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篇1

[關(guān)鍵詞] 流體力學(xué)課程；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；科研訓(xùn)練；實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-893X（2013）01?0072?02

流體力學(xué)作為理工科院校的專業(yè)基礎(chǔ)課，國(guó)內(nèi)的高等院校都十分重視。大部分院校在開出能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)以外，還開設(shè)了研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。如浙江大學(xué)國(guó)家力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開設(shè)有西湖流場(chǎng)電擬實(shí)驗(yàn)、沖排沙旋流器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)、流量檢測(cè)與控制實(shí)驗(yàn)、新型滲流實(shí)驗(yàn)等，新開發(fā)綜合型、研究型和設(shè)計(jì)型教學(xué)實(shí)驗(yàn)20多項(xiàng)。[1]哈工大依托力學(xué)學(xué)科的國(guó)防與航天特色，利用科研成果研制開發(fā)具有較高水準(zhǔn)、融合多門基礎(chǔ)力學(xué)課程的綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)，形成了高起點(diǎn)、實(shí)踐性與設(shè)計(jì)性強(qiáng)、突出綜合能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力提供了良好的平臺(tái)，建設(shè)了具有哈工大特色的力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，研制開發(fā)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3個(gè)[2]。同濟(jì)大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心有13 個(gè)全天開放的設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如：塔桅結(jié)構(gòu)動(dòng)、靜測(cè)試創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測(cè)開放實(shí)驗(yàn)等[3]。河海大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在學(xué)校支持下，從硬條件和軟資源兩方面為大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)提供服務(wù)平臺(tái)。其專門設(shè)有大學(xué)生力學(xué)創(chuàng)新制作室，為大學(xué)生課外制作活動(dòng)提供工作用房，添置必要加工機(jī)械設(shè)備，如車床、銑床和鉗工臺(tái)等，為學(xué)生的模型制作提供條件[4]。

南京理工大學(xué)（簡(jiǎn)稱南理工）流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合本校的專業(yè)特點(diǎn)和現(xiàn)有資源，在開展研究創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)方面也做了大量的工作。

一、基本情況

流體力學(xué)是南理工工科專業(yè)的基礎(chǔ)課，開設(shè)該課程的專業(yè)有工程力學(xué)、安全工程、特種能源工程與煙火技術(shù)、熱能與動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、武器系統(tǒng)與發(fā)射工程、新能源技術(shù)、機(jī)械工程及自動(dòng)化、交通工程、車輛工程等。課程大綱要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中觀察流體力學(xué)現(xiàn)象，驗(yàn)證能量方程等，并掌握一些基本的流體力學(xué)測(cè)試技能，并對(duì)武器系統(tǒng)與發(fā)射工程等專業(yè)的學(xué)生提出了開展研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的要求。實(shí)驗(yàn)室利用現(xiàn)有資源面向全校開出了大部分流體力學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、伯努利方程實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)、孔口與管嘴出流實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)、流譜流線顯示、水擊綜合實(shí)驗(yàn)、靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水實(shí)驗(yàn)、虹吸原理實(shí)驗(yàn)、空化機(jī)理實(shí)驗(yàn)、紊動(dòng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)和風(fēng)洞測(cè)力實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的理解和培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí)開出了部分綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如低速翼型繞流流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)、風(fēng)洞模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，還積極開展本科生科研訓(xùn)練與課外科技活動(dòng)，開出一定比例的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如某飛行器外流場(chǎng)的并行數(shù)值仿真、某型有翼彈箭氣動(dòng)特性計(jì)算、PXI總線在風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究、空壓機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)等科研訓(xùn)練項(xiàng)目。另外，實(shí)驗(yàn)室還承擔(dān)了部分本科生和研究生的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

二、主要項(xiàng)目

南理工流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室是江蘇省力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的重要實(shí)驗(yàn)室，師資力量雄厚，流體力學(xué)設(shè)備先進(jìn)、齊全。設(shè)備主要有低速風(fēng)洞、自由射流超跨音速風(fēng)洞、亞跨超音速風(fēng)洞、集群計(jì)算機(jī)和完整配套的流體力學(xué)試驗(yàn)教學(xué)設(shè)備等。作為江蘇省首批力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心重點(diǎn)建設(shè)單位，經(jīng)過學(xué)校本科一期、二期、三期建設(shè)后，實(shí)驗(yàn)室在開出大量基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開出了部分前沿性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如某彈箭氣動(dòng)布局與設(shè)計(jì)、翼型繞流流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)、高速風(fēng)洞流場(chǎng)觀測(cè)與參數(shù)測(cè)試、高速風(fēng)洞壓力分布實(shí)驗(yàn)、某型彈箭氣動(dòng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目充分利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢(shì)，并與科研工作緊密結(jié)合，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)有十分積極的意義。這些實(shí)驗(yàn)要求有一定的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)，武器類專業(yè)的學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)興趣濃厚。盡管由于加工經(jīng)費(fèi)較多，風(fēng)洞運(yùn)行成本較高，實(shí)驗(yàn)開展受到一定影響，且由于風(fēng)洞是大型科研貴重儀器設(shè)備，只有專職教師才能進(jìn)行風(fēng)洞運(yùn)行操作，學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)方面受到一定制約，但是，在模型設(shè)計(jì)、氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)等方面，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)等能夠得到提高。所以，實(shí)驗(yàn)室克服困難，充分利用風(fēng)洞資源優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持積極開展流體力學(xué)研究創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。學(xué)校在流體力學(xué)研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)中充分利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，結(jié)合科研任務(wù)，利用低速風(fēng)洞和超音速風(fēng)洞已經(jīng)開出或計(jì)劃開出的研究創(chuàng)新性項(xiàng)目有：

① 風(fēng)機(jī)翼型氣動(dòng)特性研究。該實(shí)驗(yàn)是為了適應(yīng)南理工新能源專業(yè)教學(xué)需要而新開設(shè)的研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，目的在于研究不同翼型的氣動(dòng)特性，為風(fēng)機(jī)翼型選擇提供依據(jù)。

② 激光煙流法流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)主要用于低速繞流流譜分析、繞流流動(dòng)機(jī)理研究，對(duì)學(xué)生觀察復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象、分析流動(dòng)機(jī)理、理解深?yuàn)W的流體力學(xué)理論知識(shí)有較大幫助。

③ 彩色紋影流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)用彩色紋影技術(shù)顯示復(fù)雜流場(chǎng)，讓學(xué)生了解超音速流場(chǎng)建立過程、超音速流場(chǎng)建立的條件和流場(chǎng)波系構(gòu)成，學(xué)生運(yùn)用光學(xué)知識(shí)進(jìn)行流場(chǎng)顯示，提高其綜合實(shí)驗(yàn)技能和分析能力。通過該實(shí)驗(yàn)對(duì)看不見、摸不著的流場(chǎng)有了全新的認(rèn)識(shí)。

④ PIV三維速度場(chǎng)測(cè)量與非定常復(fù)雜流動(dòng)研究。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谧寣W(xué)生了解先進(jìn)的流體力學(xué)測(cè)量?jī)x器，掌握三維速度場(chǎng)測(cè)量方法，開展非定常復(fù)雜流動(dòng)研究工作。

⑤ 風(fēng)洞天平校準(zhǔn)技術(shù)研究。風(fēng)洞天平是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)最重要的測(cè)量?jī)x器之一，其精度直接影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性、有效性。因此，對(duì)其進(jìn)行高精度的校準(zhǔn)十分重要，開展該研究有助于學(xué)生更好地了解風(fēng)洞天平工作原理、掌握先進(jìn)的校準(zhǔn)技術(shù)，并提高學(xué)生軟件設(shè)計(jì)能力和開發(fā)能力。

⑥ 彈箭氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生氣動(dòng)設(shè)計(jì)水平，培養(yǎng)學(xué)生彈箭氣動(dòng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

⑦ 翼型氣動(dòng)特性遙測(cè)與分析。該項(xiàng)目要求學(xué)生采用遙測(cè)技術(shù)對(duì)翼型氣動(dòng)特性進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)。

三、教學(xué)效果

流體力學(xué)研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和教師科研任務(wù)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生參與到科研工作中，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神，教學(xué)效果顯著。如電氣專業(yè)和建環(huán)專業(yè)本科生鄭建、黃華和陳守信等3名學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行了翼型氣動(dòng)特性測(cè)試與分析研究，其共同完成的作品“翼型氣動(dòng)特性遙測(cè)與分析” 獲全國(guó)挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽三等獎(jiǎng)，“風(fēng)洞試驗(yàn)無(wú)線測(cè)壓裝置”獲實(shí)用新型專利。該次跨專業(yè)團(tuán)隊(duì)科研訓(xùn)練項(xiàng)目共分三個(gè)子課題，一個(gè)是翼型設(shè)計(jì)及風(fēng)洞試驗(yàn)子課題，第二個(gè)是氣動(dòng)數(shù)值計(jì)算，另外一個(gè)是無(wú)線測(cè)試技術(shù)子課題。三個(gè)子課題之間必須相互協(xié)調(diào)才能順利完成，通過這次科研訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)成員之間協(xié)調(diào)配合的重要性有了深刻認(rèn)識(shí)。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是部分學(xué)生特別感興趣的項(xiàng)目之一，學(xué)生對(duì)其實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析有濃厚的興趣和研究探索的欲望，對(duì)飛行器受力分析、飛行控制和彈道計(jì)算也產(chǎn)生了了解、探索的欲望。因此，開設(shè)這些流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，不但提高了學(xué)生的操作技能、綜合分析能力，還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)課程的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生研究、探索、創(chuàng)新的意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 章軍軍，毛根海.發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室主任作用 創(chuàng)建國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（1）：13-14.

[2] 安健，張鵬.建設(shè)高水平實(shí)驗(yàn)室 培養(yǎng)高水平人才[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（5）：171-173.

