與流體力學相關的現象范例6篇

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與流體力學相關的現象

與流體力學相關的現象范文1

關鍵詞:行業類高校;高等流體力學;電力特色

作者簡介:張莉(1973-),女,河南商丘人,上海電力學院能源與機械工程學院,教授;李永光(1957-),男,湖南長沙人,上海電力學院科研處處長,教授。(上海 200090)

基金項目:本文系上海電力學院研究生學位課程建設項目(項目編號:YKJ-2012004)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)04-0086-02

2007年,上海電力學院(以下簡稱“我?!保崮芄こ潭墝W科首次招生,“高等流體力學”首次開課,授課人數20余人,隨后幾年間授課人數逐年增長。2012年我校動力工程與工程熱物理一級學科又增設了工程熱物理、動力機械及工程兩個二級學科,“高等流體力學”授課范圍擴大的同時,授課人數也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數量較少、研究生培養歷史較短以及師資力量相對薄弱等方面的原因,課程教學的教材只能選用已有的教材。在組織教學內容的過程中發現,大多數教材普遍存在一些問題,如過于強調基本理論、對數學知識的要求偏高、工程應用方面涉獵很少,或者有些工程學科專業的相關研究生教材又往往缺乏理論深度,工程應用背景針對性強,有的強調高速氣動、有的強調水動葉柵流動、有的強調渦動力學等等。鑒于此,作為行業類非重點高校,在“高等流體力學”課程的教學中有必要結合我校電力特色進行教學內容和教學模式的研究和探討。

一、課程教材的調研

為了能更好地做好此次教學研究工作,課程組首先對高校相關研究生專業的“高等流體力學”教材進行了調研,分別對清華大學、西安交通大學、上海交通大學、浙江大學、東南大學、華中科技大學、華北電力大學、東北電力大學等國內若干所大學相關課程的教材及內容做了簡單分析。

從調研情況看,所有高校都對流體力學的基本理論很重視,主要教學內容均包括了流動的基本概念和基本方程、流體運動學、勢流理論、渦旋流動、理想流體流動、粘性流體流動等,目的是使研究生通過學習流體的運動規律,掌握研究流動的方法進而分析解決實際的工程流動問題。同時,各高校的教材和主要教學參考書還注重與自身學科研究方向的結合,課程的某些重點內容與培養方向相接軌,突出了自身的特色。通過調研發現,“高等流體力學”作為研究生學位課,其教學內容在注重理論基礎的同時,還必須要與自身的相關學科研究方向相結合,在注重通用理論的基礎上,形成自己的特色。

二、我校授課對象的情況分析

做好此次的教學研究工作,還必須對我校的授課對象有一個清楚的認識。目前,“高等流體力學”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程三個二級學科的研究生學位課程。盡管上述三個二級學科涉及能源、動力、機械等寬廣的工程領域,但結合我校的電力特色,這三個二級學科主要是為電力行業培養高級的專業人才,而在電力行業中流動現象多存在于流體機械、動力機械、換熱設備、容器、管道等部件,因此,在教學內容上應在透徹講解流體力學微分方程組的基礎上,注重聯系工程實際,偏重于講解流體在上述部件中的流動以及與這些部件間的相互作用。

研究生生源的實際情況也是教學過程中需要考慮的因素。到目前為止,我校共招收6屆研究生,通過向歷屆學生了解發現有以下情況存在:部分同學跨專業(如:數學專業、電力系統及其自動化專業、計算機與信息專業等)考入學校,本科階段沒有學習過“工程流體力學”課程;即使是研究生與本科專業背景相同的同學,他們也普遍認為”工程流體力學”較難,碩士入學考試時,大都不選考“工程流體力學”,這也使得他們可能在大三、甚至大二學完以后,再也沒有系統地梳理過流體力學知識。由于各高校專業方向的側重點不同,大部分同學對電力行業內的流體知識也不是特別了解;考入學校的學生多數為調劑生,入學成績整體不高。這些情況都表明,我校碩士研究生入學時的流體力學知識基礎相對比較薄弱,需要在授課過程中講授深層次新知識的同時,及時地對基礎知識進行回顧和提醒。

三、教學內容的組織

基于以上的調研和分析,課程組首先對教材進行了選取,對教學內容進行了組織。

1.教學目標的明確

“高等流體力學”是為工程熱物理、熱能工程以及動力機械與工程專業研究生設置的專業學位課程。根據專業人才培養的需要,結合長期本科教學的經驗,確定了課程的教學目標:通過對流體力學的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動、粘性不可壓縮流體的流動、層流邊界層與紊流流動、理想可壓縮流體等內容的學習,深化學生對流體力學基本內容的理解,提高學生的理論水平,為相關專業課程的學習、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎。

2.教材的選用

“高等流體力學”是動力工程及工程熱物理學科的一門傳統課程,有很多課程教材可供選用。通過調研比較,西安交通大學有關電力生產的學科研究方向與我校的研究方向比較吻合,其在“動力工程及工程熱物理”一級學科中的學位課 “高等流體力學”選擇了西安交通大學出版社出版、張鳴遠等編著的《高等流體力學》一書作為教材,課程組通過對該書內容的分析,也一致認為張鳴遠等編著的《高等流體力學》比較適合我校側重于電力人才培養的需求,因此決定選用該書作為本?!案叩攘黧w力學”課程的教材。與此同時,將調研中搜尋到的各有特點的教材作為參考書目推薦給學生供他們參考使用。

