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流體力學基礎知識范文1
關鍵詞：高等流體力學；教學內容；教學方法；教學模式
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0192-03
近幾年，計算流體力學與各種工程實際問題的結合越來越密切，已成為解決各種流體流動與傳熱問題的強有力工具，并已成功應用于建筑、環境、流體機械等技術科學領域。過去只能靠實驗手段才能得到的某些結果，現在已可以借助于計算流體力學的手段來完成。在高等建筑院校的土木工程、環境科學與工程等學科中，因涉及大量的流體流動問題，因此，普遍開設了研究生課程――高等流體力學（計算流體力學）。
多年來，計算流體力學的教學內容主要是有限差分法、有限元法、離散化方法等，重點仍然是算法的數學基礎、收斂性的證明及離散精度的討論。在教學過程中發現學生對課程中涉及的大量數學推導感到乏味，課程學完后，如何采用計算流體力學方法對一個具體的流體流動問題進行模擬和分析，學生往往感到無從下手，并且難以正確采用計算流體力學的理論和方法解決工程實際問題，因此學生也不能學以致用。當前的研究生課程教學，不僅在分析問題的深度和廣度上顯得不足，在教學方法上也存在靈活性不足，互動性不夠，缺乏新穎性等問題。因此，結合學科的發展特點對計算流體力學課程現有的教學內容、教學體系及教學方法進行改革，并進一步將計算流體力學理論與解決工程實際問題緊密聯系在一起，培養和提高學生的學習能力和創新能力顯得尤為必要。
我校研究生課程“高等流體力學”的教學內容緊密圍繞計算流體力學的內容，課程組在重慶大學研究生重點課程和重慶市研究生重點課程教改項目“高等流體力學”的資助下，對教學體系、教學內容、教學方法等方面的改革做出了一些嘗試，力圖使其教學內容反映學科的特色，發揮計算流體力學本身應有的優勢。此外，由于研究生課程教學學時有限、學生基礎不均，因此，在教學過程中，合理選擇教學內容、提高教學效率、拓展課程的專業視野、增強學生學習主動性，使得課程學習更好地服務于課題研究，是該課程必須考慮的幾個主要環節。本文圍繞高等流體力學課程教學改革進行了一些探討，并提出了一些建議。
一、優化教學內容
計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）已經超越了其傳統的外延和內涵，不再僅僅是一些數學理論和概念，而正成為一門建立在經典流體力學與數值計算方法基礎之上的新型獨立學科。就CFD本質來講，流體動力學是建立能準確描述具體流動過程的數學微分方程組，依據模擬幾何模型和流動過程特點給予相應的邊界條件，最后，聯立求解方程組，得出一定精度的模擬結果[1]。CFD兼有理論性和實踐性的雙重特點。特別是隨著計算機軟硬件技術的發展和數值計算方法的日趨成熟，出現了基于現有流動理論的商用CFD軟件，可以通過計算機數值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數值解，從而達到研究物理問題的目的。商用軟件的出現為學生學習掌握計算流體力學提供了有力的輔助手段，但是計算流體力學所依賴的基本流體力學知識和數學基礎仍然是非常重要的。因此，為順應科學的發展和工程問題研究的需要，計算流體力學作為一門重要的研究生學位課程，在教學中既要注重理論知識講解，還需拓展其實際應用范圍。對于普通建筑工程類專業的研究生來講，最關心的是如何用CFD手段來解決本研究領域的實際問題，所以關鍵是掌握計算流體力學關于建模、離散、湍流模型的選擇、對流差分項的格式及時間積分格式的特點等內容；學會如何編制自己的CFD程序；如何使用現有的商用軟件。
課程的教學目標，要求學生完成高等流體力學課程的學習后，必須掌握流體力學的分析推理方法，常見湍流計算模型以及相關軟件（CFD）的使用，要具備利用高等流體力學知識分析和解決實際問題的能力。在課程內容方面的設計上，應注意內容的系統連貫和循序漸進，便于學生掌握基本理論和分析流體力學問題的基本方法。
優化的教學內容包括以下幾個部分：①矢量場論；②流體力學基本概念及運動描述；③流體力學基本方程組及其求解；④湍流現象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流體流動的數值分析方法；⑥離散化方法；⑦對流與擴散以及流場計算；⑧軟件――CFX及其應用。其中，為了加深對流體力學的理性認識和理解，掌握流體力學中的思維特點和較綜合的分析推理方法，使學生在理論修養和實際處理流體力學問題的能力上都有明顯的提高，課程組教師在教學過程中，新增了離散化方法、對流與擴散以及流場計算和軟件應用三個部分的內容。增加了CFD軟件的實踐教學環節，注重學生的對軟件的使用操作的理解，使其學以致用。減少了勢流計算、粘性流動解析解以及邊界層理論這部分內容。加大了CFD應用程序這部分內容。
教材選用本校課程組編寫的《高等流體力學》，帕坦卡編寫的《傳熱與流體流動的數值方法》，和陶文銓編寫的《數值傳熱學》；參考教材選用吳頌平翻譯的《計算流體力學基礎及其應用》，王福軍編寫的《計算流體動力學分析》，張兆順著的《渦流大渦數值模擬的理論和應用》；實踐教材選用孫紀寧編著的《ANSYS CFX對流傳熱數值模擬基礎應用教程》；此外，我們還建立了相關的學習網站，網站上有課程大綱、教學內容、學習輔助材料等。
課程學時數共45學時，采用“兩段制模式”教學，即將計算流體力學課程分為既有關聯、又相互獨立的兩部分。第一部分以基礎知識為主，第二部分以應用為主。兩部分獨立講授，第一部分著重講述流體動力學基本方程、離散化特征、對流差分格式、邊界條件的處理、紊流模型等，第二部分講述流體流動仿真與CFD軟件應用。授課對象為學術型碩士、專業型碩士，授課對象是掌握較強流體力學知識的學術型碩士研究生時，強化第一部分內容；授課對象是專業學位研究生時，則側重第二部分內容。
二、豐富教學方法，注重自主學習能力
1.凝練教學內容，提升教學起點。為了使高等流體力學課程的知識更好地為建筑環境與設備工程、市政工程、環境工程等專業服務，需要對教學內容進行凝練。通過參閱其他理工科院校相關院系的教材和講義，從中精選出適合專業需要的內容編寫教材，并對某些不足進行改進，注重內容的系統性和連貫性，使之既能清晰反映高等流體力學的基本理論，又能結合上述幾個專業的實際應用特點，與專業課進行有機銜接和整合。著重收集了與建筑土木工程相關的流體力學內容。
