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關(guān)鍵詞：固體物理學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0034-02

固體物理學(xué)是一門研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成的微觀粒子（原子、離子、電子等）間相互作用和運(yùn)動規(guī)律，從而闡明其性能與用途的學(xué)科。它是微電子技術(shù)、光電子學(xué)、材料學(xué)等技術(shù)和學(xué)科的基礎(chǔ)，同時，也在太陽能光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的革新發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。因此，在常州大學(xué)新能源材料專業(yè)中開設(shè)該課程，并將其作為該專業(yè)的主干課程之一，希望使本專業(yè)學(xué)生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學(xué)生增強(qiáng)理學(xué)背景，擴(kuò)展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業(yè)后進(jìn)一步深造或就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

新能源材料專業(yè)是常州大學(xué)近年來為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立的新專業(yè)。該專業(yè)處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類專業(yè)課程往往更偏重材料的工藝、性質(zhì)和性能，這些課程往往重工輕理，造成學(xué)生的理科背景不強(qiáng)。而固體物理學(xué)課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義、復(fù)雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導(dǎo)，需要以高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理和量子力學(xué)等理論性很強(qiáng)的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的準(zhǔn)備。舉例來說，這些學(xué)生的先修課程并不包含量子力學(xué)。此外，像高等數(shù)學(xué)這類課程，學(xué)生雖已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但由于課時等原因，這類課程的學(xué)習(xí)程度沒有達(dá)到學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的要求。由于上述原因，本專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中感到相當(dāng)?shù)某粤?，特別是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，使部分學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒。因此，為達(dá)成設(shè)立本課程的初衷，其課堂教學(xué)和考核的改革勢在必行。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

固體物理學(xué)課程的內(nèi)容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎(chǔ)部分和固體物理專業(yè)部分。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為專業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了56個學(xué)時，因此僅講授固體物理基礎(chǔ)部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業(yè)側(cè)重太陽能光伏發(fā)電和鋰離子電池儲能的特點(diǎn)。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項(xiàng)金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導(dǎo)論》，講授該教材的前七章，側(cè)重材料的電學(xué)性能知識點(diǎn)的講授，減少力學(xué)和磁學(xué)等相關(guān)知識點(diǎn)的比重。例如在第三章晶體結(jié)合與彈性常量中，舍棄關(guān)于彈性常量的講解，回避復(fù)雜的角標(biāo)和矩陣方程，既可以減少學(xué)生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學(xué)性能相關(guān)的章節(jié)。此外，Kittel著《固體物理導(dǎo)論》這本教材比較注重物理結(jié)論，而在某些地方忽視了如何引出該結(jié)論的過程，如果只是照本宣科，必然會使學(xué)生對課程的內(nèi)容產(chǎn)生懷疑，最終導(dǎo)致他們失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，在教授的過程中作者還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進(jìn)行補(bǔ)充，力爭講清每個知識點(diǎn)的來龍去脈。比如，在第六章自由電子費(fèi)米氣中，《固體物理導(dǎo)論》該教材直接引出了一維情況下能級的表現(xiàn)形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學(xué)生感覺知識點(diǎn)比較突兀，缺乏心理準(zhǔn)備。對此，我們在這部分補(bǔ)充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內(nèi)容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生，起到了教書育人的目的。

三、教學(xué)方法的改革

正如前面所述，固體物理學(xué)課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，比較抽象難懂，而學(xué)生由于種種原因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學(xué)》、《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》和《高等數(shù)學(xué)》中相關(guān)知識點(diǎn)在課堂上穿插講解，為學(xué)生補(bǔ)缺補(bǔ)漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和演算，采用定性解釋或數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法去解釋固體的性質(zhì)和結(jié)論。例如，在講解費(fèi)米-狄拉克分布時，如果從數(shù)學(xué)推導(dǎo)上去解釋這一結(jié)論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊(duì)等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費(fèi)米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費(fèi)米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費(fèi)米能級附近的電子首先激發(fā)到高能級。這樣就很容易讓學(xué)生理解這一重要的結(jié)論，并且有助于樹立學(xué)好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費(fèi)米氣的過程中，首先給學(xué)生補(bǔ)充薛定諤方程的知識點(diǎn)，但由于他們沒有學(xué)過《量子力學(xué)》課程，對薛定諤方程的講解采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設(shè)就能簡單的導(dǎo)出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復(fù)雜、抽象的知識點(diǎn)以較為生動的形式傳授給學(xué)生，改變了他們對這門課程看法。