3.教學內容的組織

在進行“高等流體力學”課程教學內容的組織時,結合我校研究生培養方案和學科建設,既照顧到經典流體力學的通用知識,又重視課程知識的針對性、行業應用的特殊性、學生學習的興趣以及與學校其他研究生課程的關聯性。課程內容的組織主要從以下幾個方面考慮:

(1)奠定扎實基礎?!案叩攘黧w力學”是一門系統性、邏輯性較強的課程,作為碩士研究生的學位課,在加深學生對流動所伴隨的物理現象的認識、概念的建立及規律分析的同時,還應努力加深學生學科知識分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握,提高分析和解決流體力學問題的水平及能力。

(2)突出電力生產特色。針對我校研究生的專業背景和學科研究方向,強調本學科與電力生產流程和設備的結合,強化學生應用流體力學知識,認識并解決相關電力工程問題的能力。教學內容應注重理論與實踐相結合,保持基礎理論知識與工程應用知識的相對平衡。

(3)注重課程的關聯性和完整性。在關聯性方面,首先與本科階段的教學內容要有恰當的分工和銜接,其次要避免與其他相關課程之間缺乏銜接;在自身內容體系的完整性方面,既要注意到對數學知識回顧和補充的必要性,又要對工程中不常見的復雜流動概念的介紹有所兼顧。

考慮以上幾個方面,課程組將教學內容梳理成五部分,第一部分安排了“矢量運算分析”、“場論知識”的回顧以及曲線坐標、張量分析知識的補充;第二部分“流體力學的基本方程”主要介紹流體力學的基本概念,流體力學的控制方程組以及一些相關的重要定理;第三部分“理想不可壓縮流體的流動”介紹平面勢流,空間軸對稱勢流和理想流體中的旋渦運動,其中對平面勢流里的復位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點講解;第四部分“粘性不可壓縮流體的流動”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解,小雷諾數流動,層流邊界層流動和紊流,其中對工程中應用較多的層流邊界層流動和紊流做重點講解;第五部分“理想可壓縮流體的流動”分別介紹一維流動和平面流動,其中對一維流動做重點講解。

四、教學模式的探討

學生的學習情況在不斷地發生變化,這就需要教師不斷根據實際情況,進行教學模式的探討,充分調動學生學習的主動性和積極性,使他們在有限的學習時間中學習好內容繁多的“流體力學”。

1.教學方法

“高等流體力學”是一門基礎課,基本概念和基礎理論部分內容較多,涉及的公式推導也比較多,傳統的“黑板板書”的教學手段對教學信息的處理和呈現都比較單一,造成學生對于傳熱學內容的理解和掌握有一定的難度。為此,課程組以教材為藍本編制了電子課件,教學中采用板書與多媒體相結合的教學模式,突出傳統板書中能夠清晰講解復雜理論推導的優點,充分利用多媒體教學信息量大、圖像清晰生動的特點。經過一段時間的嘗試,這種教學方法既達到了避免研究生在課堂上因長時間精力高度集中而產生疲勞的問題,又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論的教學效果。

2.教學手段

盡管本課程以課堂講授教學方式為主,但要避免“填鴨式”的講授,要注重以啟發式講授為主的多種教學方法的綜合應用,提高課堂教學的趣味性,以提高學生學習興趣和主動性。課程組結合本科“工程流體力學”多年的教學經驗,在教學過程中注意做到幾個注重:注重物理概念與數學方法的有機結合,強調物理含義的數學表示以及數學內容的物理解釋;既注意嚴格的理論推導,又注意敘述的深入淺出;注重教學思路,教學方法,在引進概念介紹方法時,突出解決問題的思維方法及推理要點;注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內容,以豐富學生思維和聯想能力;注重引導學生圍繞課程內容,發現問題、提出問題、解決問題,同時再結合課程組教師的科研積累,搜集并提煉出了大量與電力生產緊密關聯的工程案例,通過案例的討論和分析,增強學生學習理論知識的興趣,提升課堂教學的互動效果,增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。

3.輔助教學

僅僅通過課堂上對教材的學習是遠遠不夠的,還必須配套地做大量的習題,才能較好地使學生掌握具有理論性強、公式多、數理基礎要求高的“高等流體力學”課程??紤]到我校研究生教學的特點,課程組根據教材的主要內容編寫了典型習題集。習題集力圖做到習題具有典型性,能夠對應教學內容的各個知識點,學生通過習題的練習,能有效地掌握教材中的基本知識。此外,習題集中的習題也盡可能地結合電力生產中的流動問題,幫助學生對專業關聯工程問題進行認識和思考,培養學生應用知識的能力。

4.課程考核

課程考核成績應該能夠較為客觀地反映學生對課程的整體學習情況。為了全面地反映學生的全程學習過程和最終的學習效果,課程組經討論明確了課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合評定得出,平時成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時成績包含作業、考勤、課堂表現等幾部分。期末考試采用筆試形式,考試試卷從建立的試卷庫中隨機抽取。

