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工程流體力學概念范文1
關鍵詞:流體力學;多元化;課堂教學模式
作者簡介:張明輝(1972-),女,河北滄州人,山東科技大學機械電子工程學院,副教授;陳慶光(1969-),男,山東臨沂人,山東科技大學機械電子工程學院,教授。(山東 青島 266590)
基金項目:本文系山東科技大學省級機械電子工程品牌專業建設項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0064-02
“流體力學”課程是我國高等院校工科各專業的一門主干專業基礎課。該課程是聯系前期“高等數學”、“理論力學”等基礎課程和后續專業課程的橋梁和紐帶,在學生能力培養和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。[1]當前的“流體力學”主要以經典理論或實驗內容為主,教材中包含大量的計算公式及理論推導,這就要求學生具備一定的高等數學知識及較高的綜合分析和處理問題能力。但由于大多工科學生數學知識相對薄弱,再加上學生自主學習的能力較差,導致教師難教、學生厭學成為較普遍的現象。如何提高學生的學習興趣,讓學生正確理解和掌握流體力學知識,使“流體力學”課程的教學水平邁上一個新臺階,是教育工作者的責任和使命。許多文獻[2][3]為了提高流體力學的教學效果,在課堂教學模式、教學手段、實驗教學等方面進行了探討和研究。通過多年來在“流體力學”教學中的若干思考和實踐,筆者提出了構建多元化教學模式的教學理念,即將啟發式教學、對比分析法教學貫穿課堂教學中,以加深學生對理論知識的感性認識。同時,為了適應個性化發展和高素質教育,培養學生創新能力,在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時,還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。另外,為了提高教學效果,課堂教學中還運用多媒體技術作為輔助教學手段,工程圖片、計算機動畫和視頻素材等各種教育信息使得教學更加生動、直觀和多樣化,開闊了學生的視野,激發了學習興趣。
一、啟發式教學模式
啟發式教學就是讓學生充分運用他們擁有的知識和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問題,探索結論。一方面可以使學生開動腦筋,積極思維,另一方面也能夠開發學生的智力,培養學生的能力。筆者在教學過程中將啟發式教學貫穿始終。例如,流體微團運動分析是流體力學中的一個難點問題,很多學生對微團運動過程中發生的角變形很困惑。為了讓學生更好地理解角變形的原因,筆者將矩形流體微團四個角點的速度全部寫出,如圖1所示。然后分別用紅筆標出C、D點和A、B兩點X方向速度的第三項,讓學生觀察兩者的差別,學生很快發現D點比C點、A點比B點在X方向的速度大,這勢必產生一個與垂直方向的夾角。接著,筆者又用藍色筆標出,C、B點和D、A兩點Y方向速度的第二項,讓學生觀察兩者的差別,學生很快發現B點比C點、A點比D點在Y方向的速度大,這勢必產生一個與水平方向的夾角。這樣,學生很自然就畫出了流體微團的角變形圖,如圖2所示。最后,筆者又把問題引申到三維,讓學生寫出其他兩個方向上的角變形公式。這樣學生在學習過程中,在理解和接受理論知識的基礎上,學會了發現、解決和總結。除了在分析問題時采用啟發式教學外,也可以啟發學生對所學的概念、理論、公式進行對比,在加深理解的同時找出它們的內在聯系和區別。譬如,在推導伯努利積分方程時先讓學生回憶流體靜力學基本方程。這樣學生很快發現兩者之間僅相差動能項。從而明白在流體靜力學中滿足勢能守恒,而在動力學中轉換為機械能守恒。通過對比分析,學生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義,也對靜力學基本方程加深了印象。
二、對比分析法教學
由于“流體力學”課程涉及的知識比較廣,如材料力學、大學物理、線性代數、工程熱力學、高等數學等多學科的知識,再加上“流體力學”比較抽象,理解起來相當困難。在教學中“流體力學”這門課教師難教,學生難學。為了便于學生掌握流體力學的概念和基本原理,在講授流體力學知識時,筆者經常采用對比分析教學法,讓學生通過思考與對比增強所學知識的連貫性,提高學習效果。由于流體力學是力學的分支,因此力學的定律也適用流體力學,但流體的特性決定了流體力學在與固體力學有千絲萬縷聯系的同時,又有它獨有的一些特性。所以,筆者在授課時會讓學生先回憶相關的固體力學知識,再將固體力學定律引申到流體力學當中,讓學生輕松地理解和掌握流體力學中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節時,筆者就會問學生:在理論力學中,如果物體處于平衡狀態應滿足什么樣的條件?學生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導學生流體力學的研究對象為流體質點,而流體質點在空間上是很小的,需要對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在學生面前。除了將流體力學和固體力學進行對比分析外,筆者還會將流體力學中的一些概念通過列表的方式進行對比,讓學生了解這些概念的異同點。比如,筆者在講到流體運動學這一章節時講解兩種描述流體運動的方法,就給出了表1。學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。通過對比分析法不但有助于學生理解和掌握流體力學知識,還能讓學生將所學知識融會貫通,提高分析問題、解決問題的能力。
三、多層次多視角分析問題
現代教育觀念認為,高等教育應當融知識的傳授和能力的培養于一體。[4]為了適應個性化發展和高素質教育,培養學生創新能力,在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時,還要教會學生多視角、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,還會將問題進一步深化、演繹,將枯燥乏味的理論知識點進行歸納整合,建立學生的哲學思維觀。例如,在學習靜止流體對平面的總壓力這一節時要求學生能夠計算總壓力大小、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了學生如何將一個復雜問題分解,然后再借助已有的知識進行求解,達到觸類旁通的效果。同時,為了讓學生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力,講授時又分別采用了解析法和壓力圖法進行求解。通過這一章節的學習,學生明白了解決許多工程問題可以從多個側面、多個視角分析,盡管采用的方法和理論不盡相同,但都可以獲得正確的結果,殊途同歸,增強了創新意識。
除了在教學過程中改變傳統的教學方法,構建多元化的課堂教學模式以外,為了提高教學效果,運用多媒體技術為基礎的立體化輔助教學手段也非常重要。隨著計算機技術的發展,工程實際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達更加生動、直觀和多樣化,能很好地刺激學生的感官,激發學生學習的興趣,開闊學生的視野,可以收到純板書教學所無法達到的效果。因此,“流體力學”教學過程中對于難以理解的概念,如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態的判別和波的傳播、邊界層的形成等內容均利用計算機動畫給學生進行演示,起到了畫龍點睛的作用。
四、結束語
多元化課堂教學模式是一個先進的教學理念。本文提出的啟發式教學、對比分析和多視角教學模式將原本抽象的概念、復雜的理論推導直觀地展現在學生面前,讓學生在分析比較與思考中學會將固體力學遵循的原理定律融會貫通到流體力學中,尋求概念之間、知識點之間和章節之間內在的關聯性,舉一反三,把原本雜亂的概念形成清晰的知識體系。這種多元化的教學模式在很大程度上提高了學生的學習興趣和學習積極性,培養了學生分析、解決工程實際問題的能力,改善了教學效果。
參考文獻:
[1]王發輝,??∮拢?“流體力學”立體化教學體系的構建[J].中國電力教育,2009,(12):102-103.
