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流體力學的概念范文1
[關鍵詞] 交叉型教學 流體力學 類比
“實施精英教育、培養精英人才”是高等院校建設高水平研究型大學的目標和導向。高等院校秉行“教育以育人為本,以學生為主體;辦學以人才為本,以教師為主體”的教育理念,培養了大批滿足社會需求的優秀人才。但隨著社會進步和時代的發展,對本科教學質量和教學目標提出了更高要求,研究和實施新的教學模式十分必要。
一、“交叉型”教學方法的必要性
目前,我國高等工程教育的傳統模式是教師講授為主體的“知識灌輸”式,學生被動接受知識,主動性學習不足,缺乏運用所學知識發現問題的能力,缺乏創新意識,創新能力不足。不能滿足社會經濟持續發展對高素質創新人才的現實要求。
多學科之間的交叉融合成為目前學科發展的一個主要趨勢,大量原創性科研成果的產生、新的學科增長點的培育以及優勢學科方向的凝練,都依賴于多學科之間的相互交叉與融合。積極推動學科的交叉融合可以為高等院校的學科發展創造一個良好的機遇,并據此提供一條可行的路徑?？茖W所探討的規律是客觀存在的,自然界的規律本無學科之分,只是人為將之分為不同的門類,因此,所有的科學研究不應當以學科作為界限。學科交叉、學術交流和團結合作是獲得創新性成果的必然要求。很多諾貝爾獎的誕生都是得益于團隊合作與學科交叉,學科建設是學校事業發展的根本,學科交叉有利于出創造性成果,同時,可以充分利用學?，F有教學、科研資源,減少資源浪費?，F在,我們通常強調科研方面的多學科交叉,而忽視了教學方面。在教學方面,多學科交叉同樣起著舉足輕重的作用。
二、“交叉型”教學方法的作用
“交叉型”教學是構建以核心課程和選修課程相融合的教學模式,實現“科學無界限”的完美結合。“交叉型”教學模式融理論基礎與專業培養為一體,是研究型大學的基本教學模式,具有以下三個基本特征:突出學生在教學中的主體地位;強調多學科交叉融合在教學中的重要作用;構建知識、能力與素質的三維一體。“交叉型”教學模式是相對于以單一性知識傳授為主的教學模式提出的,是指教師以主講課程內容為基礎,融入其他相關學科的知識加以傳授,讓學生體會多學科之間是有聯系的,不是獨立的,可以觸類旁通,加深理解和便于掌握。專業基礎課教學是夯實學生專業基礎知識、提高學生綜合素質的重要環節,在專業基礎課教學中引入其他相關學科的知識,可以拓寬學生視野、提高學生學習積極性、發揮學生能動性,對強化專業課教學效果,培養專業知識扎實、思維活躍的創新型精英人才具有重要意義。
三、“交叉型”教學方法的具體實施
流體力學是工科學校主要專業基礎課程之一。學生通過本課程學習流體力學的基本概念和基本原理,掌握一定的分析、解決本專業中涉及流體力學問題的能力,為學習后續專業課程打好基礎。本課程要求學生掌握流體的主要力學性質、流體在靜止和相對平衡時壓強的分布規律、計算和測量方法、理解渦動力學原理并掌握流體運動學和動力學的基本方程,理解并能應用理想流體和粘性流體的運動方程。內容涉及:流體力學研究對象和研究方法;流體的主要物理性質,流體靜壓強及其特性;流體平衡微分方程;流體靜壓強的分布規律;作用于平面的液體壓力;壓力作用點;作用于曲面上的液體壓力;液體的相對平衡。描述流體運動的方法;流動分類;連續性方程;流體微團運動分析,無旋運動和速度勢,不可壓流體的平面運動和流函數。理想流體的動量方程;理想流體的能量方程;不可壓縮流體的一維流動,積分形式的動量方程和動量距方程。流體的渦旋運動。應力張量及形變率張量之間的關系;粘性流體力學基本方程和邊界條件;粘性流動的基本性質;精確解;相似理論和量綱分析;邊界層理論。湍流產生的隨機性;湍流基本方程;湍流的半經驗理論;湍流邊界層。課程的重點是連續性方程,動量守恒方程,能量守恒方程。課程的難點是邊界層理論和湍流邊界層。但作者發現在課程教學中若采用傳統的以全時段講授為主的模式,學生容易產生疲倦心理,課堂效果并不理想,同時若單一以教學參考書為主線講授,在教和學兩個環節對細節的把握和理解都不盡如人意。申請人前期嘗試運用類比的方法授課,也就是在介紹流體力學的概念和定理時,與數學和物理知識相類比,同學可以很快接受,理解也較深刻,講授課程所涉及的基礎知識很多與數學和物理密切相關,引導學生積極思考,主動聯系,走向前臺,取得良好的課堂效果。
舉例一:
流體力學中的很重要的內容勢流理論,在勢流理論中很重要的概念就是勢函數的引進,這里高等數學的格林定理就有著重要的作用,兩者密切相關,所以在介紹勢流理論時,格林定理要有意識地引入和重點闡述,并且將兩者對應起來,使學生在回想起數學重要定理的同時,對流體力學的概念也更加深刻的理解和清楚地掌握。
舉例二:
在介紹激波概念時,可以借助如下兩個圖例,圖1是通過計算在不可壓縮領域借助淺水波方程給出激波的圖形,圖2是通過實驗在可壓縮領域給出激波的圖形,在不可壓縮和可壓縮兩個情況下,激波的圖形是具有相比擬關系的,是可以類比的。
同樣,水動力學的控制淺水波的方程和空氣動力學的可壓縮氣體方程形式上相似,具有比擬關系。兩個方程的形式如下:
淺水波方程:
可壓縮氣體方程:
形式比較復雜的方程,通過聯想比擬,就可以通過記住淺水波方程就可以記住可壓縮方程的形式。
在流體力學教學中,有意識地引導學生與數學物理的概念和定理相聯系,可使學生更深刻地理解有關概念及定理間的關系,有助于培養學生的技能,并使學生養成嚴格的推理、全面分析問題的能力。在流體力學教學中,和其他學科的知識相交叉,不僅對流體力學的理解有幫助,也可以加強其他學科知識的理解和掌握。多學科之間可以融會貫通,觸類旁通。
參考文獻:
[1]張兆順,崔桂香.流體力學.清華大學出版社.