考慮到研究生的知識水平和知識結構與本科生有較大區別，并且多數學生已經掌握了工程流體力學的一些基礎知識，選取的教學內容具有較高的起點，使學生在較高的層面上學會應用流體力學這個理論工具。
2.采用精講多練的教學方法。教學方法由講授、聯想、解疑、歸納、作業這幾個部分組成。其中講授要抓住重點難點，由淺入深的講解，由于課時較少，內容多，要求學生在上課前充分準備每一講的內容。在課程教學中改變教師講、學生聽的習慣做法，使學生在課堂上積極思考、踴躍發言。
高等流體力學課程具有理論性強、數學推導能力要求高的特點；但是另一方面，其課時相對較少，為了解決內容深與課時少的矛盾，在授課方法上側重于精講多練。對關鍵的基礎理論部分（如流體力學基本守恒方程的推導），安排較多的學時講深講透，使學生能夠從本質上掌握流體力學這個理論工具。同時，課后安排與基本理論密切相關的習題和工程問題讓學生加以訓練，使學生加深對理論的理解和消化，同時提高應用理論工具解決實際問題的能力。
3.利用板書、多媒體技術、網絡輔助教學相結合的教學手段。高等流體力學課程是一門理論性和應用性都很強的學科，授課手段不應一成不變。在公式推導過程中較多地采用板書的方式更符合學生的思維習慣；對于一些實際工程問題或自然中存在的流體力學現象，采用動畫或視頻的形式展示更加生動形象，可以幫助學生較快地建立感性認識，從而更好地理解復雜規律。同時，利用網絡及時向學生提供教學資源，包括：課程大綱、授課教案、講義、課后習題、國內外相關教材等資料，旨在給學生提供一個全面、簡便、輕松的教學環境。
4.利用試驗和CFD模擬加深學生對基本理論的理解。本課程利用學校和學院的實驗設備資源，開設演示性實驗、驗證性試驗和設計性試驗。安排適量的CFD程序操作課程，并邀請國內外大型設計院人員講解CFD軟件，加深學生對流體力學工程應用的理解。此外，課題組任課教師所從事的科研活動，也給不少學生提供了實踐的機會和場所。收集了與建筑土木工程相關的工程案例，通過案例討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課程教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實踐問題的能力。
5.啟動雙語教學。為了便于學生快速準確地理解國際上關于本學科的新知識和先進技術，使學科技術更好的與國際接軌，我們在教學中逐漸開展了雙語教學。考慮到學校的實際情況、學生英語水平參差不齊等問題，一開始就全部采用外語教學，勢必會影響教學效果，因此在學生學習初期使用母語教學，然后逐漸地部分或全部使用第二語言（英語）進行教學。同時我們加強師資隊伍建設，培養年輕的老師出國深造，能夠更好地講解國外原版的專業教材，使學生能夠閱讀相關技術知識的英文文獻資料，在雙語教學實踐中并且結合工科專業特點，能熟練運用相關的英文編程工具和商業軟件，能夠應用英文處理和交流相關問題，拓展課程中的專業視野。
三、教學模式：互動式教學
保羅?佛萊雷說過：“沒有了對話，就沒有了交流；沒有了交流，也就沒有真正的教育。”[2]互動式教學可以提高學生的學習水平和協作能力，因此成為國際上大力推行的教學策略之一[3]。
相對于本科教育，研究生教學中更注重對學生獨立解決實際問題能力的培養，所以在研究生課程教學中更應該采用互動式教學模式，可以更好地激發學生的創作力和培養獨立思考能力。教學中改變一味地灌輸，注重方法，突出學生的主體地位，發揮其主動性，積極開展討論式、演講式、辯論式、案例式等多種形式的教學方法，激發其主動思維、辨析、討論的熱情。我們在課程教學中設計了以小組為單位，針對實際工程問題，進行仿真案例計算。在教學中應當盡量將講授的新知識轉化為學生感興趣的問題，使抽象的理論內容借助生動具體的案例和多媒體場景形象化；關注學生的個體差異，創造出能夠調動學生積極性和學習興趣的課堂氛圍，使學生在寬松的環境中學習和探索。
四、結束語
在計算流體力學的教學實踐中，作者把握《高等流體力學》中的重要思想方法，流體力學問題的本質，進行深入淺出、生動活潑的講解。同時結合作者的科研項目、生活、生產中的實際問題，向學生傳授治學方法，培養學生的自主學習能力和創新意識，通過近年的實踐收到了良好的效果。
參考文獻：
[1]翟建華.計算流體力學（CFD）的通用軟件[J].河北科技大學學報，2005，26，（2）.
[2]保羅?佛萊雷.被壓迫者教育學[M].上海：華東師范大學出版社，2001.
流體力學基礎知識范文2
關鍵詞：《流體力學》課程；實驗教學；教學改革；建筑環境與能源應用工程
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0225-02
一、前言
我校的學生培養定位是：“立足內蒙古，面向全國，服務國家基礎工業和地方經濟建設，培養崗位適應性強、工作作風踏實的應用型人才”[1]。
建筑環境與能源應用工程專業的培養目標是：“適應社會主義現代化建設需要，德智體全面發展，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新意識和工程實施能力的建筑環境與能源應用工程專業應用型高級技術人才”。畢業生能夠從事工業與民用建筑室內環境與暖通空調、通風除塵、采暖供熱、燃氣供應、建筑給排水等公共設施系統、建筑熱能供應系統的設計、安裝、調試、運行、管理以及建筑自動化系統的方案制訂，并具有初步的應用研究與開發能力，能夠在設計研究院、建筑工程單位、物業管理公司及相關的科研、生產和教學等單位從事技術與管理工作。
《流體力學》是建筑環境與能源應用工程專業的一門主要技術基礎課，也是我校重點建設課程之一，是該專業工程技術人員必須掌握的知識。同時，該課程也是我校環境工程、熱能與動力工程、礦物加工工程、采礦工程、機械設計與自動化等工程專業必須開設的課程。通過本課程的學習，學生應掌握流體力學的基本概念、基本理論以及水力計算的基本方法。流體力學實驗是流體力學課程的重要組成部分，流體力學實驗是發展流體力學理論，驗證流體力學假說，理解流體力學現象，解決流體力學工程問題的一個重要手段，該課程實驗教學質量的好壞影響到學生對知識的了解和掌握，以及動手實踐能力的培養，甚至影響到他們就業后對專業知識的靈活運用。
二、當前實驗教學存在的問題