期末考試是課程考核的重頭戲,為了提高學生的學習積極性,同時也為了增強教師的工作責任心,實行考、教分離是一個較好的督促辦法。為此,2012年課程組根據課程的教學要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學大綱的要求,內容豐富、形式多樣、題型一致,試題表述清楚,要求明確,無偏題、怪題,難易得當,考核的知識點覆蓋面寬,能考核學生掌握知識以及應用知識進行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份,至少夠三年使用,隨著試卷庫的使用,課程組還擬將對試卷庫進行不斷擴充。

五、結束語

“高等流體力學”的日常教學工作一個任重而道遠,為了適應高等流體力學服務于日新月異的學科發展的需求,提高該學位課程的教學效果,更好地為本校研究生人才培養服務,課程組將把教學研究工作不斷地持續進行下去,搜集最新最前沿的相關信息以補充教學內容,探討教學模式以提高教學效果,及時對習題庫和試卷題庫進行更新。相信只要教師多花一點時間,多動一點腦筋,多找一些教育學生的切入點,因材施教,一定能取得好的教育效果。

參考文獻:

[1]張鳴遠.高等流體力學[M].西安:西安交通大學出版社,2006.

[2]董守平.高等流體力學[M].東營:中國石油大學出版社,2006.

[3]王獻孚.高等流體力學[M].武漢:華中科技大學出版社,2006.

[4]王松嶺.高等流體力學[M].北京:中國電力出版社,2011.

[5]周云龍.高等流體力學[M].北京:中國電力出版社,2008.

與流體力學相關的現象范文2

關鍵詞:工程流體力學;教學研究;改革探索

作者簡介:李小川(1976-),男,河南焦作人,揚州大學能源與動力工程學院,講師;田萌(1977-),女,陜西安康人,揚州大學能源與動力工程學院,講師。(江蘇?揚州?225127)

中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)23-0047-01

“工程流體力學”課程在能源動力類工科專業中占有非常重要的地位,主要研究流體(液體和氣體)的平衡、運動規律及其實際工程應用的技術科學,是力學的一個重要的分支學科。通過本課程流體力學的基本概念和基本原理的學習,學生掌握分析和解決本專業中涉及流體力學問題的能力,為后續專業課程學習奠定基礎,然而當前的教學效果并不理想。自然界和人類生活中,以及工農業生產的各行各業中均廣泛存在流體流動現象,但是由于缺乏對生活的觀察,學生很難做到對課本講授內容形成直觀映像。此外,自然界中的流動現象往往包含多種流動方式,在理論分析與公式推導中涉及許多復雜的數學理論與方法,經驗公式多,且不易理解記憶,給學生的學習帶來很大困難,導致教師難教、學生難學,實踐與應用起來更是難上加難,教學效果不理想,教學目的難以實現。還對后續專業課的學習造成很大影響,進而影響本科教學的整體質量。因此,“工程流體力學”教學改革勢在必行。

一、“工程流體力學”教學調查研究

“工程流體力學”課程通常是開設于熱能動力工程專業二年級階段。對揚州大學的學生的問卷調查顯示,多數學生對“工程流體力學”課程的評價是“難學”。為何會有這樣的評價,通過分析發現,存在幾個方面的原因。

1.研究對象比較抽象

“工程流體力學”課程本身研究對象是流體,沒有一定的形狀和具有流動性,這是流體區別于固體的本質特征。這一特征決定了流體力學研究理論比較抽象、經驗公式繁多且推導過程復雜不易理解、易混淆,進而導致了本課程教師難教、學生難學,教學效果不夠理想。因此,能否將前面學習過的對“固體”平衡和運動物理規律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上,并使其形成正向的學習遷移是學生能否很快的掌握本門課程學習方法、學好本課程的一個很重要的方面。[1]

2.教師與學生

“教學”包括“教”與“學”兩個方面的內容,忽視任何一個方面都有可能造成教學效果的不理想。理論課教學是工程流體力學課程教學的主要方面,是進行實驗指導和應用于工程實踐的基礎。某些任課教師為了自己的方便省事,教材和教學內容仍然是多年前的老教材,對現階段流體力學的發展方向和研究成果,以及本學科的最新科技前沿理論及工程應用進展不能做到及時更新,教學內容與實際應用嚴重脫節。

教學方法單一呆板,無法吸引學生的興趣。經常看到這樣一種現象:教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講,忽視了課堂教學的互動性和學生的主觀能動性,學生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機,基本上是教師在向學生單方面地傳授知識,這樣的教學效果是很低的。[2]

本專業本科生新的培養方案中課程設置有這樣一個特點:課程增加,課時壓縮,總學分保持不變?!肮こ塘黧w力學”課程理論課學時從64壓縮到48學時,在教學內容總量不變的情況下,每堂課教授的內容,即學生需要接受的信息量就大大增加了,嚴重增加了學生的負擔?!案≡辍笔钱敶芏啻髮W生所普遍具有的心理特征,導致的直接結果是學生自制力差、怕吃苦,上課前不預習、課后不認真復習、作業普遍抄襲。