[2]Milton Van Dyke,An album of fluid motion,The parabolic press.
流體力學的概念范文2
關鍵詞：工程流體力學；教學改革；第一次課
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0218-02
工程流體力學課程在我校這一工科院校中，長期以來，本科生在未學習之前，已經從他人那里了解到，這門課很難，不好學，不好過關。學生認為流體力學難學的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報考我校工科流體力學方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學方向后續人才短缺，學科建設出現重重困難。那么作者希望學生在學習這門課程的過程中，是輕松、主動而有興趣地去學習。為了幫助學生克服畏難情緒，對工程流體力學課程學習產生興趣，輕松學好這門課，作者在十幾年的教學過程當中，積累了一些經驗。開好頭，為課程打好良好的第一印象非常關鍵，所以作者非常重視第一次課的講授內容，以增強學生學習信心和培養學習興趣為主要目的，為順利完成該課程的學習奠定基礎。
一、第一次課的教學內容
在第一次課，首先自我介紹，然后點名相互認識，留下聯系方式，介紹教材和參考書，授課的章節和學時安排等常規內容外，講授內容主要分為兩大塊：（1）上課要求；（2）緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學習目的和意義、出席和上課紀律要求、作業和實驗報告要求、考核方法等內容。①學習目的和意義。學習目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學的基本知識，及其解決問題的基本方法和基本實驗技能。強調“基本”的含義，因為是首次接觸本課程，系統介紹流體力學知識，對大家的要求是“基本”的，同時也強調僅這些即將學的基本知識也能夠解決一些工程應用的問題，并簡單舉例。②出席和上課紀律要求。出席和上課紀律應該遵守學校規定，但是考慮到學生個體的不同。所以有必要讓學生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的，不要出現行為困難的問題。③作業和實驗報告要求。作業和實驗報告會出現抄襲現象，回避是沒有用的，所以上課時直接指出來，希望將抄襲現象弱化。指出要借鑒，而不是抄襲。這樣大大降低了學生不經過理解地抄襲作業現象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學生，是平時成績和課程結束后的閉卷考試成績各占一定比例，綜合評出成績。并計算出考核通過的最低考試成績。同時強調不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現象發生，一是學生會盲目認為很難學，不能過關而放棄學習，二是成績差的學生會因為排名總在后面，而放棄學習。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學研究內容、課程特點、研究方法、解題步驟、學習方法和大學生認知階段，等等方面。重點講前三點涉及的內容。①流體力學研究內容。講述工程流體力學研究內容首先展開講解的是研究對象為流體，此時雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請學生舉例哪些物質是流體？讓學生從最簡單的問題開始流體力學知識的學習。學生說對了予以肯定。學生會將多相流和塑性物質列進來，也要說清楚與本課程所學流體的區別和聯系，并將學生想不到的流體補充出來，還告訴學生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體，以簡化流固交界面的處理；還有已有研究表明固體顆粒的高速運動遵循流體力學規律，以及當車流量和人流量很大時，被稱為交通流，猶如流體流動一樣，那么在后續課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現象用來形象化的闡述流體的運動規律，幫助學生理解抽象的流體運動規律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時無刻不處于空氣和水當中，提醒學生在學習的過程中，可以將所學知識放到自己熟悉的環境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識與生活結合起來，既能幫助理解所學知識，又能將知識應用起來，提高學習興趣。②流體力學課程特點。流體力學課程的特點主要講三點，一是一門技術（專業）基礎性課程；二是用場的觀點研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業基礎課，從實踐中抽象出來，再應用到實踐中去；所以課程知識可用于解決工程實際問題。用場的觀點研究問題。首先提問，說到“場”大家會想到什么？有的同學很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場，那我繼續問還有呢？有的學生開玩笑說操場，好像在說操場不夠檔次、不夠科學。而我肯定“操場”，因為是相同的“場”字嘛，而且還有工場、商場、廣場等。然后引導學生思考，既然用相同的“場”字，其中必有共同點，它是什么？