1.實驗教學現狀。流體力學實驗是《流體力學》課程的重要環節。實驗基本目的要求是：使學生觀測流動現象，驗證所學理論，掌握實驗的方法和操作技能，訓練學生整理實驗資料、編寫實驗報告的能力，培養學生嚴格的科學作風。目前我?！读黧w力學》課程開設的主要實驗項目有：雷諾實驗、伯努利方程驗證實驗、圓形管道沿程阻力實驗、圓形管道局部阻力實驗、一元流動量方程驗證實驗、氣體紊流射流實驗等[2]，全部是傳統的驗證型實驗，由于實驗室房間、實驗器材、指導教師人數等方面的條件有限，綜合型、設計型實驗不能開出。不同專業、不同學時的《流體力學》課程的學生進行完全相同的實驗。在實驗課堂上，實驗指導教師從實驗原理、實驗目的、實驗儀器設備、實驗操作步驟、實驗注意事項、實驗報告格式要求等方面進行講解，之后學生分組進行實驗操作，觀察實驗現象，采集實驗數據，出現問題在指導教師的指導下進行處理，教師根據實驗報告的書寫完成情況和質量來評定成績。雖然實驗項目開設的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內容，也有利于增進學生對理論知識的理解，但沒有激發學生的積極性，學生做實驗的主動性和熱情沒有體現出來，只是被動的完成了實驗教學過程，不能培養學生的創新性。
2.實驗教學效果。近年來伴隨著我國教育體制的改革發展和招生規模的擴大，給學校的發展帶來了機遇，使學校的發展取得了長足的進步，但不可回避的是學生質量在不同程度上有所下降，基礎知識不很扎實，給后續教學工作帶來了困難，也是擺在全校師生面前的難題。另外還有相當一部分學生是通過調劑專業而來的，不是他們所鐘情和喜愛的專業，因此，學習積極性也不高，疲于應付，學習目的不明確，態度不很認真，缺乏學習的熱情和動力，只求考試及格過關了事，流體力學實驗課的學習也是如此。
近年來，學校也做了很大努力，在改善實驗條件方面投入不少，但由于學生人數眾多，實驗儀器設備臺套數較少，實驗小組人數偏多，親自動手操作的次數不是很多，感性認識不夠，盡管實驗指導教師想盡一切辦法，盡可能多的創造機會，但收效甚微，實驗效果不理想，有的甚至連最基本的測試儀器，如畢托管的工作原理、使用及注意事項等都不清楚。另一方面，由于小組人數多，實驗測試數據相同，實驗報告抄襲現象嚴重，沒有進行數據的處理、分析、結果的討論，因此對實驗的感悟不深，對所學理論知識的理解、體會起不到作用，同時給實驗成績的考核帶來了不便。
三、課程實驗教學改革內容
1.實驗課的地位。實驗是《流體力學》課程非常重要的組成部分，但是在教學實踐中，往往更多強調的是理論的重要性，而忽視了實驗對流體力學理論學習的幫助。因此要充分重視流體力學實驗的地位，實驗在流體力學教學中和理論課具有同樣的重要作用，流體力學實驗是驗證理論、數值計算結果的唯一途徑，是學生獲得流體力學感性知識的主要方法，有利于學生對抽象知識的深入理解，促進學生進一步思考，培養他們的擴散思維，調動他們學習的積極性。另外，要樹立重視實驗教學、熱情服務學生的觀念。首先要重視實驗室建設，無論從政策傾斜還是人力、物力以及資金投入等方面都予以高度重視；其次要尊重實驗教師的地位和實驗教師的勞動，吸引具有一定操作技能和設計構思能力的教師充實到實驗教師隊伍中。
2.優化實驗教學內容?！读黧w力學》是建筑環境與能源應用工程專業的技術基礎課，其內容貫穿了建筑環境與能源應用工程專業的所有領域，如采暖供熱中的熱媒介質（水）的流動，空調工程中空氣、冷凍水、冷凝水的流動，通風除塵中空氣以及粉塵粒子的流動，鍋爐中的煙氣、水、蒸汽、粉塵粒子的流動等，所有這些流動的參數測試分析類似于流體力學實驗，因此流體力學實驗應該與工程實踐緊密結合。而目前《流體力學》課程開設的實驗全部是傳統的驗證型實驗，也是非常經典基礎的實驗，雖然實驗項目開設的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內容，也有利于增進學生對理論知識的理解，但是，和專業工程實踐脫節，聯系不密切，學生學習的興趣和積極性不高[3，4]。
在完成傳統經典基礎驗證型實驗的之后，指導組織學生自行完成一次設計研究型實驗，把原有單一的實驗內容組合到新的設計實驗中，如具有一定規模的管網設計實驗，并對設計管網系統進行運行調試，分別測定不同工況下的運行參數，如流量、流速、壓力等，這樣既把流體力學知識和專業課的知識結合在了一起，由于是按照自己的意愿設計的實驗，因而增加了學生的學習興趣，又提高了學生的操作運行技能，同時，在解決出現問題的過程中，使學生學到的知識得到了綜合應用。因此筆者以為，傳統經典基礎驗證型實驗固然重要，可以使學生所學知識得到加深鞏固和理解，綜合型設計性實驗則是對學生綜合能力得到鍛煉和提高的有效途徑。在實驗教學過程中，優化現有實驗資源，在完成傳統經典驗證型實驗的同時，加強了設計性實驗的開出。
3.教學手段與方法。為了達到應有的實驗教學效果，在實驗教學過程中，要打破傳統的實驗指導教師講解學生聽的模式，指導教師與實驗學生采取互動的形式，共同探討實驗的目的、意義、背景、對應知識點以及和相關知識的聯系、完成實驗測定的技術路線等，使學生處于主體地位，積極參與，主動進行。方法可以靈活多樣，教學手段可輔助以教學錄像、多媒體等，對于實驗過程中出現的問題應讓學生互相討論，從中獲得答案，指導教師予以補充。實驗成績的考核不拘泥于實驗報告，應根據學生對實驗目的意義的感悟、對知識聯系的理解、實驗動手操作、問題分析討論、實驗報告質量等綜合評價[3，4]。
四、結語
《流體力學》是建筑環境與能源應用工程專業的一門主要技術基礎課，也是我校重點建設課程之一，同時也是環境工程、熱能與動力工程等專業必須開設的課程。流體力學實驗是該課程非常重要的組成部分，實驗不僅可以提高學生的學習興趣，還可以有意識的培養學生觀察事物的能力、分析解決問題的能力和相互協調合作的能力。因此要轉變觀念，重視流體力學實驗教學，整合流體力學實驗資源，進一步補充完善實驗教學內容，改革流體力學實驗教學方法和手段，不斷研究流體力學實驗發展趨勢，不僅要使學生完成經典基礎的實驗項目，更重要的是要放手讓學生開發設計型、研究型實驗，突出學生的主體性，提高學生學習的主動性和創新性，使每一個完成流體力學實驗的學生從中得到鍛煉和提高，為培養綜合型建筑環境與能源應用工程專業人才奠定扎實的基礎。
參考文獻：
[1]內蒙古科技大學教務處組.內蒙古科技大學本科專業培養方案（2014版）[Z].
[2]陳俊俊，李義科，牛永紅，龐S佶，劉素霞.新版《流體力學》課程教學大綱修訂及思考[J].科學管理研究，2011，（2）.