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關(guān)鍵詞：留學(xué)生 生理學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）03（b）-0203-02

隨著國(guó)際交流的不斷擴(kuò)大和我國(guó)醫(yī)學(xué)事業(yè)的不斷進(jìn)步，來(lái)華學(xué)習(xí)的外國(guó)留學(xué)生日益增多，我國(guó)醫(yī)學(xué)高等教育的國(guó)際化成為了對(duì)外交流以及海內(nèi)外醫(yī)療人才培養(yǎng)的重要平臺(tái)[1]。我校從1992年開始接受醫(yī)學(xué)留學(xué)生，目前留學(xué)生已經(jīng)遍及巴基斯坦、印度、阿富汗等18個(gè)國(guó)家。本教研室承擔(dān)了我校醫(yī)學(xué)留學(xué)生的生理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。生理學(xué)作為一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課，而且是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科[2]。讓學(xué)生掌握扎實(shí)的生理學(xué)基礎(chǔ)理論并培養(yǎng)其獨(dú)立動(dòng)手能力和解決問題的能力是留學(xué)生生理學(xué)教育的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理解和應(yīng)用理論知識(shí)的必要環(huán)節(jié)，其效果的好壞將影響本課程的整體教學(xué)質(zhì)量。本文在長(zhǎng)期教學(xué)的基礎(chǔ)上，主要針對(duì)留學(xué)生的生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教材選擇和教學(xué)方法等環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)，形成切實(shí)可行的教學(xué)模式，為我校留學(xué)生教育的深入開展提供參考。

1 留學(xué)生實(shí)驗(yàn)教材的選擇

教材是教學(xué)的基礎(chǔ)，選擇教材至關(guān)重要[3]。如何因人選材是留學(xué)生生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。我們主要從兩個(gè)方面制定選材標(biāo)準(zhǔn)：一是配合理論，注重基本功培養(yǎng)。以生理學(xué)理論課和臨床實(shí)踐需要為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋生理學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作技能，并適當(dāng)?shù)刈⒅卣故粳F(xiàn)代生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的新知識(shí)、新技術(shù)。二是語(yǔ)言必需準(zhǔn)確、簡(jiǎn)介、易懂、可操作性強(qiáng)。因此，通過充分參考原版英文教材，本教研室以理論課為基礎(chǔ)，結(jié)合臨床需要，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫出了一本通俗易懂、過程清晰的全英文生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，此教材的應(yīng)用很好地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用多媒體并錄制視頻

我校留學(xué)生以中亞、西亞居多，英語(yǔ)水平雖然較好，但是帶有濃重的地方口音，給師生之間的交流帶來(lái)了不少困難。多媒體和錄像等現(xiàn)代教育技術(shù)使教學(xué)更加形象而直觀[4]。通過對(duì)生理實(shí)驗(yàn)課程梳理，針對(duì)留學(xué)生的教育背景和思維習(xí)慣，組織教師制作全英文多媒體課件。通過重點(diǎn)知識(shí)引導(dǎo)，結(jié)合教師深入講解，使教師的教和學(xué)生的學(xué)更加融洽。

生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是動(dòng)手課程，對(duì)操作方法和技巧要求很高。教學(xué)中，我們每組配備一名實(shí)驗(yàn)輔助老師，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范操作。但學(xué)生的學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力參差不齊，再加上理論講解和示教時(shí)間比較短，部分學(xué)生在自己動(dòng)手的時(shí)候仍難免手忙腳亂。組織教師親自錄制操作視頻，近距離拍攝并配專業(yè)講解字幕，對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)和步驟進(jìn)行強(qiáng)調(diào)處理，這樣將抽象的實(shí)驗(yàn)具體化，讓學(xué)生和老師的互動(dòng)的更加活躍有效。

3 實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)安排

培養(yǎng)對(duì)生命的敬畏意識(shí)，嚴(yán)格規(guī)范每一個(gè)操作細(xì)節(jié)。首先我們通過實(shí)例教育使“敬畏生命、嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范”的思想深入到每一位學(xué)生心中。其次安排教學(xué)，環(huán)節(jié)如下：首先配合模型，使用全英文的多媒體課件進(jìn)行講解，使學(xué)生們明白此次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、流程，并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)。然后進(jìn)行錄像講解，引領(lǐng)學(xué)生熟悉規(guī)范操作，之后帶教老師分組進(jìn)行示范操作，同時(shí)在重點(diǎn)部位和關(guān)鍵步驟進(jìn)行強(qiáng)調(diào)性示范。最后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生試驗(yàn)中詳細(xì)記錄相關(guān)步驟和數(shù)據(jù)、教師時(shí)刻糾正和規(guī)范學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，保留5～10 min的時(shí)間，組織學(xué)生對(duì)試驗(yàn)中的問題和失誤進(jìn)行反饋，讓學(xué)生及時(shí)對(duì)錯(cuò)誤形成認(rèn)識(shí)并明確規(guī)范操作，最后由學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)總結(jié)注意事項(xiàng)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鑒于部分留學(xué)生課堂紀(jì)律較差，做完實(shí)驗(yàn)不仔細(xì)清潔器械，因此，將衛(wèi)生清掃列為平時(shí)成績(jī)的考核之一，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以更好地適應(yīng)今后的工作。

4 實(shí)驗(yàn)記錄與匯報(bào)

要培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的科研思維和良好的科研習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)記錄與報(bào)告是重要的環(huán)節(jié)。規(guī)范記錄并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅有利于鍛煉學(xué)生分析問題的能力還有助于培養(yǎng)學(xué)生們書面表達(dá)和總結(jié)歸納的能力。很多留學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中隨意性很大，不注意科學(xué)規(guī)范地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和現(xiàn)象不進(jìn)行分析，探究性思維很差。此外，存在對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告不重視，常抱有完成差事的思想，甚至相互抄襲。教學(xué)中通過講述著名科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論并得到結(jié)論，從而充分培養(yǎng)學(xué)生的科研與臨床醫(yī)療素養(yǎng)。同時(shí)，教師應(yīng)該仔細(xì)的批閱上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從中尋找教學(xué)上的失誤，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法。

5 討論

隨著我校的醫(yī)學(xué)教育在西亞地區(qū)的影響力也不斷提升，已經(jīng)吸引了大量中東及其周邊國(guó)家的生源。全面提升留學(xué)生教育綜合質(zhì)量是亟待解決的問題[5]。本文從教材選擇、現(xiàn)代教育技術(shù)引入、內(nèi)容設(shè)置等方面對(duì)留學(xué)生生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了探索與總結(jié)。通過在教學(xué)中的應(yīng)用與檢驗(yàn)，取得了卓有成效的效果。留學(xué)生對(duì)學(xué)科認(rèn)同增強(qiáng)，生理學(xué)理論基礎(chǔ)、動(dòng)手操作和思考能力明顯加強(qiáng)，并形成了良好的科研思維與工作習(xí)慣。通過該模式，可以為留學(xué)生的教育和醫(yī)學(xué)專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)提供切實(shí)可行的方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄧家齊，呂沐瀚.醫(yī)學(xué)院校留學(xué)生教學(xué)初探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011（4）：71.

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篇3

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；課程體系；創(chuàng)新

Construction and improvement of course system on engineering fluid mechanics

Lan Yamei， Wang Shiming， Song Qiuhong， Liu Shuang

Shanghai Ocean University， Shanghai， 201306， China

Abstract： Combined with the working practice on construction process of engineering fluid mechanics， which is rated as Shanghai elite course， construction and improvement of course system is discussed on engineering fluid mechanics on Shanghai Ocean University. The main contents include teaching content， textbook publishing， improvement of experimental condition， training of innovation ability.

Key words： engineering fluid mechanics； course system； innovation

隨著我國(guó)海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我校在海洋學(xué)科和相關(guān)專業(yè)建設(shè)方面發(fā)展迅速，流體力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。流體力學(xué)是工科院校普遍開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)科的滲透性很強(qiáng)，與所有基礎(chǔ)和專業(yè)學(xué)科之間都有交叉，在學(xué)生知識(shí)能力培養(yǎng)和知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用。2013年，我校流體力學(xué)被評(píng)為上海市精品課程。在4年多的建設(shè)過程中，流體力學(xué)課題組先后承擔(dān)了校級(jí)、上海市級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)及重點(diǎn)教材建設(shè)等多項(xiàng)教改項(xiàng)目，堅(jiān)持以培養(yǎng)海洋工程創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，在流體力學(xué)教學(xué)體系的建設(shè)方面取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1 結(jié)合海洋大學(xué)特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，完善課程體系

我校流體力學(xué)類課程覆蓋海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、海洋環(huán)境、海洋技術(shù)、熱能動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)，每年選課學(xué)生超過700人。針對(duì)各個(gè)專業(yè)學(xué)生的不同需求，我們?cè)谡n程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容上都做了相應(yīng)的調(diào)整與完善。本課程在我校的定位是：以海洋學(xué)院的海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、海洋環(huán)境、海洋技術(shù)、環(huán)境工程專業(yè)為重點(diǎn)的海洋類本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程；面向食品學(xué)院和生命學(xué)院的熱能動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)的工程應(yīng)用類本科生的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程，滿足工程學(xué)院的機(jī)制專業(yè)培養(yǎng)要求。以工程流體力學(xué)課程為龍頭，以培養(yǎng)海洋人才的創(chuàng)新能力為目標(biāo)，完善優(yōu)化流體力學(xué)類課程群的配置、學(xué)時(shí)安排，并完成所有課程新教學(xué)大綱的編寫工作，逐步形成一個(gè)完整的課程體系，重點(diǎn)完成了實(shí)驗(yàn)課和仿真課程軟硬件的配套建設(shè)，突出強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)。根據(jù)工程實(shí)際需要，將流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)層次，即流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論、流體力學(xué)知識(shí)與進(jìn)展、流體力學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐。根據(jù)不同專業(yè)對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的需要，設(shè)計(jì)了不同的模塊組合。如對(duì)海洋相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，增加了水波理論，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)；針對(duì)食品專業(yè)的需要，增加了氣體及熱力學(xué)類內(nèi)容，并編寫了多套相關(guān)自測(cè)題供學(xué)生選用；針對(duì)水產(chǎn)及生物類專業(yè)的學(xué)生，為讓學(xué)生能夠更好地研究魚類等的動(dòng)物習(xí)性，增加了數(shù)值仿真模擬，克服了以往過分重視理論知識(shí)的介紹，輕視其應(yīng)用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、計(jì)算流體力學(xué)等。

