多媒體技術綜合應用于教學過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導過程的內(nèi)容時采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時采用多媒體教學方法，做到取長補短、優(yōu)化組合，會獲得較好的教學效果[7]。

四、師資隊伍的建設

為適應素質教育的需要，教師不僅要掌握先進的教學手段，而且要努力研究實施素質教育的教學方法。在實際教學過程中，要靈活應用各種教學方法，并且要善于歸納總結教學經(jīng)驗，虛心向有經(jīng)驗的教師請教，同時要高度重視學生的反饋信息，不斷調整自己的教學思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學水平。社會發(fā)展對教師的自身素質提出了更高的要求，教師要明確教學水平的提高和發(fā)展是一個畢生的過程，教師應該不斷開闊視野，更新知識體系，才能形成對流體力學更深層次的理解和認識。

五、 結論

論文結合流體力學教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革及師資隊伍建設三方面論述的教學方法，將教與學有機結合起來，使枯燥的流體力學課堂變得生動活潑，多方面激發(fā)學生的主動性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運用于教學實踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學課程的教學效果。

參考文獻

[1]梁麗珍，牛俊玲.互動式流體力學教學模式探索[J].化工時刊，2011（2）：66-67

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

[3]鄒惠芬，張培紅，葉盛.流體力學多媒體教學的探討[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2008（4）：507-509

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

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

篇（8）

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

基金項目：本文系2011年華東理工大學本科教育教學改革重點項目、華東理工大學《流體力學》精品課程建設項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0103-02

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

為此，在黨的十報告中明確提出實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，指出科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。那么我國大學生的創(chuàng)新能力相對歐美發(fā)達國家為何比較薄弱？相比較而言，中國式教育比較注重學生掌握的“知識量”和解題能力，歐美發(fā)達國家教育更注重學生的獨立思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；中國教育側重于知識獲取和掌握，歐美發(fā)達國家教育側重于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這種教育的結果導致中國學生的知識量大、解題能力強，弱點在于不善于“質疑”和“提問”，直接導致科技創(chuàng)新能力較差。這個問題的解決除了需要改革高等教育制度之外，也需要每個高校教育工作者共同去面對。

本文以華東理工大學“流體力學”課程建設為例，拋磚引玉，介紹如何通過課程改革，提升學生的創(chuàng)新能力。就“流體力學”課程而言，基本任務和要求是老師完成知識的講授，學生完成聽講、作業(yè)及考試。但是，這些要求對創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言還遠遠不夠，為此對華東理工大學“流體力學”課程的授課內(nèi)容、授課方式以及創(chuàng)新實踐進行了改革和探索。

一、確立以人為本的教學改革思路

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

具體到“流體力學”課程內(nèi)容的改革，以人為本的思想表現(xiàn)為教師設身處地為學生著想：當今大學生需要什么樣的知識和能力？華東理工大學（以下簡稱“我校”）熱能工程專業(yè)的本科生，將來一部分成為熱能工程領域的工程師，一部分會進一步深造讀研或者攻博，成為科研工作者。對于這兩種學生，除了強化理論知識的學習和掌握之外，前者渴望了解流體力學在工程實踐中是如何應用的，如何讓書本上的流體力學知識成為將來工作中的工具和技能；后者渴望獲取流體力學的科學研究思路及方法，如何利用現(xiàn)有的流體力學知識開展創(chuàng)新性的科學研究等。為了解決學生的需求，依托我校煤氣化及能源化工教育部重點實驗室的科研優(yōu)勢，對“流體力學”課程的授課內(nèi)容進行了改革。授課過程中，除了基本的三大守恒定律（質量、動量和能量）以及納維斯托克斯方程的講解外，還著重對流體力學在工程中的應用和科學研究進展進行補充講解。比如，我們加大了對流體力學的發(fā)展歷史和最新進展的講解，讓學生了解流體力學學科中哪些已解決，哪些尚未解決，困難在哪里？哪些老問題有了新進展和新思維？在理論性比較強的部分，通過展示本團隊在流體力學方面的研究成果，讓學生了解流體力學科學研究的基本方法和基本思路，引導學生參與科研和投身科學；在實踐性比較強的部分，通過展示本團隊在技術開發(fā)和技術轉讓建設的工業(yè)裝置上各個環(huán)節(jié)中流體力學知識是如何應用的，讓學生獲得直觀的感受，為他們將來走上工作崗位打下基礎。通過這些教學內(nèi)容的改革，學生普遍反映課程容量大、學有所用。