流體力學基礎知識范文3
關鍵詞：流體力學 教學改革 互動啟發式教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（b）-0030-02
近年來，作為在新的歷史時期全面推進我國高校人才培養模式改革的重要舉措，中國礦業大學（北京）大力開展全面建設研究型本科教育教學體系，加強學生創新能力的培養，落實“創新教學環節”的教學改革研究?！皠撔陆虒W環節”由創新方法類課程、創新實踐活動組成。包括科研導論課、科研技能實踐、以及大學生創新訓練項目等等。然而，大學本科生在校的大多數學習時間還是以課堂為主，如何對課堂教學進行改革，以適應研究型本科教育教學體系的需要，是本文探討的問題。
1 流體力學課程的指導思想及定位
流體力學是工程力學專業的核心基礎課程，為后續課程提供必要的基礎知識和應用工具。因此，牢固掌握流體力學課程的基本內容，熟練運用該課程的基本方法，透徹理解其基本思想，是打開力學專業階段學習的關鍵。對于流體力學這門課的普遍認識是，老師們難教，學生們難學。究其原因，是因為學生在中學沒有接觸過流體方面的知識，是“懵懂無知”的狀態；而到了大學，一開始就要接觸流體的性質、模型、運動學和動力學的概念，是“被動接受”的狀態。這對于大學生來說勢必會感覺很難，從上課聽不懂，習題不會做到上課不想聽，習題抄答案，形成惡性循環，而教師的灌輸式教學更使得這門課預期達到的教學目標難以實現。學生的基礎沒有打好，對于后續課程的學習勢必產生不良影響。如何使學生在學習過程中既能獨立思考，又能積極響應教師的互動提示，進行有效的互動，這是提高教學效果的關鍵所在。
以學生為主體、教師為主導的互動式教學思想[1]在教學工作中逐步得到鞏固和落實，在教學方法的改革上取得了可喜成績。但是，要真正實現“教以學為本”[2]，還需要不斷在教學思想、教學方法、課堂結構等諸多方面進行創新性的探索與研究。作者近年來一直從事流體力學課程的教學工作，對如何讓學生學好這門課進行了一定的研究。作者認為，啟發式教學[3]對于流體力學難教、難學這一問題是一有益的解決方案。通過在課堂上與學生互動以及在適當的時候對學生進行啟發，能夠改變流體力學課堂沉悶，學生不想聽講的氛圍，同時對培養學生的力學修養與力學能力大有裨益。教師在教學過程中切實重視、真正確立學生在學習過程中的主體地位，通過學生自悟、質疑、寫練的同時，加強學生主體之間的信息交流，以及教師的適時點撥啟導，構建“互動啟發式”這一課堂教學結構體系，能更好地讓學生學會學習，逐步提高學習修養。
作者針對上述問題，參考了國內外教學資料，結合多年教學經驗，并以工程力學08級的“流體力學”教學為研究對象，成立了“巖爆研究大學生創新小組”。小組成員利用課余時間，參加重點實驗室的科研活動，在北京市學會第17屆學術年會上了表了三篇論文[4～6]。小組成員的學習熱情、學習成績、研究水平得到了很大的提高。由此可見“互動啟發式”教學適應教學改革的需要?！盎訂l式”教學方式改變了過去那種學生被動接受的狀況，它要求教師的教學必須以調動學生的積極性為主，學生是主動的參與教學，而不是被動的去記憶。作者在教學中發現，互動啟發式教學方式是教師學生“雙贏”的教學方式，它促進了師生間的情感交流，調節了課堂氣氛，是符合大學教學大綱的新選擇。
2 流體力學的基礎性、前沿性和時代性
《流體力學》課程是計算流體力學、多相流動、非牛頓流體力學的基礎性理論。同時，本門課程對于許多理論性較強的學科，如工程熱力學、傳熱學、應用數學、應用物理學、流固耦合、滲流力學等，都是必不可少的基礎理論課?！读黧w力學》課程中的許多專題：如邊界層理論、湍流、渦動力學、水波動力學、氣體動力學等都是發展迅速的前沿學科。當前，隨著環境和資源探測要求的增長與技術進步，出現了許多或以流體力學為基礎、或與流體力學相交叉的新學科，如CCS（碳固存）、煤巖中的瓦斯流動、多場耦合、多相流及非牛頓流體力學；特別是隨著高超音速飛行器和運載工具、超靜音潛艇、以及現代武器系統的發展，為流體力學學科提出了更多的新問題，也為學習《流體力學》的學生提供了廣闊的發展空間。
3 流體力學教學改革的嘗試和成效
在教學中努力踐行“研究型學習”[7]與“創新型人才”[8]的培養。開展“互動啟發式”教學法改革，培養學生積極思考、研究型學習、創新型思維的能力。在平時成績考核中，增加了“研究報告”一項，指導并鼓勵學生針對書中的重點、難點問題進行深入研究，在創新教育理念與研究性教學相融合上做出了有益的實踐。
3.1 教學方式的改革
《流體力學》課程的特點是：理論性很強，對學生的數學基礎要求較高。例如，除了需要了解一般張量變換和指標運算的規則外，還需要了解張量場論、曲線坐標系下的張量微分學、微分幾何中關于點、線、面間的拓撲關系；以及由Gaussian定理、Stokes定理、標量勢、矢量勢、Helmholtz張量分解定理、向量場的梯度來表示流體力學的求解域，需要了解它們的幾何意義以及在流場幾何描述中的應用。另外，在對不同流動現象的偏微分方程定解問題的求解中，需要講解有關的數學物理方法的背景知識，如解波動方程的行波法、求解渦旋場中的格林函數法等。僅采用PPT教學，難以表達在定理推導或偏微方程求解中的思辨、引證與推理過程。
因此，將傳統“板書式”教學與現代教育技術相結合，各種方法互為補充，探索啟發式教學法的創新，采用了以下的教學方法與教學手段：
（1）對于建立流體力學基本方程組或偏微分程求解過程中的數學推導，采用板書講解為主，PPT為輔的教學方法。由于多數學生的張量場論與張量微分學的基礎較薄弱，在從這些定理出發建立流體力學基本方程的教學中，需要進行較長時間的數學推導，很容易造成學生的疲勞。采用傳統的“問-答”為主的“啟發式”教學法，往往得到“啟發”的只是部分基礎較好的同學，多數學生很少能主動響應，容易形成流體力學“難以學懂”的印象。
針對上述問題，創造性地設計了“互動啟發式”教學法。所謂“互動啟發式”教學，就是在設置啟發問題過程中，對被啟發對象的思維過程施加以強烈的影響，激發學生深入思考的方法。具體是，在理論學習、定理推導、或典型例題講解過程中，由老師首先進行提綱式講解，針對教材中的重點且難點問題，要求學生進行一定時間（5～7 min）的課堂練習作業，啟發學生提出問題。最后，再由老師進行板書講解的“講解―學生練習-提問―再講解”的課堂教學過程。
“互動啟發式”教學法實施的關鍵，是由教師對講解的問題進行綱要式分析，給出主要思路并交待相關背景知識，對其中的關鍵問題設置疑問點；在學生進行5～7分鐘的課堂練習過程中進行巡查，發現學生遇到的難點并適時提問，最后，有重點地進行分析與講解。在這一過程中，給學生提供了一個獨立思考的機會、創造了一個平等、自由的提問環境，使學生可以毫無顧慮地與老師交流，也便于老師及時發現問題。老師在學生達到思維臨界點時的講解，學生的印象深刻，可以達到事半功倍的效果。
（2）對于流體力課程中應用型專題和涉及實際物理現象較多的章節，采用PPT或錄像為主的現代化教學方法。這樣，可以在有限的課時內，在使學生充分掌握書中的理論知識的同時，對相關的物理現象有感性認識，加深對理論知識理解，以激發學生的科學探索精神，提高學生的學習興趣。為此，通過課程建設，編制了實驗錄像。實驗錄像介紹流體力學理論的背景知識，如有關流體粘性、壓縮性、靜力學實驗、伯努利方程實驗、雷諾實驗、邊界層流動等，利用PPT等現代化教學方法在課堂教學中加以運用。
