前言：中文期刊網精心挑選了工程流體力學筆記范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
工程流體力學筆記范文1
【關鍵詞】三本院校：工程力學；課程教學；現狀；教學改革
目前企業對人才觀念有了很大的改變，之前企業過于重視技能型人員的需求，而現在很多企業更加注重綜合型人才的需求。就目前教育體系而言，職業技能素質并不能完全代表勞動者的素質，因為職業道德、職業精神、安全意識、社會責任感、環保意識、團結協作能力以及矛盾處理能力等都是勞動者素質的范疇。所以培養熟練技能的勞動者并不是職業教育的唯一目標，培養具有社會責任的公民也是職業教育的主要目的。隨著時代的發展，在教育觀念方面，素質觀逐漸取代技能觀，培養學生的全面發展、讓學生成為綜合型人才已經成為現代職業教育的主要發展趨勢。企業人才需求的觀念是促進工程力學課程改革最主要的因素。
一、工程力學的應用
工程力學應用的范圍主要有：材料力學、固體力學、流體力學、結構力學四種類型。具體內容如下：①材料力學。在物品生產過程中，材料選擇十分重要，材料自身的剛度、強度以及韌性決定了物品使用的穩定性。在生活中，機械生產、建筑結構都運用到材料力學。就連零食的包裝袋、鉚釘在設計、生產的過程中也必須涉及到材料力學。②固體力學。固體力學研究內容涉及物體的塑性、彈性以及線性等諸多問題。固體力學主要應用于航空航天、房屋橋梁建設等行業。此外，在地質勘探的過程中也離不開固體力學原理的支持。③流體力學。在地球上水和空氣是最常見的流體物質，因此水與空氣是流體力學主要的研究領域。像飛行器、潛艇、水面艦艇、航母等軍工業的發展都運用到流體力學原理。同時，像石油、天然氣、地下水等與人們休戚相關的資源開發也需要流體力學原料的支持。④結構力學。結構力學主要分為：狹義結構力學與廣義結構力學這兩種范圍。狹義結構力學的研究內容有：杠桿組成的體系、平面杠桿系。廣義結構力學研究內容有：平板、殼體以及塊體等領域。像汽車生產、橋梁與居民住宅建設、配電系統架構都運用到結構力學。同時在地球地質運動的研究、地震監測系統的建設等領域也存在結構力學的身影?？梢哉f，工程力學應用與我們的生產、生活有著密切的聯系。
二、三本院校工程力學課程教學中存在的問題
1、課程內容不系統
工程力學是力學的一個分支，它主要涉及機械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學結合的領域，分為六大研究方向：非線性力學與工程、工程穩定性分析及控制技術、應力與變形測量理論和破壞檢測技術、數值分析方法與工程應用、工程材料物理力學性質、工程動力學與工程爆破。盡管工程力學一直是我國各大高校的重點專業，但是對于課程內容的選擇不夠系統。尤其是三本院校，由于教育投入相對較低，很多三本院校課程內容的設置并沒有緊跟社會的需求，并沒有以學生自身發展為中心。工程力學的學術含量較高，課程內容不系統導致畢業生缺乏社競爭力。
2、忽視實踐
工程力學課程和其它專業課程存在明顯不同，它是集理論與實踐于一身的課程。但是就目前實際教學情況而言，很多三本院校忽視工程力學實訓內容。主要體現在以下兩點：第一，實訓課程比例較小。在工程力學課程的教學過程中，實訓課程和理論課程的比例通常為3：7，不平衡的課程比例，會影響學生的實踐能力，不利于學生動手能力的培養。此外，實訓課程安排時間過于集中，通常在一段時間內全部為實訓課程。第二，實訓成績占總成績的比例較低。在工程力學考試中，很多高校還是以筆試成績為主，忽視學生的實訓成績，這會讓學生從思想意識是忽視實訓課程的學習。
三、工程力學教學方法改革的措施
1、增加實踐
實訓是學生實踐的重要體現，理論和實踐之間存在非常緊密的聯系。理論指導實踐的發展，而實踐可以檢驗出理論的正確性，它們之間相輔相成。長期以來，很多高校忽視工程力學實訓課程的發展，阻礙了學生實踐能力的提升。為了學生實踐能力可以采取以下兩種措施：第一，增加實訓課程數量。讓實訓課時與理論課程保持合理的比例。并且，為了增強學習效果，實訓課程要與理論課程相匹配。此外，保證實訓與理論課程的時間間隔，避免出現實訓內容與理論內容相互脫節的情況。第二，增加實訓成績的比例。三本院校將常規的實訓課程成績納入到學生期中、期末的成績當中，這樣可以讓學生重視實訓課程的學習。通過實訓可以暴露出工程力學課程教學的不足之處，這樣中職院?？梢詫虒W方式進行相應的調整。并且，通過實訓可以提升學生的實踐能力，有利于學生動手能力的培養。
2、改革教學方法
由于教學觀念的落后，板書、照本宣科仍然是工程力學課程教學的過程中最普遍的教學方式。這種填鴨式的教學方式雖然可以使短期內讓學生記住工程力學的相關概念，但是學生只知定義，缺乏理解，這使得學生在實踐的過程中缺乏理論性的指導。為了提高教師的教學效率，教師必須采用多種教學方式。首先，可以采取多媒體教學。很多工程力學內容過于概念化，學生很難理解。多媒體教學具有圖文并茂的特點，可以將概念化的理論知識通過圖片、動畫、視頻等形式表現出來，學生對工程力學的理解更加簡潔明了、更加直觀。第二，將課堂時間留給學生。長期以來，教師一直占據課堂的主要地位，學生只是一味的記筆記，這樣不利于學生動手能力的培養。因此在工程課程教學中，必須將課堂還給學生，可以將學生分成若干個小組，讓每個學生都能參與到學習之中，教師只是起到指導作用。
3、構建教學評價體系
教學質量是衡量工程力學課程安排是否合理的唯一標準，教學質量的提高不僅需要硬件的投入，更需要科學的教學質量評價體系。教學質量評價體系和平時學生期中、期末考試一樣，通過教學質量評價體系，高?？梢粤私獾浇虒W中的不足，教師通過教學評價系統可以調整自己對進行的教學方法進行及時的調整，教學質量評價體系使電子教學學課程變的更加合理、更加科學、更加有效。
工程流體力學筆記范文2
關鍵詞：創新人才；研究性教學；課程建設；教學團隊
作者簡介：劉輝（1972-），男，山東招遠人，哈爾濱工業大學能源科學與工程學院，副教授，博士生導師；王洪杰（1962-），男，山東掖縣人，哈爾濱工業大學能源科學與工程學院，教授。（黑龍江 哈爾濱 150001）
基金項目：本文系教育部高等學?！皩I綜合改革試點”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）02-0092-02
高等教育肩負著培養高素質專門人才和拔尖創新人才的重要使命。為適應我國經濟社會的快速、健康和可持續發展，全面貫徹落實科學發展觀，教育部先后實施了“本科教學工作水平評估”和“高等學校本科教學質量與教學改革工程”等重大舉措，以期深化高等學校教學改革，提高人才培養的能力和水平，更好地滿足經濟社會發展對高素質創新性人才的需要。哈爾濱工業大學以此為契機，全校范圍開展教育思想大討論和相關專題研討會，進一步理清了學校精英教育的辦學指導思想和目標定位，通過構建通識教育與專業教育相結合的人才培養模式，面向國家與社會需求，培養“研究型、個性化、精英式”且具有國際競爭力的高素質人才。
哈爾濱工業大學能源學院教學工作具有優良的傳統，主要沿襲了原蘇聯的教學模式，培養了一大批各領域的杰出人才，培養的學生基礎扎實、動手能力強。但學院原有的培養模式的教學效果同學校確立的“研究型、個性化、精英式”培養目標的要求還有差距。傳統教學方式是以知識的傳授為中心的，教師傳授的知識按形式邏輯演繹法的要求構建成簡明的知識體系，[1]沒有體現知識發現、理論形成的過程，人類在科學發現、技術發明和工程應用中許多巧妙的思維被淹沒在繁雜的理論知識中，不利于學生能力培養。開展“研究性教學”、培養學生科研能力和創新能力是教學改革的方向。[2]技術基礎課是基礎課與專業課之間承前啟后的橋梁與紐帶，在學生專業能力培養方面具有重要作用，技術基礎課的學生覆蓋面廣，教學改革能使更多學生受益。
一、確立研究性教學理念，明確基礎課教學目標
研究性教學應成為現代教學理念的構成要素，它是對傳統的傳遞式——被動接受式的教育理念的革新。研究性教學和學習的實踐要求把“答案”變成“問題”，進而在對“問題”的追問中建構教學和學習的方法。研究性教學和學習越來越受到廣大教師和學生的重視。[2]“組織工程流體力學”、“傳熱學”、“燃燒學”、“工程熱力學”等技術基礎課程的任課教師成立教學改革團隊，針對性地開展教育思想和理念的討論，以“研究性教學”理念為引導，按照“拓寬基礎、注重實踐、注重創新”的思路改革課程體系和教學內容、方法、手段，優化培養過程，在普遍提高學生綜合素質、培養學生創新能力的基礎上，為學有余力的學生的個性化發展提供了“創新研修課”、“科技創新”指導等環節，實現精英式培養，取得較好的效果。
圍繞學校“研究型、個性化、精英式”的培養目標，進一步明確熱能動力類本科生專業知識、專業能力和綜合素質的培養目標。在繼承哈爾濱工業大學熱能動力類專業教學優良傳統的基礎上，開展先進教育教學理念學習研究，完成了省級教改項目三項。積極實踐“研究性教學”的理念，培養熱能動力類高素質創新型人才。