二、教學改革的目標

圍繞當前“工程流體力學”課程教學中存在的問題,以提高課程教學質量、實現教學目標為目的,進行了如下方面的改革:改變教育理念,以課程改革與教學適應新時代的要求為目的;加強教學方法與教學手段的改革,提高“教”的質量;加強課程的應用性,解決基礎理論課程的知識教育、應用能力與創新能力的培養,全面提升學生的綜合素質;加強課程教學評價與考核體系改革,引入全程教學評價與考核機制。[3]

三、“工程流體力學”教學改革探索

從上面的分析可知,“工程流體力學”課程教學效果不理想存在很多方面的原因,因此,教學改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚州大學熱能與動力工程專業本科生課程教學中進行的探索與嘗試,取得了較好的效果。

1.教學方法的探索與實踐

與流體力學相關的現象范文3

關鍵詞:流體力學;課程改革;考核方式;教學方法

0引言

《流體力學》是工科專業的一門基礎課程,在各工程領域也有著非常廣泛的應用[1-3]。通過對流體力學的學習掌握就可以為后續專業課的學習奠定堅實的基礎,而在實地教學中卻存在諸多問題。因為大部分本科生以前接觸的力學都是簡單的固體力學,研究的是看得見摸得著的事物。而流體力學著重研究流體的靜止及運動狀態的規律,研究流體的質量守恒、能量守恒及動量守恒三大定律及其應用,對數學學習要求較高,課程中的概念較抽象、公式較復雜[4],使很多學生難以理解其知識點,難以把握學習的要領,進而容易遺忘或者產生厭學情緒。因此,根據安全工程專業特點,對流體力學課程教學內容和教學方法等進行改革是非常必要的。

1課程教學特點及現狀

《流體力學》是安全工程專業的一門學科基礎必修課程,是一門多學科交叉融合的課程,涉及數學、物理學、力學等,理論性和工程實用性都較強。課程的研究對象為流體,區別于固體的主要特點是易流動,課程中的許多概念較為抽象,且方程的推導需要運用數學的方法,對學生運用數學知識分析問題的能力要求較高,總體來說,學生學習難度較大。目前,《流體力學》的課堂教學以理論知識講解為主,習題練習為輔,要求學生數學基礎、理解能力、邏輯思維能力較好,課上認真聽講,課后及時復習鞏固。但是學生的學習主動性和積極性不高,課程作業的完成質量不高,只是單一的應付考試。

2課程改革探討

為提高學生的學習效果,適應新形勢下應用型人才的培養目標,培養學生嚴謹、認真的學習態度,培養學生分析及解決流體力學問題的能力,及運用流體力學方法進行科學研究的基本能力,并為后續專業課程的學習打下良好的基礎。本文擬從教學內容、教學方法、考核形式三個方面對《流體力學》課程進行改革。

2.1教學內容

根據《流體力學》在安全工程專業中的課程定位,將流體力學的內容分為流體靜力學、流體動力學基礎、流動阻力及能力損失、管路流動、相似原理及因次分析等五大模塊。課程內容圍繞流體靜止、運動兩個狀態及力學的三大方程展開,由淺入深。培養學生的工科思想及意識,能夠對安全工程專業的流體力學問題進行分析。

2.2教學方法

整合傳統和現代教學手段,采用不同的教學方式,如課堂教學與網絡輔助教學相結合,將相關的習題解答方法及課堂練習同步至超星在線課堂,給學生課后復習鞏固提供資料,并通過網絡資源及時進行解答;多媒體教學與板書結合,將復雜的流體流動過程以多媒體動畫的形式展現出來,讓學生更直觀的了解某種現象,增加對理論知識的理解和掌握;增加課堂習題練習及講解,注重師生互動,注重理論練習實際,在課堂組織教學中通過師生互動調動學生學習積極性,并通過該環節了解學生課堂知識的掌握情況,及時調整講授方法。

2.3考核方式

采用多元化的考核方式,變單純的期末考試為平時和期末多層次考試,建立平時成績考核機制。平時成績考核包括章節測試、期中測試、課后作業、課堂練習及課考勤四部分內容,其中每一部分成績占總成績的10%;期末考試成績占總成績的60%。章節測試一般是針對每一章的重點難點,用3-5道典型習題,耗時45min,檢測學生的掌握情況。要求學生在規定時間內完成,章節測試的平均成績計入期末綜合評定成績。對于章節測試的習題進行批改、統計成績、分析成績,并對教學方法進行反饋,及時調整。課堂練習一般針對課堂中的知識點進行測試,習題主要以填空、選擇、判斷的形式出現,方便、靈活、易于控制時間。通過練習,讓學生查缺補漏,同時根據練習情況及時調整授課進度及方法,確保學生對課程知識的主要內容了解和掌握。課后練習是對課程內容的鞏固和補充,是對學生理論知識運用情況的檢測,但課后作業易出現抄襲現象,對于疑似抄襲的作業,作業的分值不會給高分,通過課堂的互動可以判斷抄襲者的范圍,在課后習題講解過程中有意讓抄襲者進行講解,同時通過作業重復練習,讓學生真正理解作業的解題思路及方法。