2 出版多部教材，完善流體力學(xué)課程教材體系完備

2002年，《工程流體力學(xué)》教材被列為上海市教委普通高等學(xué)校教材重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，歷經(jīng)3年多的編寫和有關(guān)專家的評(píng)審，我校教師編寫的《工程流體力學(xué)》于2006年2月由上海交通大學(xué)出版社出版。該教材的最大特點(diǎn)是考慮到普通工科院校非力學(xué)專業(yè)學(xué)生的情況，尤其是一般工科專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)和專業(yè)需要，盡可能簡(jiǎn)化對(duì)公式、定理的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，注重對(duì)物理概念的闡明、理解和應(yīng)用，特別強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。2007年，《工程流體力學(xué)》教材被上海市教委評(píng)為優(yōu)秀教材三等獎(jiǎng)，2008年獲上海海洋大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。2011年，我們對(duì)第一版教材部分章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了更新、充實(shí)和修訂，更加注重拓寬知識(shí)面和實(shí)際工程應(yīng)用。2012年9月，第二版《工程流體力學(xué)》及配套教材《工程流體力學(xué)習(xí)題解析》由上海交通大學(xué)出版社出版發(fā)行。2011年3月，由同濟(jì)大學(xué)出版社出版的《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)―理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)》，其中的流體力學(xué)部分（第三大部分），重點(diǎn)強(qiáng)化課程體系中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，完善了流體力學(xué)課程的教材體系。我們還完成了流體力學(xué)試題庫(kù)建設(shè)工作，提高了試題質(zhì)量，真正做到了教考分離，為相關(guān)師生提供了豐富的教學(xué)資源庫(kù)，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。

早在2006年，我們就開始了“流體力學(xué)研究型教學(xué)的改革與實(shí)踐”上海水產(chǎn)大學(xué)（2008年更名為上海海洋大學(xué)）一般課題項(xiàng)目的研究工作；為配合新出版的教材，我們還申請(qǐng)了校級(jí)一般課程建設(shè)項(xiàng)目“工程流體力學(xué)（CAI課件）建設(shè)”，制作了與教材配套的、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的課件光盤，課件共有700余張PPT，圖片色彩鮮明，其中插入的20多個(gè)原創(chuàng)動(dòng)畫形象生動(dòng)逼真，做到了工程流體力學(xué)電子教案光盤版與教材同步發(fā)行。

3 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

隨著我國(guó)，特別是上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我校海洋學(xué)科發(fā)展迅速。首先，為配合新開設(shè)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，添置了多種類、多套數(shù)的多功能流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、動(dòng)量定理實(shí)驗(yàn)儀、空化實(shí)驗(yàn)儀等流體力學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，保證了高質(zhì)量完成流體力學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。根據(jù)購(gòu)置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，自行編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確了儀器設(shè)備的工作原理、實(shí)驗(yàn)過程的具體步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和處理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等內(nèi)容；為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多樣化，自行編制了工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示軟件，內(nèi)容形象直觀，使學(xué)生一目了然；合作研制了小型循環(huán)水槽及直流式風(fēng)洞，并配備了數(shù)據(jù)測(cè)試采集系統(tǒng)，可進(jìn)行圓柱、翼型、浮標(biāo)、波能裝置等模型的流場(chǎng)顯示及水動(dòng)性能測(cè)試，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率得到了提高。針對(duì)個(gè)別專業(yè)的特殊需要，開設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課。實(shí)際的流體運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，而流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段，為此，經(jīng)多方籌建，我校海洋環(huán)境專業(yè)于2009年開設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論的理解，更好地用所學(xué)理論解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題。實(shí)驗(yàn)課共16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、管道測(cè)流量實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)、虹吸實(shí)驗(yàn)及勢(shì)流疊加實(shí)驗(yàn)等。針對(duì)食品專業(yè)的需要，開設(shè)了氣體及熱力學(xué)類實(shí)驗(yàn)。

為了滿足海洋學(xué)科對(duì)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的更高要求，我們陸續(xù)建成了大型室內(nèi)動(dòng)力深水壓力桶，配備了數(shù)據(jù)測(cè)試采集系統(tǒng)，可進(jìn)行圓柱、翼型、浮標(biāo)、波能裝置等模型的流場(chǎng)顯示及水動(dòng)性能測(cè)試。我校地處臨港，旁臨東海，學(xué)生參加各種海試試驗(yàn)方便。利用這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，相繼開設(shè)了多種設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，主要包括湍流、流體數(shù)值模擬計(jì)算應(yīng)用、波浪能發(fā)電裝置開發(fā)等，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用。

4 以科研促進(jìn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系

近三年，教師發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，SCI收錄4篇；課題組教師主持省部級(jí)及以上科研課題共20余項(xiàng)，其中國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng)，上海市自然科學(xué)基金2項(xiàng)，農(nóng)業(yè)部專項(xiàng)3項(xiàng)，海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金2項(xiàng)，國(guó)家海洋局重大專項(xiàng)2項(xiàng)，上海市教委創(chuàng)新項(xiàng)目2項(xiàng)。有20余名碩士研究生、多名本科生參與科研項(xiàng)目，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力得到了培養(yǎng)與鍛煉。近年來(lái)，學(xué)生在科研創(chuàng)新方面熱情很高。在全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中，2011年，我校羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”獲得全國(guó)競(jìng)賽三等獎(jiǎng)；2012年，曹星、陳功的“風(fēng)浪發(fā)電轉(zhuǎn)換機(jī)”獲得全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上海賽區(qū)二等獎(jiǎng)。工程學(xué)院學(xué)生孫奇結(jié)合所學(xué)流體力學(xué)知識(shí)，自主創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)立了上海鑫靚科技服務(wù)有限公司，開辦節(jié)水高效汽車洗車業(yè)務(wù)服務(wù)師生。2011～2012年，學(xué)生成功申報(bào)市、校、院級(jí)涉及海洋工程方向的大學(xué)生創(chuàng)新性項(xiàng)目16項(xiàng)。在流體力學(xué)教師指導(dǎo)下，學(xué)生還獲得43項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利，另有多項(xiàng)發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)審階段。學(xué)生參加教師科研項(xiàng)目19項(xiàng)，均取得了很好的成效。在我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中，海洋工程類流體力學(xué)相關(guān)研究比例較高，特別是在大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中心的組織下，我校成為上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)的團(tuán)體會(huì)員單位，并在我校建立了上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)學(xué)生分會(huì)，流體力學(xué)的師生參與熱情較高。

5 結(jié)束語(yǔ)

工程流體力學(xué)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它具有較強(qiáng)的理論性、抽象性和實(shí)踐性。筆者主要介紹了我校工程流體力學(xué)課程體系的建設(shè)與實(shí)踐，主要包括：多層次、多專業(yè)的課程體系構(gòu)建；先后出版了《工程流體力學(xué)》《工程流體力學(xué)習(xí)題解析》和《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)―理論力學(xué)、材料學(xué)、流體力學(xué)》教材，流體力學(xué)課程教材充足；完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，形成完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系；以科研促進(jìn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系，不斷培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力，使學(xué)生真正掌握該課程的核心知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；多元化；課堂教學(xué)模式

作者簡(jiǎn)介：張明輝（1972-），女，河北滄州人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，副教授；陳慶光（1969-），男，山東臨沂人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，教授。（山東 青島 266590）

基金項(xiàng)目：本文系山東科技大學(xué)省級(jí)機(jī)械電子工程品牌專業(yè)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）01-0064-02

“流體力學(xué)”課程是我國(guó)高等院校工科各專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。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)建過程中起著“承上啟下”的作用。[1]當(dāng)前的“流體力學(xué)”主要以經(jīng)典理論或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容為主，教材中包含大量的計(jì)算公式及理論推導(dǎo)，這就要求學(xué)生具備一定的高等數(shù)學(xué)知識(shí)及較高的綜合分析和處理問題能力。但由于大多工科學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱，再加上學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力較差，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生厭學(xué)成為較普遍的現(xiàn)象。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生正確理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，使“流體力學(xué)”課程的教學(xué)水平邁上一個(gè)新臺(tái)階，是教育工作者的責(zé)任和使命。許多文獻(xiàn)[2][3]為了提高流體力學(xué)的教學(xué)效果，在課堂教學(xué)模式、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探討和研究。通過多年來(lái)在“流體力學(xué)”教學(xué)中的若干思考和實(shí)踐，筆者提出了構(gòu)建多元化教學(xué)模式的教學(xué)理念，即將啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析法教學(xué)貫穿課堂教學(xué)中，以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問題和解決問題。另外，為了提高教學(xué)效果，課堂教學(xué)中還運(yùn)用多媒體技術(shù)作為輔助教學(xué)手段，工程圖片、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和視頻素材等各種教育信息使得教學(xué)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，開闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

一、啟發(fā)式教學(xué)模式

啟發(fā)式教學(xué)就是讓學(xué)生充分運(yùn)用他們擁有的知識(shí)和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問題，探索結(jié)論。一方面可以使學(xué)生開動(dòng)腦筋，積極思維，另一方面也能夠開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生的能力。筆者在教學(xué)過程中將啟發(fā)式教學(xué)貫穿始終。例如，流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析是流體力學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)問題，很多學(xué)生對(duì)微團(tuán)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生的角變形很困惑。為了讓學(xué)生更好地理解角變形的原因，筆者將矩形流體微團(tuán)四個(gè)角點(diǎn)的速度全部寫出，如圖1所示。然后分別用紅筆標(biāo)出C、D點(diǎn)和A、B兩點(diǎn)X方向速度的第三項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)D點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比B點(diǎn)在X方向的速度大，這勢(shì)必產(chǎn)生一個(gè)與垂直方向的夾角。接著，筆者又用藍(lán)色筆標(biāo)出，C、B點(diǎn)和D、A兩點(diǎn)Y方向速度的第二項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比D點(diǎn)在Y方向的速度大，這勢(shì)必產(chǎn)生一個(gè)與水平方向的夾角。這樣，學(xué)生很自然就畫出了流體微團(tuán)的角變形圖，如圖2所示。最后，筆者又把問題引申到三維，讓學(xué)生寫出其他兩個(gè)方向上的角變形公式。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，在理解和接受理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)、解決和總結(jié)。除了在分析問題時(shí)采用啟發(fā)式教學(xué)外，也可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)的概念、理論、公式進(jìn)行對(duì)比，在加深理解的同時(shí)找出它們的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。譬如，在推導(dǎo)伯努利積分方程時(shí)先讓學(xué)生回憶流體靜力學(xué)基本方程。這樣學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)兩者之間僅相差動(dòng)能項(xiàng)。從而明白在流體靜力學(xué)中滿足勢(shì)能守恒，而在動(dòng)力學(xué)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械能守恒。通過對(duì)比分析，學(xué)生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義，也對(duì)靜力學(xué)基本方程加深了印象。