二、加強教學團隊建設，注重對青年教師的培養
1.搭建技術基礎課任課教師交流平臺
過去熱能動力類技術基礎課程的任課教師分屬不同的專業方向，承擔各自的技術基礎課程教學工作，交流很少。課題組成立后，建立了教學例會制度，課題組成員定期交流，討論技術基礎課的教育教學理念；分析技術基礎課程之間的聯系，優化教學內容，實現課程間的融會貫通、資源共享，為后續課程體系改革提供了前提條件；通過觀摩名師教學錄像、總結教學經驗、討論教學的難點、疑點，提高了教學團隊整體的教學水平。2009年，熱能動力類技術基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊。
2.落實青年教師導師制
建立、完善了青年教師導師制度，為每位青年教師配備一名教學經驗豐富的指導教師，通過教學示范和課堂點評等環節，青年教師教學水平迅速提高。教學團隊40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎，在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。
三、開展全方位課程建設，改進教學內容、方法和手段
1.改進教學內容
熱能動力類技術基礎課程原有的教學內容相對陳舊，沒有突出對學生的專業能力的培養。按照專業發展需要和學科自身的科學性、系統性、完整性，逐步優化教學內容。借鑒了國際一流大學的相關教學教材，對原有教材進行修訂補充，增加了本領域科學和技術的最新發展和熱門問題。同時，堅持教學與科研的有機結合，在授課過程中穿插授課教師的科研經歷，一方面使授課內容更為生動，另一方面也向學生們展現了專業未來前景，提高了學生學習的動力。
2.改革教學方法
針對技術基礎課傳統教學模式在學生創新能力和工程能力培養方面的局限性，在教學中進行一系列漸進式改革。逐步摒棄“照本宣科”、“灌輸式”教學模式，根據課程和教學內容特點，靈活運用“啟發式”、“案例式”、“探索式”等多種教學方法。將教學內容、教學媒體、教師活動、學生活動等課堂教學要素有機組織起來，發揮整體的最大效能。教學以“培養學生分析問題、解決問題能力，為專業課程打基礎”為原則，將理論學習與實踐訓練有機地結合起來，強調學生通過主動探求問題解決的途徑和方法，激發學生的學習興趣，鼓勵學生大膽提問、積極發言，促進師生互動，努力實現以教師為主導，學生為主體的新型教學模式。
靈活運用啟發式教學方法，通過讓學生從事類似于科學家發現真理的學習活動，調動其學習的主動性和積極性，掌握學習理論與發現問題的方法。例如筆者在流體力學教學的流動阻力及能量損失這一章教學中，不但講解了教科書中要求學生掌握的知識，而且還收集了大量的史實資料，例如把雷諾、普朗特、尼古拉茲等科學家當時研究的思路、考慮問題的方法以及研究方式的特點介紹給學生，并讓學生自己模擬或重現當時的發現過程，讓學生學習和體會一下科學家創造性工作的過程。
嘗試將專利分析引入技術基礎課程的教學，從公開的發明專利細節中，分析其理論基礎和發明人的創新思想及技術創新的一般規律。發明專利具有實用性，具有在工業上應用的可能性，要解決的是工程實際問題。[3]對發明專利的分析是培養學生創新能力和工程能力的有效方法。
教學過程注重基本理論在專業中的應用，學生參與程度高，積極配合，課堂教學氣氛活躍，互動效果好。
3.采用傳統教學手段與現代教育技術相結合
在教學過程中，筆者越來越感到傳統的教學方法和多媒體技術相結合對于提高教學質量的重要性。研制的技術基礎課的CAI課件集文字、圖片、動畫、錄像、聲音于一體，充分應用現代教育技術和多媒體教學的優點，使教學方法多樣化、現代化，改變了傳統的“黑板＋粉筆”的單一模式。流體力學CAI使抽象的流體力學概念與理論形象化、具體化。例如：流線的定義——流線是表示某一瞬時流體各點趨勢的曲線，曲線上任一點的切線方向與該點的流速方向相重合。傳統模式無法形象地表現出抽象的概念，用多媒體技術來顯示流線，結果一目了然。這些方法彌補了傳統教學在時間、空間等方面的不足，特別是在調整教學計劃，壓縮教學學時的改革中，它是解決教學內容多與教學時數少這一矛盾的有效途徑之一。變靜為動，激發學生的學習興趣，提高教學效果。省時省力，使教學化難為易，增加工程或實踐實例，施行理論與實踐并重的教學方法，使教學效果明顯提高。
授課采用多媒體形式，幻燈片形象、生動、內容豐富但不繁雜，結合CAI課件講述，思路更加清晰，遇到相對復雜的問題，又以板書體現，板書結構清楚，讓學生能夠深刻理解所講述的內容。學生認真聽課、認真做好筆記，積極配合教師。將多媒體技術的運用與傳統教學手段、教學形式的改革統一起來，取得較好的教學效果。
4.改革課程考核方式，突出能力考察，推行累加式考試
革新傳統的考試模式，借鑒歐美大學的考核目標、考試方法與考試思路，結合熱能動力類技術基礎課程特點，深化考核內容和考試方式改革。全面采用累加式考試方法，以綜合評價與過程評價為主，考試手段多樣，不僅限于筆試，根據課程情況，采用閉卷考試、開卷考試、課堂討論、平時作業、階段測試、課程設計、計算機編程、課程報告、專業外語資料閱讀、長摘要撰寫、實驗等多種形式，全面考察和評價學生對所學知識的綜合運用和解決實際問題的能力，充分挖掘課程的教學深度和廣度，從而培養學生運用所學知識解決問題的能力，考察學生的創新精神和實踐能力。通過考試方法改革，改變過去期末一張考卷定成績的做法。實踐表明，考試方法改革對提高學生出勤率、促進學生聽講和培養專業能力都是有益處的。
四、注重實踐環節，提高學生科研實踐能力和創新能力
1.整合實踐教學資源，建立開放式實驗平臺
實驗教學是書本知識與工程實際相結合的重要紐帶，是培養學生獨立工作能力、解決工程問題的綜合能力、自主創新能力的主要途徑，對提高本科教學質量起著十分關鍵的作用。通過成立學院實驗教學中心，整合學院原有的技術基礎課程實驗教學資源，構建了相互配套、資源共享、類別層次清晰、結構優化、充滿活力的實驗教學管理新體系。強化實驗教學建設，部分知識完全通過實驗來認識和學習，實驗教學突出對學生實驗操作技能和學生動手能力的培養，技術基礎課任課教師參與開發引進了多個新實驗項目和實驗裝置，增加設計性試驗，開闊學生視野，啟迪思維，提高了學生的創新意識和動手能力。與研究所共建科技創新實驗室，為本科生科技創新提供實驗平臺。
2.技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合，實現精英式培養
由于授課學時等因素限制，技術基礎課的研究性教學效果受到制約。所以筆者認為應以學生科研能力培養為主線，統籌規劃研究性教學的教學環節，將技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合，在教師相對穩定的科研方向上，將科研項目內容引入教學，教師將科研成果與所講授內容有機結合，理論聯系實際，能夠激發學生的興趣，活躍學生的思維，提高學生分析問題、解決問題的能力。學生通過參與科研項目，加深對專業基礎課知識和理論的理解，科研能力和創新能力得到顯著提高。
五、教學改革效果
以“研究性教學”理念為引導，開展教學團隊建設和課程建設，效果顯著。熱能動力類技術基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊，教學團隊的青年教師成為教學骨干，40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎，在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。“工程流體力學”、“傳熱學”課程被評為國家精品課程、“燃燒學”課程評為黑龍江省精品課程，“工程熱力學”課程被評為哈爾濱工業大學優秀課程。完成黑龍江省新世紀教學改革項目三項，以上教學成果實現網上共享。
本課題提出的熱能動力類技術基礎課程創新教學模式，經過多年實踐，在對學生科研能力、創新能力培養方面取得了很好的效果，指導本科生多次在國家級和校級科技競賽獲獎。本科生參與申請發明專利，并在核心以上專業期刊。
六、結語
在“研究性教學”理念引導下，整合技術基礎課教學資源，教學團隊成員分布于不同專業方向，相互間的研討和交流促進了教學理念和教學水平的提升，全方位改革課程內容、教學方法、教學手段，將教學和科研、技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合，實現多元化專業教育和精英式培養。
參考文獻：
[1]于歆杰，陸文娟，王樹民.專業基礎課中的研究型教學——清華大學電路原理課案例研究[J].高等工程教育研究，2006，（1）：118-121.