[2]孫恒,朱鴻梅,舒丹.“啟發—聯想式”教學方法在流體力學教學中的應用[J].中國電力教育,2011,(5):81-82.
工程流體力學概念范文2
【關鍵詞】精品課程建設 工程流體力學 教學改革
為了進一步深化教學改革,加強課程建設,浙江工商大學建立了校級預選精品課程及責任教師制,為校級精品課程、省級精品課程以及國家級精品課程奠定良好的基礎。而環境科學與工程學院的《工程流體力學》于2006年即被選為校級預選精品課程,目前正以校精品課程的標準進行建設。
一、課程建設的指導思想
精品課程建設是本科教學的一項重要的基礎性工作,代表著學校的辦學特色和學科專業優勢,是學校重點專業建設、培養高層次專門人才、開展科學研究、解決經濟建設和社會發展過程中重大問題的重要基礎。各學院必須充分認識到校級精品課程建設的重要性和迫切性,切實采取措施。加大課程體系優化和課程整合的力度,加快教學內容、方法和手段的改革,抓緊課程教學隊伍建設,造就一支結構合理、教學水平高、教學效果好的課程教學隊伍,努力使這些課程進入相關專業領域的全省乃至全國先進行列。
二、精品課程建設的主要任務
1.圍繞經濟建設和社會發展中的問題,根據社會經濟發展及產業結構調整的需要和學校課程發展規劃,堅持優化學科專業結構,提高專業人才的培養質量。
2.利用學科專業具備的科研、教學等基礎條件,以專業人才培養模式改革為切入點,以專業課程建設為核心,以加強課程教學基本條件建設為保障,提高學校課程的整體教學質量。
三、精品課程建設的實施方法
1.強化教師的學科意識和團隊精神
在工程流體力學的教學改革中,采用多名教師協作教學,形成教學梯隊,加強團隊協作。形成新的教學模式。針對課程的結構,學院成立了課程教學課題組,聘用不同專業背景的教師擔任這門課程的講授任務,從而形成有專業特色的課程教學團隊。在團隊建設中。形成了老中青三個層次的教學骨干,共有教師7人,其中3位教師主講,2位小班討論,2位輔導,具有博士學位教師5人,占教師總數的71%;副高職以上3人,占教師總數的43%;40歲以下教師6人,占到教師總數的85.7%;形成了較為合理的學歷結構、年齡結構和學緣結構。課程負責人孫培德教授長期從事工程流體力學教學,具備良好的師德和較高的學術造詣,人才培養成績顯著,教學經驗豐富,教學效果良好,同時言傳身教培養年輕教師開展工程流體力學課程的教學工作,使得課程教學隊伍教學水平大幅度提高,教師之間團結協作精神好。團隊成員承擔各種教學研究課題并發表多篇教改論文,解決學生的創新能力與工程能力培養問題。對環境工程專業與工程流體力學課程的教學改革起到積極引導和促進作用。
授課教師分工協作,分別負責基礎理論知識、能量水力計算以及工程實際應用三部分的內容,突出理論知識的系統性和完整性,同時又增加了部分討論內容提高學生的學習興趣,通過教學與科研結合,將任課教師的科研經歷及最新學術成果溶入教學中,對教學過程起到深化作用。在教學過程中。根據每位教師的知識體系結構和專業背景的不同,配合不同的課程教學內容進行講課,發揮團隊合作精神,避免授課內容重復以及內容講授不完全等問題,將課程內容完整化,統一化。
2.改革工程流體力學教學內容
我校是一所以商科為特色,經、管、理、工各學科共同發展的教學研究型大學,以應用型專門技術人才為培養目標,生源來自全國各地,就業面寬?!豆こ塘黧w力學》作為環境工程專業的一門專業基礎課,以研究流體(液體和氣體)平衡和機械運動規律為核心,通過各教學環節的學習,使學生掌握流體運動的基本概念和計算方法,并能應用流體力學的基本理論,加上實驗數據以及數值模擬或經驗公式來解決工程中的實際問題;培養學生分析問題的能力和創新能力,為學習后續課程,從事工程技術工作和進行科學研究打下必要的基礎。
從2001年環境工程00級學生首開“流體力學“課程,采用北京大學出版社出版的《流體力學教程》,隨后,為了更適應工商管理類大學工科學生的授課需求。從2002年環境工程01級學生開始,課程名稱改為“工程流體力學”,教材采用西南交通大學出版社出版的《水力學教程》,隨后幾年至今。課程教材從第一版更新為第三版,增加了邊界層理論簡介、有壓管路中的水擊現象等內容。具體的知識模塊課時分配計劃為:
第一章 緒論
4學時
第二章 流體靜力學
6學時
第三章 流體動力學基礎
6學時
第四章 水頭損失
6學時
第五章 有壓管道的恒定流動
8學時
水力計算可視化教學與討論
2學時
3.完善教學條件和網絡教學
(1)可視化教學
組織力量編制《工程流體力學》ppt課件、課堂全程實施多媒體課件教學,利用水力計算可視化教學軟件以動畫形式演示本課程部分內容。例如,第三章水動力學基礎部分流線和跡線、元流和總流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流等概念非常抽象、易混淆,在教學過程中,我們通過可視化仿真軟件,以動畫形式將各種的流動形態形象展現在學生面前,原本抽象的概念變得清晰易懂,深受學生歡迎。
(2)擴充性資料
為激發學生的學習興趣,促進學生自主學習,向學生推薦了一些與本課程相關的參考書目、國內外期刊等擴充性資料,以便學生獲取與本課程相關的知識信息。包括一些參考書目:①清華大學水力學教研室編,水力學,北京:人民教育出版社,1980 ;②年,水力學,北京:中國建筑工業出版社。1998。修訂版,2002;③陳文義,張偉主編,流體力學,天津:天津大學出版社,2004;④禹華謙主編,水力學學習指導,成都:西南交通大學出版社,1999。以及一些與環境工程專業相關的外文專業期刊:EnvironmentalScience & Technology, Water Research, International Journal for Numerical antiAnalytical Methods in Geomechanics,Intemational Journal of Environmental Pol-lution, Chemosphere,Journal of Hazardous Materials. Applied Catalysis B: Envi-ronmeatal, Chemical Engineering Science. Chemical Engineering Journal.省略/,觀看該課程完整的教學文件和多媒體課件,進行預習和復習,并可通過在線答疑解決問題,較好地滿足了課程所需。