與流體力學相關的現象范文4

【關鍵詞】人才培養模式 高層次人才 教學改革 轉型

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0233-01

一、引言

流體力學是一門基礎性很強和應用性很廣的學科,它涵蓋自然科學的諸多領域。我校于1980年獲得流體力學學科碩士授予權,是全軍最早的流體力學碩士點,具有深厚的歷史積淀和成果積累,承擔了我校氣象學、海洋學和環境工程等專業流體力學基礎教學培訓任務,和流體力學碩士生的培養任務。經過30多年的建設與發展,根據部隊人才崗位需要,在人才培養中融合了大氣、海洋、軍事等多學科理論體系,具備了明顯區別于國內流體力學學科的特色和優勢,在國際或國內流體力學領域具有較大影響力。隨著軍隊綜合性大學訓練任務和人才培養模式的根本轉型,流體力學作為基礎性突出、作用面廣、應用性強的專業基礎學科,對于培養相關專業高素質新型軍事人才的重要性也日益突出。

二、軍隊轉型條件下基礎學科如何求發展

在軍隊改革的關鍵時期,我校傳統的人才培養模式也面臨著適應新的轉變,教學方法也不斷創新[1],探索有特色的流體力學人才培養新模式,對于提高學科的自身建設和促進人才培養,都具有十分重要的意義。

1.創新教學理念,注重信息化手段的應用。我們針對流體力學學科特點,在人才培養上提出的教學思路是:強化理論基礎,注重專業應用,理論聯系實際,達到學研結合的目標[2]。流體力學的特點是概念多、邏輯性強、理論上較難理解,但流體力學的很多現象卻與生活和生產實際密切相關。在講授的過程中要理論聯系實際,同時將生活中的例子和他們熟悉的概念引入流體力學課堂,利用生活中的流體力學引導學生學會思考。我們以流體力學學科專業網站為平臺,建立并正在完善網絡教學應用系統,包括教學公告、課程標準、教學計劃、學習方法、學習重點、參考資料和一系列微課等信息資源,學生可以在該網站上了解流體力學最新研究動向和研究熱點問題,作為知識的拓展和延伸。同時擬進一步完善和學生討論交流的相關板塊,給學生營造一個全方位、直觀的信息空間。教學與網絡技術的完美結合是現代信息社會中教學手段的根本性改革。通過網絡進行教與學的互動,不受空間和時間的限制,是一種社會性、全民性的學習形式,為加強學生的自主學習提供了現實可能。

2.教學方法改革,完善考核評價體系。借鑒國內外高水平院校在流體力學研究生課程教學上的先進做法和成功經驗,以“學為主體”的教學理念指導教學方法改革,采用“小班化”教學模式,貫穿啟發式、研討式、研究式的教學方法,因材施教。在授課過程中一方面強化基礎理論的教學,打牢基礎;一方面滲透實踐的環節、前沿的要求、方法的意識。完善考核評價體系,改變傳統的單一題目解答的課程作業形式,布置計算模擬和實驗報告等相關作業,實現學研結合。建立課程筆試和日??己讼嘟Y合的考核機制,注重過程考核,綜合評定成績。筆試成績屬于總結性評價,又稱事后評價,信息來源是課程結束后的考試,主要功能是對教學質量作出評價。日常考核屬于形成性評價,這是一種發展性評價,注重對學習過程的關注,以及評價結果對教學的反饋,信息來源主要是學生學習過程中的表現、參與和動手能力的考核。對教學內容、組織形式、考核方法、任務設計等課程教學模式實施整體改革,提高學員的科學素質和學習能力。

3.優化研究方向,緊貼部隊需求。學科建設與研究生教育是研究型大學建設的重要任務,二者相輔相成[3]。依托流體力學學科,在前期的幾個研究方向的基礎上,我們緊貼部隊的需求和發展,凝練和優化了幾個具有鮮明的軍事特色和優勢的學科方向,形成了艦潛分層流體動力學與海洋環境適應性研究、湍流機理及數值模擬研究等穩定的特色研究方向。建成了軍內領先國內先進的現代流體力學實驗室,具有先進的實驗儀器設備和關鍵技術,成為我軍新型軍事人才培養和高水平科技創新的重要實踐基地。

4.探索教學、科研和部隊實踐相結合的培養模式。近幾年,我們一直在思考基礎學科如何在軍校改革的中求機遇、促發展,如何發揮大作用。近兩年我們制定了體現流體力學學科特色的最新研究生人才培養方案、包含專業課程標準12門和教學實施計劃;以流體力學基礎實踐平臺為依托,開展研究生課程的實踐教學,激發研究生的自主創新意識;大力加強研究生課程和教材建設,完成《高等流體力學》研究生教材編寫等工作。

在研究生培養計劃中,要求研究生學員參加導師的科研項目和參加輔導授課等實踐活動。近幾年來,本學科培養的研究生學員都參與了導師的科研項目,部分學員還參與了教材編寫工作。部分研究生還參加了南海海區海洋調查任務,緊貼部隊需求,為以后盡快融入部隊適應崗位需要打下基礎。我們還積極與國內外高水平院?;蚩蒲性核摵吓囵B研究生,為部隊培養了許多適應一線崗位任職需求的高質量人才,在研究生創新實踐能力方面取得了突出的成績。畢業的研究生綜合素質高,創新能力突出,適應部隊能力強。