（3）耐心、細致的課后輔導。對于在課堂上提出問題的學生，無論問題對錯、難易，在回答問題前，首先用“這是一個很好的問題，……”“你的問題很重要，……”等加以鼓勵，然后再回答問題；對勤于思考的同學加以表揚。
（4）改革考試的形式和內容，促進教學質量的提高。教學實踐中，對期末考試進行改革：平時成績定量化計分制；要求每位同學選擇教科書中的一個專門問題進行研究，提交一份專題研究報告；在期末考試卷面成績出題中與評分中，強調解題的分析過程。通過上述方法，在考試內容上，將知識測試與創新能力測試相結合。
3.2 教學改革效果
自我校工程力學專業開設《流體力學》課程以來，作者一直致力于以創新型人才培養、研究型學習方法建立為目標的教學改革，在不斷提高自身理論水平的同時，提出了“互動啟發式”教學方法并在教學實踐中加以運用。學校教學督導組的資深老師多次聽課，都給予了很高的評價。在授課中注重板書推演、思辨清晰、嚴謹、通俗易懂，在課后熱情輔導同學們的學習與創新研究活動。作者的授課及輔導受到同學們的廣泛歡迎。
4 課程特色
力學專業《流體力學》課程理論性強、對張量分析、場論、數學物理方法與特殊函數等數學基礎知識要求高。作者在不斷提高自身的理論水平、積極開展教學研究與改革的基礎上，形成了以下課程特色：
（1）在建立流體力學基本方程組與求解流場數學模型過程中，板書推演思辨清晰、嚴謹、通俗易懂，對所需的張量、場論、數學物理方法背景知識可進行詳細分析或精講。為使理論分析連續、易于啟發學生的思維，撰寫了近60萬字的背課筆記/授課講義，在板書推導中，多數情況下可以脫稿講解。
（2）采用“互動啟發式”教學方法，在課堂上形成與學生間的良好互動，啟發學生的自主思維、深入思考，以達到深入理解復雜數學、力學理論的目標。“互動啟發式”教學方法不斷充實完善，形成了包括課堂的即時啟發教學、平時的考察輔導與期末考試互相支持的系統方法。為研究型學習與創新型人才培養提供了有力保障。該方法得到了越來越多的認同。工程力學系的同仁，如黎立云教授、祝捷副教授等老師都采用了“互動啟發式”教學法，并形成了自己的特色，取得了很好的教學效果。
（3）強調“研究型”學習方法。在平時的作業中，要求學生將每一道習題當作一個“模型科學問題”，以論證與推演過程是否合理來評價學生作業的優良等級。對學生的作業認真評分并計入平時成績。允許作業成績不理想的同學可以重作，重新評分。另外，要求學生在課程結束前，選擇書中的問題提交一個研究報告，老師給予輔導、評分，并計入平時成績。以上措施在培養學生的研究型學習方法上起到了十分重要的作用。
（4）積極引導、支持學生開展創新科研活動。指導學生針對教學中的重點和難點開展解題方法、教學方法的研究，并將結果撰寫成研究報告或教改論文。在授課期間，對有學生要求給予科研的學術指導，總是熱情響應。
5 流體力學教學工作的展望
（1）繼續充實、完善習題庫、多媒體課件、實驗錄像等教學資源，實現優質教學資源共享。
（2）以創新型人才培養、研究型學習方法為目標，繼續開展教學方法的研究，不斷完善“互動啟發式”教學方法的內涵。
（3）現有的力學專業《流體力學》教材或深度不夠、或難于自學。準備在多年流體力學教學積淀與撰寫的講義的基礎上，出版一部通俗易懂、學術水平高、具有礦業特色的流體力學教材。
（4）目前的張量分析、場論的教材大都比較抽象，受眾較少。準備集自己多年在微分幾何、張量與場論理論的學習心得，在撰寫的講義基礎上，出版一部側重于講解張量、場論主要定理幾何意義及其在流場描述應用的學術論著，作為力學專業《流體力學》課程的參考教材。
（5）跟蹤國際上最新研究成果、發表高水平科研與教改論文，提高自身素質，促進教學水平的提高。
6 結語
用“互動啟發式教學”法進行教學，不但能使學生順利地接受新知識，而且教給學生利用已有的知識通過歸納總結去認識新知識的一種有效的學習方法，這就給了學生一雙點石成金的手。同時，由于采用對比、比喻等方法，引進一些生動活潑、通俗易懂、典型直觀的事例，不僅使教學雙邊活動有聲有色，而且在重溫舊課時輕松愉快的認識和掌握深奧、抽象、復雜的概念和規律，起到事半功倍的效果?！盎訂l式教學”是傳授知識、啟迪思維提高教學質量的重要手段，是一種行之有效的、科學的教學方法。
總而言之，作為大學教師，為了改革傳統的教學模式，必須在了解自己學生的基礎上采取相應的教學策略和教學方式。互動啟發式教學方式克服了傳統教學方式的不足，調動了學生的積極性和主動參與性，它是大學教學改革的必然要求，應該堅持并努力完善這種教學方式，使教學真正做到學以致用。
參考文獻
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流體力學基礎知識范文4
【關鍵詞】啟發式教學思想 教學方法 流體力學 實踐
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）10-0021-02
一 啟發式教學的含義
“學而不思則罔，思而不學則殆”，針對這一現象，孔子認為“不憤不啟，不悱不發，舉一隅不以三隅及，則不復也”。這句話的意思是：“不到他努力想弄明白而不得的程度不要去開導他；不到他心里明白卻不能完善表達出來的程度不要去啟發他。如果他不能舉一反三，就不要再反復地給他舉例了?！睆目鬃訉l式教學的認識，可以看出啟發式教學首先要學生處于“憤”或“悱”的狀態，之后才是教師的“啟”和“發”。也就是說，學生要先經過努力思考，卻仍不能解除心中疑惑，這時教師才應該對學生進行點撥，教給學生解題思路與技巧。所以說，啟發式教學的第一步是學生應對所學的內容進行自學，而且經過了深思熟慮而不得。啟發式教學的第二步才是教師的指導或引導，無論是對語言的精準表達，還是解題的思路或技巧指導。啟發式教學的第三步，是對學生剛剛解除的疑惑進行考查，以驗證學生是否真正理解，是否熟練掌握，以期學生能在學會的基礎上，能夠舉一反三，融會貫通。
“啟發式”教學的思想與“填鴨式”、“滿堂灌”的做法相對立。教師在任何情況下都不可以自己的灌輸代替學生思考。啟發式教學的根本思想是以學生為教學活動的主體，教師只起指導、引導作用。啟發式教學不僅是一種教學方法，更重要的是一種教學思想。
二 啟發式教學在流體力學教學中的實踐
從啟發式教學的思想看，教師要想啟發學生，其前提是學生必須要有疑惑，并且是在思考后不能解答的前提下，才進行啟發。因此，老師的職責是如何使學生去積極思考，在學生迷茫而無所得的情況下對學生進行正確的引導。
1.以啟發式教學思想為指導，精心營造啟發的教學情境
教師在所有的教學環節，都應以啟發式思想為指導。重視后用啟發式教學。每一位教師應從教學規律出發，精心設計教學活動，精心營造啟發式教學情境。
2.啟發式教學方法在流體力學課堂中的運用
第一，總結式啟發和回顧式啟發。流體力學是以流體為研究對象，探討其受力及靜止、運動規律。前后知識邏輯性強。每部分知識結束時，應及時總結，進而拋出新問題，引發學生課后思考。甚至可布置思考題，讓學生自己找出解決問題的思路。下一節課開始時，教師先回顧上節課的主要內容，從沒解決的問題入手，和學生探討解決問題的方法。如講完“流體靜壓強的兩點特性”后，可及時讓學生思考，如果流體是運動的，那么其動壓強是否還具有這兩點特性，從而引發學生的疑問，這樣不但使學生主動去探究靜壓強大小與作用面方位無關的原因，還會使其帶著興趣去學習流體動力學的內容。