4.提高課程教學方法及手段
本課程的重點和難點主要在于流體連續介質的理論模型、公式推導應用以及實際環境工程實踐中的應用,如實際液體恒定流能量方程式的應用、管路沿程阻力系數變化規律的確定、管網計算等。因此,要解決學生難掌握理解的辦法主要是在實際教學中,采用多種教學方式和手段,突出重點,化解難點,使學生全面理解與掌握流體力學的理論與方法。
(1)以課堂講授為主,突出理論知識的系統性和完整性,同時根據本課程特色及在教學過程中發現的問題,本課程組老師正組織力量自編教材,將水力計算可視化教學及國內外最新的研究動態整合到新教材體系中,滿足環境類專業流體力學課程的教學需要。
f2)對課程的核心概念體系進行提煉,理清概念間的邏輯關聯,由簡單到復雜,由具體到抽象。讓學生建立起清晰的理論概念,并通過大量的例題來加深學生對基本原理的理解和計算公式的運用。并在課程網站上進行試題自測,考試題目從試題庫中隨機抽取,并與人為修正相結合,實現教考分離。
(3)開展實驗教學。目前,我們通過購買流體力學仿真軟件,首先在網上實現各種流體力學實驗的模擬操作,包括伯努力方程實驗、雷諾實驗、流體流動阻力測定實驗、畢托管測速實驗、局部阻力實驗、孔口與管嘴實驗、離心泵性能曲線測定等等,使學生了解這些實驗的基本流程、操作步驟、數據處理,為今后實際實驗操作提供良好的基礎。
(4)教學結合科研。將任課教師的科研經歷及最新學術成果溶入教學中,對教學過程到了很好的深化作用。該教學方法與手段使學生在畢業設計時。能應用本課知識進行設計,培養了學生的創新精神和實踐能力。
(5)開展“大班教學,小班討論”教學模式。不定期舉辦課外講座(如流體力學與日常生活、流體力學在環境工程中的應用等),進行小班討論,也可進行網絡教學及對話,使教學手段等豐富,教學過程更深化。
四、精品課程建設的近期規劃
1.建設新教材體系,編寫與本課程配套的精品教學及實驗教材,自主開發仿真教學軟件,建設工程流體力學教學實驗室。
2.進一步完善豐富網絡教學。提供該課程國內外相關知識內容、專業資料,通過現有網站,促進國內外同類課程間交流,擴大我?!豆こ塘黧w力學》課程的社會影響力。
3.力爭成為校級精品課程。達到省級精品課程的水平,并完善成為環境工程專業領域的全省乃至全國精品課程。
工程流體力學概念范文3
關鍵詞:計算流體力學;軟件;流體力學教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)11-0248-03
一、引言
英國著名教育學家J.K.Gilbert教授在其組織編著的“Visualization:Theory and Practice in Science Education”一書別強調:可視化技術在現代科學教育教學中的應用是一個亟待深入研究的問題[1]。Gilbert教授從認知模型的角度考慮了可視化在宏觀、亞微觀和符號層面認知中的作用,討論了照片、示意圖、圖表等可視化技術在科學知識描述中的功能。本文在總結“流體力學”、“空氣動力學”和“計算流體力學”教學內容以及“飛行器部件空氣動力學”教學經驗的基礎上,結合參考文獻[1]中的教學思想,系統探討計算流體力學(CFD)可視化技術在流體力學課程教學中的應用。
CFD是采用計算機模擬流體流動及相關現象的一門科學,主要涉及物理、數值數學和計算機科學等學科。CFD的應用歷史可追溯到上個世紀70年代,理論研究的歷史則更早一些。隨著計算機技術的發展,CFD所能求解問題越來越復雜,最早是求解簡化方程控制的跨聲速流動,到了80年代初就可以求解二維或三維的Euler方程,隨后Navier-Stokes方程的求解也成為可能。經過本世紀近十年來的快速發展,CFD技術基本成熟,相應的軟件被廣泛的應用于航空、航天、汽車、船舶、生物、材料、氣象、海洋以及石油工業等領域。
在應用需求的牽引下,目前大部分CFD軟件都已經具有非常友好的人機交互界面,不僅能夠以一定精度計算流體運動控制方程、模擬復雜的流體流動,更能夠通過一定的可視化技術顯示所計算流場的空間結構和時間演化特征。因此,流體力學本科與研究生教學中涉及的諸多基本概念、一般規律和關鍵問題等,都可以結合CFD軟件進行直觀而科學的探討。
二、基本概念的解釋
在傳統的教科書中,流體力學中的基本概念,如流場、梯度、散度、旋度、流線、跡線、點源和偶極子等,常常采用一定的數學公式或抽象語言來描述,這對學生理解實際的流體流動問題是十分不利的。借助于CFD軟件,上述概念可以采用云圖、矢量圖和等值面等十分直觀的顯示出來,下面舉例來說明。
標量場可采用云圖來顯示,所謂云圖就是采用不同的顏色對應不同的標量數值。圖1所示為利用云圖顯示噴管流場中馬赫數的分布情況,其中黑色到白色的漸變表示馬赫數從0.1變化到5.0。由噴管內部流場中顏色的分布可以看出,噴管內部馬赫數從左到右是一直增加的。這樣一種顯示方法不僅直觀的顯示了什么是流場,更從物理上說明了流場中馬赫數的變化規律。