二、引入探究型授課方式

我國以往的教育體制在一個很長的時間里把人才培養(yǎng)的重點放到知識記憶和應試能力上，學生對知識被動地接受或吸收，因而學生的創(chuàng)新能力沒有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。因此，我國高等教育的重點應該放在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識上，大學教師在教授已有知識的同時，必須把創(chuàng)新理念傳達給學生，引導學生去創(chuàng)新。[3]在“流體力學”課程授課方式的改革中，重點在以下三個方面對學生的創(chuàng)新能力進行了引導和培養(yǎng)。

1.從教師提問轉變?yōu)閷W生提問

課堂提問是教師檢驗學生對講課接受程度的一個有效手段，能強迫學生集中精力進行思考，但是對學生來說是被動的。我們在授課中，鼓勵學生課堂提問和課間提問，也鼓勵學生課后采用電話、短信和郵件進行提問。提問的內(nèi)容可以是任何和流體力學相關的，對于這些提問，我們都給予詳細的解答。特別需要注意的是，對于學生的原創(chuàng)思維，哪怕是很幼稚或者明顯是錯誤的，教師也要予以肯定并進行委婉的引導。

2.引導發(fā)散性思維

“流體力學”課程的講授中，注重引導學生進行學科交叉和發(fā)散性思維，鼓勵學生運用流體力學的基本知識思考身邊的自然現(xiàn)象，比如河流、龍卷風、泥石流、沙塵暴和海嘯等，引導學生思考生物體內(nèi)的生物流體力學現(xiàn)象等。在講授流體尾流知識時，引導學生思考汽車、火車和飛機運動時的阻力形成的原因以及減小阻力的措施；在講到流體輸送機械和流體阻力時，從微觀角度引導學生思考我們身體內(nèi)血液和細胞液的輸送和流動；從宏觀角度引導學生思考自來水輸水管網(wǎng)的鋪設方式和阻力分布特點，進而讓大家思考我國正在實施的“西氣東輸”和“南水北調”等大工程的技術特點和難點。通過諸如此類的引導，學生深刻領會到流體力學知識不光是書本上枯燥的公式和推導，而是和自己的身體、生活、生產(chǎn)實踐以及國民經(jīng)濟的發(fā)展息息相關的。這些發(fā)散思維的引導，拓展了學生的視野，激發(fā)了他們學習和投身科研的熱情。

3.引導學生質疑

大學生們思維方式中一個最大的問題就是對任何知識都喜歡抱著“非此即彼，非對即錯”以及“教科書中的知識就是真理”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)新需要一股質疑知識、質疑權威的觀念和勇氣。因此，在授課過程中，我們告訴學生有些流體力學知識也是不完善的，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，流體力學中的湍流是公認的世界級難題，在現(xiàn)階段還沒有完善的公式和理論，但是近年來在不斷發(fā)展和完善，通過這種存疑方式的教學，來引導學生挑戰(zhàn)權威和經(jīng)典的意識和勇氣。

三、全面實施創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)

提高大學生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新實踐是重要的一環(huán)，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)從理論走向實踐的關鍵。為了提高大學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，我校每年開展各種級別（校級、上海市級和國家級）大學生創(chuàng)新實驗計劃項目，并進行一定的經(jīng)費資助和跟蹤管理。為此，我們每年開展多項流體力學相關的各種級別的大學生創(chuàng)新實驗課題。這些課題分成兩種類型，一種是修完“流體力學”的學生根據(jù)興趣，通過查閱相關資料后自擬的課題；另一類是教師從承擔的各種科研項目中挑選流體力學相關的小課題來供學生進行雙向選擇。在整個項目的實施過程中，從資料的查閱到課題的立項，從項目組成員的組建到經(jīng)費的管理，從實驗裝置的搭建、實施到數(shù)據(jù)處理，從撰寫創(chuàng)新實踐論文到項目檢查和答辯，都是由學生來實施完成的，教師只起到指導和協(xié)助的作用。學校在項目的執(zhí)行過程中，主要起到監(jiān)督和管理的作用，比如項目的立項答辯和篩選、中期檢查和結題驗收答辯以及經(jīng)費使用的監(jiān)督等。在項目立項、中期檢查和結題驗收幾個環(huán)節(jié)都有嚴格的淘汰制，防止有的學生走過場、片面追求創(chuàng)新學分而不注重實效。通過實施這些創(chuàng)新實驗項目，學生鞏固了書本知識，更重要的是完成教學和科研的互動以及理論和實踐的結合，培養(yǎng)了學生思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力得到了較大提高。