學生想出來了，是某某占據的空間。以此類推，流體占據的空間就是“流場”，概念很容易就被理解了。同時還讓學生意識到科學不是高不可攀的，做科學時不要端起架子，它是很貼近生活的。流場的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學生思考：海洋是海水占據的空間，是一個流場嗎？大氣層是空氣占據的空間，是一個流場嗎？其實流場的大小與我們要研究的空間范圍有關。比如，我們現在想知道教室內空氣的溫度分布，那么要分析的流場就是教室內空氣占據的空間；如果要預報中國天氣，那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場；如果想了解南海海洋環流、潮汐流動等，南海海水占據的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實際結合，在易于理解的同時，引起學習興趣。在此基礎上，進一步與物理量場聯系起來，流場中的物理量，比如速度，是時間和空間函數，被稱為速度場，還有壓力場，等等。場是具有連續無窮維自由度的系統，那么流場的速度場、壓力場，等等具有連續性，與第一章中連續介質假設內容一致，在這里提到，為后面學習埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因為在以前的學習過程中鮮有接觸與流體力學有關的知識，導致大量的專業術語集中出現。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質點的概念與以前物理中所學的質點概念是很一致的；多的公式其實是質量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理，等等在流體力學中的表達形式，比如連續性方程是質量守恒定律的表達形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運動定律的表現形式，動量方程是動量定理的表達，把要學到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學生有個初步接觸，為后續學習打下鋪墊。③流體力學研究方法。流體力學研究方法主要有三種：解析方法、實驗方法和數值計算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實驗研究方法的，而數值計算方法本課程幾乎不涉及，由計算流體力學講解。并強調，求解的基本方程是連續性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程，那么為什么基本方程一樣，可以求解出各種不同的流動？于是提出邊界條件和初始條件的概念，使邊界條件和初始條件的重要性一目了然；也為后續學習打下基礎，并引起學生的興趣和重視。
二、結論與展望
通過第一次課，使學生對整個課程的要求、特點、內容有一個整體了解，做到心中有數，克服不良情緒，從不同方面讓學生做好學習的心理準備。第一次課，如果是一個良好開端，并為后續學習做了大量鋪墊，使學生獲得了自信，并激發了其學習的興趣，學生后面的學習將會順利很多。工程流體力學是大部分工程專業的重要基礎課程，作者希望學生靈活掌握流體力學知識，并能夠在工作中活學活用。
參考文獻：
[1]許維德.流體力學[M].北京：國防工業出版社，1979.
[2]張也影.流體力學[M].北京：高等教育出版社，1999.
流體力學的概念范文3
關鍵詞：流體力學 多媒體 交互式學習
一、“流體力學”教學現狀
“流體力學”作為能供油工程本科的的一門專業基礎課，以研究流體的運動規律為主要內容。由于教學內容涉及面較廣，學生普遍感到該課程概念模糊、內容抽象且理論性較強，這在一定程度上影響了教學效果。
多媒體技術作為一種新的教學手段，通過教材內容與動態文本、圖像、動畫、音頻、計算機模擬技術的有機整合，使得原來抽象的概念形象化、枯燥的方程式清晰化、晦澀的物理過程機理生動化，可從多方面激發學生的積極性和創新思維并且通過與傳統教學模式相結合起到了相得益彰的作用。本文通過介紹多媒體流體力學輔助教學系統，分析了該輔助教學系統在教學實踐中的應用效果，為進一步提高教學效果起到了積極的示范作用。
二、輔助教學系統簡介
本系統以Visual C++作為編程語言，結合Windows Media Player多媒體功能，在遵循軟件開發一致性、易用性、容錯和聯機幫助等設計原則基礎上，通過對教學內容的梳理，開發了多媒體流體力學輔助教學系統。該系統包括動力學、邊界層、運動學、虛擬實驗室、演示、模擬、模擬器、圖片和表格、流動可視化等模塊，涵蓋了流體力學的絕大部分內容。
動力學包含了流體的經典研究方法、牛頓第一二運動定律、納維爾一斯托克斯矗程和各種邊界條件等。邊界層包含了邊界層概念、平板突然啟動產生的邊界層、層流邊界層、邊界層分離、不穩定現象和紊流邊界層等，其中的教學短片不乏趣味性、生動性。運動學涵蓋了由質點到場和由物質導數到各種流動線等內容，生動細致地描述了跡線、流線、脈線和等時線等抽象概念，通過運用豐富的流動顯示技術將運動過程展示出來。虛擬實驗室將動力學、運動學和邊界層等模塊中需要深入討論的部分細化出來，結合Java虛擬技術，讓使用者親自實現對流體流動等方面的模擬演示。模擬器基于Java虛擬機，將分子動力學模擬器、流體勢流構造器和邊界層微分方程數值解等獨立出來。圖片和表格將一些紛繁復雜的圖片和教學短片有機地綜合起來，通過表格或視頻播放的形式，將這些信息歸納整理起來，流動可視化通過可視化手段將不可見的流體流動清晰演示出來。