由于矢量既有大小又有方向,矢量場不能像標量場那樣僅僅以顏色的變化來區分。在CFD中矢量一般用具有一定長度的箭頭來表示,箭頭的方向對應矢量的方向,箭頭的長度代表矢量的大小。圖2所示為噴管內部速度矢量場,由圖可以看出流場中每個點處的速度相對大小和方向,很直觀的表示了噴管內部氣體逐漸加速的過程。圖3所示為噴管內部流線,每條曲線表示定常流動條件下流體質點在噴管中的運動軌跡,同樣直觀的表現了噴管的流場結構。
在流體力學教學中經常會從簡化的模型出發,討論理想狀態下的流動問題,如點源、偶極子等的流動。這種流場在現實中是不存在的,通過電磁學或其他方式類比來顯示相應的結構往往也不夠直觀。借助于CFD軟件則可以很容易地通過求解簡化的控制方程,得到理想狀態下的流場,然后通過可視化技術實現三維、動態的流動演示。隨著CFD技術的越來越成熟,大部分流體力學教學中涉及的基本概念、假設等,均可以通過CFD可視化的方式展現給學生,改變傳統教學方法,提高教學質量。
三、流體力學基本物理現象的演示
CFD軟件是通過求解不同初、邊值條件下的流動控制方程來研究流體運動特征,能夠客觀地反映流體運動的物理規律。因此,在流體力學教學中,很多關鍵物理現象,如邊界層、激波、射流、混合層、卡門渦街等,也可以通過CFD技術進行分析,并通過可視化的方式展現給學生。
在流體粘性的作用下,繞流物體表面一般都會存在緊貼物面非常薄的一層區域,這層區域被稱為邊界層。邊界層概念的提出是流體力學發展史上里程碑式的事件[3],然而在流體力學教學中往往很難把邊界層的重要性講清楚。借助于CFD軟件,可以直觀地觀察水流、氣流中邊界層的形成過程及其差別,通過顯示邊界層速度剖面的形狀解釋邊界層如何影響流場結構,如圖4所示。從圖中可以很明顯地看出壁面附近氣流速度的降低,體現了氣體的粘性效應在近壁附近的作用。
激波是超聲速流動中廣泛存在的流場結構[4],采用CFD技術可以模擬各種類型的物體繞流,顯示對應的正激波、斜激波和弓形激波等現象,從不同的角度加深學生對激波這一物理現象的理解。射流、混合層和卡門渦街同樣可以通過適當的CFD技術模擬,甚至可以顯示其中非常精細的流場結構。圖5所示為混合層渦結構的CFD數值模擬結果,由圖可以看出混合層流動的失穩過程,類似的數值模擬結果對流體力學專業高年級本科生和研究生教學是大有助益的。
四、流體力學應用問題分析
在流體力學專業的研究生教學中,常常會涉及生物流體力學、飛機空氣動力學、環境流體力學、化工流體力學、汽車空氣動力學等一系列應用流體力學課程。CFD軟件在工業上的廣泛應用為這些課程的教學提供了大量的素材。圖6、圖7和圖8所示為鰻魚[5]、高超聲速飛行器和F1賽車繞流流場的CFD數值模擬結果,從中可以分析繞流物體的流動和受力特征,探索隱藏在背后的物理規律,加深學生對問題的理解。
五、小結
CFD軟件在流體力學課程教學中有著非常廣泛的應用前景,本文以具體實例展示了CFD軟件在流體力學基本概念解釋、基本物理現象演示和應用問題分析方面的關鍵作用。通過在教學中恰當的應CFD軟件,可以有效地增強學生的學習興趣,提高教學質量。
參考文獻:
[1]J. K. Gilbert,M. Reiner,M,Nakhleh,Visualization:Theory and Practice in Science Education,Springer Science+Business Media B.V. 2008.
[2]J. H. Spurk,N. Aksel. Fluid Mechanics,Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2008.
[3]G. E.A. Meier,K. R. Sreenivasan,IUTAM Symposium on One Hundred Years of Boundary Layer Research,Springer,2006.
工程流體力學概念范文4
關鍵詞:流體力學;課程教學;課程考核;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)17-0091-03
《流體力學》是我校環境工程專業一門重要的基礎理論課程。流體力學是應用力學的一個分支,它以物理學為基礎,力學為依據,以數學、科學實驗及計算機為工具,研究流體平衡和運動的基本規律,以及流體與固體的相互作用力。作為一門實用的工程科學,流體力學有比較完整的體系,它不但可以獨立解決一些工程實際問題,而且可以為學習多種工程專業課打下必要的基礎。其任務在于使學生掌握流體力學的基本理論、基本計算方法、基本實驗技能以及在工程實際中的初步應用。通過該課程的學習使學生初步具備分析和解決實際流體力學問題的能力,并對后續專業課程的學習以及將來從事相關專業的工作和科研打下良好的基礎。多年來,流體力學的教學內容主要是經典的流體力學理論和傳統的實驗分析方法,偏重于理論分析,教學內容比較抽象和單一,不能反映當前流體力學學科發展的趨勢,不利于拓寬學生的知識面、提高學生的學習能力和創新能力。具體可以概括為以下幾點:
1.流體力學的教學大綱不適應高等教育改革發展的需要,對教學目標和教學基本要求的定位不準,與培養目標的要求不太一致。
2.流體力學教學與環境工程其他專業課程結合不緊,導致許多畢業生在從事環境工程過程中感覺到流體力學對環境工程的指導作用不明顯。
3.流體力學中的部分概念與化工原理中的內容相重復。
4.流體力學教材中缺乏反映近代科技成果的新內容和流體力學的新發展,與現代科學技術的發展聯系不緊密。
5.教學方法和教學手段沒有考慮到學生主體。
6.流體力學教學中沒有引入演示實驗,將其中抽象的物理過程和物理圖像形象化、直觀化,學生不容易深刻理解和掌握。
7.成績評定形式單一,不能全面地考核學生所學知識和綜合運用知識的能力??己诵问交旧鲜峭ㄟ^學期末的一次性閉卷考試完成,試卷題型也大都為考察課程主要知識內容點的選擇題、填空題、計算題、證明題等,這種考核形式有引導學生死記硬背的傾向,缺乏對學生綜合應用能力與創新能力的考核。
