流體力學問題及分析范例6篇

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流體力學問題及分析

流體力學問題及分析范文1

關鍵詞:留學生管理 問題 對策

一、留學生管理工作中存在的問題

1、文化沖突

文化沖突是留學生管理工作中面臨的普遍現象。人們從一種長期已經適應的物質、社會和文化環境轉入另一種環境時,對環境的突然改變產生不適應,呈現文化不適應,也即使通常所說的“文化休克”現象。大多數留學生來華后經常會遭遇生活學習環境、風俗習慣、飲食、思維方式等各方面的文化沖突,甚至會出現抵觸情緒。以飲食文化為例,我校部分留學生來自穆斯林國家,其飲食文化和中國的飲食文化差異明顯。為滿足學生飲食的基本需求,我校專門開設專門針對留學生的窗口,盡量減少留學生在我校生活上的飲食問題。諸如此類的問題依舊存在,為留管工作帶來一定壓力。

2、教育模式差異

來華留學生在中國式教育模式的接收過程中,常常出現不適應和抵觸情緒,這給留管工作帶來較大難題。很多國家的教育模式崇尚寬松、自由和自助,提倡發揮學生的自主性和創造性,課堂上和教師能形成良好的教學互動、氣氛活躍。而中國傳統的“教師講、學生聽”的被動式教育使課堂缺乏互動、氣氛沉悶,教學質量差強人意。另外,教師的英文授課能力有限,尤其對醫藥類高校而言,專業課的英語表達和講解能力直接影響了教學的質量和效果。這種教育模式沖突就造成了留學生逃課、不專心聽課等現象,這也是留管工作中亟需解決的問題。

3、管理理念差異,服務意識偏弱

中國教育管理者往往受中國傳統教育思想的影響,堅持“保姆式”的管理理念。而國外的學生崇尚自由,自我約束能力差,這就造成了管理和被管理之間的矛盾。高校管理者具有權威性,處于主導地位,面對隨性的留學生,管理理念的差異需要長期的磨合、轉變思想、不斷摸索,進而形成良性的留管管理模式。

留學生管理工作實際上是為留學生服務的。留學生在中國的學習、生活過程中,會面臨語言、文化、生活習慣等各方面的困難,所以留學生管理的方方面面都是涉及到服務的大問題。然而,當今社會上還存在一種官僚思想,認為管理是高人一等,服務低人一等;這種優越感會無形中會削弱在留學生管理工作中的服務環節,服務意識偏弱。只有做好留學生的服務工作,才能與留學生建立起融洽的關系,樹立中國高校留管干部的良好形象,贏得聲譽和口碑,吸引更多的留學生來華學習。

二、解決留學生管理工作難題的對策

1、積極應對文化沖突,促進文化交流

應對文化沖突的首要任務是了解文化差異,取其精華、去其糟粕,以博大的胸懷正視中外文化差異,這對改進留學生管理意義重大。具體而言,我們必須正視中外文化在信仰、禮儀、飲食、禁忌、思維等多方面的差異。充分認識不同文化背景下留學生的民族特性、文化傳統,及時總結,有效抑制文化沖突和矛盾。同時,積極引導學生了解中國文化,真正融入中國文化氛圍中,結交中國朋友,消除留學生對中國的偏見和誤解,讓他們充分認識中華文明的燦爛和博大精深。經常組織留學生參加校外活動,增加留學生與中國社會接觸的機會,增強其文化適應能力。也可以組織豐富的校內活動,豐富其課外生活,與中國學生交流,營造良好的文化交流氛圍,進而促進留學生對我國文化的了解。通過這種雙向措施,可以緩解由文化沖突而引起的思想疑慮和抵觸心理。

2、轉變理念,改革教育模式

留學生群體是一個特殊的學生群體,來自不同的國家、知識體系不同、文化背景不同、意識形態不同。大部分留學生并不適應中國傳統的教育模式,所以我們必須轉變觀念,改革教育模式。不斷努力將“知識本位”與“興趣本位”有機結合。首先,在課程設置上,堅持高效率、邏輯性,保證教學內容的完整性和系統性;在此基礎上,提高教師的英語水平,注重知識傳授的有效性。其次,將學生的興趣點合理設置課程。教學過程中采取“”的特殊方法,把“選擇適合教育的留學生”變為“創造適合留學生的教育”,積極培養學生興趣,如開設其感興趣的選修課程。通過靈活的教育模式,轉變觀念,不斷提高留學生管理的水平和能力。