四、結語

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是擺在教育工作者面前的一項刻不容緩的系統(tǒng)工程，需要努力探索新的思路和舉措。在課程建設中，應貫徹學生是主體、教師是主導的教育思想，樹立知識、能力和創(chuàng)新三位一體的教育理念，構建注重培養(yǎng)學生科學思維、實踐能力和創(chuàng)新能力的新教學模式。教學過程中，應引入探究型學習模式，引導學生質疑和提問，并使學生積極參與創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)。通過這些課程和教學方式的改革來綜合提高學生的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)適應新世紀我國現(xiàn)代化建設需要的具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質人才。

參考文獻：

篇（9）

【中圖分類號】G423 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）17-0042-04

所謂研究型教學，就是以先進的教學理念為先導，運用與教學內(nèi)容相關的實際問題作為載體，讓學生在教師的組織和指導下有目的地、相對獨立地進行探索研究，在整個學習過程中，注重在探索和研究的教學過程中激發(fā)學生的求知欲和學習興趣，從而促進學生思維水平的發(fā)展，提高學生運用知識解決實際問題的能力。相較傳統(tǒng)的教學模式，研究型教學模式更重視學生思維模式和能力的培養(yǎng)，強調教學與現(xiàn)代科技和社會的發(fā)展以及學科發(fā)展相關聯(lián)，以此保持教學內(nèi)容的新穎性和增強學生的創(chuàng)新性；更突出教學與訓練方法的科學研究特色，強調師生之間的互動，培養(yǎng)學生的批判性思維與探索精神。

現(xiàn)代大學的職能，特別是高水平的研究型大學，強調教學和研究的相互滲透，在教學活動中，教師的作用是啟發(fā)、引導、指導學生，強調引導學生探索研究自己感興趣的未知領域，培養(yǎng)學生的觀察、閱讀、分析、討論和推理判斷能力，實踐證明，研究型教學模式有助于學生積極參與教學過程，激發(fā)學習興趣。

流體力學是知識體系龐雜、以大量實驗為基礎且對實驗技能和實驗條件要求較高的新興綜合性學科，也是一門重要的基礎課程，它已經(jīng)發(fā)展成為一門深入各個科學研究領域的重要學科，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流體力學的問題，這也極大地促進了流體力學學科的發(fā)展。流體力學在動力工程類各專業(yè)的課程設置中，起著從《高等數(shù)學》、《理論力學》、《機械設計》等基礎課程到相關專業(yè)課程，譬如《發(fā)動機原理》、《流體機械原理》的橋梁作用，也是深入研究熱能與動力機械的專業(yè)基礎課。筆者在流體力學的教學過程中，就研究型教學模式進行了探索和實踐，在課程設置中，針對某一授課主題，準備流體與流體運動科學中一系列生動的案例，讓學生對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，在教學進行中，以具體實例為研究對象，引導學生利用所學的基礎知識，并結合現(xiàn)代的研究手段，進行逐步深入的探討與研究，并對研究結果進行合理的分析。在整個教學活動中，將現(xiàn)代科學研究方法與內(nèi)容引入課堂，努力激發(fā)學生的學習興趣，加深對基礎知識的理解，培養(yǎng)學生從事科學研究的思維模式和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，引導學生在主動探索、主動思考、主動實踐中發(fā)展探索能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。

一 工程流體力學課程研究型教學模式實施方法

1.研究題目的選擇與引入

開展研究型教學，對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，受時間所限，研究題目要求清晰易懂，又有一定的科學內(nèi)涵和深入研究的背景。流體運動的連續(xù)性方程是工程流體力學課程中最為重要的內(nèi)容之一，該部分邏輯性較強，對學生的數(shù)理推導能力有一定的要求。在教學活動中，擬結合計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）數(shù)值模擬，采用循序漸近、逐步推導、深入分析的教學方法。