四、課程考核方式的改革

學(xué)生成績評定是教學(xué)過程的主要環(huán)節(jié)之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內(nèi)容，容易造成學(xué)生考前突擊，死記硬背；后一種形式考查內(nèi)容靈活，但學(xué)生往往對考試復(fù)習(xí)無從下手，一些學(xué)生甚至存在投機(jī)取巧的僥幸心理，放棄對所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。結(jié)合固體物理學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容靈活但又有大量基本結(jié)論和公式需要記憶的特點(diǎn)，作者采取半開卷的考試形式，即統(tǒng)一向?qū)W生發(fā)放一張A4大小的紙，學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中可將他們認(rèn)為重要的知識點(diǎn)歸納總結(jié)在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內(nèi)容。采用這種方法，避免了學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中將大量精力放在結(jié)論和公式的記憶上，有助于督促學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行思考，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

總之，在新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)課程教學(xué)過程中，要堅(jiān)持以學(xué)生為本，以學(xué)生為主體，在充分認(rèn)識本專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷改革，勇于實(shí)踐，不斷充實(shí)和完善自己，最終做到因材施教。

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關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 建構(gòu)主義理論 立體動態(tài)管理的教學(xué)方式 無紙化測試評估體系

國家教育部從2008年開始逐步在全國高等學(xué)校推行四、六級網(wǎng)絡(luò)化考試，從而較大地顛覆了以往紙質(zhì)卷考的考試形式和重點(diǎn)設(shè)置。國家教育部對大學(xué)英語四、六級的改革，充分地向各高校傳達(dá)了一個有效的變革信息，即：高校的大學(xué)英語課程要實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式和測試評估體系的適應(yīng)性改革勢在必行。

高等學(xué)校當(dāng)前多采用的是傳統(tǒng)方式的大學(xué)英語教學(xué)， 其單一的教法導(dǎo)致單一的測試方法。測試評估學(xué)生英語學(xué)習(xí)能力的方法多為學(xué)期教學(xué)后一次性對整體學(xué)生進(jìn)行紙質(zhì)卷考，在這種評估體系下，學(xué)生的成績就是典型性應(yīng)試教育的產(chǎn)物，學(xué)生作弊現(xiàn)象嚴(yán)重，考試內(nèi)容滯后呆板，一次考試定成績的測試體系不能全面客觀體現(xiàn)學(xué)生的整體英語語言英語能力及其語言的綜合素質(zhì)。誠然，傳統(tǒng)的測試評估方式曾為我國的英語教學(xué)起過不小的積極作用，但在新形勢下，傳統(tǒng)的測試顯得評價標(biāo)準(zhǔn)失真，互動性較低，片面性強(qiáng)，不能真正體現(xiàn)學(xué)生英語語言應(yīng)用的真正能魅力?；谶@樣的現(xiàn)狀，面臨國家教育部對大學(xué)英語四，六級測試方式的轉(zhuǎn)變的政策影響下，各高校必須從測試體系入手，改革傳統(tǒng)考試，導(dǎo)入立交式立體、動態(tài)測試評估體系，使測試對教學(xué)有良好的反拔作用，促使學(xué)生語言知識和言語能力的同步提高，促進(jìn)學(xué)生用英語交際的能力。這是由于語言從來不是僵死的，它永遠(yuǎn)處在運(yùn)動變化之中，因此語言測試也不應(yīng)固守一個模式，而應(yīng)以動態(tài)、立體、交互的形式反映應(yīng)試者對處在動態(tài)中的語言的掌握程度。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院基于大學(xué)英語的改革大背景，率先做出改革行動，引進(jìn)并使用藍(lán)鴿校園網(wǎng)語言學(xué)科平臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為本文研究提供了硬件支持和可靠數(shù)據(jù)。通過兩年的研究和實(shí)踐，作為該校英語教師，研究總結(jié)其測試評估體系從卷考到網(wǎng)考的巨大轉(zhuǎn)變及實(shí)現(xiàn)于以下三個方面。