二、對(duì)比分析法教學(xué)

由于“流體力學(xué)”課程涉及的知識(shí)比較廣，如材料力學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、工程熱力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，再加上“流體力學(xué)”比較抽象，理解起來(lái)相當(dāng)困難。在教學(xué)中“流體力學(xué)”這門課教師難教，學(xué)生難學(xué)。為了便于學(xué)生掌握流體力學(xué)的概念和基本原理，在講授流體力學(xué)知識(shí)時(shí)，筆者經(jīng)常采用對(duì)比分析教學(xué)法，讓學(xué)生通過思考與對(duì)比增強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的連貫性，提高學(xué)習(xí)效果。由于流體力學(xué)是力學(xué)的分支，因此力學(xué)的定律也適用流體力學(xué)，但流體的特性決定了流體力學(xué)在與固體力學(xué)有千絲萬(wàn)縷聯(lián)系的同時(shí)，又有它獨(dú)有的一些特性。所以，筆者在授課時(shí)會(huì)讓學(xué)生先回憶相關(guān)的固體力學(xué)知識(shí)，再將固體力學(xué)定律引申到流體力學(xué)當(dāng)中，讓學(xué)生輕松地理解和掌握流體力學(xué)中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節(jié)時(shí)，筆者就會(huì)問學(xué)生：在理論力學(xué)中，如果物體處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么樣的條件？學(xué)生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會(huì)引導(dǎo)學(xué)生流體力學(xué)的研究對(duì)象為流體質(zhì)點(diǎn)，而流體質(zhì)點(diǎn)在空間上是很小的，需要對(duì)微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。除了將流體力學(xué)和固體力學(xué)進(jìn)行對(duì)比分析外，筆者還會(huì)將流體力學(xué)中的一些概念通過列表的方式進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生了解這些概念的異同點(diǎn)。比如，筆者在講到流體運(yùn)動(dòng)學(xué)這一章節(jié)時(shí)講解兩種描述流體運(yùn)動(dòng)的方法，就給出了表1。學(xué)生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點(diǎn)。通過對(duì)比分析法不但有助于學(xué)生理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，還能讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，提高分析問題、解決問題的能力。

三、多層次多視角分析問題

現(xiàn)代教育觀念認(rèn)為，高等教育應(yīng)當(dāng)融知識(shí)的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導(dǎo)，還會(huì)將問題進(jìn)一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整合，建立學(xué)生的哲學(xué)思維觀。例如，在學(xué)習(xí)靜止流體對(duì)平面的總壓力這一節(jié)時(shí)要求學(xué)生能夠計(jì)算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學(xué)生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會(huì)了學(xué)生如何將一個(gè)復(fù)雜問題分解，然后再借助已有的知識(shí)進(jìn)行求解，達(dá)到觸類旁通的效果。同時(shí)，為了讓學(xué)生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時(shí)又分別采用了解析法和壓力圖法進(jìn)行求解。通過這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生明白了解決許多工程問題可以從多個(gè)側(cè)面、多個(gè)視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結(jié)果，殊途同歸，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。

除了在教學(xué)過程中改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)模式以外，為了提高教學(xué)效果，運(yùn)用多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的立體化輔助教學(xué)手段也非常重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程實(shí)際圖片、動(dòng)畫和視頻素材使各種教育信息的表達(dá)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，能很好地刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開闊學(xué)生的視野，可以收到純板書教學(xué)所無(wú)法達(dá)到的效果。因此，“流體力學(xué)”教學(xué)過程中對(duì)于難以理解的概念，如勢(shì)流與旋流、流線與跡線的概念、流場(chǎng)的演示、流態(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內(nèi)容均利用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫給學(xué)生進(jìn)行演示，起到了畫龍點(diǎn)睛的作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

多元化課堂教學(xué)模式是一個(gè)先進(jìn)的教學(xué)理念。本文提出的啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析和多視角教學(xué)模式將原本抽象的概念、復(fù)雜的理論推導(dǎo)直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生在分析比較與思考中學(xué)會(huì)將固體力學(xué)遵循的原理定律融會(huì)貫通到流體力學(xué)中，尋求概念之間、知識(shí)點(diǎn)之間和章節(jié)之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，舉一反三，把原本雜亂的概念形成清晰的知識(shí)體系。這種多元化的教學(xué)模式在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題的能力，改善了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王發(fā)輝，?？∮?，等.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].中國(guó)電力教育，2009，（12）：102-103.

[2]孫恒，朱鴻梅，舒丹.“啟發(fā)—聯(lián)想式”教學(xué)方法在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育，2011，（5）：81-82.

篇5

注重多媒體與傳統(tǒng)板書教學(xué)的有機(jī)結(jié)合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，以多媒體技術(shù)為主的教學(xué)手段已經(jīng)普遍應(yīng)用于高校的課堂教學(xué)中[1]。在流體力學(xué)教學(xué)過程中，采用多媒體教學(xué)手段可以將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，在有限的時(shí)間內(nèi)將許多復(fù)雜的流動(dòng)物理圖像直觀的展現(xiàn)給學(xué)生，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)概念的理解，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面。另一方面，使用多媒體教學(xué)手段增加了授課容量的同時(shí)也提高了講課速度，教師容易忽略學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容的消化吸收過程，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。因此，就流體力學(xué)的課程特點(diǎn)而言，多媒體技術(shù)并不能完全取代傳統(tǒng)的板書教學(xué)，教師應(yīng)采取多媒體和傳統(tǒng)板書有機(jī)結(jié)合的方式，充分利用二者的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。如在講解流體流動(dòng)的兩種流態(tài)時(shí)，放映雷諾實(shí)驗(yàn)的Flas，學(xué)生可以清楚地理解層流和湍流的現(xiàn)象與特點(diǎn);輔以PowerPoint幻燈片可以清晰直觀地表現(xiàn)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線和莫迪圖的五個(gè)分區(qū)等。

注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)及課后作業(yè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是流體力學(xué)課程的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)，各種水流現(xiàn)象一目了然，能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R(shí)形象化;同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析，基本儀器的原理及使用等，加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和概念的理解和掌握，有助于開拓學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力。改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為實(shí)驗(yàn)錄像、演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等不同層次。建議將靜壓傳遞實(shí)驗(yàn)、流體橫向繞流實(shí)驗(yàn)、紊流射流實(shí)驗(yàn)等以實(shí)驗(yàn)錄像的形式展示給學(xué)生;將流線實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、水躍實(shí)驗(yàn)等作為演示實(shí)驗(yàn);學(xué)生自制動(dòng)手完成流速和流量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)、能量方程實(shí)驗(yàn)和動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容[2];鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生利用課余時(shí)間，多留意身邊的流體力學(xué)現(xiàn)象，結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)用性小實(shí)驗(yàn)，如三角形堰和梯形堰在流量測(cè)量中的應(yīng)用等。課后作業(yè)是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的檢查，是加強(qiáng)對(duì)上課所學(xué)內(nèi)容的強(qiáng)化，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題能力的培養(yǎng)。首先由學(xué)生獨(dú)立完成一定數(shù)量的課后作業(yè)題，可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和理論知識(shí)的理解;然后由教師通過習(xí)題課的方式，對(duì)有代表性的習(xí)題和學(xué)生普遍出現(xiàn)錯(cuò)誤較多的習(xí)題進(jìn)行講評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生從解題的過程中掌握解決問題的思路、方法和技巧，以便達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果，在以后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)以致用，可以有效的增強(qiáng)學(xué)生分析并解決實(shí)際問題的能力。

考核方式的改變

傳統(tǒng)的考核方式是以期末一次性考試為主，這種考核方法會(huì)造成學(xué)生平時(shí)不努力，考前幾天突擊考試的現(xiàn)象，不利于對(duì)學(xué)生綜合能力的考查。對(duì)于流體力學(xué)課程來(lái)說更是如此，學(xué)習(xí)的目的是要提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行分析和解決的能力，而不是對(duì)課本理論知識(shí)和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此，對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，?shí)行綜合成績(jī)?cè)u(píng)定方法，降低期末考試在成績(jī)中所占比重，增加課堂互動(dòng)、課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈拳h(huán)節(jié)。并且期末試卷中集中給出考題中所涉及的相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式、圖表等，供學(xué)生選擇使用，可以減少學(xué)生無(wú)謂記憶經(jīng)驗(yàn)公式的時(shí)間，而又較好地考查了學(xué)生利用基本理論和公式分析解決實(shí)際問題的能力[3]。

結(jié)語(yǔ)

篇6

[論文摘要]結(jié)合學(xué)習(xí)主體所處的時(shí)代環(huán)境變化和流體力學(xué)知識(shí)體系的學(xué)科跨度大以及對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求很高的特點(diǎn)，分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的問題和難點(diǎn)，提出大量采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)例教學(xué)以加強(qiáng)流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察理解對(duì)提高流體力學(xué)教學(xué)效果的必要性和重要性。

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[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問和研究。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)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書及相關(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)際問題時(shí)，不是自己獨(dú)立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機(jī)詢問他人求得答案，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7

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐；計(jì)算流體力學(xué)