為激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，將通過以下兩個現(xiàn)象來認識流體連續(xù)性方

北京理工大學第十批教育教學改革研究課題

程的物理本質：

第一，黃河壺口瀑布。壺口瀑布，是黃河上唯一的黃色大瀑布，也是中國的第二大瀑布，號稱“黃河奇觀”，其奔騰洶涌的氣勢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，烏魯木齊開往阿克蘇5807次列車失事。列車被風吹翻，看似是個笑話，但卻實實在在地發(fā)生了。2007年2月28日凌晨2時05分，烏魯木齊開往阿克蘇的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，遭遇13級颶風，風速達到37～41.4米/秒，造成機車后9至19位的后部車廂全部脫軌，導致南疆線被迫中斷行車，那么其中的原因該作何科學解釋呢？

圖2 5807次列車失事圖片

黃河壺口瀑布及列車被風吹翻現(xiàn)象中均蘊含著流體動力學連續(xù)性方程的物理本質。問題提出后，首先引導學生根據(jù)自己對于問題的理解，通過教學過程中的情境創(chuàng)設，利用流體力學基本原理進行理論分析和解釋。根據(jù)對上述現(xiàn)象進行物理問題簡化，提出一元流動連續(xù)性方程的推導過程。

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

圖3 一元流動連續(xù)性方程推導示意圖

假設流體是不可壓縮的均質流體，意味著流域內(nèi)的

質量不變，且密度ρ為常數(shù)，則 。又

因沿管壁沒有流體的流入與流出，有：

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

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

在這一部分的教學中，強調教師選擇教材內(nèi)容、案例或課題，學生利用案例資料，獨立思考，自主發(fā)現(xiàn)新知識，掌握內(nèi)在規(guī)律，從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)物理本質問題，從而獲得新的感悟。在整個教學過程中，要特別注意引導學生去理解和分析問題，并采用不斷提出問題的方式，吸引學生注意力，并激發(fā)學生進行深入探索的興趣。

2.數(shù)值計算模擬仿真在教學中的應用

把現(xiàn)代研究工具與理念融入到日常教學中，是研究型教學模式的重要內(nèi)容和任務。傳統(tǒng)的流體力學教學內(nèi)容與方法，基本上是基于理論的教學，并輔之以部分簡單的實驗，教學內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當前流體力學學科發(fā)展的趨勢。計算流體力學CFD技術，是解決工程中復雜流動的一種有效手段，也是一門新型的獨立學科，它以經(jīng)典理論和數(shù)值計算為基礎，通過計算機的數(shù)值計算和圖像顯示，從空間和時間上定量描述各種場變量，從而達到對物理問題研究的目的。將CFD數(shù)值計算模擬方法和部分簡單應用的實際上機練習引入到教學中，既可以開闊學生視野、生動課堂，增強學生對流體力學知識的理解，培養(yǎng)其解決實際問題的能力，又可以激發(fā)學生學習流體力學的興趣，有助于學生養(yǎng)成善于嘗試和探索規(guī)律的習慣。

為了使學生加深對流體運動連續(xù)性方程的理解和應用，在課程設計上，將設計以下CFD算例“噴管內(nèi)二維流動”，問題的描述如下：空氣在一個大氣壓的作用下通過平均背壓Pexit=0.9atm的縮放型噴管。通過對流域的建模、計算和后處理，對本問題進行了流動過程的數(shù)值模擬仿真研究。對這一部分教學內(nèi)容，應該對流場的邊界條件、邊界類型、湍流模型和計算方法等進行較詳細的介紹和講解。鑒于大學本科教學內(nèi)容和流體專業(yè)知識的限制，可對流場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；對湍流模型的來源及其應用做簡單介紹，而對諸如SIMPLE、PISO算法等僅僅介紹一下怎樣選取和使用即可。通過計算可以得到可視化的流動結果（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)流動的CFD計算結果