第二，現象啟發式。流體力學課程概念多，前后內容邏輯性很強。教學內容的安排應符合人類從感性到理性、從現象到本質、從淺顯到深入的認識過程。因此，教學時應經常與日常生活及工業生產中的現象相聯系。例如，講“流體黏滯性概念”的時候，讓大家思考手接觸不同流體，如空氣、水和油時的感覺，從感覺上區分不同的流體具有不同的黏滯性，并認識到它們與手的黏附力不同。接著讓學生分析原因，從而水到渠成地得出黏滯性的本質是內摩擦力的結論。
用現象或實例可以引發學生的思考，進而吸引學生的興趣，而且會讓學生明白，流體力學中的概念是從現象中抽象出來，與現象緊密聯系的。對這些本質的理解及知識的獲得反過來可以解決、解釋很多實際問題。這樣，學生會饒有興趣地學習知識，并能從本課程中得到更大的收獲。
第三，對比式啟發。在流體力學教學中，可以采用以下三種對比方式：一是將相近或相反的概念、規律進行對比。例如，在講氣體能量方程時，與前面的液體能量方程對比，說明氣體能量方程形式上的不同。再如，氣體靜壓強的分布規律與液體相對比，甚至把流體的壓強分布與粉體或固體的壓力進行對比。這樣，可以使知識的區別清楚地呈現出來，使學生印象深刻，便于記憶。二是將新舊知識進行對比，使學生在原有知識的基礎上學習新知識，從而加速對新知識的掌握，做到“溫故而知新”。例如，將理想元流伯努利方程、理想總流伯努利方程和實際流體的伯努利方程的成立條件及方程形式進行分析對比，可貫通舊知識和新知識，使學生加速對后者的掌握。學生的學習是一個在原有知識結構的基礎上不斷更新、不斷加深的過程。無論從知識的深度還是廣度上，都是不斷提升和深入的過程。這就要求教師善于從學生原有的知識基礎出發，引出新的問題，引發學生的思考，并分析得出新知識，解決新問題。三是將課堂理論知識與生產實踐、日常生活中的實例相對比，使抽象的內容具體化，加深學生的感性認識。教師應重視教學實踐活動，并充分利用實踐教學，把理論知識與實踐聯系起來，培養學生用書本知識解釋、解決生產、生活中所遇到的問題的能力。
第四，練習式、作業式啟發。流體力學課程理論性較強、概念抽象、方程較多，因此，進行習題訓練成為學生理解和鞏固知識的重要手段。在課堂上應重視對基本概念、基本原理思考題的練習與討論。在課下作業題目的布置上，教師應選擇一些具有較強典型性、綜合性和實踐性的習題供學生練習。對于一些難點，教師在啟發和提示的基礎上，讓學生互相討論，逐步深入，在爭論中得出答案。
流體力學基礎知識范文5
【關鍵詞】 水力學；土建類；現狀；改革
《水力學》（或《工程流體力學》）課程是土建類專業培養方案和大綱中規定必須開設的一門專業基礎課程，相比該專業的其他力學基礎課程而言，該門課程學時數少，對結構課程的支撐性較弱，課程教學多是為了滿足培養方案的要求，教學效果不甚理想。作為一名長期從事土建類專業水力學學課程教學的老師，有必要對水力學教學的現狀進行反思，提出合理的解決辦法。
1 土建類專業水力學教學現狀
1.1 課程地位不高。本校的土建類專業以工業民用建筑為主要方向，在課程設置中固體力學占據著非常重要的基礎地位，流體力學與水力學課程基本上處于可學可不學，學好學壞一個樣的地位。在專業培養中也較少重視流體力學或水力學的應用，學生學習以應付考試為主。授課和學習的積極性都不高，課程整體上來說不受重視，據了解很多學校建筑類專業的水力學課程基本上都面臨著這樣的窘迫地位。
1.2 教師隊伍建設不足。大多學校土建類專業不一定同時具有水利類專業，水力學教學主要是為了滿足專業培養目標中單獨一門課程的需要，一般該課程的師資力量一般不強，數量較少，教學科研和實驗教學環境較差，大多數流體力學或水力學專業的碩士研究生或者博士研究生基本不原意來校做教師，因此該類專業的流體力學老師一般專業出身的少，很多學校的流體力學老師是建筑專業或其他專業通過培訓后任教該門課程的。在土建專業中，流體力學課程的老師隊伍建設嚴重不足且整體素質和同專業的其他教師相比不同步。
1.3 學生學習積極性不高。土建類專業學生畢業主要從事工業與民用建筑的設計和施工等方面的工作，老是認為水力學課程與這些工作聯系不大，應用不廣，認為一般應用沒有必要單獨學習水力學，只需要按照規范來做就可以了，相比其他幾門力學課程而言，學生學習積極性不高，水力學學習基本上是在臨近考試的時候才進行。學生的積極性不高，教學效果肯定大打折扣。
1.4 課時較少，內容較多。土建類專業開設的水力學課程在一般院校中課時不高，一般在40-60 之間，由于教學改革的要求，課程門數增加，重點課程的學時比例增大，水力學課程的學時數有降低的趨勢。在比較少的課時中，水力學教授內容包括水靜力學，動力學，流動阻力和能量損失，孔口管嘴出流和管路流動，明渠流動，堰流和滲流等內容，有些專業還需要學習氣體射流等內容。分理論和工程應用兩大部分，內容較多，涉及的基礎知識較廣，有些數學知識還需要在課程中進行補充，學時顯得緊迫。
1.5 教材建設沒有特點。如上所述目前水力學教學內容主要包括理論部分與工程應用部分，目前各個學校所使用的教材內容基本上按照上面列舉的內容來布局，采用的教學順序也是先理論（靜力學，動力學，能量損失）后應用（孔口管嘴出流和管路流動，明渠流動，堰流和滲流等）的順序。這個順序和內容的布置是所有的非流體力學專業的水力學課程采用的一般方式。沒有針對土建專業課程進行專門的布局，在理論部分的習題中基本上仍舊以水力工程的例子為主，在應用部分，沒有結合土建類專業，比如給排水，通風，防滲，供暖改革課程內容。采用的基本上的水利類專業的課程體系和教材體系。
1.6 課程理論抽象，實驗教學困難，教學方式比較單一。 水力學基本理論建立在復雜的物理分析和數學推導的基礎之上，講解起來比較抽象，數學基礎比較差的同學較難接受，加上通過理論推導的結論和規律與現實的實際例子有一定的差異，對于同學們接受起來非常抽象，因此水力學課程往往成為土建類專業同學不以為然而又敬畏的課程之一。多數結論需要通過實驗過程來進行驗證，而水的運動過程受實際的條件約束較多，不同的工程條件會形成不同的結果，常規水力學實驗主要用來驗證流體力學基本理論以及一些典型的工程例子（如基本方程，能量損失，堰流等），驗證一個規律需要較大的實驗投入和準備工作，加上土建類專業實驗中水力學的地位問題，實驗教師的配置問題，水力學實驗課程一般很難開全。實驗過程中由于學生人數眾多，實驗分組一般都是5人-10 人一組，實驗過程中動手能力以及實驗效果均較差。
水力學教學過程一般采用理論教學和實驗教學相結合的方式進行，理論教學一般采用介紹概念，提出問題，分析推導得出結論的步驟進行，這個步驟過程中采用傳統的板書推導的方式是常用的教學方法，近年來許多學校的課堂教學過程也在嘗試使用多媒體教學過程，但從效果來看不甚理想。
2 教學改革與探索
上述水力學教學過程中存在的問題說明，土建類專業的水力學教學目前已經處于一個比較困難和尷尬的地步。在教學過程中必須采用多方面的手段，改變教學思路，改進教學手段，更新教學內容，改善教學條件，提高教學質量。