中圖分類號(hào)：H191

工程流體力學(xué)是建筑環(huán)境與設(shè)備工程和土木工程等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)課程如建筑給排水、流體輸配管網(wǎng)、暖通空調(diào)等課程的基礎(chǔ)，也是開拓專業(yè)不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)科。但是長(zhǎng)期以來(lái)，工程流體力學(xué)一直是老師認(rèn)為最難教、學(xué)生認(rèn)為最難學(xué)的課程，因此如何提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，是目前迫切需要解決的問題。

在強(qiáng)調(diào)節(jié)能、注重環(huán)保的今天，面對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)能源動(dòng)力的需求趨勢(shì)，許多相關(guān)聯(lián)的熱力工程技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)都需要工程流體力學(xué)作為其研究的理論基礎(chǔ)。因此，加深和拓寬工程流體力學(xué)的基本教學(xué)內(nèi)容，對(duì)原有課程進(jìn)行有效整合及改革，延伸工程流體力學(xué)課程教學(xué)深度，提高該課程教學(xué)質(zhì)量，是我們?cè)诮虒W(xué)中急需解決的問題。

1、理論課的教學(xué)改革

由于傳統(tǒng)的極大慣性，理論課的改革須逐步進(jìn)行，先進(jìn)的教育理念本身在不斷發(fā)展，是動(dòng)態(tài)的，這就決定了教學(xué)改革也是動(dòng)態(tài)的[1]。

1）強(qiáng)化互動(dòng)式教學(xué)。教師運(yùn)用生動(dòng)、詼諧的語(yǔ)言，深入淺出的比喻，靈活多變的講解，突出重點(diǎn)，重視基本概念、基本理論、基本方法的講解，講深、講透工程流體力學(xué)基本方程，結(jié)合講授內(nèi)容，有目的地介紹工程流體力學(xué)的各種基本方法、模型、技能以及工程和專業(yè)實(shí)際背景。要讓學(xué)生與教師互動(dòng)起來(lái)。只有師生互動(dòng)，才能有效地將學(xué)生帶到無(wú)限的探索和想象空間，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，潛心探索以獲取新的知識(shí)。

2）采用板書與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。

多媒體輔助教學(xué)是一種很有效的教學(xué)方式，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段現(xiàn)代化的重要途徑。多媒體教學(xué)可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)容量，克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端[2]。這種模式采用動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)演示等多種形式，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，通俗易懂，生動(dòng)活潑，具體形象地展示流體的一些流動(dòng)現(xiàn)象，營(yíng)造了一種圖文結(jié)合、視聽并舉的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果及教學(xué)效率。但是在推導(dǎo)一些關(guān)鍵公式時(shí)，如果單一采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)，可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)思考不足、理解不透，如同看電影一樣匆匆而過的現(xiàn)象。所以，此時(shí)有必要結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考、琢磨和消化。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，做到人機(jī)互補(bǔ)。

3）教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想和更新教學(xué)觀念。教師應(yīng)把教學(xué)從單純的專業(yè)技術(shù)知識(shí)教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹刂R(shí)、素質(zhì)和能力并進(jìn)的培養(yǎng)教育，激發(fā)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的興趣。為了更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，教師應(yīng)優(yōu)選習(xí)題，加強(qiáng)課堂練習(xí)。只有扎實(shí)地掌握了工程流體力學(xué)的基本知識(shí)，才能更好地解決實(shí)際問題。因此，教師在課下一定要查閱大量的工程流體力學(xué)教材和習(xí)題集，整理出加深基本知識(shí)的選擇題和問答題以及從實(shí)際問題中抽象出來(lái)的計(jì)算題。

4）改革考核方式。現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校對(duì)工程流體力學(xué)課程的考核主要是期末筆試，有些學(xué)校增加了平時(shí)成績(jī)，但平時(shí)成績(jī)大多是依據(jù)課堂考勤和平時(shí)作業(yè)，這在很大程度上制約著學(xué)生主體作用的發(fā)揮，有些學(xué)生比較反感，甚至造成抵制情緒，不利于良好教學(xué)氛圍的建立，有些同學(xué)甚至在考試時(shí)"鋌而走險(xiǎn)"，因此改革考核方法勢(shì)在必行。期末考試除了筆試之外，還可把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)作為平時(shí)成績(jī)的一個(gè)方面，也可大膽地采用課程論文、課程答辯等形式，考核方式甚至可以采用開卷方式，制定考試方法必須是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的服務(wù)，而不是為了考試而考試。

2、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式抑制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。[3]目前工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著很多問題，[4]比如說傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)造性思維得不到發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件在很大程度上不能滿足教學(xué)需要；實(shí)驗(yàn)方法落后，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；實(shí)驗(yàn)教材過于簡(jiǎn)單化；實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范等等。為了解決上述問題，我們積極采取了很多措施，比如說以減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦的學(xué)習(xí)積極性；采用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)；引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；更新實(shí)驗(yàn)教材等等。通過對(duì)工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，改變了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)，使得教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量顯著提高。

3、加強(qiáng)CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)中的應(yīng)用

近來(lái)年，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（簡(jiǎn)稱CFD）技術(shù)日趨成熟，CFD軟件得到了較廣泛的應(yīng)用。[5]-[6]該軟件可以生動(dòng)、形象地展示各種常見的流動(dòng)現(xiàn)象，將抽象的概念、理論變成形象的畫面，已成為解決各種流動(dòng)現(xiàn)象的有力工具，過去只能靠實(shí)驗(yàn)手段才能得到的某些結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)完全可以借助于CFD技術(shù)的數(shù)值模擬來(lái)準(zhǔn)確獲取。教師如果在講述枯燥的理論課時(shí)加以CFD模擬，這樣不僅便于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入理解，而且達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果的目的。比如在講述雷諾實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，[7]教師可以在課前利用CFD軟件模擬圓管內(nèi)流動(dòng)，上課時(shí)學(xué)生只要通過觀看顏色水的流線就可非常輕松地辨別出流動(dòng)形態(tài)。再比如在講述暖通空調(diào)課程時(shí)，教師可以給學(xué)生播放不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)下的空調(diào)房間流場(chǎng)圖，[8]在強(qiáng)烈的視覺沖擊效果下，不僅大大加強(qiáng)了學(xué)生的記憶深度，而且還有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，甚至學(xué)生本人就可以歸納出不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)。

4、結(jié)束語(yǔ)

作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《工程流體力學(xué)》課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以所學(xué)理論內(nèi)容必須和工程實(shí)際緊密結(jié)合。該課程的教學(xué)改革必須不斷深入，這樣才能為培養(yǎng)新世紀(jì)綜合型專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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篇8

關(guān)鍵詞：教學(xué)質(zhì)量；保障體系；工程流體力學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2012）12-0035-03

工程流體力學(xué)是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是礦業(yè)工程、安全工程、礦物加工、環(huán)境工程等許多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。具有基礎(chǔ)知識(shí)涉及面廣、基本概念多、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，是一門理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，不但理論抽象，而且直接面向工程實(shí)踐。在工程流體力學(xué)的教學(xué)過程中，學(xué)生普遍認(rèn)為“這門課難學(xué)”。其客觀原因主要體現(xiàn)在三方面：一方面是工程流體力學(xué)涉及的知識(shí)比較多，如材料力學(xué)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等；另一方面是工程流體力學(xué)課內(nèi)容比較抽象，學(xué)生理解起來(lái)相當(dāng)困難；最后還由于工程流體力學(xué)工程背景強(qiáng)，學(xué)生普遍缺乏實(shí)踐知識(shí)。為提高工程流體力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，我們從構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量保障體系入手。根據(jù)全面質(zhì)量管理的理論和課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的功能及影響因素的分析，高校課程教學(xué)質(zhì)量保障體系應(yīng)由五個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成[1]。教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng)，就是把對(duì)教學(xué)產(chǎn)生重要影響的教學(xué)管理活動(dòng)有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成一個(gè)能夠保障和提高教學(xué)質(zhì)量的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、持續(xù)化的整體，其實(shí)質(zhì)是不斷探索如何以更合理的方式管理學(xué)校的人才培養(yǎng)活動(dòng)，以有效地滿足社會(huì)對(duì)高等教育不斷增長(zhǎng)的各種要求[2]。

根據(jù)課程建設(shè)情況，制定了圖1的課程教學(xué)質(zhì)量保障體系。

一、課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)

工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的核心是其教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)，主要包括教師隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)大綱修訂、理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試方式改進(jìn)等。