這些問題的存在導致在學生心目中,流體力學似乎沒有其他專業課重要,是一門可學可不學的課程。因此,傳統的教學大綱、教學內容、教學方式、成績評定不能適應流體力學教學的需要,必須進行適當地改革,構建面向工程的教學體系,注重實踐環節訓練,搭建能力培養平臺,建立更科學的考核機制,以適應形勢的變化發展。目前,我國高校所使用的流體力學教材主要有毛根海編著的《應用流體力學》、李玉柱、苑明順編著的《流體力學》、丁祖榮編著的《流體力學》、汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》。我校選用汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》作為指定教材。2012年,在認真梳理流體力學、化工原理及環境工程相關學科教學內容與環境工程專業培養目標的基礎上,對流體力學教學大綱進行了修訂、對教學手段進行改進,制作完成了與汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》相配套的多媒體課件,并在教學中投入使用,取得了良好的教學效果。
一、修訂教學大綱
根據環境工程專業培養目標修訂原有的教學大綱,使教學目標的工科特色更加明顯。
二、改革教學內容
1.刪減與化工原理重復的內容,對這部分知識點,把講授的重點放在深化和提高上。
2.將流體的物理性質、靜力學、動力學、水頭損失和水力計算作為教學的重點。
3.大幅增加適應環境工程實踐需要的內容,引入一些環境工程案例,讓同學們未進入社會就能體會到流體力學對環境工程的指導作用
三、改革教學方法
新生入學開始就召開師生見面會,讓學科負責人講解專業培養方案,有經驗的教師教授如何進入大學里的學習狀態,引導新生盡快適應大學的教育環境和人文環境,樹立全面人才培養的理念以及與之對應的教學模式、考核體系等內容。讓新生對自己的大學生活作全局規劃,從獲得知識、提高專業技能的方式方法上不斷開拓思維,尋求自己的努力方向。改變傳統的“注入式”傳授知識的教學方法,采用注重培養實踐能力的教學方法,針對具體教學內容,靈活采用內容講授、課堂討論、雙向交流、問題思考、習題訓練、器材設計與制作、企業觀摩考察等多種形式,使學生能較好地掌握流體力學的基本概念、基本規律,掌握分析解決流體力學問題的方法和思路,并使解決問題的能力得以提高。每次上新的章節時,先提出一些與環境工程實踐密切相關的問題,然后告訴學生這一章節要學習的內容,通過這些內容的學習,就可以運用所學的相關知識解決這些實際問題,讓學生帶著問題學習,就不會盲目地學,激發學習的興趣。如在流體的物理性質一章導入的階段提出“為什么經驗豐富的司機,總是要發動機預熱一段時間后才開始行駛”?在流體靜力學章節以“為什么點滴吊瓶的液體逐漸減少時而藥液的流速卻不變”?流體動力學中以“為什么飛機的頭部有一根長長的針狀物”等來導入。學完一個章節后,再告訴他們由于課堂教學時間有限,還有很多問題的解決需要更多的知識,引導大家自學。特別是課程教學已經過半以后,學生的基本流體力學知識有些儲備后,要鼓勵、啟發、指導有興趣的同學做一些拓展性的學習和思考,參與老師的科研或自己做些發明創造,如教學模具、實驗器具等科技作品,培養學生的創新能力和解決實際問題的能力。這時我會帶些有興趣的同學到污水處理廠、環??萍脊救⒂^考察,了解企事業的技術需求和科技難題,和同學們一起思考探索問題的解決方案。針對流體力學中的概念和規律比較抽象和枯燥的特點,采用多媒體輔助教學與傳統教學方式相結合的教學手段,綜合運用圖像、文字、動畫等展現圖文并茂的教學內容,運用視覺效應加強教學效果、擴大知識面。例如,流體動力學章節中講述流線的性質時,我引入草原上的老鼠在夏天躲在洞穴里納涼的圖片。洞穴靠下風口堆了一個土包,外面涼爽的風能吹進洞穴,若下風口沒有土包,涼風進不去。以這種生動的形式展現課程內容,而不是簡單地播放幻燈片。學生不僅學到了知識,而且感受到知識的生動有趣性。對于重點內容,要嚴格進行板書推導,一方面有利于學生理清思路;另一方面,有利于培養學生嚴謹的科學作風,不能簡單地把熱熱鬧鬧當做生動有趣。對一些工程或生活中碰到的案例或常識,也不太容易做課堂實驗時,可以通過一些課件來模擬。將理論知識與視頻、動畫、工程案例、生活常識相結合,調動了同學們的學習激情,使其從被動式聽課轉變為主動式欣賞知識。如在流體動力學章節,我引入了美國南北戰爭時期的彼得斯堡戰役的一段視頻:講述一個叫普萊曾茨的士兵,運用流體力學知識解決地道通風的問題,巧妙地將叛軍的防御陣地炸毀。這些視頻、動畫、案例中的氛圍、情景不僅啟發了他們的思維,更讓他們享受到聽課的樂趣,激發了其學習的積極性。
四、引入演示實驗
整合現有的實驗中心、環境工程實驗室、環境科學實驗室的資源,自行搭建或購置一些演示實驗裝置,將演示實驗引入流體力學課堂,使流體力學中抽象的物理過程和物理圖像變得形象、直觀和可信,使教學內容更有表現力,便于學生深刻理解和掌握。若暫時沒有條件,也要積極引入一些相關實驗或實例的視頻,播放給同學們學習。如伯努利方程式是流體力學教學中的一個難點,非常抽象。因此,在學習這部分內容時,我就在課堂上做些表面上看起來匪夷所思的實驗,但卻可以用伯努利方程式很容易解釋這種現象。例如嘴用力吹一個漏斗,乒乓球而不落地。學生非常驚詫這個現象,立刻想知道為什么會這樣,學習的積極性立刻被調動起來。然后在黑板上畫出示意圖,再用伯努利方程式解釋,學生就會理解透徹、記憶深刻。
五、加強素質拓展