一、是測試評估體系的改革，應(yīng)當(dāng)從重視語言要素轉(zhuǎn)向語言實(shí)際能力的運(yùn)用。其測試目的從重視共性轉(zhuǎn)向個性，從關(guān)注考試結(jié)果轉(zhuǎn)向語言學(xué)習(xí)本身。提倡形成性評估和終結(jié)性評價雙重評估體系并重，評價方法和測試手段應(yīng)當(dāng)多樣化，評價標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)當(dāng)多元化，鼓勵學(xué)生自我評價和相互評價，使考試起到促進(jìn)教學(xué)的作用。藍(lán)鴿網(wǎng)絡(luò)作業(yè)系統(tǒng)針對學(xué)生英語學(xué)習(xí)專門設(shè)了評估模塊，老師和學(xué)生雙方都可據(jù)此次作業(yè)做出相應(yīng)評估。測試評估內(nèi)容也由以往卷考客觀性試題居多轉(zhuǎn)向以主觀綜合素質(zhì)題型為主，客觀性評估為輔的試題。學(xué)生完成主觀性試題的過程就是轉(zhuǎn)向語言學(xué)習(xí)本身的過程，也是從本能應(yīng)試語言學(xué)習(xí)向興趣能力語言學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變的過程。在此互評評估過程中，教師設(shè)置學(xué)生互評和師生互評任務(wù)，師生順利轉(zhuǎn)變角色，這種多層次評估體系使得學(xué)生在對他人的進(jìn)行互評的過程中，完成多方面自我缺失知識的補(bǔ)充。同時也提高了測試評估任務(wù)的特征和目標(biāo)語言使用任務(wù)特征的一致性。

二、運(yùn)用構(gòu)建主義理論，構(gòu)建多極化的英語水平測試體系。建構(gòu)主義對學(xué)習(xí)和教學(xué)做出了新的解釋，以這種理論為基礎(chǔ)，學(xué)生、教師、教材、媒體構(gòu)成教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)成分，在運(yùn)用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論于教學(xué)中時，網(wǎng)絡(luò)能幫助學(xué)習(xí)者更有效地獲得更大信息量的語言資料，以視頻、音頻、文字、圖片多種形式提供給學(xué)生進(jìn)行選擇。淡化統(tǒng)考在評價英語教學(xué)和認(rèn)定語言能力方面的獨(dú)一無二的地位，從根本上破除應(yīng)試教育的根基。依據(jù)藍(lán)鴿語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，河北聯(lián)合大學(xué)大學(xué)英語多極化測試的多樣化水平測試體系系統(tǒng)分為三大體系：

1. 網(wǎng)絡(luò)作業(yè)測試體系。此體系依托藍(lán)鴿網(wǎng)絡(luò)平臺，給學(xué)生提供訓(xùn)練基地，使學(xué)生對所學(xué)知識達(dá)到從“了解”到“掌握”再到“會用”的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的作業(yè)為單元內(nèi)容學(xué)習(xí)完成后，課本自帶作業(yè)，這種終結(jié)性評估型的作業(yè)不能全面有效地分析學(xué)生的英語語言掌握能力。依托藍(lán)鴿系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持，教師可以根據(jù)課堂教學(xué)進(jìn)行自編作業(yè)，靈活掌握學(xué)生語言掌握動態(tài)，形成有效的自編型的形成性評估體系。

2. 考試測試體系。眾所周知，完成從卷考到網(wǎng)考的根本性變革在于測試評估體系的徹底轉(zhuǎn)變。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院的大學(xué)英語期末考試形式的轉(zhuǎn)變，較大的顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)下的期末考試形式。大學(xué)英語測試評估體系的轉(zhuǎn)變在兩年的網(wǎng)絡(luò)化考試實(shí)踐改革中，經(jīng)歷了三次主要的改變：系統(tǒng)抽題；課外自編；課外自編和課內(nèi)知識各占比例形成獨(dú)有模塊。通過實(shí)踐證明：自編試題的測試形式可以使測試內(nèi)容更豐富，形式更個性化，貼近學(xué)生素質(zhì)發(fā)展的實(shí)際狀況。