工程流體力學筆記范文3
論文摘要： 近幾年，隨著獨立學院的崛起和發展，使得進入獨立學院就讀的學生人數急劇增加，各個獨立院校面臨著規模迅速膨脹，生源素質參差不齊的現象，給教學質量帶來嚴峻挑戰。其中工程力學課程的開設也就面臨新的挑戰。
工程力學是一門理論嚴謹、推理嚴密而又廣泛聯系工程實際的一門學科，是現代工程技術的基礎理論。它是我校光電專業、金屬材料專業、高分子專業和工業設計專業的必修課程，是一門理論性較強的專業基礎課程。該課程培養學生抽象化能力、邏輯思維能力、計算能力以及利用工程力學的基本理論和方法去分析和解決一些簡單的工程實際問題的能力，為學習機械原理、彈性力學、流體力學等一系列后續課程打下堅實的理論基礎【1-3】。我校作為獨立學院為確保本課程的教學質量，在課程建設上對其進行了一些改革，并取得了一定成效。
一、教學方法的改革
工程力學課程的教學相對比較枯燥傳統的板書對于復雜圖形的講解很困難，采用多媒體教學可以通過精美的課件，引入生動的動畫，不僅吸引學生的注意力，還可以提高課堂教學效果，增大課堂容量。多媒體課件的信息量大，授課內容形象直觀，可以節約教學時間，增加對教學內容的講解，在一定程度上解決了課時少內容多的問題。在使用多媒體教學中，教師要注意以下幾點：
（一）學生是教學行為中的主體
教師的目標不是把課講好，而是讓學生學好。為此教師要有意識地引導學生主動地去獲取知識，而不僅僅是將知識通過各種渠道灌輸給學生。在多媒體教學中，常常會出現教師不停播放課件，邊播放邊照本宣科地讀課件，大部分學生聽得則是昏昏欲睡。在工程力學課堂教學中，提倡老師將板書、肢體語言等多種手段與課件播放相結合真正實現“多種媒體”的綜合運用。
（二）教師要制作富有個性化的課件
使用多媒體教學時，教師應制作適合自己的課件。雖然有現成的課件可以使用，但再精美的課件不一定適合自己。通過教師自己制作課件，可以充分調動教師的積極性，同時保留每位教師的風格和特色。教師在授課和制作課件的過程中，要充分考慮學生思考和做筆記的時間，要盡量使課件思路敏捷，文字簡潔。同時，教師平時要注意素材收集，方便靈活應用。作為教師應是上課之前要備好課件，下課之后還要根據上課的情況不斷完善和補充課件精益求精。這樣的反復過程，不但提高了課件的質量，而且對教學質量的提高。
（三）要提倡學生做筆記
在近幾年的教學中，發現記筆記的學生越來越少，這樣做的結果只能是在老師講解的過程中，學生能聽得懂，但在課下無從下手復習。記筆記時應該對講課的重點內容做記錄，對老師強調的難點和不易掌握的內容要記錄。至于基本的概念在教材中直接做標記即可。在利用多媒體上課時，老師不應該只局限于三尺講臺，可以走到學生中間，與學生面對面進行交流。在屏幕顯示中要經常穿插一些其它的教學方式，如板書、課堂討論、習題等，使學生能得到適當休息，輕松愉快地獲取知識。
二、工程力學課程考試的改革
基于工程力學課程通過教學培養邏輯推理能力、分析問題和解決問題的綜合應用能力、自學和創新能力的目的，考試的形式可以使多種多樣的，例如論文、開卷考試、階段測試、試驗和實地考察、答辯、專題討論、口頭演示、同學評價、圖片演示、設計、制圖或模型、個人研究項目、小組研究項目、自評、資料分析、書評、課堂表現、實習和社會實踐筆記或日記、口試以及閉卷口試等。
（一）小組研究項目
用力學知識解決實際問題是每一個老師講課時都會講到的內容，當課程講到一半或快結束時，就可以出個實際問題讓學生以小組為單位進行調研、建模、計算編寫研究報告等，因為學生的時間有限，這類題目不宜過大，給學生的時間大約是1個月左右，老師定期指導，才能夠保證質量。
（二）論文
對于工程力學中比較新的問題，可以采取讓學生編寫小論文的形式結課，以實際工程為背景選擇問題，學生需要使用多種交流手段(如社會調查、上網、去圖書館、走訪、實驗等)收集大量的信息并進行歸納、分析，還可以自行設計并實施解決問題的方案，記錄試驗、調查和資料收集篩選的結果，注重學生自我積累考核證據，甚至是可以采用綜述性質的論文，讓學生通過學習了解某個問題的研究前沿。為保證考核的準確性，要求教師對每次課業和每次課內外活動都要給出明確的等級評判標準。 （三）期末考試采用多種方式結合
在對工科各類專業學生所授《工程力學》課程的教學過程中，我們采取了相對靈活多樣的考試方式和評價方法。首先把該課程分為理論教學、實驗教學和實際案例分析三個環節來進行，每個環節上都有不同的考試方式和評價辦法。理論教學多采用筆試考試方式實驗教學多采用實驗操作演示及實驗報告考試方式；實例分析多采用論文和答辯考試方式等。過程考試與集中考試相結合，增加平時成績在總成績中的比重，學生在學習過程中的每次過程化考核成績累加起來，算作學生的平時成績。學生最后成績的得出，按照平時成績30-50%，期末集中考試成績50-70%算。隨著考試條件和手段的進一步改善，可加大平時成績在總成績中的比重。
三、師資隊伍的建設
（一）規范教學過程
工程力學課程建設要做到目標明確，教學要求規范，課程內容統一，教學大綱符合標準化、現代化要求。按照我校工程力學課程的任務及其在專業教學計劃中的地位，制定出了符合我校特色和適應各專業教學目標要求的完整的、規范的工程力學教學大綱。并結合我校工程力學的教學狀況，制定了工程力學課程建設的長遠規劃、工程力學教學規范，從教學大綱、進程計劃、教案、講授、批改作業、命題、考試等全過程實行全方位把關，保證教學各個環節規范合理，有效保證了教學質量的穩步提高。
（二）采用啟發式、討論式教學方法
工程力學實現由單純傳授知識到重視培養能力的轉變，在教學方法上采用啟發式、討論式，使課堂成為學生智能培養的舞臺，營造生動活潑、師生互動的課堂氛圍，充分發揮教師的主動性，加強互動，調動學生主動思維、積極思考。強化基礎，突出重點，注重基本概念、基本理論的理解和掌握，加強習題訓練，提高學生分析問題和解決問題的能力。這不僅要求教師在課堂上通過互動、啟發和學生溝通交流，還要給學生生留下思考的空間，充分發揮教師的主導作用，才能收到良好的教學效果。
（三）堅持精講精練，提高學習的主動性和積極性
在教學過程中，應該貫徹“少而精”的原則，精心選擇教學內容，改變過去多而不細的方法，將一些最重要和最基本的概念、理論和分析方法教給學生，并通過必要的基本訓練幫助學生理解和掌握，為發揮其創造性留足時間和空間。教學的重點內容是關鍵所在，教師講解的應當是各章節的主干內容，著重講“提出問題、分析問題、解決問題的基本思路、主要途徑和轉化條件”。而對一般內容或者比較簡單的章節則可稍加指點。次要的、煩瑣的內容少講或不講。課程的理論部分精講，例題僅講解題思路，同時在課堂上可以舉一些生產和生活實踐中的定性例子，也可以引入一些工程應用的具體實例等信息，突出工程概念的培養和力學在工程實際中的應用。由于學時減少，不能用大量時間來多練，因此，力爭做到少而精。
四、結語
通過一年的課程建設，我們在課程體系、教學方法等方面進行了大量改革，取得了明顯效果。下一步還需對工程力學課程建設不斷探索、實踐和完善，力爭使工程力學課程建設上一個新的臺階，盡早建設成為我校精品課程。
參考文獻：
[1] 趙芳枝.以大學考試改革促進創新人才培養[J].北京理工大學學報，2007.1.