鼓勵學生積極與工程、生活、生產實際相結合,制作小發明小創造,參與科學研究、社會調查等。如在教學過程中,我多次組織學生參與各類科研論文大賽、發明大賽,取得了不錯的成績。通過這些鍛煉,不僅加深了學生對課程的理解,更重要的是培養了學生的能力,增強了學生的自信心。積極組織學生參與本科生創新創業訓練計劃、優秀畢業論文培育計劃、大學生科研論文大賽、大學生專利發明大賽以及環境與健康協會等;參與污水處理廠、環保部門、環保企業及各類生產單位的科研、生產工作。通過創建實習基地、培訓基地、現場調研、技術咨詢、項目合作等形式,獲得與流體力學有關的技術難題。再以這些問題為范例,通過現場考察、技術交流、故障診斷、問題分析、解決方案、實施效果等環節,供學生學習參考。不僅解決了工程實際問題,而且開闊了學生的視野。讓學生預先進入工作角色,以業務需求帶動求知欲望。只有在實際工作中,學生才能對專業知識的應用、交叉學科之間的作用以及教學科研的關系有越來越明晰的認識,對于專業課程的學習重點、專業知識的獲取有更明確的思路。
六、改革考核方法
教學內容、教學方法與教學手段的改革,必須與課程考核方法的改革相配套。為了提升考核環節對于人才培養的支撐度,推動教學理念與內容、方式與方法的變革,切實發揮課程考核對教學效果的檢驗與評價作用,我校于2011年制定了本科生課程考試管理辦法,2013年制定了全面提高本科教學質量的實施意見,2014年學校啟動教學考核改革試點工作,《流體力學》是我校第一批立項的課程考核改革試點課程。在新的考核方案中,我更加注重學生對基本概念、基本規律的理解,學生分析、解決實際問題的能力。實行過程化考核、多種形式的考核。全面考察學生對知識的掌握程度、概括能力和綜合應用水平??梢詥卧獪y試時采用開卷考試,期末考試采用半開卷考試,試題有一半是自己出的試題??己嗽囶}中的開發性試題就是用所學流體力學知識解釋、處理日常生活、工程中的現象等。
1.豐富考核方式。緊扣課程目標,選擇能夠全面衡量學生學習效果的考核方式。將筆試、討論、口試、項目設計、調查報告等多種形式相結合,將知識理論識記的考察與分析解決問題能力的檢驗并重,對學生進行系統地評價。
2.強化全程評價。把課程考核貫穿于教學的全過程,將過程評價與終結評價相結合,設計不同階段、不同方式考核的分值比例,對學生的學習效果進行有效評價,改變“一考定成敗”的現象,扭轉“期末突擊死記硬背”的不良學風。過程考核在評定學生綜合素質和能力的同時,加強了對學生學習態度等非智力因素的考察,分課堂表現和課下表現,各占總成績的10%。過程考核成績占總成績的30%,期末考核占總成績的50%。過程考核有章節考核、期中考核和歸納總結考核。章節考核分3次進行,考核形式為開卷,每次5分,滿分為15;期中考核,考核形式為開卷,滿分為10分。每次考核用兩套試題,一半學生用A試題,一半同學用B試題,學生預先不知道自己拿到何種試題;歸納總結能力考核,學生根據自己對課程的把握、見解出一份合適的試卷,教師據此評分,滿分為5分。期末考核的考試形式為半開卷(一張復習紙的開卷考試),試題范圍覆蓋教學大綱,沒有課本中能直接找到的概念性記憶性試題,但又要熟記并靈活運用課本知識,強調知識的綜合應用和實踐運用。題型包括選擇題、計算題、作圖題、項目設計型和開放性試題。建立電子試題庫,實行抽題組卷,實現教考分離。試題庫中有一半是學生出的試題(由教師篩選出優質的試題,或稍作修改),一半為教師出的試題。
3.優化考核內容。以促進學生全面發展為原則,選擇考核內容。在評定學生對基礎知識、基本理論和基本技能的同時,突出對學生分析解決問題、動手能力及綜合素質的考察。采用體現創新特點的考試題型,以適應學科專業與相關行業發展的新要求。堅持合理性原則,考核內容的選擇符合考核課程目標的要求。理論知識考核的重點為課程知識體系中核心要點、基本原理的理解與運用;實踐知識方面突出對操作流程的熟悉程度、實踐結果分析運用能力的檢測;綜合素質方面的考察堅持以能否有效支撐專業發展為標準。課程考核綜合考慮各方面因素,首先是課堂表現,即學習態度,考核實行扣分制,滿分為10分。如上課曠課、玩手機、聽音樂、交頭接耳等,第一次扣1分,第二次扣2分,第三次扣5分,四次以上全扣。其次是作業考核,滿分為10分。作業次數為7,交1次作業得1分,總作業次數分為7;質量分為3,視工整度、正確率給分。
4.暢通信息反饋??己私Y果及時上網公布,學生可以查看自己的考核成績,對自己前段時間的學習效果有一個清醒的認識,及時調整學習態度、學習方法,激發學生學習的主動性與積極性。切實發揮課程考核對教學效果的檢驗與評價作用,對教學內容與方式改革的推動作用,對學生學習投入的引導作用,促進本科教學質量的不斷提高。在教學過程中,選擇適當時機向學生征求關于教學方法、考試考核模式等方面的意見或建議,以及前段時間學習的感受,我再根據學生反饋來的信息,及時調整教學方法、手段、進度等,認真處理好教與學的關系。并根據學生的意見、可采納程度、對教學的關注程度進行打分,并計入該門課程的平時成績。
七、結束語
流體力學是一門系統性、理論性很強的應用力學課程,體現了力學、數學、物理等交叉學科在工程中的應用。因此,如何將知識傳授與提高學生應用能力、培養學生科研意識、適應社會需求相兼顧,對于教師自身素質、教學水平和教學方法是一個嚴峻的挑戰。以環境工程專業學生流體力學的工程應用能力及創新能力為目標進行教學改革,并對考核方式、內容、過程和反饋進行配套改革,推動教學理念、方法的變革。加強學生學習的積極性和主動性,對所學知識的理解和應用,真正掌握相關知識,為日后工程,科研和工作打下良好基礎。
參考文獻:
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[2]謝翠麗,倪玲英.工程流體力學本科課程引入CFD教學的探討[J].力學與實踐,2013,35(3):91-93.