3. 個人測評體系。傳統(tǒng)教學(xué)評估體系的最大空白就是沒有個人測評體系，造成學(xué)生不知道自己在整個語言環(huán)境中的真實(shí)能力，學(xué)生自身英語運(yùn)用能力較低。測試評估體系轉(zhuǎn)變的最大創(chuàng)新，就是采用網(wǎng)絡(luò)個人自主學(xué)習(xí)和自我測評體系，有效地提高了學(xué)生的自我認(rèn)知能力，意識到自己的英語知識的缺失的具體原因，有效地自我改正英語學(xué)習(xí)策略。

三、實(shí)現(xiàn)全方位立體動態(tài)管理的教學(xué)和無紙化測試評估體系。

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[ 關(guān)鍵詞] 體育教學(xué) 傷害事故防范

一、學(xué)校體育傷害事故的類型以及產(chǎn)生原因

學(xué)校體育傷害事故是指在體育課堂教學(xué)、訓(xùn)練過程中，由于學(xué)生自身原因、意外事件、不可抗力、自助行為、特殊侵權(quán)行為或一般侵權(quán)行為造成學(xué)生精神和身體傷害的事故。產(chǎn)生傷害事故的原因是多樣的，人們面對學(xué)生遭到傷害事故時，總是將學(xué)校與受傷害的學(xué)生相對應(yīng)，將學(xué)生在體育教學(xué)中受到的傷害全歸責(zé)于學(xué)校，這種傳統(tǒng)而不合法的理念使得對此類事故的責(zé)任認(rèn)定產(chǎn)生強(qiáng)烈的偏差。

學(xué)校體育傷害事故產(chǎn)生的原因和類型主要有以下幾種類型

學(xué)校體育傷害事故主要有以下幾種類型：

1學(xué)生自我原因造成傷害事故

在體育課堂教學(xué)、訓(xùn)練中由于學(xué)生1、違紀(jì)（教師已盡管理職責(zé)）或疏忽大意；2、特殊體質(zhì)或疾?。]有告訴學(xué)校、教師）；3、自尊心強(qiáng)或心理承受能力差（學(xué)校、教師的教育教學(xué)方式并無不妥）而造成自身的傷害。對于完全由于學(xué)生自我原因造成的傷害，這類事故不存在著學(xué)校、教師的過錯行為。因此，根據(jù)責(zé)任自負(fù)原則，所有責(zé)任由學(xué)生本人承擔(dān)。

2由于意外事件、不可抗力或自助行為造成傷害事故

意外事件指非當(dāng)事人的故意或過失而偶然發(fā)生的不可預(yù)見的傷害。如在足球比賽中，學(xué)生被足球踢到了頭上而暈倒在地造成傷害事故。不可抗力即人力所不可抗拒的力量，指不能預(yù)見、不能避免并不能克服的客觀情況。如地震、風(fēng)暴等自然災(zāi)害引起的傷害。自助行為指權(quán)利人為保護(hù)自己的合法權(quán)利，在情事緊迫而又不能及時請示有關(guān)人員救助的情況下，對學(xué)生施加的為法律或社會公德所認(rèn)可的不超過必要限度的強(qiáng)制行為。如在排球教學(xué)中，學(xué)生跳起扣球而踩在另一排球上要摔倒時，順勢拉住另一學(xué)生，致使另一學(xué)生造成傷害。對于意外事件、不可抗力或自助行為造成的傷害，當(dāng)事人都沒有過錯，既不能采用推定的方式認(rèn)為當(dāng)事人有過錯，又不能適用無過錯責(zé)任要求加害人賠償，而學(xué)生遭受的損失得不到補(bǔ)償又顯失公平。因此，這類傷害事故理應(yīng)適用公平責(zé)任原則。對于這類事故的最好解決辦法不是通過法律程序，而應(yīng)通過“保險(xiǎn)”的方式進(jìn)行解決。