三、結論

研究生的培養是一個學科點生存和發展的基石,我校流體力學學科在研究生教育方面有著多年的經驗,前幾輩的老教授和專家為研究生的人才培養付出了畢生的心血,促進了基礎學科的內涵建設,使科研層次上臺階、學科隊伍創新能力增強、教學成果有效轉化、學科文化精神得到傳承。在軍隊院校人才戰略工程轉型的新形式下,我校傳統的流體力學人才培養模式必須面臨著適應新轉變的改革,探索具有理工大學特色的流體力學人才培養新模式,不僅對于提高學科的自身建設,而且對于促進學科在軍事科技創新和培養高質量符合當前軍事斗爭需要人才方面,都具有十分重要的意義。

參考文獻:

[1]劉全忠,王洪杰,宮汝志:關于工程流體力學課程教學改革的探討,《教育教學論壇》,2014年第1期:41-42.

[2]關暉,魏崗,曾文華:軍隊院校流體力學“小班化”教學模式改革的探索與總結,《南京航空航天大學學報》(社會科學版)2015年6月,Vol.17(1):116-119.

[3]齊昌政,郝書會,趙弘,汪志明:論學科建設與研究生教育的協調發展,《研究生教育研究》, 2014年第3期:66-70.

與流體力學相關的現象范文5

關鍵詞:農林高校;熱工基礎及流體力學;課程教學;實踐創新

當前,在“綠色發展理念”深入人心的時代背景下,農林類高校迎來了很好的歷史發展機遇;同時社會和企業對農林類專業人才的需求更加重視質量,對人才的知識深度、廣度和對專業基礎課、專業特色課核心知識的實踐運用能力,均提出了更高要求。提高機械設計制造及其自動化專業學生林業裝備系統總體及其子系統技術的掌握程度,拓展學生在林業裝備系統上運用專業基礎課、專業特色課中核心知識的科研能力,是農林類高教工作者面臨的共同課題[4]。

1課程教學剖析

1.1課程內容

“熱工基礎及流體力學”這門課程是機械設計制造及其自動化專業的一門綜合性專業基礎課,是后續液壓與氣體傳動、泵與風機、林業機械等專業及特色專業課的重要基礎。課程目標包括:掌握工質的熱力學性質、熱力學第一定律、第二定律、熱工轉換的規律和理想氣體的熱力學過程,學會基本的理論分析與計算方法;通過對熱量傳遞的三種基本方式、導熱基本理論、對流換熱基本規律、黑體輻射基本定律等內容的學習,使學生具備對基本的傳熱學問題進行分析和總結的能力;掌握流體的主要物理性質和流體靜力學的基本理論知識,學會流體上的作用力分析,能夠推導流體動力學方程的連續性方程和伯努利方程,針對黏性流體,能對管內流動狀態進行判斷;能夠對“傳熱學”“工程流體力學”的實驗結果進行分析和解釋,通過實驗數據綜合分析工程中的現象及問題,并得到合理有效的結論??傮w來看,本課程講授內容包括工程熱力學、傳熱學以及工程流體力學三大板塊的內容,是在高等數學、大學物理、理論力學、材料力學的基礎上進行深化學習,拓展到實際的工程問題,所以本課程不僅理論性強,而且工程應用性也很強;與機械設計制造及其自動化專業其他課程相比,該課程涵蓋了本應三門獨立開設的課程內容,知識難點聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學生融會貫通掌握難。但是,學生對課程內容的掌握程度直接影響后續專業特色課程的學習情況。

1.2教學思路

目前,本課程總學時為48學時,理論授課42學時,實驗授課6學時。三大板塊的教學內容多,理論授課課時較少,矛盾突出:(1)學生由固體學科切換到流體學科的學習需要較長適應期;(2)課程中較多章節內容抽象,且涉及大量公式推導及專業的概念鋪墊,加之為了跟上教學進度教學內容更新較快,學生普遍反映課程難度較大;(3)教學內容和后續專業及特色專業課內容銜接性不夠緊密;(4)從內容的充實性和課程的結構上來看,“熱工基礎及流體力學”這門課程的教學內容已經滿足要求,但是對接林業機械領域最新技術,強化學生創新思維方面,當前的課程建構仍無能為力;(5)由于本課程的學習不涉及具體的機械裝備系統,使得同學們對本課程在專業中的地位認知不足,學習積極性欠佳,這些現狀使得提升教學效果難度較大。針對上述課程特點及教學現狀,結合農林類高?!皺C械設計制造及其自動化”專業的實際情況,制定了如下教學思路:(1)授課時,使學生從機電系統、固體力學等學科的思維中切換出來,將空間觀測法跟同學們探討透徹,基于空間觀測法開展“熱工基礎及流體力學”的課程教學。(2)在教學大綱中刪除過于抽象、應用面較窄的教學內容,深入講解與后續“液壓與氣體傳動”“泵與風機”“林業機械”等課程關聯度較深的內容,為專業及特色專業課的學習做好扎實鋪墊。(3)結合在林業機械領域與“熱工基礎及流體力學”緊密關聯的科研經歷,探索寓教學于科研、科研反哺教學的授課模式,強化同學們對“熱工基礎及流體力學”在“機械設計制造及其自動化”專業里占有重要地位的基礎認知,顯著提升同門們自愿學習、自主學習的熱情。(4)注重思維方式、終身學習意識的培養。教學過程中注重切入問題角度的講解,使得同學們在明白問題的同時更養成學習思考問題方法的習慣;從固體學科到流體學科是一個較大的跨越,在跨越的過程中,使同學們樹立終身學習意識,為以后培養同學們提出、解決林業機械領域學科前沿性、熱點性問題的能力打下堅實基礎。