3、管理與服務有機結合

流體力學問題及分析范文2

關鍵詞 流體力學; 模擬分析; ABAQUS

中圖分類號TP31 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)94-0199-02

0引言

計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)的研究始于上世紀70年代早期。經過幾十年的發展,已經成為一門綜合運用物理學、應用數學及計算機科學模擬流體流動狀態的工程科學。到了上世紀80年代中期,流體力學的研究重點開始轉移到對由Navier-Stokes方程描述的粘性流的模擬。與此同時,具有不同數值復雜性和精確度的湍流模型種類也逐漸演變而成。如今最先進的擾流模擬方法由直接數值模擬方法(Direct Numerical Simulation)為代表,可是這種方法并不能很好地用于工程領域。

到了80年代末,利用了數值方法,特別是隱性數值方法的先進性,需要進行真實氣體模擬的的流體模擬也漸漸變得可行。目前,CFD方法已經廣泛用機、汽車、輪船的設計,以及天氣預報、海洋學研究和天體物理學等方面。CFD方法在工程科學及某些物理科學的研究中已變得越來越重要。

ABAQUS/CFD是集成在ABAQUS軟件包中用以求解流體力學問題的模塊。ABAQUS/CFD采用混合有限體積法和有限元法的求解方法來計算不可壓縮的層流和湍流問題,具有較高的求解精度,在集成的FEA-CFD多物理環境中能獲得可擴展的CFD解。本文通過一個流體力學的例子,簡單介紹在ABAQUS/CFD中進行流體力學分析的基本步驟,并對計算結果進行了初步的分析。

1 流體力學控制方程

從流體力學連續性方程、動量方程和能量方程可以推導出非定常三維可壓縮粘性流動的納維-斯托克斯(Navier-Stokes)方程。

1.1連續性方程(continuity equation)

非守恒形式:

守恒形式:

1.2 動量方程(momentum equation)

2.1建立CFD模型

ABAQUS/CFD在進行流體力學分析時需首先建立流體的模型,本例中流體流經長10m,寬3m,高0.2m的長方形管道,管道中央有直徑為0.5m的圓柱體。見圖1。

2.2定義流體及網格劃分

ABAQUS/CFD只能處理牛頓流體(Newtonian fluid, 指流體中的剪應力與剪應變不成線性關系),在本例中,流體的密度為1000kg/m3,粘度為0.1pa.sec,溫度設為室溫。

在本例中劃分網格類型為具有8個節點的線性流體塊(8-node linear fluid brick), 在中央的圓柱壁上網格變為梯臺狀,見圖2。

2.3. 分析結果

通過在ABAQUS/CFD中進行分析, 我們得到了以上例子的運算結果,圖3a是容器內流體速度的分布情況,可見圓柱體

兩側流體速度較高。圖3b是容器內流體壓力分布的情況。

3 結論

本文首先介紹了計算流體力學的一般公式?;贏BAQUS/CFD平臺,通過文中例子的分析,向讀者介紹了ABAQUS/CFD軟件的特點和一般使用方法分析了一個較簡單的流體力學問題,并得到了該問題的流體速度和流體應力在分析域內的分布情況。通過運用ABAQUS/CFD軟件,我們能得到一般流體力學問題中流體速度和應力較高的位置,并在設計和施工中予以一定的重視,對實際工程的設計和分析具有一定的參考意義。

參考文獻

[1]putational Fluid Dynamics: Principles and Applications. ElSEVIER,2001.

[2]John D.Anderson,JR,Computational Fluid Dynamics:The Basics with Applications,2001.

[2]羅賽虎,田斌.基于ABAQUS的重力壩時程動力分析.云南水力發電,2011.

流體力學問題及分析范文3

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,結合農林類高校“機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,農林高校“機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,農林類高校“熱工基礎及流體力學”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?!皞鳠釋W”(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??傮w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

流體力學問題及分析范文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。考核結果及時上網公布,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:

[1]王燁,李亞寧.流體力學實踐教學改革網絡體系的構建[J].力學與實踐,2013,35(3):89-91.

[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.