三、教學實踐效果分析
在“流體力學”的教學實踐中，適時地應用了多媒體流體力學輔助教學系統（以下簡稱輔助教學系統），取得了良好的教學效果。
1、激發學生的求知欲
流體力學的內容浩如煙海，涉及日常生活和工業應用的方方面面，輔助教學系統的各模塊中提供了大量的鮮活實例，從而可有效地激發學生的求知欲。在講解緒論和各章節時，可通過觀看錄像、圖片集、提高學習興趣和動力。
2、建立物理直覺
建立物理直覺是深刻理解物理概念的催化劑，并有助于強化大腦的記憶功能。在教學實踐中，如能通過形象直觀的圖片、動畫、錄像等手段來進行相關內容的學習，勢必強化對概念和規律的直觀認識，并在大腦形成深刻的、有效的記憶痕跡。如講述層流和紊流概念時，既可通過雷諾試驗中等直徑圓管內流線的變化進行直觀認識，也可通過平板上流體的流態變化對比進一步加強認識，該影像清晰地給出了層流與紊流兩種流態的顯著區別。對于理想和實際流體繞流物體形成的流動特征，流線的變化清楚地顯示了二者間的區別與聯系，對于理想流體，流線在車尾平滑地匯合，并流向下游；而對于實際流體，在汽車尾部將形成明顯的尾渦區，這是由于邊界層分離所致。通過諸如此類的動畫和影像的有效使用，將使學生形成深刻的物理直覺，進一步加深對流動規律內涵的理解。
3、通過虛擬實驗室和模擬器實現交互式學習。交互式學習是一種新型的學習方式，借助多媒體課件或網上資源，由學習者自主進行，是一種雙向交流式學習方式。輔助教學系統中的虛擬實驗室和模擬器就提供了交互學習這一功能。通過選擇不同的粘性和驅動流體，可得到不同的流體特征。模擬系統給出了在流體繞流不同物體（如翼型、橢圓體、球體）時的流線特征，進而比較不同繞流情形下的區別，并給出了理論結果和實驗影像；而且可通過改變繞流物體在流場中的方位進一步分析繞流特征的變化。模擬系統中的勢流模擬器，用于模擬繞流蘭金半體、蘭金體、圓柱體和旋轉柱體等多個物體的流線和等勢線特征，而且可通過改變偶極流強度觀察駐點的變化，也可以自行創造新的勢流流動，并觀察其繞流特性。通過模擬系統的使用，進一步豐富了邊界層理論的學習，并加強了對邊界層基本特征的認識。
參考文獻：
[1]陶漢中，李菊香.關于“工程流體力學”課程多媒體教學的思考[J].中國電力教育，201 0。（18）：58-61
流體力學的概念范文4
關鍵詞：流體力學 教學改革 教學方法
中圖分類號：G641 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2013）12-0220-01
一、重視“緒論”課
在正式緒論課之前，先以“引子”的方式引入流體力學的概念，并列舉生活中存在的流體力學現象，例如球類運動，運輸行業，長距離體育項目激發學生對流體力學的興趣，并強調流體力學存在于自身身邊，并不是高深的學問，打消學生對學習困難的顧慮。
再列舉流體力學在專業中的應用，例如水力學中的管道、渠道等，空氣動力學中的氣象污染擴散、室內通風等，強調流體力學對于專業來說是一門重要的專業基礎課，在流體力學課程的基礎上架設的多門專業課如《化工原理》、《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》均需要流體力學課程相關理論的支撐，使學生知曉學好流體力學課程的重要性與必要性。
之后再少量列舉專業外流體力學的應用，如水力發電、火力發電、心腦血管疾病、石油的開采和運輸、航空航天、給排水等向學生傳達學好流體力學不僅可以在本專業有所發展，還可以向相關專業進行滲透，進一步激發學生學習的興趣。
二、教學手段的改革
1.利用輔助教學手段，將抽象教學轉換為形象教學
1.1針對流體力學課程制作助教型和助學型兩套多媒體輔助教學軟件。利用目前國際上比較前沿的軟件Fluent（在美國的市場占有率為60%。凡跟流體，熱傳遞及化學反應等有關的工業均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數值方法以及強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣、渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。其在石油天然氣工業上的應用包括：燃燒、井下分析、噴射控制、環境分析、油氣消散/聚積、多相流、管道流動等等）、Flash、虛擬現實、錄像等手段針對流體力學課程制作助教型和助學型兩套多媒體輔助教學軟件。
1.2充分利用助學型教學軟件，使授課系統化。授課前先將流體力學助學型教學軟件下發至每一位學生，要求部分內容自學，部分內容課堂討論、部分內容自行設計、搭建模型并求解，充分解決傳統講授部分學時占用過大，大部分的學時均被教師用來課堂推導、計算、分析、總結，沒有充分調動學生的積極性和主動性的缺點。并將一些涉及到科技前沿應用的知識點、和日常生活非常接近的知識點以及涉及到的相似相近內容體現在助學型教學軟件中，增加學生對課程學習的興趣。
1.3充分利用助學型教學軟件，加強學生實踐環節訓練。流體力學實驗不僅涉及到經典的流體力學模型建立、計算、求解、驗證還包括可以將各種模型相互組合，組合后驗證經典流體力學經典公式、模型在新模型建立及求解過程中的應用。在助學型多媒體課件軟件中，設計各種經典流體力學實驗環節，規定學生在課余時間自己動手在虛擬的助學型教學軟件中進行實驗環節，達到使學生鍛煉動手動腦能力的目的。另外，還可利用助學型課件軟件中的典型模型組合功能，在課余輔導中，讓學生自己動手建立模型。