2.1 課程內容改革和教材建設探討。目前的水力學( 工程流體力學)課程基本以水利類專業為背景,介紹和研究的主要對象為水這種液體,對于土建類專業而言,筆者以為,水只是其專業背景下的一種流動工質,和建筑相關的流體種類還有很多,比如空氣,燃氣等,這些流體的流動過程本身與水運動的基本規律差別不大,應該能夠在水力學課程中加以輔助介紹,在實際的教學過程中，我們在介紹水動力學基礎中加入了氣體運動規律（如可壓縮流動的連續性方程，氣體流動的能量方程以及壓強線的概念等）；在介紹流動阻力和能量損失的時候補充了通風管道的阻力和能量損失的計算方法，在介紹孔口的時候聯系到窗戶等通風口的淹沒出流問題，介紹管道流動計算的時候與建筑給水排水系統聯系，在介紹滲流的時候結合建筑井和基坑的排水問題。并且在例題和作業中有意識的和建筑物中的流動問題相結合，通過這種調整使學生在學習的時候，不再覺得水力學是一門與建筑行業無關的課程，同時了解了建筑中的流動過程，而這些內容是他們可能在其他課程中無法了解的，認識了流體力學與建筑以及人類的生產生活過程息息相關之后，逐漸培養出學習流體力學（水力學）課程的積極性。
關于教材建設的問題，筆者長期以來使用兩種教材，一種是以建筑設備工程專業使用的流體力學與流體機械類（多種流體，以空氣主）；另一種是以水力工程，土木工程為代表專業使用的水力學或工程流體力學教材，這類教材一般以不可壓縮水流為研究對象，水力工程應用比較豐富。通過長期的使用來看，應該以水力學（工程流體力學）為基本教材內容，適當的加入前者中關于氣流運動，建筑工程中流動問題，并在二者結合的基礎之上增加適當的工程問題作為例題和習題。建設土建類專業普遍實用的一本教材。目前的教學中內容已經進行了改變，但教材的編寫和建設比較滯后。
2.2 教學手段的改革。關于多媒體教學在邏輯性強的含有較多的數學公式的推導內容的課程教學中的應用與效果問題，歷來在高校中頗有爭議，但不管怎樣，為了適應學生的厭倦傳統教學方式的要求，為了適應課堂教學時間縮短而內容增加的形勢，傳統的黑板教學方式必將被新型的教學手段所代替，這好象不值得討論了，事實上并不是幻燈片方式不適用于公式推導的教學過程，問題在于我們的多媒體手段是不是能夠解決和克服這樣的問題。也就是說就是如何利用多媒體技術，以及應用怎樣的多媒體技術。
水力學和流體力學研究的對象是流動的物質，研究的是流體的流動規律和狀態，動畫和錄象是在教學中必不可少的元素，使用動畫軟件可以形象的描述出流體在壓力變化的時候的體積變化，流動的跡線和流線，層流和紊流的特征和現象。使用PPT自帶的動畫功能也可以將每一步推導過程按照順序播放和演示出來，這種變化的動態效果和流動的特征在本性上是相容的，從這個意義上講流體力學是最適合使用多媒體技術講授的。
對流體力學的抽象認識甚至可能因為多媒體的應用而改變，在沒有多媒體技術之前，抽象的理論要被消化，往往是需要在實驗過程中才有可能變的具體一些，而有了圖象動畫之后，在課堂上也可以一目了然，提高了教學效率，同時也吸引了大部分同學的積極性。在有了盡可能多的感性認識之后，對于數學推導以及原理的應用也比較容易接受了。
網絡和信息技術的發展，為流體力學的教學提供了一個新的平臺，筆者通過使多年的水力學教學過程中同時發現了不是課程本身的問題，許多同學不會主動的和老師溝通關于學習的問題，近年來我主動公布了自己的電子郵箱地址，QQ號碼，個人博客和網站。意外的發現和同學的聯系不斷的增加，課程教學的問題也更多的通過網絡來解決和消化了，當然更好的利用網絡是建立網絡課程，但筆者現在仍舊堅持采用這些一對一的網絡方式。
多媒體技術與網絡教學是流體力學教學手段進步的一種標志，除此之外借助于流體力學自身發展的技術來促進課程教學也不可忽略，計算流體力學的飛速發展和應用，使得在計算機上模擬流動的過程和結果變的非常容易，盡管在本科教學中，不必講解計算流體力學，但使用它可以直接顯示出一個具體流動的特征和規律。在多媒體的制作過程中這也是一個不可忽略的途徑。
2.3 實驗實踐環節改革。水力學實驗，所需場地面積大，設備投資高，單個實驗時間長，土建類專業水力學課程實驗環節一般比較少，實驗個數少，實驗參與度低，一般一臺實驗設備進行實驗時往往有5、6人之多。很多同學實驗過程中基本上是看其他同學做，實驗效果較差，在實驗條件受限的條件下，筆者認為可以采取以下的一些手段改善實驗效果。
增加實驗組數，我校的實驗室有10臺綜合實驗臺，如果50個人一起做實驗，5人一組，分成兩組，就2-3人一個小組了，有了實驗條件參與度自然提高，有些實驗儀器只有2臺套，這就要合理的組合了，將幾種實驗放在同一個時間段里進行，不同的小組進行不同的實驗，然后依次進行輪換，這樣的過程既防止了多人做一個實驗，又避免了實驗過程變成演示實驗，提高了設備的利用率 。當然這樣的結果帶來的后果就是增加了實驗老師的工作量，同時要求學生在課前的準備要足夠的充分。
采用多媒體實驗教學，有些實驗儀器實驗室中沒有，我們就借鑒其他學校的實驗錄象或者自己使用動畫制作了一些實驗過程，在課堂上演示并講解。達到實驗目的明了，原理清楚，熟悉過程，知道結論的目的。
采用計算流體力學計算，根據工程的流動現象，自己設計流動過程的邊界，條件，流體種類。通過計算機計算和數圖顯示，掌握流動規律，獲得流動結論，由于計算機模擬是實質上的計算機實驗，這一過程可以很好的代替實際的實驗，可以模擬任意復雜的實驗環境。同時也便于同學們自己設計實驗，達到開拓視野，提高創新能力的目的。
2.4 考核方式和效果評價。傳統的水力學教學方式基本上都是采用閉卷考試來評定學生成績以及衡量學生是否結業，現行的水力學教材上基本上只有問答和計算兩種形式，考試中一般多采用這兩種題型。筆者在教學中結合本課程在專業中的地位問題，做如下的嘗試：
考核不僅僅由考試來決定，在每章甚至在有些比較重要的小節或一個知識點介紹完之后，不定時的給學生布置小論文任務。要求學生就該內容去找日常生活或工程中有關的例子并進行說明，作為平時最重要的成績。
考試的題型不限于計算和問答，采用更多的方式要求學生掌握基本規律，計算題在結業考試中的比重低于30%。但一定要是需要綜合能力才可做的。前面的一些諸如選擇，判斷，作圖，分析的體型考察基本規律和概念，既考查基本知識又考察應用能力。
考試的內容不全由教師決定，在每章作業之后布置一個特殊的任務，自己出一些本章內容有關的考題并上交，考試的時候一部分內容就是學生自己出的考題。這個過程由于學生比較重視，也很認真，同時也刺激了進一步學習的興趣。
總評成績的評定根據學校的規定，考試、實驗和平時成績各居一定比例。綜合平定效果，這個問題我想大多數教師都是采用相同的方法來進行的。其實撇開教育的規范性來看，筆者認為，學習成績的評定中應淡化考試成績，而注重平時的學習和應用能力。
3 結語
水力學（流體力學）課程作為土建類專業的一門基礎課程，在結構專業中的地位較弱，同時課程在教師隊伍，教材建設，教學內容，教學方法，以及同工程實際相聯系的過程中，也還存在諸多問題。作為該門課程的一名普通教師，筆者認為，當前應該改革課程內容，土建工程實踐緊密結合，加快教材建設改革；改進教學方法，提高多媒體教學效果，使用網絡教學平臺；利用計算流體力學的成果促進課堂教學和實驗教學；改變成績評定和考核方式，使考核過程更加科學與合理。