青年教師的培養(yǎng)是師資隊(duì)伍建設(shè)的重點(diǎn)。青年教師學(xué)歷層次高、基礎(chǔ)扎實(shí)；其不足是講課內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際及后續(xù)課程結(jié)合較少，講課時(shí)還不能收放自如。為此，安排青年教師邊上課、邊助課。實(shí)踐證明，助課是一種培養(yǎng)年輕教師上好課的必要環(huán)節(jié)。教材是教學(xué)內(nèi)容的主要載體，我們根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)編寫了一套符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、具有特色的高質(zhì)量教材和輔助教材。針對(duì)能源與動(dòng)力類專業(yè)本科教學(xué)要求，并兼顧其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)需要，2002年出版了《工程流體力學(xué)》第一版。該教材在江蘇省教育廳的資助下，進(jìn)行整體優(yōu)化、精簡(jiǎn)、補(bǔ)充，突出工程背景和工程應(yīng)用，作為江蘇省高校立項(xiàng)精品教材，于2010年出版了第二版。為使學(xué)生更好掌握工程流體力學(xué)的內(nèi)容，2007年，出版了配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材《流體力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》。該教材作為工程流體力學(xué)課程的配套學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材，受到學(xué)生的歡迎，取得了良好效果。同時(shí)，為滿足《工程流體力學(xué)》雙語(yǔ)課程教學(xué)需要，在參考國(guó)外原版教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校的實(shí)際情況，于2010年出版了英文版《工程流體力學(xué)》教材，完善了我?！豆こ塘黧w力學(xué)》教材體系。為提高教材質(zhì)量，特邀美國(guó)肯塔基大學(xué)Jimmy Smart教授參與了教材的編寫工作，并對(duì)整本教材進(jìn)行審閱、修改。在理論教學(xué)過程中，充分利用教師因素和學(xué)生因素[3]。教師是教學(xué)過程的組織者，在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。通過實(shí)例讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際；通過實(shí)例來(lái)吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深印象。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論聯(lián)系實(shí)際的主要環(huán)節(jié)，開放的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆趯?duì)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能掌握，知識(shí)的綜合應(yīng)用，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和開拓能力的培養(yǎng)方面起著重要的作用[4]。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，包括動(dòng)手能力、觀察能力和分析問題能力。從1999年起，我校將實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)融為一體，極大地改善了實(shí)驗(yàn)手段。工程流體力學(xué)課程配套了16學(xué)時(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人情況，選擇合適的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為學(xué)生創(chuàng)造了一流的、開放的實(shí)驗(yàn)室課外學(xué)習(xí)基地，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)本科生多次在全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)，與工程流體力學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的鍛煉是分不開的?？荚嚦煽?jī)是衡量教與學(xué)效果的一個(gè)主要指標(biāo)，確保考試的嚴(yán)肅性和公平性，并使考試成績(jī)能夠如實(shí)反映教與學(xué)的效果。從學(xué)校的情況來(lái)看，還是以筆試為主，主要是考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握情況，是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的主要手段，也是驗(yàn)證教學(xué)效果的主要途徑[5]。考試的目的是為了了解學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)體系的掌握情況，不能單靠死記硬背來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，考試內(nèi)容要注重學(xué)生對(duì)基本理論的理解和運(yùn)用上。使學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在對(duì)基本理論和基本概念的應(yīng)用和理解上，避免死記硬背式的學(xué)習(xí)方法。而計(jì)算題則突出對(duì)解題步驟的要求，按步驟給分，沒有步驟就不給分。目前，我們正在積極開展工程流體力學(xué)習(xí)題庫(kù)和試題庫(kù)建設(shè)。在同時(shí)開課班級(jí)較多的情況下，采取統(tǒng)考的形式，使考、教分離，使考試能夠更好地檢查教與學(xué)的質(zhì)量和效果。

二、課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)

課程教學(xué)質(zhì)量信息收集與處理系統(tǒng)包括領(lǐng)導(dǎo)聽課、教學(xué)檢查、督導(dǎo)檢查、學(xué)生信息員、學(xué)生評(píng)測(cè)等，目的是從不同側(cè)面收集課程教學(xué)的相關(guān)情況，對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

領(lǐng)導(dǎo)聽課主要是學(xué)院和系領(lǐng)導(dǎo)，通過聽課了解工程流體力學(xué)課程的教學(xué)情況，解決教學(xué)問題。教學(xué)檢查包括開學(xué)初、期中、期末教學(xué)檢查，掌握教學(xué)信息，穩(wěn)定教學(xué)秩序。教學(xué)督導(dǎo)員的工作以聽課為主，督導(dǎo)員可隨時(shí)對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等進(jìn)行聽課檢查、指導(dǎo)。為提高教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)教學(xué)管理、促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，我校2009組建了校、院兩級(jí)學(xué)生教學(xué)信息員小組。學(xué)生教學(xué)信息員覆蓋了全校所有的專業(yè)和班級(jí)，能全面地反映同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)工程流體力學(xué)課程過程中發(fā)現(xiàn)的問題及建議，及時(shí)反映教學(xué)管理、教師教學(xué)中存在的問題。為更好地搞好工程流體力學(xué)課程建設(shè)，我們通過大范圍調(diào)查問卷和小范圍收集學(xué)生個(gè)人對(duì)工程流體力學(xué)課程的意見等方式，及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)工程流體力學(xué)課程的意見和建議。調(diào)查問卷內(nèi)容包括課程課時(shí)設(shè)置是否合適，教師教學(xué)方式安排，學(xué)生是否主動(dòng)發(fā)言，學(xué)生對(duì)授課老師的要求，課程所使用的教材，課程作業(yè)量是否合適等。我們建立的這個(gè)教學(xué)質(zhì)量信息收集系統(tǒng)，目的是多渠道、科學(xué)地收集有關(guān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的信息。本系統(tǒng)還有一個(gè)功能就是對(duì)這些信息進(jìn)行科學(xué)的、合理的、公正的處理。信息收集和處理是為了診斷和評(píng)價(jià)，為了推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的逐步提高，為了幫助教師改進(jìn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生、教師、管理人員三者之間圍繞學(xué)校的辦學(xué)目的、課程教學(xué)目標(biāo)建立更為密切的關(guān)系，協(xié)調(diào)工作。

三、課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)

課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)包括教務(wù)處反饋、督導(dǎo)組反饋、教學(xué)秘書反饋、任課教師反饋和學(xué)生信息員反饋。我校常年承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主講教師6人，經(jīng)常承擔(dān)工程流體力學(xué)課程教學(xué)任務(wù)的教師6人。根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)要求，每次課程結(jié)束后，每個(gè)學(xué)生均必須對(duì)本課程教學(xué)過程以及任課教師作出評(píng)價(jià)，并由教務(wù)處反饋給學(xué)院和教師。我校本科教學(xué)督導(dǎo)組分為學(xué)校和學(xué)院兩級(jí)。督導(dǎo)組分別為學(xué)校、學(xué)院的教學(xué)改革工作提供咨詢。通過聽課、座談、訪問、征詢、專題評(píng)估等各種方式對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行監(jiān)督，并及時(shí)提供信息和反饋意見。在制定本科人才培養(yǎng)方案，教材建設(shè)，課程體系、教學(xué)內(nèi)容改革，教學(xué)實(shí)踐改革，教學(xué)管理以及教師教書育人，學(xué)風(fēng)建設(shè)等方面提出意見和建議。教學(xué)秘書的工作涉及本院的全部教學(xué)工作，是連接各方面教學(xué)活動(dòng)的橋梁和紐帶，具有承上啟下、協(xié)調(diào)左右、溝通信息和改善關(guān)系的作用。由于教學(xué)秘書非常熟悉教學(xué)管理、教學(xué)環(huán)節(jié)，又同時(shí)接觸教師和學(xué)生。因此，通過教學(xué)秘書反饋的對(duì)于課程的意見和建議，對(duì)提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量具有非常重要的作用。工程流體力學(xué)任課教師根據(jù)其教學(xué)過程的切身體會(huì)，對(duì)教與學(xué)兩方面情況均比較熟悉。任課教師的反饋對(duì)于課程教學(xué)質(zhì)量的提高具有直接的促進(jìn)作用。教師還可通過教學(xué)例會(huì)及時(shí)反饋教學(xué)中的信息，解決教學(xué)中存在的問題。學(xué)生教學(xué)信息員小組是完善通暢的教學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)和健全教學(xué)檢查、反饋、監(jiān)督機(jī)制的重要手段，是學(xué)生和學(xué)校教學(xué)管理部門之間有效的信息溝通渠道。學(xué)院通過信息員反饋、學(xué)生測(cè)評(píng)、畢業(yè)生信息反饋等及時(shí)了解并解決教學(xué)問題。課程教學(xué)質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)通過以上多種渠道收集反饋意見，經(jīng)過診斷和評(píng)價(jià)后，將結(jié)果反饋給教師，目的是幫助他們改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。在我們的工程流體力學(xué)精品課程網(wǎng)站上，還有師生互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生可以將他們的意見和建議直接反饋給教師，教師也可以將其建議直接返回給學(xué)生。

工程流體力學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，為切實(shí)提高其教學(xué)質(zhì)量，構(gòu)建了教學(xué)質(zhì)量保障體系。該教學(xué)質(zhì)量保障體系以課程教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)為核心，通過教學(xué)過程信息收集、處理，并將意見和建議進(jìn)行反饋，達(dá)到改進(jìn)教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

患腦血管疾病的病人大多有不同程度的意識(shí)障礙、肢體癱瘓、失語(yǔ)以及大小便失禁等，加之輸入液體刺激性大，輸液時(shí)間長(zhǎng)，每日輸液次數(shù)多，為保證病人治療的順利進(jìn)行，故輸液工具的選擇非常重要。我科采用BD留置針――萬(wàn)瓏TM進(jìn)行靜脈留置來(lái)完成輸液治療，使用靜脈留置針能保護(hù)病人的血管，減少穿刺次數(shù)，減輕病人因多次穿刺帶來(lái)的痛苦，在輸液過程中，使病人更舒適，不用擔(dān)心血管被刺破，方便安排合理用藥時(shí)間和緊急搶救，提高藥效和搶救成功率，減少花費(fèi)，同時(shí)也大大的減輕了護(hù)士的工作量，提高了護(hù)理質(zhì)量。但由于腦血管疾病病人的特點(diǎn)，在使用中存在著一些護(hù)理問題，針對(duì)問題進(jìn)行及時(shí)的處理才能使病人的治療安全進(jìn)行，現(xiàn)將存在的護(hù)理問題和護(hù)理對(duì)策總結(jié)如下：

1 護(hù)理問題

1.1 導(dǎo)管堵塞 造成導(dǎo)管堵塞的原因很多，通常與輸液后封管液種類、用量、封管的操作方法以及推注速度選擇不當(dāng)，靜脈輸營(yíng)養(yǎng)液后導(dǎo)管沖洗不徹底，病人凝血機(jī)制異常以及病人因意識(shí)不清反復(fù)躁動(dòng)和病情輕的病人輸液肢體反復(fù)活動(dòng)等有關(guān)。

1.2 液體滲漏 血管選擇不當(dāng)，進(jìn)針角度過小，固定不牢，病人躁動(dòng)不安，外套管未完全送入血管內(nèi)或套管與血管壁接觸面積太大等原因均可導(dǎo)致液體外滲［1]。輕者出現(xiàn)局部腫脹、疼痛等刺激癥狀，重者可導(dǎo)致組織壞死。

1.3 皮下血腫 穿刺及置管操作不熟練，技巧掌握不好，送外套管時(shí)未繃緊皮膚，動(dòng)作不穩(wěn)，操之過急等因素都可使留置針穿破血管壁而致穿刺失敗，造成皮下血腫。