1.4充分利用助教型教學軟件，使教學不再枯燥乏味。在流體力學教學過程中，經常會遇到簡單口述和簡單二維圖片無法闡述清楚的內容，在教學過程中輔助老師的講授進行演示，不僅可以減少教師的無謂勞動也可以增強學生對這些知識點的理解。
2.增加習題課比例，注重實踐性習題
之前的教學過程中只是對課后習題中出錯率較高的習題進行課堂專門講解，但經過一段時間的教學探索，發現這樣的方式對學生的學習積極性并沒有起到大的促進和改善，因此將課堂教學時間的一部分專門開設為習題課，選擇有實踐性甚至是直接從實踐環節總結出的習題，習題給出后，并不由教師直接講授解題思路與方法，而是選擇學生上講臺，一邊解題一邊向大家介紹自己的解題思路，在解題的過程中有的學生就能夠發現自己考慮的不周全的地方，或者下一位學生就能夠指出上一位學生的出錯點，這樣全班學生的思想都被調動起來進行思考，題目也在大家的討論中得到了正確的解答，學生對于這個知識點的掌握也就更加清楚明了。這樣的做法雖然會壓縮理論課教學時間，但是學生對于相應概念、公式、理論的理解卻更加深入。讓學生真正成為課程學習的主體，達到“教”與“學”的同步。
三、考核方式的改革
傳統教學模式中，考試卷子可謂“分量最重”，學生對該門課程的掌握程度完全憑借一張試卷中的十幾道試題體現，在題目的設置、試卷的審閱、批改過程中難免會遇到平時課堂表現不錯但實際考分卻并不理想的學生，因此，筆者將《流體力學》課程考核方式設定為40%平時成績+60%考試成績組成，平時成績由課堂隨機提問、習題課習題完成情況、作業成績、課堂出勤率共同組成，強調在隨機提問與習題課中，只要積極回答問題就會得到相應的加分，鼓勵學生積極參與課堂討論。考試試卷也由原先的重視計算題和應用題轉為多種題型增強多種形式的考核，從多方面考查學生對知識的掌握程度。
也可以通過開卷或大作業形式考核學生靈活運用基本理論分析問題、解決問題的能力，題型可為一些綜合性的計算題和分析題，如：簡單管網的計算、簡單管網系統運行工況的分析等，分值可計算入平時成績并在平時成績中占60%～70%的比例。
總之，改革課程考核內容是“流體力學”教學綜合改革的又一項重要內容。必須多能力、全方位地考核學生，全面反映學生掌握該課程基本知識的程度和綜合運用能力，動手能力。
四、結語
《流體力學》是面向應用型工程技術人才的課程，教師在教學時要注重教學理念的轉變，不斷進行教學方法的改革，使學生全面學習和掌握知識，進一步提高“工程流體力學”課程的教學水平。
參考文獻
[1]朱俊鋒，梅群，李一帆. 淺談土木工程專業工程流體力學課程教學改革[J]. 山西建筑，2010， 36（23）： 224～225
[2]施雯，王琪. 油氣儲運專業“工程流體力學”課程教學改革[J]. 中國電力教育， 2011， 16：129
流體力學的概念范文5
關鍵詞：海洋科學 課程實踐 改革
隨著我國海洋事業的不斷發展，對海洋類科技人才的要求也越來越高。流體力學是海洋科學類專業的一門專業基礎課，在整個海洋科學專業的教學體系中占據重要地位。本課程的任務是通過學習，了解流體運動學和動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無旋運動、粘性不可壓縮流體動力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門課程具有極強的理論性和實踐性，從而決定了這門課的教學目的既要使學生掌握理論知識，又要使學生學會如何運用到實際工程中去。然而，隨著教學體制的改革，學分制實施，流體力學的教學學時不斷縮短。課程教學多是為了滿足培養方案的要求，對系列化專業課程支撐不夠，教學效果不甚理想。因此，為了適應新形勢下對人才培養的要求，我們對流體力學課程教學過程的各方面進行了改革和實踐，以達到以培養出合格的海洋類人才的目的。
1.教學理念改革
流體力學課程的特點是抽象概念多、理論性強、體系復雜、難度較大，許多知識點都包含了大量的數學推導，對學生的數學基礎要求比較高。也正是由于這些特點，所以需要改變傳統的以教師為中心的知識傳授型的教學理念，因為這種方式并不能使學生對所學知識留下深刻的印象，因而教學過程效率低，容易造成學生為了考試而學習的現象，不利于學生的綜合能力的培養。新教學理念增強教學過程師生間的互動，突出學生的主體性，改變以往學生在學習過程中被動接收的地位，合理設計教學內容，利用現代化的教學方式，是以培養學生的學習能力、科研素質、創新意識為目的，全面提高學生的綜合素質。希望通過流體力學課程的學習，使學生系統掌握流體運動的一般規律及其有關的基本概念、基本理論、基本方法和基本實驗技能，同時具備較強的自學能力以及創新意識，為以后專業知識的學習，打下牢固的基礎。
2.教學內容的改革
由于海洋科學類專業教學要體現海洋特色，海洋學的研究對象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動力海洋學研究宏觀海水的運動，所以無論在研究對象、研究目的還是研究方法上面，動力海洋學都是流體力學的具體應用和發展。