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流體力學基礎知識范文6
關鍵詞：教學模式；項目教學；教學方法；合作學習；考核評價
作者簡介：徐硯（1961-），女，黑龍江呼蘭人，哈爾濱電力職業技術學院動力工程系，副教授；王洪旗（1964-），男，河北河間人，哈爾濱電力職業技術學院動力工程系，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150030）
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）33-0057-01
在電廠熱能動力裝置專業（簡稱熱動專業）開展的基于工作過程系統化課程開發試點工作中，根據熱動專業人才培養方案和培養目標，認真研究和分析了本專業崗位的典型工作任務和職業素質需求特點，將原“工程流體力學”課程進行分析論證整合，調整為學習領域課程“流體流動能量分析”，旨在強調流體作為電力生產的重要工作介質所起的能量輸送和轉換的重要作用。采用更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學方法和內容，先進的教學設計理念和現代教育手段，小組合作學習的方法，注重學習過程和素質能力的評價方式，全面提升教學質量，全面提高學生的綜合職業素質，為學習后續課程、考取本專業相關的“職業資格證書”、完成本專業相關崗位的工作任務打下良好基礎。
一、教學模式和教學內容
電廠熱能動力裝置專業主要面向發電、電力建設等企業，培養能夠完成熱力設備安裝、檢修、運行、調試和技術管理工作任務，德、智、體、美全面發展的高等技術應用型專門人才?！傲黧w流動能量分析”課程是本專業進行職業崗位能力培養的一門核心課程，屬于專業基礎課的范疇，不直接對應典型的工作任務，反映部分典型工作任務的某些共性內容與要求。在本專業主要崗位群中（汽輪機運行值班員、鍋爐運行值班員、除塵脫硫值班員、鍋爐檢修工、汽輪機檢修工、泵與風機檢修工等）都必備流體力學知識。按照本專業崗位的實際工作任務需求構建課程體系、組織教學內容、設計教學項目，采取了項目教學、任務驅動、行動導向的教學模式，注重學生在校學習與實際工作的一致性，使理論教學與實驗教學緊密聯系，為崗位需求提供職業能力，為培養高端技能型人才提供保證。
采用將教學內容模塊化、層次化的教學方式，面向電力生產技術，根據工作任務和工作過程確定教學內容，再通過歸納、總結、提煉并遵循認識規律將教學內容總結為教學項目，依據電廠熱力設備和系統的實際水力分析及計算的工作任務設計教學項目和學習任務。針對每個學習任務按照咨詢、決策計劃、實施、檢查評價等進行教學組織設計。本課程共設計了“流體及其壓力的認識”、“靜止流體勢能轉換分析”、“流動流體機械能轉換分析”、“流動阻力損失的計算”、“繞流運動分析”、“氣體流動特性分析”六個教學項目（含18個教學任務），每個教學項目設有知識目標、專業能力目標、職業素質目標。知識目標側重于應知，重在基本概念、基本原理的掌握和理解；能力目標側重于應會，能用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題；素質目標強調團隊精神、職業道德、交流和學習能力的培養。緊密圍繞本專業崗位需求，學習實際工程所涉及到的流體力學的基本概念、基本原理，并具有一定的流體能量分析能力和管路水力計算能力。在完成相關訓練項目的過程中學習有關的技術知識，分別對應理論驗證和單項技術運用能力的培養、動手能力與設計計算能力的培養、知識拓展能力和創新能力的培養。
二、教學方法和教學手段
采用工學結合、理實一體的教學模式，根據不同項目內容，在教學中靈活運用項目導向、任務驅動、案例分析、多媒體演示、分組討論、實驗、啟發引導、邊講邊練等教學方法，引導學生積極思考、樂于實踐，提高教與學的效果。授課前一周向學生下達項目任務書，內容包括學習任務描述，學習場地、設備，知識、素質、能力目標，咨詢問題和途徑等，學生按照任務書的要求，咨詢信息形成學習筆記，小組討論形成項目實施方案。做到課內教學與課外教學相結合，自主學習與指導教學相結合。通過貼近崗位工作的電力生產實際案例導入知識，訓練分析和計算能力，使能力培養與工程實踐相結合。選題、選材注重共識性、綜合性、工程性、創新性，同時體現新穎性、趣味性、互動性。將實踐性強、技能訓練要求高的內容，通過模擬實驗、實驗操作、邊講邊練的方式，提高學生的動手能力。將傳統教學方法與現代教育技術相融合，向學生提供教學資源庫（包括教學課件、自學指導書、習題集、實驗指導書、模擬實驗軟件、相關電力生產設備及系統視頻和圖片、國家精品課網址、其他參考教材等），開闊學生視野，拓寬學習渠道。充分利用多媒體課件、錄像片、圖、表、網絡等現代化的教學手段，通過視覺、聽覺，全方位加強學生對知識的理解和記憶，同時結合板書等傳統授課手段，揚長避短，獲得最佳效果。
三、學習方法和考核評價
以學生為中心，支持學生自主學習、協作學習和探究式學習，每個項目的實施都采用小組合作學習的方法，強化學生的團隊協作精神，增強學生主動參與和個性發展。班級40人，分成4個小組，課上先由小組派代表匯報咨詢信息情況、存在問題，再由教師適時講解、分析，最后小組討論總結，實驗和水力計算項目由小組自行設計方案，分工合作完成。事實證明，試點班學生的學習能力、學習積極性和主動性明顯提升。
突破傳統考核模式，加強過程考核，注重素質和能力培養，全面公正評價學生的學習效果。職業能力評價占總成績的70%，職業素養評價占總成績的30%。
1.職業能力評價
（1）基礎知識評價。主要側重于對各個工作任務中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解，如連續性方程、能量方程、阻力損失計算等?？己朔绞綖槠谥袦y試和期末考試。
（2）專業能力評價。主要側重于用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題。包括實驗項目的操作能力表現，設計計算能力，分析和解決問題的能力?？己朔绞綖橥瓿擅總€教學項目過程中的咨詢問題回答、學習檔案檢查、實驗操作檢查、課業報告檢查。
2.職業素養評價
（1）平時考勤評價。根據平時上課和實驗出勤率進行評價。
（2）學習態度評價。根據每個學習任務完成過程的實際表現，如學習態度、是否遵守紀律、是否團結互助等進行評定。考核方式為個人評價、教師評價、小組評價和小組互評。
四、結束語
工學結合作為職業教育的重要特征已被大家所認識，探索和建立適合國情、符合工學結合要求的新型職業教育課程模式，成為廣大職業院校提高教學質量的重要手段。對熱動專業的“工程流體力學”課程進行了基于工作過程系統化的改革研究與實踐探索，旨在找到更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學方法和教學內容，全面提升教學質量，全面提高學生的綜合職業素質、能力。
參考文獻：
[1]趙志群.職業教育工學結合一體化課程開發指南[M].北京：清華大學出版社，2009.
[2]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.