將這些計算結果直觀地呈現(xiàn)在學生面前，引導學生基于連續(xù)性方程的基本物理內(nèi)涵去對計算結果進行分析，

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。對于噴管內(nèi)的一元流動，通過噴管內(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，在計算中，我們還可以通過檢查質量流量的連續(xù)性來檢查通過區(qū)域的質量流量是否滿足質量守恒定律。通過在軟件中進行相關的設置，我們可以看到進、出口質量流量的差異，在理想狀態(tài)下，進口處的質量流量應該恒等于出口處的質量流量，考慮到計算誤差，這一誤差保證在總流量的1%即可。

圖5 進、出口質量流量的差異

這一部分的教學，要求學生不僅掌握流體力學的基礎知識，還要學會利用所學知識去分析工程實際問題。教學中要特別注重引導學生去不斷地提出問題，并利用所學的知識去進行解釋。這是進行研究型教學過程的關鍵。另外，如果有條件，最好采用師生互動，共同進行仿真計算和研究的方法。教學和訓練方法要表現(xiàn)較強的科學研究特色，注意培養(yǎng)學生的批判和探索精神。

通過前面的教學，使學生對數(shù)值模擬這一現(xiàn)代研究手段及研究過程有了初步的了解，達到了將現(xiàn)代研究方法引入課堂的目的。為了更加有效地掌握教學內(nèi)容，在介紹完數(shù)值模擬平臺的使用，并對問題進行了初步研究之后，還必須引導學生進一步思考和研究。具體到本次教學，可進一步引導學生去思考課前所提出的兩個問題，解釋“黃河壺口瀑布形成原因”，以及“列車被風吹翻的原因”。

二 工程流體力學課程研究型教學中需注意的問題

在工程流體力學課程研究型教學中，既要照顧到流體力學課程的基本原理，又要反映現(xiàn)代計算技術在流體力學中解決實際問題的新發(fā)展。在教學實施過程中，根據(jù)筆者的實踐和體會，需要注意以下幾個問題：

1.堅持教學與科研相結合

要培養(yǎng)具有創(chuàng)造能力的人才，必須將教學與科研有機結合起來。教師只有通過本專業(yè)及有關學科的科研活動，才能加深對本專業(yè)本學科的理解和認識，更新教學

手段，豐富知識結構，激發(fā)學生的學習和研究熱情。實施研究型教學作為一種趨勢，已經(jīng)得到了全球教育界的認可，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模式。

2.教學題目的選取和教學過程的實施必須有針對性

采用研究型教學模式進行教學，應以講解研究方法和研究過程為宗旨。其中題目的選取至關重要，一般來說，題目應來自于工程實際，有工程背景和深入研究的空間。同時也要注意題目不宜選得過于復雜，且與課程的教學內(nèi)容結合得比較好。在實施過程中，可針對不同專業(yè)、不同需要的學生，建立不同的教學體系。例如與流體接觸密切的專業(yè)，如流體機械及工程方向的學生，設置的CFD 部分理論和上機實驗內(nèi)容可略多。而對于車輛工程、機械設計及工程等普通工程類專業(yè)的學生來講，可少講理論，主要參與簡單的工程實際流動問題的模擬解決實驗。上機實驗的內(nèi)容也可以根據(jù)專業(yè)特點來選定，結合不同專業(yè)進行不同的案例計算和分析。

3.進一步確定學生在教學過程中的主體地位

篇（10）

中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0030-02

“工程流體力學”課程是以高等數(shù)學、大學物理、工程力學、工程熱力學為基礎，集概念、公式、實際應用于一體的一門專業(yè)基礎課。該課程基本概念抽象，公式結構復雜，實際應用眾多，尤其在石油行業(yè)尤為突出。石油工業(yè)中的許多問題都要采用流體力學理論解決，諸如鉆井液循環(huán)壓力和流速的設計，套管強度的校核，采油過程中油井采出的流體在泵或井筒內(nèi)的流動規(guī)律分析，地面管線的布設，管徑設計，管線強度的校核，壓差與流量之間關系的確定，輸液泵的選擇和安裝位置的確定，儲油罐強度的校核，油品裝卸時間的計算，油品和天然氣的計量，氣蝕和水擊等現(xiàn)象的預防等。解決這些問題，要求從事石油工程技術的科學工作者必須具備“工程流體力學”知識，以便在石油工程的建設和管理中更好地發(fā)揮作用。為了使學生能夠更好地學習掌握該課程的內(nèi)容，教學環(huán)節(jié)尤為重要。對如何設計教學環(huán)節(jié)，本文主要從以下四個方面加以說明。