工程流體力學筆記范文4
關鍵詞：傳熱學；教學改革；教學方法；考試方式
作者簡介：田娟榮（1976-），女，陜西渭南人，北京京北職業技術學院建筑工程系，講師。（北京 101400）
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）01-0077-02
“傳熱學”是研究由溫差引起的熱量傳遞規律的科學，與工程熱力學、流體力學并稱能源動力的三大支柱[1]。傳熱學課程是高職高專院校建筑設備工程技術專業的一門非常重要的職業基礎課程，是從事通風空調、供熱及鍋爐設備工作的高等技術管理和施工安裝技術人員必須掌握的基礎理論知識，具有很強的應用性。本文針對該課程的特點和在教學中存在的問題，并結合自己的教學實踐及教學體會，對傳熱學課程的教學改革做了探討和總結。
一、“傳熱學”課程的特點和教學中存在的問題
1.課程的特點
“傳熱學”課程雖然屬于職業基礎課，但其不像流體力學和工程熱力學那樣系統嚴謹完備且偏重理論，而是一門發展中的應用性極強的基礎課程，同時傳遞現象的理論分析又涉及到許多數學理論與方法，如導熱微分方程是數學物理方法課程中的三大偏微分方程之一[2]。傳熱學課程為學習后繼的專業課程提供必要的理論基礎和分析解決工程問題的能力。傳熱學課程的內容多且散，各部分內容相對獨立，連貫性差；同時圖表及經驗公式、半經驗公式較多，且難以理解與記憶，這給學生的學習帶來了一定難度。因此，如何提高傳熱學課程的教學質量，加強能力培養，是目前一個迫切需要解決的問題。
2.課程在教學中存在的問題
（1）課程內容的設計未突出“高職”特色?，F有的高職傳熱學教材，仍然采用傳統的教材編寫模式，側重知識的系統性和邏輯性，沒有形成清晰、完整的技能培養體系。大部分傳熱學教材在內容上與本科教材并無太大區別，理論性很強，公式推導很多。同時教師大都采用傳統的教學方法，使傳熱學課程偏向于介紹原理和公式推導，最后套用公式解題。另外，因為在推導過程中要用到很多高等數學的知識，而高職學生高等數學基礎較差，所以學生感覺課程推導太多，太難，無從理解，從而喪失了學好這門課的信心。還有些學生認為這些原理和公式推導根本沒有用，從而不愿去學習?？傊?，目前傳熱學課程內容的設計只重視了高等教育“高”的一般特性，而忽略了“職”的特色，使高職教育以應用能力為主線這一本質要求落不到實處。
（2）教學方法和教學手段不能滿足高職教育的要求。傳熱學課程理論性強、公式多，歷屆學生都反映課程難度大。以前在本課程的教學當中，主要采用傳統的教學方法，教師講學生聽，學生基本不參與教學活動，教學內容主要根據傳統教材的章節順序一一講授。這種教學方法是以灌輸學科知識為宗旨，把學習理解為封閉在書本上知識的獲得過程，過多倚重接受學習，忽視發現學習、探究學習和行動學習在人的發展中的價值，忽視社會經驗的獲得和實踐能力的形成。事實證明這種教學方式不能滿足如今高職教育的要求，對該課程的教學改革勢在必行。
（3）考試方式太單一。目前，傳熱學課程的考試方式大都采用閉卷考試的形式。這種考試方式也存在著很大的問題。因為該課程中有大量的經驗公式，特別是對流換熱這部分內容，大部分公式都是經驗公式，而且往往對同一個問題又有好幾個公式可供選擇，加之這些公式較為復雜，若讓學生將這些公式熟記，這根本不可能，而且也沒有必要。因此，閉卷考試時這部分內容的命題將面臨很大難度，最后將不得不將這些內容刪除，這樣使考試命題范圍必然受到很大的限制。如果采用開卷考試的形式，又可能使學生過于依賴課本，考前不做復習，考試中遇到問題不獨立思考，而是急于翻書找答案，使考試達不到應有的目的。因此，單一的考試方式已不適合高職教育的人才培養宗旨。
綜上所述，認真分析目前傳熱學教學中存在的問題，對現行傳熱學課程的教學內容、教學方法、教學手段和考試方式等內容進行改革勢在必行。
二、教學內容的改革
教學內容的改革是教學改革的核心。為了突出“高職”特色，本課程采用了項目化教學方式，以職業崗位所需的基本技能為依據來設計課程內容，向著學時縮短、注重應用、內容更新等方向發展。講授的內容系統、注重經典知識的講解和現代科學技術應用與發展的結合。根據實際工程的施工需要，將課程分為五個學習項目，供學生學習。五個學習項目分別為管道保溫層設計計算、換熱器設計計算、換熱器校核計算、空調房間的負荷計算和冷庫圍護結構隔熱計算。每個學習項目又分為若干個學習情境。由于高職學生畢業后大部分從事施工工作，所以在力求講清基本概念及數學模型建立的基礎上，簡化或省略一些與今后工作聯系不大的數學推導過程，而將重點放在這些知識點的應用上。教學中結合補充傳熱學的最新研究成果、研究方法和日常生活和工業生產中的各種傳熱學問題，增加學生的感性認識、擴大知識面和提高解決實際問題的能力，突出高職教育以應用能力為主線的培養目標。
為了使學生對傳熱學課程的教學內容、教學進度有一個全面的了解，根據實際教學情況，自編了傳熱學教學補充材料。補充材料包括課程標準、教學計劃、習題與思考題、復綱、實驗及實訓指導書與任務書等。
三、教學方法和教學手段的改革
1.教學方法改革
在教學過程中，結合課程特點，根據不同的教學內容實施特色的教學模式，分別采用了項目教學法、課堂講授法、分組討論法、自學指導法等多種形式。
（1）項目教學法。全部學習內容根據傳熱學的五個學習項目展開，通過師生共同實施一個完整的項目工作而進行教學活動。在項目教學中，教師處于主導地位，學生處于主體地位，人人參與創造性實踐活動，注重完成項目的過程性；學習過程成為學生在項目中實踐的過程，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創新的艱辛與樂趣，培養分析問題和解決問題的思想和方法。
（2）案例教學法。根據本課程的教學內容，選用提高學生對實際工程問題的處理能力。在教學過程中，緊密聯系課程的教學內容和學生的專業方向，選用實際工程案例及學生在生活中熟悉的傳熱現象作為范例進行教學，創造逼真的教學情境，使學生感受到傳熱學領域跟自己的實際生活息息相關，努力地激發學生學習傳熱學的興趣。例如有人將一碗熱稀飯置于一盆涼水中進行冷卻，為使稀飯涼得更快一些，你認為他應該攪拌碗中的稀飯還是盆中的涼水，為什么？冬天，新建的居民樓剛住進去時比住了很久的舊樓感覺更冷，為什么？同樣的室內溫度，為什么夏天在室內穿短袖就可以了，而冬天卻要穿毛衣呢？通過這些問題的提出，學生開始對傳熱學知識感興趣，而且感覺傳熱學知識的應用無時不在，無處不在。學生通過對這些問題的思考和討論，會提出很多問題，老師通過回答問題會自然地引入傳熱學的基本內容。
（3）分組討論法。分組討論法是雙向交流的教學方法，它可以激發學生就所要討論的問題進行積極地思考，提高學生的思維能力和認識水平。組織學生分組，小組成員之間交流對工作任務的認識，分組按照討論方案進行工作任務的學習，最后小組派代表進行匯報答辯，進行自評與互評。