針對這一教學內容的要求，我們進行了流體力學教學內容改革，使之適應于當前的海洋科學專業類的教學。考慮到目前國內的流體力學課程內容相當寬泛，并不是特別適合海洋科學專業的教學需要，所以在內容上作了調整，保留經典流體力學的基本原理，同時加入了流體力學基本原理在海洋學中的具體應用。例如，在講授研究流體運動的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時，介紹了兩種方法在海洋調查研究中的應用；在講授有旋運動動力學中，將環流定理擴展到海洋和氣象等方面的具體應用；在講授粘性流體動力學時，補充了柯氏力場中粘性流體的運動，并深入講授了風生海流、地球轉動對梯度流方向隨深度變化的影響等。
這些內容的加入和調整，使學生不但能夠深入理解相關的教學內容，還能夠了解其具體的海洋學應用，真正做到學以致用，并且可以平滑過渡到一些后續海洋類專業課程，如物理海洋學、海洋氣象學、大洋環流等，的學習當中，同時也為將來考研或者研究生階段的學習打下良好的基礎。
3.教學方式的改革
教師教學方式就是教學中為達到教學目標，教師所采用的一系列的教學行為和活動方式、方法的結合。考慮到流體力學的學科特點，其基本方程、原理的推導較多，所以在傳統上以教師教授法為主，即以教師為主體進行知識的講授教學活動。但是單純的講授法存在一些問題，就是容易在課堂上與學生缺乏互動交往，從而不能有效的調動學生的學習積極性。為此，在流體力學的教學過程中，轉變教學思路，將以教為主的教學設計和以學為主的教學設計結合起來，通過多種方式實現教學的良性互動，提高教學質量。
3.1多媒體教學改革
傳統的板書教學方法的特點是推導過程細致、講解入微，這在一些復雜的定理推導過中可以有效的幫助學生理解整個推導過程，也有助于學生掌握推導方法和技巧。但是，板書教學也有不足之處，一是采用板書教學傳授的信息量不夠大，由于流體力學的教學內容中存在大量的公式原理的推導，所以往往需要較多的課時才能滿足教學要求；二是部分教學內容不夠直觀，流體力學的一門理論與實際結合的學科，所以很多的理論都有其對應的實際流動現象，所以板書對此無能為力。
多媒體教學可以有效的彌補板書教學上存在的不足，單課時能夠提供較多的教學信息量，有效提高教學效率。另外，多媒體教學可以增加課堂教學內容的表現效果，通過一些多媒體素材展示了相關的流動現象，通過視覺、聽覺等多種信息傳遞方式，幫助學生理解教學內容，這對于抽象的流體力學理論教學是一種相當好的授課形式。但是多媒體教學也存在一些不足之處，在公式的推導過程中，翻頁式的教學明顯加快了教學節奏，使得學生對推導過程了解不夠深入，部分細節不明所以，學生的思考時間減少，另外就是多媒體教學的推廣，很多學生都沒有了記筆記的習慣。
針對以下兩種教學方式的特點，在海洋科學專業流體力學的教學過程中，我們采用了兩種教學方式相結合的方法。對于一些重要的基本原理，仍然采用傳統的板書式教學，力求傳授給學生流體力學的研究方法和研究思路。而對于推導結果，則采用多媒體的方式進行展示，在實際的教學中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學現象，如波浪、海流、臺風等，將其以直觀的形式與對應的流體力學理論結合，這樣既加深了學生的理解，也引發學生進行海洋學研究的興趣。實際的教學過程顯示，課堂教學效果較好。
3.2課堂教學過程改革
為了能夠使學生更好的融入課堂教學，在講授法的基礎上，采取了問答法、引導法多種教學方式作為輔助。
問答法是教師通過提出問題引導學生積極進行思考，學生自己得出結論來獲取知識，可以有效的使學生主動參與課堂學習。在流體力學的教學過程中，合理的設計課堂問題，避免問題過易或者過難，前者不能達到啟發引導學生思考的效果，后者會讓學生對流體力學的教學內容產生畏難情緒，不利于知識的深化教學。同時，問題的設計也要有啟發性、典型性，問題的數量一般控制在每節課2個左右，根據相關的知識點進行設計。
引導法是教師引導學生通過閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對獨立的形式學習的教學方式，這種方法更能鍛煉學生的學習能力。在流體力學的教學過程中，對于引導法的使用一般安排在內容相對簡單，或者教學內容有相似重復處。如將雷諾輸運定理應用于連續方程、動量方程等的推導，教師講授連續方程的推導，而其后對于動量定理、能量定理等的推導引導學生獨立完成。通過這樣的引導過程，使得學生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養了自學能力和創新能力。
3.3引入現代網絡教學方法
為了能夠有效的利用現代網絡技術進行教學，推進課程的網絡化改革，建設了流體力學網絡課程。為避免網絡課程成為簡單的課堂內容的重復再現，在網絡課程的設計過程中考慮與實際的課堂教學的互動性與互補性，除了提供課程教學視頻錄像供學生復習以外，還提供了非常豐富的相關多媒體教學資源、輔導資料，并將網絡課程作為學生自學的一個重要的課后輔導工具，提供在線答疑。另外學生還可以網絡課程提出對于教學過程的各種建議反饋，促進教學改革。網絡課程的開設，使得流體力學的整個教學過程具有了交互性、共享性、開放性、協作性和自主性等特點。
4.結語
通過近幾年較為系統的流體力學課程教學改革，包括更新教學理念、調整和補充部分海洋特色的教學內容、運用現代化的教學手段、改革課堂教學過程等途徑，大大調動了學生學習的積極性，顯著提升了教學效果，提高了課程的教學質量。但仍需進一步完善教學體系，提高教學水平，將教與學有機結合，對海洋科學類專業流體力學課程的教學改革進行不斷探索和實踐。
參考文獻：
[1]孟祥林.不同教學模式下師生角色、教學效率對比及改革思路.湖南師范大學教育科學學報，2004年1月，第3卷第1期.