工程流體力學概念范文5
關鍵詞:無機非金屬材料實驗;流體綜合實驗;柏努利方程;創新探索
1、前言
武漢理工大學材料學院所開設的“無機非金屬材料實驗”是一門國家級精品課程。在其基礎系列實驗中,包括了以柏努利方程為核心的流體綜合實驗。
柏努利方程(Bernoulli’s Theorem)因其由英國流體力學的先驅者柏努利推導出來而得名。其本質是自然界中普遍存在的能量守恒原理在流體力學中的具體應用。具體來說,該方程是關于在流體流動過程中,流體的勢能、壓力能、動能與因流動阻力造成的能量損失之間的轉換與平衡關系。在工程流體力學及其實踐中,該方程的使用十分有效,它幾乎可以解釋和解決工程流體力學中許多現象和問題。這也為我們講解以柏努利方程為核心的流體力學綜合實驗的原理以及解釋所出現的各種流體流動現象提供了良好的理論基礎。
柏努利方程盡管在物理意義上具有能量的含義,但因其中的各項具有“高度”的量綱。因此,它又有幾何的含義,由于英國人習慣用“頭(Head)”來表征高度,翻譯成漢語就是“壓頭”的概念。因此,柏努利中的各項就是“壓頭”的集合,分別稱為:幾何壓頭、靜壓頭、動壓頭和壓頭損失。
二、實驗和實驗授課過程中的創新探索
在本流體力學綜合實驗過程中,最重要的就是讓學生深刻地弄清(壓頭)阻力損失的概念。早期流體力學家根據數學、物理學的基本原理,對于阻力損失進行過的分類,按照英語原文直譯過來就是“摩擦阻力損失(Friction Loss)”和“局部阻力損失(Minor Loss)”。
關于摩擦阻力損失,它是指當流體流速的大小和方向均不改變時,純粹因流體內部的速度差所導致的摩擦阻力而引起的能量損失(或稱為:壓頭損失)。根據摩擦阻力損失的大小與流體經過的路程成正比的特點,我國國內普遍將其稱為:沿程阻力損失。
關于局部阻力損失,它是指在流體流動過程中當遇到局部障礙時,流體流速的大小、方向至少有一個會發生改變。于是,因流體質點速度分布重組和撞擊及其所引起的漩渦區而造成的、在障礙所在局部區域內的、除了原有沿程阻力損失之外的附加能量損失(壓頭損失)。弄清楚了以上概念及問題的本質,教師講課以及學生理解就相對容易許多。
本流體力學綜合實驗中的第一個實驗是:關于流體局部阻力損失的實驗。具體來說,就是流體在流經突擴管時,靜壓分布的變化規律表征、局部阻力系數的測量、在突擴管前后流體流速分布重組的情況以及有關渦旋區的形成原因。我們以實驗中的靜壓分布變化規律來驗證和加深這幾項內容。這樣也有利于通過實驗環節來理解局部阻力損失的成因,從而加深理論課學習的效果和印象。
本流體力學綜合實驗的第二個實驗是:關于柏努利方程效果的演示實驗。圖1就是我們根據真實實驗裝置所開發的實驗模擬軟件的一個截面圖。通過該實驗,可以直接明晰地呈現出流體流動因符合柏努利方程而產生的各種流動現象和效果。學生對該演示實驗中所呈現的各種流型和規律的反映效果較好。在此基礎上,我們又提出了在材料工程中、在日常生活中出現的各種流動現象,請同學們思考與并設法用柏努利方程來解釋,然后進行適當的引導,這樣有助于提高素質教育的結果。也就是說,有助于通過該實驗的學習將流體流動中所體現的真實規律應用到具體的材料工程中,包括材料的制備、加工,以及制備加工所用有關設備內的某些結構。這也為學生畢業以后從事具體的工作中和技術革新活動而貯備一定的基礎知識。
圖1柏努利方程實驗裝置
本流體綜合實驗的第三個實驗是:有壓滲流的電模擬實驗。該實驗的關鍵是弄清楚流體流動(尤其是滲流)的概念與特點。其實驗結果是用具有相同數學分布規律的電場(其參數可測量)來模擬出有壓滲流場的規律(直接測量較困難)。另外,在該實驗中,我們還講解了均勻地增加流體流動的阻力有助于提高流體流動的均勻度。這一道理在工程實驗中,經常被用到。
三、結論
作為國家級精品課程的一部分,我們在本流體力學綜合實驗過程別注意教學效果的深化、開拓與創新活動。經過以上所述的創新探索以及幾次該綜合實驗的教學,我們認為達到了這個目的。從學生的反饋意見來看,也驗證這一結論。希望本文對相關實驗教學活動有所裨益,也歡迎各方面的反饋意見和指導建議。我們將認真對待與積極改進,從而為無機非金屬材料專業方向的人才培養做出自己的貢獻。
四、致謝
本項目由武漢理工大學校級教學研究項目(項目號:201004)以及武漢理工大學實驗室開放項目(①材料工程流體力學實驗與其模擬實驗的開發;②材料工程基礎課程中傳熱學模擬開放實驗的開發)提供支持。
【參考文獻】
[1]劉立.流體力學泵與風機(第二版).北京:中國電力出版社.2007.
[2]James R.Welty.Fundamentals of Heat,Momentum,Mass Transfer(4th ed).Delhi, India:John Wiley & Sons, Inc.2001.
工程流體力學概念范文6
關鍵詞:教學質量;保障體系;工程流體力學
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)12-0035-03
工程流體力學是熱能與動力工程專業的重要專業基礎課,也是礦業工程、安全工程、礦物加工、環境工程等許多專業的重要專業基礎課。具有基礎知識涉及面廣、基本概念多、內容抽象等特點,是一門理論性和實踐性均較強的課程,不但理論抽象,而且直接面向工程實踐。在工程流體力學的教學過程中,學生普遍認為“這門課難學”。其客觀原因主要體現在三方面:一方面是工程流體力學涉及的知識比較多,如材料力學、大學物理、高等數學等;另一方面是工程流體力學課內容比較抽象,學生理解起來相當困難;最后還由于工程流體力學工程背景強,學生普遍缺乏實踐知識。為提高工程流體力學課程的教學質量,我們從構建教學質量保障體系入手。根據全面質量管理的理論和課程教學質量保障體系的功能及影響因素的分析,高校課程教學質量保障體系應由五個系統構成[1]。教學質量保障系統,就是把對教學產生重要影響的教學管理活動有機地聯結起來,形成一個能夠保障和提高教學質量的系統化、結構化、持續化的整體,其實質是不斷探索如何以更合理的方式管理學校的人才培養活動,以有效地滿足社會對高等教育不斷增長的各種要求[2]。
根據課程建設情況,制定了圖1的課程教學質量保障體系。
一、課程教學質量控制系統
工程流體力學課程教學質量保障體系的核心是其教學質量控制系統,主要包括教師隊伍建設、教材建設、教學大綱修訂、理論教學、實驗教學和考試方式改進等。