通過學生與學生之間的交流培養團體合作精神，通過學生與教師的交流促進了師生關系，通過學生的大膽發言提高學生的口頭表達能力和增強心理素質，通過引導樹立對立面，鼓勵學生勇于質疑，提出自己的新觀點，促進學生的創造性思維的發展，從而進一步深化素質教育[2]。
（4）自學指導法。對于傳熱學的發展現狀、傳熱學在各個領域中的應用概況及當前存在的問題等內容，可以安排學生進行自學。一般提前將題目布置給學生，學生通過上網搜索或在圖書館找資料學習，來完成學習任務。最后再講自己總結的內容與小組成員進行交流討論，小組進行總結，派代表進行匯報。通過自學指導法，引導學生學會科學的學習方法，培養學生自主學習的能力。
2.教學手段改革
在教學過程中注意現代教學技術手段的應用，給學生營造一種立體的、全面的、動態的學習情景，借助多媒體技術，使抽象的概念具體化，復雜問題簡單化，讓學生易學易懂，激發學生學習的積極性、主動性和創造性。但是，純理論推導的部分采用多媒體課件的效果并不理想，雖然信息量很大，但接受下來的不多，課后又無筆記可查。因此，在講解一些理論推導等理論性很強的內容時，仍然采用傳統的板書教學。板書教學條理性強，還可以以提問的方式刺激并調動學生積極參與課堂教學活動。這種多媒體教學與板書結合的方式深受學生的歡迎。
四、考試方式的改革
全面、合理、客觀、嚴格的考試內容和考試方法，也是提高教學質量的一種手段。合適的考題、恰當的考試方式，可以較準確地檢測學生掌握所學知識和應用能力提高的情況，也可以促使學生在考前更好地按教學要求進行復習，而且還可以較客觀地檢驗教師的教學效果，對整個教學狀況有一個客觀、科學的評價[3]。為此，我們設計了“全方位多層次”的考核辦法。課程成績以100分計，其中平時成績占20%，設計性實驗、討論匯報等占30%，期末成績占50%。平時成績中，作業、小測驗占10%，課堂提問、互動占5%，學習態度、紀律占5%。
對于期末考試，如果采用傳統的閉卷考試形式，則會使教師的出題范圍受到很大的限制。因為傳熱學課程中有大量的經驗公式，這些公式不可能也沒必要讓學生死記硬背，但若閉卷考試，這部分內容就不太好出題。如果采用開卷考試，則很多學生就會認為考試很簡單，沒有從思想上重視考試，對于一些基本概念、基本原理也不去詳細復習，考試時過于依賴教材，反而導致及格率偏低。這樣學生對于基本概念、基本原理的掌握也非常不利。針對以上分析及傳熱學課程的特點，筆者認為采用“一頁紙開卷”的考試形式最佳。也就是教師在考試之前給每個學生發一張蓋有公章及教師簽名的A4紙，學生在復習過程中可以在這張紙上寫上公式等任何自己認為對考試有幫助的內容，在考試時可將這張紙帶入考場參加考試。采用“一頁紙開卷”的考試方式，教師出題范圍不受限制，又為學生節省了大量死記硬背公式的時間，同時還有助于學生對課程重點知識的總結、歸納和篩選。
五、結語
通過幾屆學生的試驗表明，傳熱學課程按照上述方法改革之后取得了良好的教學效果。學生通過學習，可以熟練掌握傳熱學課程的基本理論知識，為后續專業課程奠定了堅實的理論基礎，同時，學生的實踐知識、計算機應用能力、團隊協作能力及自主學習能力等都得到了綜合鍛煉，滿足高等職業教育的人才培養目標。
參考文獻：
[1]李敏,李湛.工程熱力學與傳熱學多媒體應用分析[J].理工高教研究,2004,(1):101-102.
工程流體力學筆記范文5
[關鍵詞] 巖土工程 教學方法 改革 采礦工程
巖土工程是中國礦業大學（北京）采礦工程專業一門重要的本科專業基礎課程。通過巖土工程課程的學習，使采礦工程專業的學生能夠掌握巖土工程的基本知識和基礎理論，分析巖土體的應力、應變、滲流變形和強度破壞的規律與特征，并能夠運用巖土力學知識解決采礦工程中的一般巖土工程問題，為后續進一步學習礦山壓力及其控制、井巷工程、露天邊坡穩定等專業課程奠定基礎。然而，在我校構建能源工業精英教育教學體系過程中，巖土工程課程傳統的教學模式、授課內容和教學方法已不能適應新的形勢要求。筆者結合該課程的特點和多年的教學實踐，探討了目前巖土工程課程教學過程中存在的問題，分析了巖土工程課程教學方法改革的思路。
一、巖土工程課程的特點
巖土工程是以巖（土）體為研究和工作對象，涉及巖體和土體的利用、整治和改造的一門綜合性技術科學，廣泛應用于市政、能源、水利、交通、航運、礦山、國防等領域。我校采礦工程專業開設的巖土工程課程橫跨兩大專業體系，內容涉及巖石力學、土力學及其相關學科領域，具有鮮明的專業特色，是采礦工程專業一門重要的本科專業基礎課程。
1.巖石力學學科特點
巖石力學是運用力學原理和方法來研究巖石（體）的力學行為以及與力學有關現象的一門科學，亦即研究巖石或巖體在各種力場作用下變形和破壞規律的理論及其實際應用的科學。作為一種經歷漫長地殼運動和地層演化進程而形成的地質體，巖體是一種被大量節理、裂隙切割包圍而形成的極端不連續、高度各向異性的材料，具有非常復雜的力學性態。巖體中還存在地應力，巖體工程的開挖將引起地應力以變形能的形式釋放，而這種“釋放荷載”正是造成巖石工程變形和破壞的作用力。因此，巖體無論是自身結構，還是其賦存狀況、賦存條件均存在大量的不確定性，在一定程度上不應被視為一種結構材料或荷載，而應將其看作一種能夠承擔荷載的結構，從“系統”的角度采用不確定性方法進行研究。
由于巖石力學研究的對象是工程環境下的復雜系統，目前還很難像其他學科那樣，為學生提供一個完整的理論框架和思想來解決今后遇到的巖石工程問題。因此，在教學過程中，不僅要講授巖石力學的基本原理，更重要的是要讓學生利用這些基本原理去解決實際工程中的各種巖石力學問題，為培養具有創新意識和創新能力的高技能人才奠定良好基礎。
2.土力學學科特點
土力學的研究對象是土體，是應用材料力學、流體力學、彈性力學等基礎理論知識研究土的工程性質和解決相關工程問題的技術學科。學習土力學的基本理論，宜從研究土的物理力學特性著手。
土是漫長地質歷史的產物，是多孔、多相的不連續介質，碎散性、多相性和地質歷史形成的自然變異性是土體區別于其他一切介質的三個特性。土的三大特性決定了土力學的理論體系特征及其研究內容，即強度問題、變形問題和滲流問題。這些問題相互獨立又相互影響，使得土力學的研究內容零散，各研究問題之間聯系不緊密。為解決上述三大工程問題，形成了土力學的三大重要理論――強度理論、固結理論和滲流理論。這三大基礎理論構成了土力學的學科骨架，是目前解決土工問題的理論基礎，也是土力學的教學重點。
3.巖土工程課程特點
巖土工程課程涉及巖石力學、土力學及其相關學科領域，其研究對象和研究方法較其它課程相比，具有課程內容廣泛、理論性和綜合性較強、知識點多而雜、與工程實踐聯系緊密等特點，許多重要理論和定理公式多來源于實驗和實踐經驗，缺乏嚴格的理論推導。大多數學生認為巖土工程課程比較抽象、難以理解，是一門比較難以掌握的課程。因此，為了提高巖土工程教學質量和教學效率，應研究這門課程的特點，采取科學有效的教學方法，引導學生盡快適應教學特點并更好地掌握課程要求的知識技能。