流體力學問題及分析范文5

關鍵詞:計算流體力學;CFD數值模擬;項目驅動;實踐教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)06-0141-02

計算流體力學CFD是流體力學的一個分支,是能源與動力工程類專業的重要基礎課。課程講授CFD數值模擬的基本思想、基本方法以及常用CFD數值模擬工具的使用,通過教學使學生了解、掌握CFD數值模擬的基本知識,為將來在涉及流體流動問題的研究和設計工作中應用CFD數值模擬打下基礎。在計算流體力學教學中,可將仿真技術以項目驅動的方式加入到實踐教學環節,以加深對概念、公式以及數值方法的理解,進而激發學生探索性學習能力。如何利用好仿真軟件的專業優勢,將其引入到計算流體力學實踐教學中來,提高教學效果是本文要探討的主要問題。

一、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學中的優勢

根據課程教學任務及其特點,選擇適用的教學方式是提高教學效果的關鍵。傳統的教學模式以教師授課為中心,注重基礎理論知識的傳授與講解。在教學過程中,教師往往花費大量的時間和精力介紹計算流體力學的基本原理并進行相關理論公式的推導,學生并不能理解計算流體力學的工程應用背景和意義,學生所接受的理論知識絕大部分來源于授課教師的灌輸。

由于計算流體力學課程涉及內容的復雜性,傳統的教學方法與手段,使得教師和學生在此課程的講授和學習中都遇到一定的困難和問題。涉及基本方程和數值方法公式推導的部分,傳統的板書教學方式可使學生對推導過程進行邏輯思維,對推導得到的公式和結果也會更加印象深刻。對于比較復雜、抽象的教學內容以及公式的應用,則可借助計算機仿真平臺的方式進行輔助教學,讓學生直觀地了解不同公式的應用過程和數值模擬結果。由于流體力學控制方程一般是非線性的,只有極少數情況下才能得到解析解,與工程相關的復雜流體力學問題幾乎不能得到解析解,而實驗研究一般是在模擬條件下完成的,幾乎所有的地面實驗設備都不能完全滿足所有參數和相似定理的要求。通過CFD數值模擬技術,可以設計一些虛擬的實驗,過程中可選用不同公式模型和數值方法,數值模擬所得的結果直觀,彌補了理論教學內容的不足。

項目驅動教學,或稱項目驅動下的學習、基于項目的學習,是一種以學生為中心的教育方式。要求學生通過一系列個人或合作完成的任務,借助他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,解決現實中的問題,獲取知識和技能[1]。在項目驅動實踐教學中,借助CFD數值模擬形象的模型分析與演示,既便于教師對計算流體力學應用于工程問題的知識講述,又使學生對計算流體力學理論知識有更加深刻的理解。

二、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學應用中的關鍵問題

1.根據計算流體力學教材,結合學生的具體學習情況,對某些重點、難點以及不宜課堂講解的地方,考慮能否應用CFD數值模擬進行輔助教學。在教學過程中,需要根據具體的教學內容選擇恰當的項目案例,結合傳統教學方法與現代教學方法,使其發揮各自優勢才能獲得更好的教學效果。

2.在教學過程中,向學生展示CFD數值模擬在計算流體力學領域的前沿應用、經典案例。在課程教學中可以隨時調用視頻錄像或仿真軟件,將計算流體力學的一些前處理、流場計算和后處理等復雜問題進行動態仿真演示。這樣可以激發學生利用相關數值模擬軟件對理論知識進行進一步的學習的積極性和主動性,為后續課程設計、畢業設計乃至展開創新創業項目打下基礎。

3.選取若干具體案例為“項目”任務以達到對前一階段課堂講授知識、技能傳授的總結與升華;項目內容中含有學生從來未遇到的問題,需要具備有一定難度。應用CFD數值模擬軟件建立計算流體力學仿真分析實例庫,這樣老師就可以方便地進行講解,并給學生提供直觀、形象的過程與結論,學生理解起來會更容易。

三、CFD數值模擬在項目驅動實踐教學的應用案例

1.概念設計。氣力輸送過程非常復雜,過去和現在多依靠試驗數據、經驗數據來解決問題。對一般粉體材料,在經驗數據充分時,可以得到比較可靠的結果。傳統方式靠人工計算過于費時間,現在可以利用計算機進行數值模擬,能較快地得到計算結果。計算機能在較短的時間內繪出初步的圖紙,因此在粉體的氣力輸送過程中能做更多的方案比較,使設計更加合理。數值模擬可以提供一些實驗測量中無法提供的數據。在概念設計階段,老師和學生進行項目的討論。教師起初先不必框定具體的設計內容,而是要引導學生根據工程應用的實際情況進行頭腦風暴,獲得設計的大方向,進而指導學生進一步通過閱讀文獻和資料收集,確立實施思路和初步的方案,獲取可借鑒的工程案例。