1.4 靜脈炎 靜脈炎是靜脈留置針常見并發(fā)癥，其發(fā)生原因與留置針留置時(shí)間過長(zhǎng)、病人個(gè)體差異，輸入藥物的酸堿性、滲透壓和細(xì)菌感染等有關(guān)［2，3]，主要表現(xiàn)為穿刺部位血管紅、腫、熱、痛，觸診時(shí)靜脈如繩索樣硬、滾、滑、無(wú)彈性，嚴(yán)重者局部針眼處可擠出膿性分泌物，伴有發(fā)熱等全身癥狀。耿少英等［4]研究，炎癥以近心端和穿刺點(diǎn)部位發(fā)生率高且程度也較遠(yuǎn)心端為重。

1.5 靜脈血栓形成 靜脈血栓形成見于血流緩慢的靜脈內(nèi)。據(jù)報(bào)道，久病臥床病人發(fā)生在下肢靜脈的血栓比上肢靜脈的血栓多3倍，另外，反復(fù)多次在同一部位使用留置針進(jìn)行靜脈穿刺導(dǎo)致血管壁損傷，也是血栓形成的主要因素。

1.6 固定不規(guī)范 常見有敷貼卷邊，未采取無(wú)張力性粘貼，敷貼粘貼位置不正確造成敷貼邊緣不封閉，標(biāo)注條粘貼位置不正確，留置針尾端固定位置不恰當(dāng)。

1.7 留置時(shí)間過短和過長(zhǎng) 因病人躁動(dòng)造成輸液部位外滲，導(dǎo)管堵塞，輸入液體刺激性大病人感覺疼痛，病人自行抓扯等因素均可導(dǎo)致留置針不能保留96小時(shí)。由于護(hù)士進(jìn)行輸液時(shí)未檢查留置針留置的時(shí)間，個(gè)別病人因留置針保護(hù)較好又怕穿刺疼痛或靜脈條件不好而強(qiáng)行要求繼續(xù)使用，故而造成留置時(shí)間超過96小時(shí)。

2 護(hù)理對(duì)策

2.1 做好健康教育 使用前要給病人和家屬講明留置針使用的目的，好處以及費(fèi)用，讓其了解有關(guān)留置針的護(hù)理知識(shí)，常見的并發(fā)癥及其預(yù)防方法，輸液后可以適當(dāng)活動(dòng)，如寫字、簡(jiǎn)單家務(wù)、洗澡等，但不要?jiǎng)×一顒?dòng)，如提重物、打球等，置管期間注意保持穿刺部位干燥、清潔，在洗澡時(shí)，建議外包一層保鮮膜防止進(jìn)水，淋浴時(shí)不要長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，通過講解取得病人和家屬的配合以預(yù)防堵管、液體外滲、靜脈炎等并發(fā)癥的發(fā)生。

2.2 對(duì)于腦血管疾病病人的輸液通路均采取靜脈留置針，盡量杜絕使用鋼針輸液。

2.3 正確選擇血管 根據(jù)病人年齡、病情及血管情況選擇血管，一般選擇與肢體縱軸平行長(zhǎng)度在2.5cm以上，彈性好，無(wú)靜脈瓣的可視血管為最佳穿刺血管［5]。成人選擇血管的順序一般為前臂中段、手背、手腕、手肘，穿刺時(shí)注意保護(hù)好血管，避免在同一部位反復(fù)穿刺，并盡量避免使用下肢靜脈和癱瘓肢體的靜脈，因?yàn)橄轮桶c瘓肢體的血液循環(huán)差，易發(fā)生血栓和靜脈炎，另外在輸液過程中，囑患者經(jīng)常松握拳，以促進(jìn)血液循環(huán)，也可減少靜脈炎的發(fā)生。

2.4 留置針大小的選擇要合適 原則是在滿足病人輸液要求前提下，選擇最小最細(xì)的導(dǎo)管［6]。

2.5 護(hù)士應(yīng)熟練掌握穿刺技術(shù) 按規(guī)范進(jìn)行操作，把握好進(jìn)針的角度，送外套管時(shí)要繃緊皮膚，掌握好技巧，動(dòng)作要穩(wěn)，不能操之過急，盡量保證穿刺的成功，避免皮下血腫的發(fā)生。如病人局部出現(xiàn)皮下淤血時(shí)，可避開針眼處用生土豆切成薄片敷于淤血處以減輕疼痛，促進(jìn)局部皮下淤血消散。

2.6 正確封管 封管液選用肝素稀釋液（NS250mL+肝素12500u），輸液結(jié)束后吸3-5mL肝素稀釋液進(jìn)行脈沖式正壓封管，如病人輸入靜脈營(yíng)養(yǎng)液后應(yīng)用NS 5mL徹底沖洗導(dǎo)管后再用肝素稀釋液進(jìn)行封管，封管時(shí)要注意推注速度不能過快。曲瑤等［7]觀察120例進(jìn)行快速推注與緩慢推注效果比較，緩慢推注組成功率為95.0%，而快速推注組成功率為53.3%。張家榮等［8]通過臨床觀察，也發(fā)現(xiàn)快速推注封管液使局部靜脈炎和外滲腫脹率明顯提高。

2.7 規(guī)范固定留置針及敷貼 穿刺成功后，固定敷貼時(shí)要采取無(wú)張力性粘貼，以穿刺點(diǎn)為中心進(jìn)行粘貼，注意將留置針分叉處覆蓋，保證敷貼的邊緣粘貼緊密并處于封閉狀態(tài)，標(biāo)注條寫好留置的日期、時(shí)間和操作者固定于留置針分叉處敷貼的上面，但不能遮蓋針眼處，以免影響局部的觀察，固定留置針尾端時(shí)應(yīng)避開敷貼和穿刺靜脈的走行，特別是固定留置針尾端的膠布也不能粘貼在敷貼上，以免影響留置的時(shí)間和輸液的通暢。

2.8 加強(qiáng)局部的觀察 注意觀察針眼有無(wú)紅腫、有無(wú)滲血和滲液，導(dǎo)管有無(wú)堵塞，穿刺部位有無(wú)腫脹和炎性反應(yīng)，敷貼有無(wú)卷邊，留置時(shí)間有無(wú)超過96小時(shí)。如發(fā)現(xiàn)有炎性反應(yīng)時(shí)應(yīng)給予拔除，局部可用生土豆切成薄片或用50%的硫酸鎂液敷于紅腫部位，注意避開針眼處。如出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞，可用5ml注射器進(jìn)行回抽，回抽仍不暢通時(shí)應(yīng)拔除，切忌用NS進(jìn)行推注以免引起栓塞。如出現(xiàn)敷貼卷邊、粘貼不牢固時(shí)應(yīng)進(jìn)行消毒后更換敷貼。如出現(xiàn)留置時(shí)間超過96小時(shí)應(yīng)拔除重新穿刺，如遇病人留置時(shí)間超過96小時(shí)仍要繼續(xù)輸入時(shí)，護(hù)士要耐心解釋，講解繼續(xù)使用可能出現(xiàn)的并發(fā)癥，讓病人及家屬理解、配合。

2.9 護(hù)士應(yīng)有高度的工作責(zé)任心和慎獨(dú)精神 輸液過程中加強(qiáng)巡視，如病人躁動(dòng)不安時(shí)可適當(dāng)進(jìn)行約束，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

篇10

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；環(huán)境類；教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)方法；銜接技巧

作者簡(jiǎn)介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，講師。（天津 300401）

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環(huán)境類工程流體力學(xué)的學(xué)科特色分析

環(huán)境類專業(yè)涉及流體力學(xué)的內(nèi)容廣泛，而且與機(jī)械、熱能動(dòng)力、水利等傳統(tǒng)學(xué)科對(duì)流體力學(xué)的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┉h(huán)境工程專業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學(xué)》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊(cè)，上冊(cè)為《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》，下冊(cè)為《應(yīng)用流體力學(xué)》。該教材與其它傳統(tǒng)學(xué)科所采用的流體力學(xué)教材相比區(qū)別較大：由于人類生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無(wú)處不在的，環(huán)境類專業(yè)主要圍繞水和氣，因此，上冊(cè)《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》的覆蓋面極大，包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定平面勢(shì)流、流動(dòng)相似原理、流動(dòng)阻力和能力損失等模塊；下冊(cè)《應(yīng)用流體力學(xué)》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊(cè)以水為主，旁及氣體，實(shí)際上是水力學(xué)基礎(chǔ)。但是，與傳統(tǒng)水力學(xué)又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異，而是學(xué)科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學(xué)在學(xué)科構(gòu)建上有著鮮明的學(xué)科特色，而環(huán)境類專業(yè)所學(xué)習(xí)的《應(yīng)用流體力學(xué)》（教材下冊(cè)）是采用更加簡(jiǎn)單的方式初步介紹水力學(xué)。換言之，是上冊(cè)《理論流體力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)在幾種特殊邊界流場(chǎng)中的具體應(yīng)用，這些特殊流場(chǎng)的研究對(duì)于設(shè)計(jì)和計(jì)算環(huán)境類的反應(yīng)器、構(gòu)筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學(xué)與三大力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）相比，其主要概念和原理幾乎沒有相似之處，[4-6]與大學(xué)物理學(xué)相比也無(wú)相似之處。[7]換言之，在工程流體力學(xué)中涉及的概念和原理對(duì)本科生來(lái)說幾乎是全新的。工程流體力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基礎(chǔ)上，是通過牛頓經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)流體靜止和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，通過歐拉法或拉格朗日法對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型，從而用微積分等高等數(shù)學(xué)方法解決流體流動(dòng)問題。該學(xué)科的基本概念和原理在三大力學(xué)或大學(xué)物理學(xué)中幾乎是從未提及過的。

可見，工程流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)鮮明，是環(huán)境類專業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學(xué)教學(xué)7年有余，并主動(dòng)向老教師或其他同行學(xué)習(xí)探討，發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學(xué)科特點(diǎn)外，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)也要廣泛篩選、收集和研究，并結(jié)合教學(xué)方法進(jìn)行探討論證，[8-12]具體分析見表1及下文。