二、巖土工程課程教學存在的問題
1.課堂教學方法陳舊落后
巖土工程的知識體系相對比較零散，理論教學過程中容易感覺枯燥無味。由于受到各種條件限制，巖土工程課程教學大都以課堂講授為主，忽視了學生創新能力的培養，致使教學效果大打折扣。
2.課程教學手段單一
一些教師在課堂教學中仍采用單一傳統的黑板加粉筆的教學方式。雖然部分教師采用先進的多媒體教學手段，但沒有合理地選擇和利用，一味地追求用多媒體教學替代傳統黑板式的教學方法，造成一些需具體講解的基本原理和公式的推導過程被忽略，影響學生理解和掌握，教學效果也很不理想。
3.與專業的實踐性脫節
巖土工程是一門必須密切結合工程實踐的學科。然而，受資金、場地和工程條件等因素制約，巖土工程教學體系與生產實踐缺乏必要的結合，將大部分時間放在巖土力學的理論教學上，忽視了與實際工程的聯系，造成教學與專業的實踐性脫節。
三、巖土工程課程教學方法改革思路
1.精心準備教案，充實課堂內容
教材是體現教學內容和教學方法的知識載體，而教案則是教師的教學設計和設想，教案編排和組織質量的好壞直接影響學生對教材內容的理解和把握程度。為了滿足課程教學的需要，在充分掌握教材內容之后，要精心組織教學內容，編寫教案，組織教學。教案應對每個教學環節進行精心設計，一份優秀教案應包括教學目標、教學重點、教學難點、教學過程、教學方法、板書設計、教具準備等內容，在每個教學環節設立創新點，讓學生積極主動地學習。
興趣是創造性思維發展的永恒動力，當代大學生對未知事物都懷有強烈的求知欲望，當面對一門新課程，他們會懷著好奇心聆聽第一次課。教師在上緒論課時應巧妙設計教案，吸引學生注意力，進而激發他們的學習興趣。在巖土工程緒論課的教學過程中，首先應闡明課程的任務和內容，在講述課程內容的同時，列舉一些近代或現代巖土工程中一些失敗的和成功的案例，或是學生身邊熟悉的工程實例，激發學生學習興趣，甚至引發熱烈討論，讓學生感覺到不是一些枯燥的理論介紹，而是與實際生產和生活緊密的聯系。例如，通過介紹著名的法國馬爾帕塞（Malpasset）拱壩垮壩和意大利瓦依昂（Vajont）工程大滑坡事故，闡述若對巖土力學缺乏足夠的研究和認識，將會造成巨大的工程事故。
教學是一門藝術，如何在課堂上把精心準備的教案展示出來，這不僅取決于教案設計的好壞，還取決于教師的語言表達能力。巖土工程課程中有些內容比較枯燥、有些內容則難以理解，如何將這些內容講的具有藝術性和趣味性是一個難題。教師在授課過程中要脫稿講授，自信演繹；做到胸有成竹，思維敏捷；得心應手，運用自如；要充滿激情，富有感染力；語速語調適當，抑揚頓挫；語言精練，通俗易懂?？偠灾?，課堂上采用生動的比喻和幽默風趣的教學語言，可以增加講課的趣味性，活躍課堂氣氛，并能調動學生的積極性，加深對知識的理解和記憶。
2.改進教學方法，培養創新思維
創新是知識經濟的靈魂，在教學改革中應探索如何將創造性教育與創新能力培養充分納入日常教學活動之中，通過教學體系和教學方法的改革與完善，實施啟發式教學，培養學生創新思維和創造能力。
巖土工程是一門專業性較強的課程，作為采礦工程專業的專業基礎課，又需要有一定的深度和廣度。在以往的巖土工程教學模式中，課堂教學主要以教師講授為主，學生被動接受知識，遏制了學生學習的主動性。為了改變這種狀態，真正形成學生主動學習的氣氛，就應改革原先的教學方法，根據課程的特點和教學內容的難易程度，采用啟發式、討論式、研究式等多種教學方法，培養學生進行創造性思維。例如，對課程的重點、難點部分，采取詳細講解的方式，通過一個或若干個設計實例或工程案例進行引入，引導學生對問題的思考和分析，有利于調動學生的主動性；在授課過程中適當引入討論課的教學形式，通過讓學生課前查閱資料、課上各抒己見、課后歸納總結，在爭鳴中解決問題，調動學生學習的興趣和熱情，培養學生自主學習的能力。
3.采用先進技術，豐富教學手段
考慮到巖土工程課程的特點，使用傳統的課堂教學方式，由于板書速度慢，許多重要的內容、復雜的公式推導、例題的講解都很不方便，建議課堂教學采用以多媒體電子課件為主、黑板板書為輔的教學方式。精心制作的多媒體課件，圖文并茂，表現力豐富，能調動學生課堂情緒，增加授課信息量。但由于多媒體課件授課內容多、信息量大、重點不突出，學生可能疲于抄筆記，影響了聽課效果。將傳統的“黑板+粉筆”教學方式作為多媒體課件教學的有效補充，可以及時解決課堂教學中出現的新問題，增強了教學的交互式，有效地抓住了學生的思路。
為了改善教學環境、豐富課程教學資源，還可以充分利用網絡優勢，提高學生的自主學習能力。例如，開發巖土工程課程的BB網絡平臺，在平臺上放置各種教學資源，包括多媒體課件、授課錄像、教學大綱、教學日歷，自學指導等，還有課后自測題、師生討論區、答疑區、通知等，形成網絡“教”與“學”的集成環境。學生可以通過網絡平臺進行自學和自測，了解自己對課程的掌握程度，并能實現教學資源的最大程度共享；教師則可以通過網上答疑系統，及時回答學生提問，幫助學生鞏固所學知識。
4.理論聯系實際，加強實驗教學
注重教學內容與科研成果的有機結合，以提高學生的專業素質和科研思維。教師在課堂上除按教學大綱要求講授有關內容外，還可將自己的科研成果有機結合到具體的教學內容中，理論聯系實際，讓同學了解相關學科的研究動態和最新進展，以及國家、社會、生產各部門的需要，激發學生的學習熱情。例如，將教師所承擔的“張礦集團牛西礦立風井回風道破裂分析與防治”項目的研究方法、技術路線、機理分析、治理措施等作為巖土工程課程教學內容的補充，開闊了學生思路。
巖土工程是一門實驗性非常強的課程。然而，巖土工程教學普遍存在實驗設備短缺、實驗場地不足的窘境，這就要求授課教師能統籌安排，做好實驗教學工作。實踐教學改革的思路是：把培養學生實驗技能放在首要位置，虛擬與現實相結合，動手與動腦相結合。一方面，通過鼓勵學生參加大學生創新性實驗項目或參與教師的科研項目，將巖土工程的知識點融入到項目中，增強學生運用科學知識和方法解決實際問題的能力；另一方面，充分利用計算機仿真技術，采用數值試驗的手段來彌補實驗場地、儀器設備的不足。例如，利用ANSYS有限元軟件或FLAC有限差分軟件，在計算機上給學生演示標準巖樣在單軸和三軸受壓狀態下巖石破壞的全應力-應變過程。
四、結語
巖土工程學科的特點，對巖土工程課程建設和教學改革產生深刻影響，不能采用一般力學學科思路和方法進行巖土工程課程教學。應采用多種教學方法和教學手段相結合的方式，激發學生學習的濃厚興趣，解決巖土工程課程知識點多、概念抽象、內容枯燥的教學難點。注重將工程實際中遇到的問題引入課堂教學中，理論聯系實際，豐富教學內容，培養學生分析問題、解決問題、獨立思考的能力。
參考文獻：
[1]劉開云，喬春生，劉保國.研究生巖石力學課程教學改革探討[J].高等建筑教育.