2.詳細設計。在詳細設計階段,教師需要預先講授CFD數值模擬工具的使用,以Fluent為例,該軟件是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包,它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能,在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。在這個階段,學生通過對現場氣力輸送過程的調研資料和文獻資料,結合氣力輸送設備工藝特點,利用計算流體力學仿真軟件Fluent建立可靠的氣力輸送三維數學模型。對所建立的數值模擬模型進行網格劃分,如圖1所示,在此過程中,教師可以為學生講解計算域離散成網格點的過程。在此基礎上,利用所建立的氣力輸送三維數學模型對飛灰的氣力輸送進行數值模擬,將數值模擬結果和實驗測量值進行對比,由此對所建立的數學模型的可靠性和適用性進行驗證。

3.發現問題。項目驅動的教學中教師需要著重引導學校在工程應用中發現問題,挖掘導致問題產生的根源,在CFD模擬過程中,要確定邊界條件、數學模型和求解方法。氣力輸送屬于大型工業輸送物料設備,雖然輸送管道幾何形狀簡單,但是總長度較長,并且管道內的輸送過程涉及到固相和氣相相互作用、物料顆粒湍動粘度以及顆粒間的相互碰撞,過程非常復雜。在此過程中,老師可以為學生講解各種邊界條件的優缺點以及選擇依據、數學模型的原理和應用范圍、求解格式的選擇及相應的計算方法和方程。

4.改進設計。將模型預測結果與實驗測量值進行分析和比較,分析邊界條件、數學模型和求解方法對結果產生的影響,通過查閱文獻了解最新CFD數值模擬技術和方法,并嘗試應用到項目驅動實踐教學中,提高數值模擬預測結果的準確性??梢岳迷摂抵的M數據研究氣力輸送旁管道內壓降隨著顆粒直徑、顆粒密度的變化規律,并通過改變旁通管幾何比以及壁面粗糙度的大小,研究管道結構和管道特性對壓降的影響。

從“概念設計”、“詳細設計”、“發現問題”和“改進設計”這幾個項目驅動的實踐教學環節可以看到,項目驅動式教學的最主要的特征就是教師引導學生通過尋找完成工作任務的途徑與方法,圍繞工作項目完成調查研究、網絡信息搜集、文獻查閱、個人獨立思考、討論答辯、團隊合作學習等各項相關的實踐與創造活動[2]。

在實施過程中,教師應引導學生查閱資料獲取類似項目的技術路線、解決方案與相關專業知識點,對錯誤明顯的方案做適當的引導、糾正,使方案盡量集中在合理的范圍之內[3]。需要選擇貼近實踐的項目案例,將CFD數值模擬軟件融入到分組學習和應用指導的整個過程,使學生在項目學習及完成過程中加深對理論知識的理解及實際應用,提升學生分析問題、解決問題的能力。

四、結束語

項目驅動教學在實施的過程中,表現出以項目為本位、以學生為主體的重要特征。教師教授和引導的是項目實施所需的技能、系統知識和應用知識,最終考核的是學生對知識的理解、應用、創新和總結。將CFD數值模擬技術應用到計算流體力學理論教學,可以使教學質量得到明顯提高,可以幫助克服客觀實際條件對理論教學的制約,加深學生對理論知識的理解,并激發學習和研究的興趣。

參考文獻:

[1]馬玲玲.項目驅動教學法培養學生自主學習能力研究[J].山西廣播電視大學學報,2010,(3).

[2]王福軍.計算流體動力學分析――CFD軟件原理與應用[M].清華大學出版社,2004.

[3][美]約翰D.安德森(John D. Anderson).計算流體力學基礎及其應用[M].吳頌平,劉趙淼,譯.北京:機械工業出版社,2007.

流體力學問題及分析范文6

論文關鍵詞:高職院校;流體力學;學習興趣

“流體力學”課程是我國高等院校工科專業的一門主干專業基礎課,涉及土木、能源、醫學、環境、化工等許多領域。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。流體力學因曾經在20世紀五六十年代對航空航天事業的巨大推動而倍受世人矚目。近年來,流體力學廣泛深入地向邊緣學科交叉滲透,這就要求相關領域的工作者要善于從錯綜復雜的工程實際中獨立地提出問題和解決問題。

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

一、民辦高職院校學生的特點

1.入學成績較差

民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位,這尤其體現在招生中,往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學的學生往往入學成績較差,從這幾年金肯職業技術學院(以下簡稱“我?!保┑匿浫〕煽儊砜?,從90分~330分都有,大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學生往往數學物理基礎較差,計算能力較差,影響他們對工科課程的學習。

2.自主學習的能力較差

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

二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性

民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區別,使得在“流體力學”課程教學中不能照搬上述公辦院校的方法,而要根據民辦高職院校的特點來實行教學。