表1 若干教學(xué)難點(diǎn)與教材章節(jié)對(duì)應(yīng)一覽表

序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 教材章節(jié)[1]

1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對(duì)平衡 第二章流體靜力學(xué)

4 流體靜力學(xué)基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學(xué)

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

7 理想流體動(dòng)力學(xué)、實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第四章理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流、第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

8 牛頓一般相似原理、單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長(zhǎng)度理論 第七章流動(dòng)阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環(huán)境類工程流體力學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)方法銜接技巧分析

連續(xù)介質(zhì)假設(shè)（序號(hào)1）是工程流體力學(xué)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，但是作為一門新課程的開始，學(xué)生往往很難接受這樣的模型假設(shè)。因此，宜采用討論法處理該問題，討論法的難點(diǎn)是避免討論課的無(wú)計(jì)劃性。質(zhì)點(diǎn)的概念對(duì)于研究流體運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的，但是有大半學(xué)生掌握不到要領(lǐng)。具體體現(xiàn)在，把流體質(zhì)點(diǎn)的概念與物理學(xué)剛體質(zhì)點(diǎn)的概念混淆，覺得二者完全一致，沒有特殊涵義。面對(duì)這一問題，與學(xué)生針對(duì)兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的核心理念是流體質(zhì)點(diǎn)概念的提出，流體質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的：流體質(zhì)點(diǎn)是指尺度大小同一切流動(dòng)空間（流場(chǎng)）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元；物理學(xué)中的剛體如果只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的話，該剛體可簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)處理，即用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代替剛體，使物理運(yùn)算變得很方便。因此，這兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念有著不同的涵義，流體的主要特點(diǎn)之一就是易流動(dòng)性，流場(chǎng)的形狀受制于邊界條件，流場(chǎng)在流動(dòng)過程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場(chǎng)形狀也在不斷變化，因此，流體質(zhì)點(diǎn)不能替代流場(chǎng)，而是由大量的流體質(zhì)點(diǎn)組成連續(xù)介質(zhì)，填充整個(gè)流場(chǎng)。

工程流體力學(xué)本質(zhì)上講是力學(xué)問題，需要在解題前進(jìn)行受力分析（序號(hào)2）。在中學(xué)物理學(xué)中，受力分析貫穿始終，為中學(xué)生所熟知。所以，該部分的學(xué)習(xí)推薦采用自學(xué)指導(dǎo)法和對(duì)比分析法，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于流場(chǎng)形狀受制于邊壁，流體的受力分析規(guī)律性不明顯，這與中學(xué)物理學(xué)的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析，均可從兩個(gè)方面進(jìn)行，即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力，屬于遠(yuǎn)程力，作用在整個(gè)流場(chǎng)的所有質(zhì)點(diǎn)上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標(biāo)系的選擇。如果選擇慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應(yīng)力和壓應(yīng)力，概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似，切應(yīng)力和壓應(yīng)力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。

很多學(xué)生不了解學(xué)習(xí)流體相對(duì)平衡（序號(hào)3）的意義何在，根據(jù)該知識(shí)的特點(diǎn)，可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對(duì)平衡的意義，在于將特殊的運(yùn)動(dòng)問題轉(zhuǎn)化成相對(duì)靜止的問題，從而使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。當(dāng)整個(gè)流場(chǎng)與固體邊壁無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇非慣性坐標(biāo)系，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理引入慣性力，可用相對(duì)平衡條件來(lái)處理該問題，即對(duì)隔離體采用受力平衡條件，可使計(jì)算過程大大簡(jiǎn)化。

中學(xué)物理學(xué)所熟悉的流體靜力學(xué)基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學(xué)的角度來(lái)重新定義（序號(hào)4），也是這一章的難點(diǎn)。該難點(diǎn)的講解宜采用啟發(fā)性談話法，該方法一定要注意談話內(nèi)容的設(shè)計(jì)合理性，以期對(duì)整個(gè)談話過程有的放矢。流體靜力學(xué)基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力，也就是說，坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。如果將其推廣到非慣性坐標(biāo)系，則計(jì)算方法應(yīng)為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎(chǔ)上的。該部分需要學(xué)生將流體靜力學(xué)基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進(jìn)行對(duì)照。阿基米德原理是計(jì)算浮力的基本原理為中學(xué)生所熟知，在中學(xué)物理中往往解釋成由實(shí)驗(yàn)研究獲得，實(shí)際上在大學(xué)工程流體力學(xué)中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應(yīng)使其意義更廣泛。

流動(dòng)現(xiàn)象如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述，這是流體力學(xué)建立的基礎(chǔ)，該難點(diǎn)的處理宜采用講授法。描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號(hào)5）。拉格朗日法是從流場(chǎng)中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點(diǎn)組成流體質(zhì)點(diǎn)系，跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而推演出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該方法概念清晰，但是分析和計(jì)算過程復(fù)雜。歐拉法是從流場(chǎng)中選擇有代表性的空間點(diǎn)，分析這些空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而總結(jié)出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算流體力學(xué)中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學(xué)中常常采用歐拉法。

流體微元運(yùn)動(dòng)的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、角變形、線變形等。在流體微元內(nèi)部，如果已知其中一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素，在微元內(nèi)其他空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素可以用已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素表達(dá)出來(lái)，該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理（序號(hào)6）。很多學(xué)生對(duì)該定理存在疑問：微元內(nèi)部這兩個(gè)空間點(diǎn)之間怎么會(huì)存在聯(lián)系？該問題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進(jìn)行介紹，教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學(xué)的模型，提示學(xué)生用微積分的方法來(lái)處理，具體而言，二者之間的聯(lián)系是通過高等數(shù)學(xué)中的泰勒公式建立的。

理想流體動(dòng)力學(xué)和實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)（序號(hào)7）在工程流體力學(xué)中是可以合并講授的，采用系統(tǒng)講授法更合適，這樣更有利于知識(shí)的完整性。流體動(dòng)力學(xué)主要涉及三大方程的后兩個(gè)，即能量方程和動(dòng)量方程。首先介紹理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程和實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程，前者也稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，后者也稱為N-S方程，這兩個(gè)重要方程均由牛頓第二定律推導(dǎo)獲得，二者可作為計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)，由此也可推導(dǎo)出能量方程。另一點(diǎn)需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實(shí)際流體能量方程，前者可以統(tǒng)一到后者中去，由于實(shí)際流體存在粘滯力，可產(chǎn)生能量損失，即單位重量流體從計(jì)算斷面1-1運(yùn)動(dòng)到計(jì)算斷面2-2時(shí)的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產(chǎn)生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動(dòng)力）相似準(zhǔn)則里的牛頓一般相似原理和單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則之間的辯證關(guān)系（序號(hào)8）。該部分知識(shí)瑣碎，宜采用講授法。兩個(gè)流動(dòng)，即原型和模型流動(dòng)，如果要實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎(chǔ)，動(dòng)力相似是保證，運(yùn)動(dòng)相似是目標(biāo)。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似，需要對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)處各個(gè)同名力方向相同，大小成固定比例，這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實(shí)驗(yàn)可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則，在流動(dòng)中起主導(dǎo)作用的力往往只有一種，這是流動(dòng)現(xiàn)象的特點(diǎn)，所以如果在原型和模型中，起主導(dǎo)作用的力相似的話，可認(rèn)為二者的動(dòng)力相似已實(shí)現(xiàn)。

普朗特混和長(zhǎng)度理論（序號(hào)9）是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生感覺該部分不知所云。比如說，該半經(jīng)驗(yàn)理論的意義是什么，問題從何而來(lái)？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以分為時(shí)均流速和脈動(dòng)流速，時(shí)均流速產(chǎn)生時(shí)均切應(yīng)力，脈動(dòng)流速產(chǎn)生附加切應(yīng)力，時(shí)均切應(yīng)力的計(jì)算采用牛頓內(nèi)摩擦定律，附加切應(yīng)力計(jì)算采用脈動(dòng)流速計(jì)算，即，其中脈動(dòng)流速ux’和uy’計(jì)算困難，需要通過普朗特混和長(zhǎng)度理論進(jìn)行計(jì)算，該理論通過將湍流脈動(dòng)與理想氣體自由程理論進(jìn)行類比，提出自由程概念，從而將脈動(dòng)速度與時(shí)均速度建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了附加切應(yīng)力的計(jì)算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號(hào)10）是研究水力設(shè)備和輸配水管網(wǎng)的基礎(chǔ)，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長(zhǎng)管、管網(wǎng)，對(duì)這些模型的深入研究需要采用上冊(cè)流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程，在深入分析流動(dòng)規(guī)律后，可得最一般的規(guī)律性，即流量和斷面平均流速的計(jì)算公式。這部分可以看成針對(duì)幾種特殊邊界應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程來(lái)求解計(jì)算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動(dòng)由學(xué)生通過練習(xí)法和討論法來(lái)自學(xué)，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。

在緩流中，為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁稱為堰，緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱為堰流（序號(hào)11）。在環(huán)境類專業(yè)中，堰是常用的溢流集水設(shè)備和量水設(shè)備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類構(gòu)筑物中作為出水設(shè)施，如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號(hào)12）是指流體在孔隙介質(zhì)中流動(dòng)，該流動(dòng)狀態(tài)在地下水中廣泛存在，對(duì)地下取水井的設(shè)計(jì)往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語(yǔ)

工程流體力學(xué)在環(huán)境類專業(yè)中的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義重大，在注冊(cè)環(huán)保工程師基礎(chǔ)考試中份額可觀。該課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)頗多，對(duì)于本科生來(lái)說學(xué)習(xí)的壓力較大，需要教師在知識(shí)點(diǎn)梳理、難點(diǎn)篩選、師生溝通、教學(xué)方法總結(jié)等方面多做工作，筆者通過對(duì)環(huán)境類專業(yè)工程流體力學(xué)教學(xué)的自身體會(huì)完成此文，希望對(duì)教學(xué)一線的教師有所幫助。

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