[2]蔡美峰，何滿潮，劉東燕.巖石力學與工程[M].科學出版社，2002.
[3]孫彩敏.土木專業建筑工程測量課程教學改革探討[J].礦山測量，2009，(2)：90-92.
[4]劉開云，喬春生，劉保國.研究生巖石力學課程教學改革探討[J].高等建筑教育.
工程流體力學筆記范文6
在分析比較國內外理工類教材優秀封面設計的基礎上，運用美學理論及設計原理對建筑環境與能源應用工程系列教材封面進行重新設計，從而對理工類教材封面設計邏輯性與藝術性的有機結合進行了有效實踐，并從中探討了相關的設計規則、設計理念。
關鍵詞
封面設計；科技；理工；建筑；教材
進入信息交流豐富而迅速的時代，圖書封面信息傳達的功能正在被更大限度地發揮，封面設計逐漸成為讀者瀏覽圖書的重要因素之一。好的封面設計可更為準確地傳遞內容信息，并獲得讀者更多的認同感。理工類教材是科技圖書的一類，作為科技性、專業性內容的載體，在書籍裝幀設計表現上具有一定局限性。專業性、嚴謹性和時代感是科技圖書封面設計中應傳達的審美特征。因此，理工類教材封面設計語言的選擇與表達需有其自身的規律。本文參閱、比較國內外同類教材的成功封面設計，并以建筑環境與能源應用工程系列教材封面設計為實例，對理工類教材封面設計規律進行一些分析、探討。
1國內外同類封面設計分析
1.1國外理工類教材流行封面設計國外科技出版和大學教科書出版較有影響力的幾家出版社的暢銷理工類教材，其封面設計總體特點呈現出鮮明的設計風格，整體結構理性、視覺元素活躍、平面構成簡潔，穩重而不沉悶。這類封面設計趨于時代感、多樣化和視覺張力的同時，始終保持著嚴謹的邏輯性。版面的分割多采用水平線和垂直線分割體現理性與秩序性，或用不對稱分割達到均衡效果；封面色彩的選用更加個性化，明黃、翠綠、熒光藍等張揚的色彩可被大面積使用，在構成設計的配合下，得到大膽而穩健的整體效果；隨著圖片技術的發展，插圖有了更多的選擇性并著重創意，具有內容針對性的高清照片、顯微照片或抽象出主題的設計圖案等，集信息傳達、裝飾效果于一體。例如，斯普林格出版社的“教學筆記”系列封面（圖1）采用的是該社科技圖書多年來的經典封面設計，運用具有對比效果的色彩以黃金分割比例矩形填充作為主體色彩，通過垂直分割與水平分割交叉的構圖得到穩固的視覺效果，書名處于黃金分割線位置附近并與底色形成明度對比或補色對比，系列書主體色彩一致，分冊根據內容主題抽象出單色插圖，封面整體效果明確而具說服力。斯普林格出版社的《納米科技教材》封面（圖2）采用了工程技術類教材封面常用的水平分割構圖，書名和主插圖位于封面中部，限制在貫穿封面左右的水平矩形中，占封面面積1/3，整個封面通過明確的水平分割實現平穩的視覺節奏，背景圖案上下貫穿版面從而帶來構圖變化。普蘭蒂斯•霍爾出版公司的《基礎有機化學》封面（圖3）用拼圖塊樣式的插圖將版面進行了不對稱分割，純白背景上底部的圖塊填充為明黃色，平衡了整個封面的白色，封面頂部以一窄條柔和的綠色進行呼應，形成完整而通透的封面邊界，具有精致而和諧的視覺效果。圣智學習出版公司的《制冷與空調技術》封面（圖4）采用比例均衡的垂直分割構圖，通過色相與明度的節奏變化實現色彩的和諧；插圖采用散熱器高清照片，經數字化處理后呈現出金屬質感的粉藍色，其內容與色彩心理直達“制冷、空調”主題[1]，插圖的巧妙設計使得其圖案效果和圖片色彩都富于藝術性。
1.2國內暢銷工程類教材的封面設計國內科技期刊、圖書的封面設計已從較為單一的書名、作者等信息的傳達到配以圖案或照片增加變化，再而轉向通過設計符號對風格差異、專業內涵、內容思想等的傳達。相對滯后的理工類教材封面設計理念也在迎頭趕上。建筑工業出版社的《熱質交換原理與設備》屬建筑環境與設備工程系列教材，其封面設計在十多年前是較為獨特而成功的，一直沿襲下來仍不為過時。封面主體色彩即底色采用中等明度的灰藍色，城市建筑的鳥瞰照片以“正片疊底”的形式作為整版的背景圖案，版面下部有黃、橙、紅暖色條紋形成有效的冷暖對比和線面對比；各分冊以頂部的紅、黃、綠等條形色塊進行區分，其顏色的選擇上還可更加考究（圖5）。建筑工業出版社的《建筑設備》屬土建學科專業系列教材。其封面水平分割為面積對稱的上下兩部分，上部填充主體色彩并放置主要信息，下部配以具有設計感的插圖；該系列叢書主體色彩統一為成熟、可靠的紅棕色，各分冊以插圖區分，插圖的選擇靈活有度且與色彩和構成都能有機融合（圖6）。機械工業出版社的《空調工程》屬建筑環境與能源應用工程系列教材，該系列共有30多個品種。封面底色即主體色彩，第一版分別用了綠、藍、紫紅、紅、黃等底色，各分冊不盡相同卻又相近；第二版整體改進，選取冷調的藍綠色作為統一的底色，具有了更好的整體印象（圖7）。電子工業出版社的《電機學》為引進版教材。封面構成采用對比關系的水平分割，下部2/3面積的白色為底色，上部填充穩重的深紅色作為主體色彩；其封面設計既符合國內理工類教材的設計規律，并較之原版封面具有不錯的傳承性。
1.3特點與規律通過以上具有代表性的案例的分析，可發現同類書封面設計構圖方式、色彩搭配、插圖選用、信息編排等方面的一些特點與規律。①版面構圖富于邏輯性，常用到水平分割，其次是水平與垂直分割交叉，有時也會僅選用垂直分割，表達方式清晰、明確。水平分割的構圖視覺節奏平穩，極具說服力。垂直分割與水平分割交叉的構圖視覺效果穩固且更有變化，通過分割比例的控制可傳達出較強的邏輯性。②色彩的運用趨于個性化和感染力，或用色彩的對比提高辨識度，或用色彩的和諧營造整體性。色彩表達具有專業感，更為準確、有說服力。③插圖的選用具備專業性與針對性，圖片經過數字處理后集信息傳達、裝飾效果于一體。④文字信息的編排側重秩序性，重要信息橫向排列，位于版面中上部最佳視域，黑體、宋體及二者少量變體是中文字體的最佳選擇。⑤系列教材封面的整體設計更為周密，各分冊封面變化謹慎，代表性的設計元素會貫穿全套封面，整體效果高度統一。總之，理工類教材的讀者群體多為中青年，具有良好的教育背景，具備較強的邏輯思維能力與抽象概念理解力，對視覺形式也有其強烈的喜好。成功的國內外理工類教材封面設計與讀者群都有著良好的適配性。因此，較為明顯的封面風格與學術性、專業性的穩重并存將是較好選擇。
2建筑環境與能源應用工程系列教材封面設計案例