青年教師的培養是師資隊伍建設的重點。青年教師學歷層次高、基礎扎實;其不足是講課內容與生產實際及后續課程結合較少,講課時還不能收放自如。為此,安排青年教師邊上課、邊助課。實踐證明,助課是一種培養年輕教師上好課的必要環節。教材是教學內容的主要載體,我們根據專業特點編寫了一套符合專業培養目標、具有特色的高質量教材和輔助教材。針對能源與動力類專業本科教學要求,并兼顧其他相關專業的教學需要,2002年出版了《工程流體力學》第一版。該教材在江蘇省教育廳的資助下,進行整體優化、精簡、補充,突出工程背景和工程應用,作為江蘇省高校立項精品教材,于2010年出版了第二版。為使學生更好掌握工程流體力學的內容,2007年,出版了配套學習輔導教材《流體力學學習輔導與習題解答》。該教材作為工程流體力學課程的配套學習輔導教材,受到學生的歡迎,取得了良好效果。同時,為滿足《工程流體力學》雙語課程教學需要,在參考國外原版教材的基礎上,結合我校的實際情況,于2010年出版了英文版《工程流體力學》教材,完善了我?!豆こ塘黧w力學》教材體系。為提高教材質量,特邀美國肯塔基大學Jimmy Smart教授參與了教材的編寫工作,并對整本教材進行審閱、修改。在理論教學過程中,充分利用教師因素和學生因素[3]。教師是教學過程的組織者,在教學過程中發揮主導作用。通過實例讓學生理論聯系實際;通過實例來吸引學生的學習興趣,加深印象。實驗教學是理論聯系實際的主要環節,開放的實驗模式在對學生的基本實驗技能掌握,知識的綜合應用,創新意識、創新精神和開拓能力的培養方面起著重要的作用[4]。我們的實驗教學以能力培養為重點,包括動手能力、觀察能力和分析問題能力。從1999年起,我校將實測實驗、演示實驗和計算機模擬實驗融為一體,極大地改善了實驗手段。工程流體力學課程配套了16學時的綜合實驗課,學生可根據個人情況,選擇合適的時間進行實驗。為學生創造了一流的、開放的實驗室課外學習基地,有利于培養學生的創新意識和動手能力。熱能與動力工程專業本科生多次在全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽中獲獎,與工程流體力學綜合性、設計性實驗的鍛煉是分不開的??荚嚦煽兪呛饬拷膛c學效果的一個主要指標,確??荚嚨膰烂C性和公平性,并使考試成績能夠如實反映教與學的效果。從學校的情況來看,還是以筆試為主,主要是考核學生對基礎理論的掌握情況,是檢驗教學質量的主要手段,也是驗證教學效果的主要途徑[5]??荚嚨哪康氖菫榱肆私鈱W生對本課程知識體系的掌握情況,不能單靠死記硬背來檢驗學生對知識的掌握程度,考試內容要注重學生對基本理論的理解和運用上。使學生把學習的重點放在對基本理論和基本概念的應用和理解上,避免死記硬背式的學習方法。而計算題則突出對解題步驟的要求,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習題庫和試題庫建設。在同時開課班級較多的情況下,采取統考的形式,使考、教分離,使考試能夠更好地檢查教與學的質量和效果。
二、課程教學質量信息收集與處理系統
課程教學質量信息收集與處理系統包括領導聽課、教學檢查、督導檢查、學生信息員、學生評測等,目的是從不同側面收集課程教學的相關情況,對課程教學質量進行監控。
領導聽課主要是學院和系領導,通過聽課了解工程流體力學課程的教學情況,解決教學問題。教學檢查包括開學初、期中、期末教學檢查,掌握教學信息,穩定教學秩序。教學督導員的工作以聽課為主,督導員可隨時對課堂教學、實驗教學等進行聽課檢查、指導。為提高教學質量、加強教學管理、促進教學相長,我校2009組建了校、院兩級學生教學信息員小組。學生教學信息員覆蓋了全校所有的專業和班級,能全面地反映同學們在學習工程流體力學課程過程中發現的問題及建議,及時反映教學管理、教師教學中存在的問題。為更好地搞好工程流體力學課程建設,我們通過大范圍調查問卷和小范圍收集學生個人對工程流體力學課程的意見等方式,及時掌握學生對工程流體力學課程的意見和建議。調查問卷內容包括課程課時設置是否合適,教師教學方式安排,學生是否主動發言,學生對授課老師的要求,課程所使用的教材,課程作業量是否合適等。我們建立的這個教學質量信息收集系統,目的是多渠道、科學地收集有關工程流體力學課程教學質量的信息。本系統還有一個功能就是對這些信息進行科學的、合理的、公正的處理。信息收集和處理是為了診斷和評價,為了推進教學質量的逐步提高,為了幫助教師改進教學,促進學生、教師、管理人員三者之間圍繞學校的辦學目的、課程教學目標建立更為密切的關系,協調工作。
三、課程教學質量信息反饋系統
課程教學質量信息反饋系統包括教務處反饋、督導組反饋、教學秘書反饋、任課教師反饋和學生信息員反饋。我校常年承擔工程流體力學課程教學的主講教師6人,經常承擔工程流體力學課程教學任務的教師6人。根據教務系統要求,每次課程結束后,每個學生均必須對本課程教學過程以及任課教師作出評價,并由教務處反饋給學院和教師。我校本科教學督導組分為學校和學院兩級。督導組分別為學校、學院的教學改革工作提供咨詢。通過聽課、座談、訪問、征詢、專題評估等各種方式對教學過程進行監督,并及時提供信息和反饋意見。在制定本科人才培養方案,教材建設,課程體系、教學內容改革,教學實踐改革,教學管理以及教師教書育人,學風建設等方面提出意見和建議。教學秘書的工作涉及本院的全部教學工作,是連接各方面教學活動的橋梁和紐帶,具有承上啟下、協調左右、溝通信息和改善關系的作用。由于教學秘書非常熟悉教學管理、教學環節,又同時接觸教師和學生。因此,通過教學秘書反饋的對于課程的意見和建議,對提高工程流體力學課程教學質量具有非常重要的作用。工程流體力學任課教師根據其教學過程的切身體會,對教與學兩方面情況均比較熟悉。任課教師的反饋對于課程教學質量的提高具有直接的促進作用。教師還可通過教學例會及時反饋教學中的信息,解決教學中存在的問題。學生教學信息員小組是完善通暢的教學信息網絡和健全教學檢查、反饋、監督機制的重要手段,是學生和學校教學管理部門之間有效的信息溝通渠道。學院通過信息員反饋、學生測評、畢業生信息反饋等及時了解并解決教學問題。課程教學質量信息反饋系統通過以上多種渠道收集反饋意見,經過診斷和評價后,將結果反饋給教師,目的是幫助他們改進教學方法、提高教學質量。在我們的工程流體力學精品課程網站上,還有師生互動平臺,學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生。
工程流體力學是一門理論性和實踐性均較強的課程,為切實提高其教學質量,構建了教學質量保障體系。該教學質量保障體系以課程教學質量控制系統為核心,通過教學過程信息收集、處理,并將意見和建議進行反饋,達到改進教學方法、提高教學質量的目的。
參考文獻:
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