一、教學由多媒體與板書共同完成

教學板書是教師教學思路的整體反映，是教師在教學過程中引導學生學習，幫助學生理解和記憶，以及啟發(fā)學生思考的重要手段，是教學過程中不可缺少的組成部分。教學板書以文字、符號、圖表等手段將教學內(nèi)容直接訴諸學生的視覺，豐富了學生的感知表象，有助于學生吸收和掌握知識信息。在授課過程中，筆者把學生對使用板書和多媒體的意見進行調查，90%的學生更傾向于使用板書教學。

由于“工程流體力學”課程，基本概念多、難理解，公式復雜難懂，采用板書邊寫邊講解，給學生留有足夠的時間去理解，去認知，接受起來更容易一些。但是流體本身運動復雜，沒有固定的形狀，在外力作用下，流體流動狀態(tài)、流動規(guī)律是什么樣的，在板書上表達起來可能不夠準確，不夠形象、逼真；而采用多媒體[1]，將其制作成圖片或動畫課件，則直觀明了，生動具體，給學生在視覺上以新穎的感覺，在頭腦里的印象會更深刻一些。比如：講工程流體力學的發(fā)展史，單純講授枯燥無味。此時，制作多媒體課件展示給大家， 比如弧線球也稱香蕉球，找一個足球明星踢弧線球的視頻放里面，邊放映邊講解，學生很感興趣，還學到了知識，同時也激發(fā)了學生的學習熱情，起到了很好的引導效果。

二、將計算流體動力學軟件融入到理論教學中

“工程流體力學”一般采用理論方法、實驗方法和數(shù)值計算三種方法研究，其中，數(shù)值計算就是使用計算流體動力學軟件計算[2]，是當今比較常用也比較流行的方法。計算流體動力學（簡稱CFD）是通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。CFD可以看作是在流動基本方程控制下對流動的數(shù)值模擬。通過這種數(shù)值模擬，可以得到極其復雜問題的流場內(nèi)各個位置上基本物理量（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驗方法的局限性，在計算機上實現(xiàn)一個特定的計算，就好像在計算機上做一次物理實驗。例如，機翼的繞流，通過計算機并將其結果在屏幕上顯示，就可以看到流場的各種細節(jié)；如激波的運動、強度、渦的生成與傳播、流動的分離、表面的壓力分布、受力大小及其隨時間的變化等。數(shù)值模擬可以形象地再現(xiàn)流動情景，與做實驗沒有區(qū)別。

目前，CFD軟件中比較著名的就是Fluent軟件。所以可以在教學中使用Fluent軟件模擬，給學生展示流動規(guī)律和流動結果。例如：馮?卡門渦街，不同形狀物體繞流使用Fluent進行模擬，既直觀又能清楚地展現(xiàn)流動規(guī)律，同時對流體本身產(chǎn)生無限的向往，對“工程流體力學”課程充滿了期待和興趣，為學生以后學習軟件打下了基礎。

三、實施雙語教學

隨著我國與世界的接軌，隨著世界一體化進程，迫切需要大量精通兩種以上語言的人才，作為一種培養(yǎng)國際化人才的有效手段，雙語教學勢在必行。高等教育作為教育的前沿陣地，也要同國際接軌。雙語教學本身就是我國高等教育國際化趨勢的客觀要求，對高校來講，可以加強國內(nèi)高校和國外高校的教學合作，高校之間的合作項目越來越多，有助于國內(nèi)外專業(yè)領域知識體系的統(tǒng)一和完善；對教師來說，可以促進國內(nèi)高校教師同國外高校教師的學術交流，國內(nèi)高校教師可從中了解到很多世界前沿知識，并有效地傳遞給學生；從學生自身來看，打破了語言障礙，學生能夠在專業(yè)技術領域內(nèi)較好地將母語和英語這兩種語言之間根據(jù)交際對象和工作環(huán)境的需要進行切換，有效地開展交流與合作，并且多掌握一種語言，就多了一份生存的手段，多了一份了解外部先進世界的途徑，多一份機會。雙語教學不僅可以培養(yǎng)學生運用外語解決實際問題的能力，而且有利于學生學習、掌握、精通一門外語（主要是英語），能夠多一種思維方式，學會從多種角度，用不同觀點看問題，進而提升競爭能力，同時也為培養(yǎng)“復合型”人才奠定了基礎。