2.1該系列教材曾用封面特點分析重慶大學出版社建筑環境與能源應用（設備）工程系列教材第一版于2002年出版，作為該專業的本科教材以專業課內容見長，為教學提供了有力支持。教材第一、二版先后采用過3種封面設計（圖9—圖11）：圖9底色由白至灰漸變；主體色彩選用明度漸變的青、褐、紅等，色彩的選用沒有整體規劃；各分冊均以不同高層建筑的單色圖片為插圖，所指缺乏針對性。設計元素較為離散，不夠體現該系列教材的專業特點。圖10以淺灰色為底色，這在國內專業圖書中是較為常用與保守的選擇。書名和裝飾線條運用了色彩元素，全系列設計了3種主體色彩（低明度，高純度的藍、綠、紫），但各分冊的色彩安排是隨機的，主體色彩面積小且較為零散。以內容相關的彩色圖片（照片）作為插圖，用圓環圖案設定其邊界，各分冊以插圖區分。內容相關的彩色照片作為插圖十分直觀，但對圖片要求更高，紛雜的色彩和場景容易弱化主體信息并對封面整體效果產生負面影響。圖11所屬的系列封面以低明度的灰藍色為底色，嚴謹、穩重底色傳達出系列教材的專業性。書名用高純度色彩，同類色豎條紋圖案明度漸變作為主體色彩，各分冊以主體色彩區分。大面積高純度的主體色彩與底色的對比關系可突出理工類教材的應用性，如《燃氣安全技術》分冊以黃色作為主體色彩，與底色的對比強化了工業安全的警示之意[2]。該系列封面主體色彩的選用仍沒有整體規劃，有些分冊的色彩搭配牽強，甚至影響整套教材的陳列效果。
2.2該系列教材封面的重新設計以該套系列教材最新版的推出為契機，對其進行了全新、整體的封面設計。根據對國內外同類教材封面設計的分析，學習借鑒其的常用設計規則，設計重點包括信息整合、色彩規劃、版面構成、插圖設計等方面。
2.2.1信息的整合建筑環境與能源應用工程專業是解決民用、工業以及醫療、交通等專業領域的室內環境問題的綜合性學科，涵蓋了能源、環境、設備等內容。其專業課程體系可分為專業基礎課和專業課兩部分。專業基礎課包括工程熱力學、工程流體力學、熱質交換原理與設備、建筑環境學等理論知識課程，專業課包括冷熱源工程、供暖通風與空氣調節（或供熱工程）、城市燃氣工程、建筑環境測試技術、建筑電氣等工程技術知識課程[3]，總共涉及30多個品種，數量較多，各分冊需按照一定規則通過設計元素進行關聯與區分。此類教材因內容體量、圖表運用等特點，開本類型多采用16開（或相近開本），使得封面有充足的空間進行所需的設計。
2.2.2色彩規劃首先將專業基礎課和專業課分列兩大板塊，用主體色彩進行板塊的區分。選用較低純度、明度的藍色作為專業課板塊主體色彩（圖12），以詮釋工程技術知識的科學、時效、客觀、綜合等性質。選用中等純度、明度的中性紫色作為專業課板塊主體色彩（圖13），詮釋其邏輯性、原理性、基礎性等穩定、可靠的性質。選用中等明度、純度的綠色用于專業課板塊中涉及環境、電力的分冊，如建筑電氣、建筑環境測試技術等（圖14），以傳達安全、“綠色”之意。系列教材的主體色彩呈現出理性的整體感覺，色相中性偏冷，陳列效果和諧，符合理工類教材的色彩語言。將插圖、填充圖案設計為灰色調，二者共同與主體色彩相平衡。書名選用單純的白色，與3種主體色彩在明度上對比鮮明，并與插圖中的留白相呼應。
2.2.3版面構成封面版面構成以水平、垂直分割相結合，以水平分割體現對稱、垂直分割側重于對比，位于右上方視覺重心的大面積矩形及左下方的小矩形用主體色彩填充，實現穩固、均衡的視覺效果，體現出理性與秩序性。書名與作者信息分居水平對稱軸線上、下方，均為視覺中心所在。系列書名采用“遠離”處理方式，緊湊排列于版面頂部，不凸顯也不易被忽視[4]。插圖放置于版面左上位置，所處優先閱讀順序僅次于書名信息。
2.2.4插圖設計將該系列教材的插圖內容設計為3種形式。①與主題密切相關的實景照片局部：如《供暖通風與空氣調節》封面（圖12）選用機場建筑室內空調系統照片的局部，展現了建筑內部空間環境并突出了一處風口的設計。插圖選取照片精彩的局部，使其效果不凌亂且有設計感。②能夠表達理論或設備原理的效果圖、原理圖：如《熱質交換原理與設備》封面（圖13）選用了熱交換器工作原理的三維效果圖局部，剖面結構與示意箭頭明晰地展示了設備中的熱交換過程。插圖的灰度層次與簡繁得當的細部圖形都有較好的裝飾效果。③從主題中抽象出來的裝飾圖案：如《建筑電氣》封面（圖14）的插圖意在抽象出建筑供配電系統、照明系統、安全控制網絡等概念，讀者通過書名的提示能夠領會到其所指[1]。每幅插圖都在圖片素材的基礎上經過了細致的數字處理，達到信息傳遞準確、裝飾效果和諧的要求。
2.2.5文字編排文字信息的編排遵循從上至下的視線移動軌跡。書名、作者作為重要信息采用橫向排列，位于黃金分割線下方及對稱軸線附近，即版面上的最佳視域。字體設定較為謹慎，選用黑體和等線體兩種，書名用醒目的粗黑體，作者信息、系列書名用式樣相近的等線體，纖細的筆畫與粗重的筆畫對應，統一而有變化。
2.2.6調整考慮到色彩作為第一視覺語言對讀者具有的影響力，嘗試設計了分別以主體色彩的互補色或鄰近色填充的3種條形色塊，與3種主體色彩搭配（深藍—橙紅，醬紫—淺金，深綠—寶石綠）[5]。該色塊也將作者信息集合起來與書名形成呼應。最終，封面整體效果在穩重的基調上更加富于熱情。經過重新設計，該系列教材封面有了全新的呈現：其主體色彩和平面構成的效果整體、穩重而不沉悶；插圖色調與主體色彩和諧，圖片內容成為封面設計的有機組成；書名設計簡潔、醒目、信息編排具有層次感和可讀性?？紤]到系列教材出版的整體性、連續性的特點，系列封面整體呈現時也有著完整的設計形式與較好的辨識度，有利于品牌的樹立。
3結語
當下國內理工類教材封面在設計理念、視覺觀感等方面都有很大程度的提高。在內容一定的條件下，成功的系列封面設計更有助于樹立出版物的品牌。本文通過對近期同類封面分析比較，對適合理工類教材特點的設計規律進行探索，嘗試運用于建筑環境與能源應用工程系列教材的封面設計，取得了一定積極的效果。希望在伴隨時展的不斷探索中形成更多成熟的設計理念與有效的設計規律以指導理工類圖書、教材封面設計，以滿足讀者的審美需求并為讀者提供更佳的審美體驗。
參考文獻
[1]魯道夫•阿恩海姆.視覺思維[M].滕守堯，譯.成都：四川人民出版社，1998：185-190.
[2]馬庫斯•韋格.平面設計完全手冊[M].張影，周秋實，譯.北京：中國紡織出版社，2015：352-353.
[3]高等學校建筑環境與設備工程學科專業指導委員會.高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范[S]，北京：中國建筑工業出版社，2013：1-6.
[4]伊達千代，內藤孝彥.版面設計原理[M].周淳，譯.北京：中信出版社，2011：12.