2課程構建探討

在“碳達峰、碳中和”的硬性發展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發展理念加速推進的浪潮之下,農林高?!皺C械設計制造及其自動化”專業的畢業生在高等教育系統中的地位不斷提升,所以基礎專業課程構建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面,基礎專業課課程構建要體現基礎知識的深度和廣度;另一方面,內容要很好銜接并服務于核心專業課、特色專業課,為學生后期畢業設計、研究生科研深造做好鋪墊。

2.1課程內容深度銜接核心專業課

“林業機械”是南京林業大學“機械設計制造及其自動化”專業的核心專業課,內容涵蓋林業動力、整地、清理、苗圃、造林、撫育、保護、防火、采伐、采摘、智能化等機械。其中,和“熱工基礎及流體力學”專業基礎課相關的包括動力、清理、保護、采摘等板塊。林業動力機械(包括泵、風機)涉及“工程熱力學”中熱能和機械能之間的轉化問題,同時也涉及“工程流體力學中”可壓縮混合氣體壓強、溫度變化和裝置的動力匹配問題;林業清理機械涉及“工程流體力學中”不可壓液態水在管道內部的流動,在霧化器內的流態分布、出口后霧化粒徑分布等復雜多相流問題,如圖1所示;林業保護機械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學中”可壓縮流體空氣的外部流動及耦合風場、霧滴的多相流動問題,如圖2所示;林業采摘機械中,基于負壓的采摘系統涉及可壓縮流體空氣的管內流動問題。從銜接核心專業課的角度來看,一方面,農林類高?!盁峁せA及流體力學”這門專業基礎課程應該深耕“工程熱力學”和“工程流體力學”,而“工程流體力學”應該是重點中的重點;另一方面,也好兼顧課程內容的完整性,“傳熱學”也要適度調整。

2.2匹配三大板塊關系,優化課程結構

建議協調、平衡三大板塊的課時占比,同時明晰課程內容的內在邏輯關系,在此基礎上進一步優化課程結構。在“工程熱力學”(熱能的間接應用)板塊中,我們將實現熱力學能向機械能轉化的媒介稱之為“工質”,媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”,熱力學第一定律、熱力學第二定律、工質熱力學性質及理想氣體的熱力過程等課程內容和專業核心課程林業機械吻合度較好?!肮こ塘黧w力學”中,對流體的終結性定義是“抓不起來的物體”,一般性的定義是“氣體和液體”的總稱,但課程內容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學、流體運動學、流體動力學及黏性流體等課程內容都是基于不可壓的液體,同為流體,但氣體和液體的性質及研究重點相差甚遠,“氣體”這種流體相關課程內容的缺失為后續專業核心課程的學習帶來很大知識結構缺陷。“傳熱學”(熱能的直接應用)中,對導熱、對流傳熱(混合傳熱,主要是流體和固體之間)、輻射傳熱的基本原理、工程應用等課程內容做了比較詳細的講解,但是后續專業核心課程對傳熱學中的知識需求很少,僅僅在脈動燃燒技術這一研究領域有所涉及。總體來看,不管是“工程熱力學”中的“工質”,還是“工程流體力學”中的“氣體”,再或者“對流換熱”中的“流體”,其中“氣體”是課程的“最大公約數”,也是和林業機械這一專業核心課程相關的“最大公約數”。鑒于此,“工程熱力學”教學內容總體上可以維持不變,部分章節可以簡化,不重要的知識點減少不必要的推導,側重理論、公式概念的理解和應用,這樣可省出一部分課時??傉n時不變的情況下可以合理縮減“傳熱學”的課時,對輻射傳熱只做一般性介紹;考慮到相似原理在流體力學的試驗研究中也有重要應用,可以在這里對相似準則進行深入講解,省出較多課時。將“工程流體力學”放在最突出的位置,省出來的課時分配給這一部分;增加可壓縮流體“漩渦勢流理論”“相似理論中的量綱分析法”、包括氣體動力學中“擾動在外空間流場中的傳播”及“管內氣體的流動”等內容,以匹配林業機械核心專業課。

2.3樹立自主學習、終身學習意識

目前,流體力學板塊中關于可壓縮流體的課程內容匱乏,教學中會鼓勵同學們在MOOC上尋找優秀資源進行線上學習,使同學們樹立自主學習意識。通過工程流體力學板塊,我們在體力學的范疇內將研究運動的方法由拉格朗日法提升到歐拉法,這是一個顯著的改變,也是重要的進步,通過這一步,有助于培養同學們的終身學習意識。