現(xiàn)今實施“雙語教學”，既符合與時俱進的要求，又能夠提升教學水平，這意味著在教學中實施“雙語教學”勢在必行。在“工程流體力學”專業(yè)基礎課教學中改變使用單純母語（漢語）的教學方式，將外語（主要是英語）運用于其教學的全過程之中，使之與母語教學互相融合、互相促進，既體現(xiàn)專業(yè)基礎課教學的特色和針對性的同時，又能夠全面提高學生的外語應用能力和綜合素質，使教學更好地適應新世紀人才培養(yǎng)目標的要求。在“工程流體力學”教學中推行雙語教學，使學生在雙語教學課堂中提高英語水平，學會用英語表達專業(yè)知識，繼而過渡到用英語去思維、求知、交流，以便熟練地用外語來解決實際問題。這種教學模式既符合經(jīng)濟迅速發(fā)展對涉外人才基本素質的要求，也符合大學各專業(yè)交叉融合的發(fā)展方向，是教學改革的重要內(nèi)容。

根據(jù)“工程流體力學”課程的特點，在其教學中可以使用綜合型教學模式。即對一些基本概念、基本理論，比較好理解的，可以采用浸入型；而對一些公式的推導，專業(yè)性比較強的，難于理解的采用過渡型。另外，將一些流體發(fā)展的歷史、實例用多媒體教學手段進行授課，達到直觀的效果。

四、注重實驗環(huán)節(jié)

“工程流體力學”也是一門實驗科學[3]。很多流體力學理論都是以實驗為基礎建立起來的，理論分析得出的結果需要通過實驗來驗證，而實驗的進行又需要用分析得出的理論來指導。因此，實驗是“工程流體力學”課程的重要組成部分，是必不可少的教學環(huán)節(jié)。它不僅是為了驗證理論，有助于學生學好流體力學，而且是培養(yǎng)學生進行科學研究、提高獨立工作和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。

隨著大學教育的普及，受教育的人數(shù)迅猛增長，而實驗教學設備與人數(shù)增長不成比例，導致教學和實驗的間隔周期較長，使得實驗前，有些學生并沒有做好充分的準備，并且缺乏必要的理論復習，對即將做的實驗相關知識沒概念，致使理論和實驗嚴重脫節(jié)，實驗效果不佳。但是對學生的考核僅僅是一份實驗報告，導致有些報告抄襲嚴重，甚至有些學生做實驗，看別人怎么做就怎么做。這樣，學生的動手能力、實踐能力怎么能培養(yǎng)出來？更不用說培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維。實驗課是教學的必要環(huán)節(jié)，也是重要環(huán)節(jié)，不容忽視。

1.實驗前，回顧與實驗相關的知識點，讓學生在短時間內(nèi)了解本次實驗和相關理論，這里的相關理論不是本實驗的結論，實驗結論應該由學生通過做實驗總結出來；也可以將本實驗過程錄制成一段視頻，讓學生提前看一下，熟悉一下實驗過程，視覺在人心中留的印象會更深刻一些，做到心中有數(shù)，這樣真正自己動手做實驗就不會茫然。

2.由于時間和設備的限制，實驗只能就某一種情況進行操作，對其他條件變化時會有什么樣的規(guī)律不能面面俱到，這時在實驗教學中應用計算流體動力學軟件演示也會收到很好的教學效果。所以，計算流體動力學軟件不僅在教學中，在實驗中的作用也是顯著的。

3.在實驗課教學改革的同時，實驗課考核的方法也應該相應地加以整改。通過純粹的書面實驗報告和出勤率進行考核，學生互相抄襲，敷衍了事，實驗做完后真正的原理還沒弄明白。為了避免此類情況的發(fā)生，一方面，考核每個學生親自動手做實驗，邊做實驗邊講解，不僅能夠鍛煉學生動手的實驗能力，語言表達能力相應地也有所提高，為此應該增加實驗教師的人數(shù)；另一方面，除了增加實驗課在最終成績的比例（10%）外，還要在期末試卷中增加實驗內(nèi)容，以檢驗學生對實驗的理解能力和掌握情況。