[2]萬三敏，沈振劍.多媒體教學方式與傳統教學方式的耦合機制研究.首都師范大學學報（自然科學版），2010年10月，第31卷第5期.
流體力學的概念范文6
趙立娟
馬亞生
顧 磊
[摘 要] （工程流體力學）是能源與動力工程專業學生的專業基礎課，合理的評價體系能充分調動學生的學習積極性，提高學習效果。結合（工程流體力學）課程教學特點及現狀，對該課程的多元評價模式進行設計，并在教學中進行探索，結果表明教學效果多元評價方案能調動學生學習興趣，激發學生的創造力。
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關鍵詞 ]工程流體力學；多元評價；教學改革
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A文章編號：1671-0568(2014)35-0051-03
一、 （工程流體力學）教學現狀
《工程流體力學》是能源與動力工程專業學生的專業基礎課，有著承上啟下的作用，對后續專業課程的學習有著重要的影響?？茖W、全面、合理的評價體系能提高學習評價質量、提高學生學習的積極性。但目前的評價模式存在一定的局限性，沒能起到評價的導向作用，需要進一步改進。
1．教學中存在的問題。 《工程流體力學》課程要求學生要具備高等數學、大學物理、理論力學、材料力學工程熱力學等基礎課程的知識，尤其對高等數學和力學知識要求較高。同時也是泵與風機、汽輪機、鍋爐、制冷、空調、換熱器、液壓傳動、水力輸送等課程的基礎。 《工程流體力學》的授課內容是學生將來從事相關專業技術工作和科學研究工作重要的必備知識。流體力學是力學的一個分支，研究對象是不具有固定形狀的流體，研究理論比較抽象、一些流體現象不能憑直觀感覺或經驗去解釋，且經驗公式繁多、推導過程復雜。目前該課程的教學效果不是很理想，教師難“教”、學生難“學”已經成為師生的共識。河海大學（以下簡稱“我?！保崮芘c動力工程專業開設了4學分，64學時（含8學時實驗）的工程流體力學課程，由于是90人以上的大班，教師無法深入了解學生。學生中存在著平時不學，考前突擊，考完全忘的現象。教學沒有循序漸進，易造成后續課程學習上的困難。 《工程流體力學》是面向工程技術中的流體力學，學生對大量無規律的經驗公式死記硬背是沒有意義的，能夠綜合運用所學知識分析解決問題才是教學的目的和核心。傳統的教學與評價方式對學生沒有導向性，學習的積極性不高，主觀能動性沒有得到很好地發揮，對身邊的流體力學問題無從下手，很難做到學以致用。
2．評價方式存在的問題。根據課程教學、學生反饋、后續課程等多方面的調查分析，目前《工程流體力學》課程學習評價的局限性表現在以下方面：
(1)評價的主體單一?，F有的《工程流體力學》評價模式主體的是教師。所有環節都由教師進行評價，過于強調教師在教學中的主導作用，忽視了學生作為學習主體的地位。學生被動接受評價信息，存在客觀性缺失的現象。
(2)評價的內容片面。傳統的《工程流體力學》學習評價內容包括平時成績（書面作業、出勤、實驗）和期末考試。期末成績占70%，平時成績占30%?？荚嚦煽冏鳛橹饕獌热輥碓u價學生學習成效，其最大缺點是側重于結果，忽視了過程。不能充分反映學生的學習態度和實際能力。工程流體力學課程學習目的是學以致用，所以既要重視學習過程，也要對學生實踐動手能力、創新能力、科研攻關力進行全面培養。
(3)評價的方式單調。 《工程流體力學》課程的評價方式是考試分數。雖然在一定程度上能反映學生對知識的掌握程度，卻不能客觀地反映學生積極的學習態度、學習效果及學以致用的能力。考核的僅是學生對知識“復制”的能力，即評價的是學生的記憶和保持水平，沒發揮出學生的主觀能動性。在近幾年的教學中有出現不少高分低能學生，他們在課程考試中可能會取得較好的成績，但對于課本之外知識的獲取能力較差。部分學習成績好的學生還表現出死鉆牛角尖的特征，缺乏從宏觀上把握問題的主旨及方向。高能低分的情況屢見不鮮。因此，評價的方式應有側重，引導學生學習基本理論，重視解決問題能力和創新意識的提升。
二、 （工程流體力學）課程的多元評價模式的分析
學生各自有不同的特征，在學習過程中能表現出多方面的能力，各種能力的水平是有差異的。學生的學習效果應采多元的評價模式來進行，多方面考察學生的學習狀況和效果。 四針對《工程流體力學》課程的特點，多元評價模式包括以下幾方面：