陶行知在《中國教育改造》中指出:“大凡選擇職業科目之標準,不在適與不適,而在最適與非最適。所謂最適者有二,一曰才能,二曰興味。才能足以樂業?!睂W習最有興趣的專業,因其興趣,才會有樂趣,才會安于學習。托爾斯泰說過:“成功的教學所需要的不是強制,而是激發學生的興趣?!睂γ褶k高職院校的學生更應注重興趣的培養。

1.教學內容優化,降低難度

(1)教學內容精簡,理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點,再結合高職專業所實現的目標——技能性人才,根據各專業的側重點,對教學內容進行優化。理論難度夠用為度,不求理論的系統性和完整性。以給排水工程專業為例,流體靜力學經優化后,保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內容,側重基本概念、基本定律和方程式,取消了平衡微分方程的內容。對我校學生而言,難以聽懂,不如加強基本知識的介紹,如能透徹理解,對工作和生活更有用。

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

2.活躍教學課堂氣氛,營造輕松的學習環境

(1)用重大事件激發學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當地穿插講述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目(統稱“重大事件”),對于學生認識現在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養熱愛專業的思想和嚴謹的科學作風很有幫助,同時也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學”這一章節內容時,可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間,庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位0.75m3的情況下突然垮壩失事,造成288人死亡,40人失蹤,直接經濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定,溝后水庫在設計上有缺陷,施工中又存在嚴重質量問題,運行管理工作薄弱,這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出:不管在什么崗位,責任心和專業技術素質也許會關系到千百人生命財產的安全。

(2)用工程或生活實例讓學生感受到科學很奇妙,身邊處處有科學。興趣是學習的最大動力,教師應該讓學生直觀形象地了解流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性,將與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生?!傲黧w力學”的理論性較強,公式較多,學生理解比較困難。如果教師在課程的講解過程中,多穿插一些實際生活中的現象,與課本中的理論結合起來講,一定會大大提高學習興趣,使學生更好地熟記和應用知識。在靜力學章節的學習過程中,可舉“人能下潛多深?”的例子,幫助理解靜力學基本方程。小時候經常玩的一個游戲——吹紙條。拿出一個小紙條,讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣,紙條就會飄起,這是由于流動氣體的壓強小。而解釋流動氣體壓強為什么小,要借助伯努利方程來解釋?!罢九_安全線的由來”,“神奇的香蕉球”是如何踢出來的?這也要用伯努利方程來解釋。身邊的科學無處不在,只要仔細觀察,便能從中領悟到許多道理。

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

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

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

在緒論中,可以談談流體力學中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表,是一切生命不可缺少的物質,自古至今人們對它的了解、探索和應用創造了豐富的文化物質成果?!俺烨Ю锴迩铮S天去秋無際”。秋風,天水一色,是大自然的美景,也是流體的流動現象。它們賦予我們靈感,承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性,歌頌水德。老子說“智者樂水,仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述,使流體力學增加美的氣息,使力學融入人文,既說明我們的生活與其息息相關,又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動存在著兩種流態時,可以借用古代文學中相關的名句,如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”,描述層流的則有“半畝方塘一鑒開,天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態十分形象而深刻的印象,從而有助于學生理解、掌握相關知識。

在教學過程中,還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程,以及相關科學家的工作,讓學生領悟科學思想,輕松接受相關知識。“牛頓粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一,是流體力學教學的重點內容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身,還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛星運動規律,同地上重力下墜的現象統一起來,實現了天上人間的統一,這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。

3.突出實驗教學的特殊地位,讓學生樂在其中

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

(1)開發課堂演示教具和演示實驗。開發一系列課堂教學演示教具,可以使學生耳目一新,課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用,必須簡單易行,價廉物美,且能解決教學問題,這對民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細管現象時,可演示毛巾浸濕的現象,順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法;演示移液管移液凹面的現象時,告訴學生如何讀數,如何避免毛細管現象引起的誤差,同時可教學生化學實驗操作的細節。講述“流體靜力學”章節時,演示倒扣水杯的實驗,讓枯燥的方程變得形象,易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”,介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單,也易于獲得,甚至無需額外花錢,學生也非常感興趣。

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

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

該實驗教學模式的優勢體現在以下幾個方面:激發學生的求知欲望和培養學生的創造能力;加深學生對理論知識的理解并向外延展;節省高校實驗室資金投入。

文中所提到的方法,最終需要教師來完成,這對教師提出了較高要求。雖然高職院校的教師的教學任務很繁重,尤其是民辦高職院校的教師,但這些方法都可以在平時的積累中完成,只需平時閱報、聽新聞、上網瀏覽、注意周遭事物,多和同行交流就可以做到。

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