結語

與流體力學相關的現象范文6

【關鍵詞】工程流體力學 教學改革 探討

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)14-0056-02

工程流體力學主要研究的是流體靜止和運動的力學規律及其在工程技術中的應用的學科,是熱能與動力工程專業的重要的專業基礎課。該課程不僅為學生學習后續的專業課提供了必備的基礎理論知識,也為從事熱能利用有關的專業技術人員進行專業技術工作和科學研究工作提供重要的理論基礎。工程流體力學課程在理工科教學體系中具有重要地位,教師難教、學生難學已成為師生的共識。因此,新形勢下積極思考和探索工程流體力學教學改革方法對改善課程的教學效果、提高學生的培養質量具有重要意義。

一 工程流體力學“教與學”問題調研

通過對揚州大學能源與動力工程學院熱能與動力工程專業和建筑環境與設備工程專業本科二年級的學生進行調研,從課程本身的特點、教師教和學生學的方面存在的問題及其對教學質量的影響進行了調查和探討。

1.課程本身所具有的特點

工程流體力學課程包括理論教學和實驗教學兩方面的內容,課程涉及的知識面比較廣泛,尤其對學生掌握經典力學和高等數學的要求較高。此外,工程流體力學課程本身研究對象是流體,研究對象不具有固定的形狀、研究理論比較抽象、經驗公式繁多且推導過程復雜不易理解。以上特點導致了工程流體力學課程教師難教、學生難學,教學效果不理想,并對后續課程的學習造成了不良影響。

2.學生“學”存在的問題

大學二年級的本科學生屬于“90后”,獨生子女占絕大多數,具有這一代孩子的共同特點,即個性張揚、自我意識很強、不太考慮別人,普遍缺乏基本的責任意識和責任感。他們在學習上表現出以下幾方面特點:(1)習慣了小學、中學時代的被動式學習方式,即教師教什么就學什么,課堂不講的就不學不看,缺乏一種積極的、自發的主動學習意識,不會自學,這一點是影響最大最深遠的方面;(2)大學學習環境相對于中學來說自由了很多,學生自主支配的時間占多數,沒有教師和家長的督促,學生的自制力不強,玩、逃課的現象嚴重;(3)課前不能提前預習課程內容,對于大學課堂授課知識量大的特點,學生跟不上教師的思路,容易造成聽不懂、學不會的結果;(4)課下不認真復習當天學習內容,作業普遍存在抄襲現象。

3.教師“教”存在的問題

在當前大形勢的影響下,教學考核制度“重科研,輕教學”的思想對教師的教學積極性具有很大影響。教師不能根據當今大學生的特點進行教學、調動學生的學習熱情、激發學生的學習興趣是造成教學效果不理想的主要原因,主要表現在以下幾方面:(1)教師上課自己沉浸于“講”課的過程中,單方面向學生“傳授”知識,而不顧及學生“聽”課的感受,忽視了教學過程中“教”與“學”之間的互動性。

這種教學方式造成的更大危害是逐漸使學生徹底喪失了學習的主動性和與教師交流的動力。在這種情況下,教師無法得到學生反饋的信息,進一步影響了教學水平的提高。(2)教學內容老舊,講課內容局限于教材本身,沒有或很少對課本知識進行擴展、結合現實生活中的實際現象進行舉例說明,理論與實際脫節,導致學生不知道學習本門課程能夠解決什么問題和如何解決問題的疑問。(3)過于依賴多媒體課件授課,板書很少,或者幾乎就摒棄了板書。此外,課件的制作質量不高也是造成教學效果不理想的一個方面。

二 教學改革的思考與建議

1.教材方面的思考與建議

工程流體力學課程教材的選取要根據本專業特點和要求、學生的層次,有針對性地選擇教材。所以,選取的教材在內容組織上重點應側重于基本原理、基本方法和基本公式的運用,力圖做到概念準確、通俗易懂、內容均衡、學以致用。此外,任課教師根據科學的發展能夠及時更新和補充最新的學科前沿知識,拓寬學生的知識面,啟發和增強學生對本課程知識的理解,以及思考的興趣。

2.興趣是重要的前提

愛因斯坦說過,興趣是最好的老師。而老師則是點燃學生學習興趣的火炬。如何激發學生的學習興趣是關鍵。因此,在工程流體力學教學過程中,如何將教學內容與實際緊密聯系起來,激發學生的學習興趣是提升教學效果的重要措施之一。通過視頻、動畫向學生展示自然界和人類生活密切相關的流體力學現象。如高爾夫球運動中,球體表面設計如此多的凹坑是為了起到什么作用;從汽車的發展歷史看,車輛形狀發生了很大的變化而其外形設計依據是什么;飛機的機翼能夠產生升力托起沉重的機身,原理是什么等;以此來增強學生對流動現象的感性認識。通過在日常生活中可以直接看到或者感受到的現象的直觀展示,學生可以知道本課程可以解決哪些實際問題,帶著疑問和興趣去學習,激發學生學習本課程的興趣,相應的學生學習的積極性和主動性就被充分調動起來了。

3.“教”的改革實踐

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