1．評價主體的多元化。授課教師、學生個人、小組都作為評價主體，在條件允許的情況下后續課程的教師也可以作為評價的主體。教師由“一家之言”變為評價活動的參與者和組織者。學生由被動的被評價者變成評價主體的參與者。學生的能力是多方面的，有各自的優點與不足。學生能參與自己學習效果的評價，能使學生的主動性、自尊心、心理個性得到張揚，發揮學生的自主性、探索性和創造性。將3-5名學生組成小組既可訓練學生的組織協調能力也有助于學生整體素質的提高。多元化的評價主體，有利于教師與學生之間的溝通，以及學生之間的相互學習與合作，提高了評價結果的客觀性。
2．評價內容的多元化。按照工程流體力學教學內容的可分為概念學習、原理學習以及解決問題等幾個階段。不同階段評價的內容應有不同的側重點。概念及原理階段的學習評價應以引導學生掌握基本理論、能獨立思考，培養學生的思維模式為目的，側重于啟迪學生的創造性思維。解決問題階段是以引導學生科學觀察、將流體力學知識與日常生活、水利、水電、能源、環境、化工等相關行業的實際工程有機結合。側重于學生流體力學知識的運用能力、理論聯系實際的創新意識、動手情況、團隊合作精神等。
3．評價方法的多元化。依據評價內容不同，可采用量化評價和質量評價兩種方法。這兩種評價方式的各項評價指標都要有明確的含義。量化評價各項指標要做到規范，易于操作，利于學生按照指標要求不斷修正自己的努力方向，以達到良好學習效果。質量評價是需確定學生是否積極、方向是否正確而對某些細節和小的利弊得失采取模糊評價的方法，包括到課率、課堂表現等。
三、 （工程流體力學）課程多元評價設計與實踐
1．《工程流體力學》課程的多元評價過程。①根據教學目標，合理設定評價內容的各項具體指標及權重系數，并在開始教學時公布評價的各項具體細則：②教學過程評價主體根據評價指標對各項評價內容進行評價，引導學生在評價過程中學習：③教學活動后統計分析各項評價數據，得出學生學習《工程流體力學》評價結果；④根據需要及時將評價的結果反饋給學生本人、授課教師、輔導員、家長及后續課程的教師。通過以上環節，學生對自己的學習狀況有了客觀的認識，授課教師可以在評價的結果中了解學生的普遍不足，在今后的教學中有所側重，后續課程的教師可以根據學生的掌握情況來調整授課安排，能對《工程流體力學》教學效果起到很大幫助。
2．《工程流體力學》課程多元評價體系。 《工程流體力學》的評價內容包括課堂表現、作業、實驗操作、實驗數據，實驗報告、小測驗、小組學習、課程大作業和期末考試。 《工程流體力學》課程多元評價體系見圖1。
評價內容的不同評價主體也略有不同。例如，由于整個授課的周期較長（通常為16周）會在期中安排小測驗，目的是幫助學生鞏固以前學過的知識，這部分內容的評價由教師來完成比較恰當，也方便教師根據學生的掌握情況來調整課程的安排。
表1給出了《工程流體力學》評價內容的各項指標與權重。評價主體根據各項指標給出每項評價內容相應的等級或分數，成績加權平均得到各項評價內容的成績，最后總成績是由各項評價內容的分數乘上權重系數計算得出。
工程流體力學多元評價側重于學習獨立分析、解決實際問題的能力的提升，因而對學生在過程中的能力的體現評價內容權重系數較高，如大作業中分工任務的完成情況占到總成績的10%。質量評價的部分內容是按等級制來計分的，級別包括A+、A、A-、n+、B、B-等。這些等級在錄入成績管理系統時需換算成百分制，對應關系如表2所示。
筆者在教學中用多元評價方式對學生《工程流體力學》的學習效果進行探討。以課內大作業為例，之前的學生從未做過該項內容，在近兩年的教學中嘗試要求學生根據所學的工程流體力學的內容，聯系實際工程，以小組的形式完成流體力學的理論在實際應用情況調查的大作業。如學習了流體靜力學后，學生以小組為去調查研究流體靜力學在實際工程中應用，可以是千斤頂中“帕斯卡原理”，電梯的失重與超重，或者過山車為什么不允許高血壓患者乘坐等，最終用PPT展示給大家。在PPT制作的過程中，有前期資料的準備，又有中期的編輯，還有后期的展示。學生能根據自己的特長在小組承擔一定的任務，在完成的過程中，發現他人的優勢和自己的不足，取長補短。同時，每次學生的展示活動都進行現場評價，讓學生對自己的表現有直接的了解。此外，還對大作業中創新的內容在評價時給予鼓勵和加分。兩年的實踐表明，學生對流體力學的學習興趣增加，各項評價內容能積極主動完成，對實際生活通到的一些流體現象有理性的認識。例如，曾有一組學生結合所學的流體繞流知識，實踐驗證了“打水漂”的技術要點。這些說明合理的評價方式對提高學生的學習效果、激發學生的創造力是有導向作用的。