為了使學生能夠更好地掌握“工程流體力學”課程的內(nèi)容，教學需要改革，這就要求當代大學教師不斷地嘗試、不斷地探索新的教學模式，充分調動學生的學習熱情。本文針對“工程流體力學”這門專業(yè)基礎課程的特點，提出了幾點教學建議，希望對工作在一線的流體力學教師有點幫助。

參考文獻：

篇（11）

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

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0098-02

目前，鄭州輕工業(yè)學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級特色專業(yè)。為了加強制冷與低溫工程專業(yè)學生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學進行全面的改革。

“流體力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，主要分為流體靜力學和流體動力學，研究流體平衡、運動規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應用的科學。由于流動現(xiàn)象和流動規(guī)律及其影響因素十分復雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應用廣、對學生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。[1]加上學生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導致“流體力學”課程歷來被公認為是教師難教、學生難學難懂的課程之一。[2]因此，迫切需要進行“流體力學”課程教學改革，使學生學好本門課程，提高課程教學質量，使學生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學生的綜合分析應用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質。

分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學”課程教學的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數(shù)學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應用。因此怎樣激發(fā)學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現(xiàn)該課程教學目標，提高教學質量，是該課程教學亟待解決的問題。

一、改革教學方法

學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學生來說至關重要。讓學生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學生學習后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結合自己的教學經(jīng)驗，認為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學生學習興趣

學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。

要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發(fā)展及其廣泛的工程實際應用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設密切相關，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習和解決實際工程問題中的重要作用。[3]

教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發(fā)學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。

另外，還應充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動現(xiàn)象和分析流動機理，需要應用數(shù)學工具。學生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂數(shù)學，然而讀懂了數(shù)學不一定意味著明白了數(shù)學符號背后所代表的物理意義。“流體力學”教學實踐表明，學生從讀懂數(shù)學到理解流動問題的物理本質有一個過程。教師的一個重要任務就是做好各方面的工作，幫助學生完成從讀懂數(shù)學到理解流動的物理本質這一過程的轉變，進一步建立起科學的思維方式。

“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續(xù)方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節(jié)都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。

根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應將重點放在概念引入、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用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數(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際工程問題。最后應強調公式的應用范圍及應用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”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、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學習的最終目的是讓學生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業(yè)是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養(yǎng)學生分析、解決問題能力的一種方法。

首先應由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學生加深對基本概念和基本理論知識的理解。

然后再由教師通過習題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應用。在講解習題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質的理解，將物理問題與數(shù)學工具有機地結合起來，有助于學生對與專業(yè)相關聯(lián)的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。

二、改革教學手段

多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。[4]

多媒體教學在“流體力學”教學過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關內(nèi)容，并使學生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內(nèi)容更豐富了，學生在有限的時間內(nèi)接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質量也提高了。

多媒體教學的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學。有很多學生認為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎知識的理解和掌握。根據(jù)“流體力學”既有抽象復雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學過程中應將多媒體教學與板書教學相結合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為教學工作更好地服務。如對某些特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現(xiàn)象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內(nèi)容還是采用板書教學，例如流體力學基本方程的推導過程依然使用傳統(tǒng)教學中的板書，有利于學生集中注意力，讓學生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學生足夠的思考時間，又可加深學生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學效果。

三、 結束語

總之，高等教育教學改革，特別是專業(yè)課程的教學改革，是一個長期而艱巨的實踐過程。“流體力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，在教學中要根據(jù)學校的具體情況改革教學方法和教學手段，借助現(xiàn)代教育技術與手段，充分調動學生的學習興趣，結合生活、生產(chǎn)、科研中的實際問題，進行深入淺出、生動活潑的講解，揭示問題的本質，向學生傳授治學方法，擴大學生的知識面，培養(yǎng)學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，以取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]王偉.土木專業(yè)工程流體力學課程教學研究[J].山西建筑,2008,34(21).