二、學(xué)校體育傷害事故發(fā)生的原因：

對于學(xué)校體育傷害事故發(fā)生的原因，專家學(xué)者從不同的視角進(jìn)行了分析和研究。首先，從觀念上看，體育教學(xué)事故的發(fā)生，往往是由于學(xué)校體育管理人員、有關(guān)的教學(xué)人員，以及學(xué)生自身對這類問題的重視不夠從而出現(xiàn)思想上的麻痹和疏忽，造成對教學(xué)中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的忽視，導(dǎo)致了事故的發(fā)生。其次，從制度層面上看，目前我國針對學(xué)校體育傷害事故所制定的法律規(guī)范尚不夠完善，顯示的針對性還不夠強(qiáng)，這就造成了一旦發(fā)生體育教學(xué)傷害事故，很難找到強(qiáng)有力的法律法規(guī)的依據(jù)。此外，在學(xué)校體育事故的管理制度方面，仍然存在一些值得注意的不完善之處，還跟不上時代的要求。這在客觀上為防范和處理傷害事故造成了障礙。再次，從器材層面看，國家對教育投入不斷增加，教學(xué)的條件也得到了很大改善。但是，隨著各個大專院校不斷擴(kuò)招，有關(guān)方面對學(xué)校體育教學(xué)方面的投入就顯得相對滯后，跟不上形式發(fā)展的需要。體育教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入的不足，導(dǎo)致了學(xué)校體育場地和體育設(shè)施缺乏，器械陳舊，難以滿足教學(xué)的需要。在客觀上，這形成了誘發(fā)事故的潛在因素。

三、學(xué)校體育傷害事故的防范

體育教學(xué)中學(xué)生傷害事故往往防不勝防，這類事故多數(shù)是出自疏忽大意、過失、瀆職而造成的，這不僅給學(xué)生本人及其家長帶來不幸和痛苦，而且給學(xué)校和教師造成管理上的困惑和不安，直接影響到學(xué)校正常的教育教學(xué)秩序，甚至影響到素質(zhì)教育向更深層次的推進(jìn)。因此，我們教育工作者要采取有力的防范措施，把學(xué)生的傷害事故減少到最低限度。通過上面地學(xué)校體育傷害事故發(fā)生的原因所作的分析，我們提出以下幾個方面有針對性的防范措施：

1提高對學(xué)校體育傷害事故的防范意識。

要加大對傷害事故進(jìn)行防范的教育力度，提高全體師生的安全意識和自我防范能力。大量事實(shí)表明，教育行政機(jī)關(guān)、學(xué)校教育管理人員甚至家長對在校學(xué)生人身安全問題的關(guān)注是不夠的，對學(xué)生傷害事故的安全防范教育基本處于空白狀態(tài)，學(xué)生的安全意識和自我防范能力較弱，安全知識匱乏。這是學(xué)校體育傷害事故不斷發(fā)生的一個重要因素。因此，應(yīng)完善學(xué)校的安全教育工作，將傷害事故防范教育列入體育教學(xué)計(jì)劃，使學(xué)生的安全意識和自我防范能力不斷得到提高。要了解和發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)傷害事故的隱患，盡可能把握體育教學(xué)中學(xué)生發(fā)生傷害事故的時間、地點(diǎn)和條件，做到防患于未然，樹立起一種具有高度預(yù)見性、高度敏感性、高度主動性和高度警惕性的綜合防范意識。千萬不要以“血的教訓(xùn)和生命的代價”才能喚醒體育教學(xué)安全防范意識。

2加強(qiáng)法制管理制度的建設(shè)

完善學(xué)校體育傷害事故防范與處理的法規(guī)和管理制度體系。目前，這方面的工作重點(diǎn)應(yīng)放在對學(xué)校體育傷害事故防范與處理辦法的研究和探討上，在現(xiàn)有的法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，制定出對學(xué)校和體育教師的權(quán)利及義務(wù)的范圍，對學(xué)校體育傷害事故的責(zé)任認(rèn)定和責(zé)任追究、傷害事故法律救濟(jì)等做出明確的、具體的界定，確保學(xué)校體育傷害事故能夠得到有效的防范，以及在出現(xiàn)事故之后的處理程序有法規(guī)可以遵循；其次，在學(xué)校體育傷害事故的預(yù)防與管理的制度建設(shè)方面，應(yīng)當(dāng)著力引入先進(jìn)的管理理念，構(gòu)建高效實(shí)用的管理運(yùn)行機(jī)制。例如，當(dāng)前國外已被普遍采用的風(fēng)險(xiǎn)管理體制，就是一種可行的學(xué)校體育傷害事故的管理模式。建立學(xué)生健康檔案掌握學(xué)生是否有某些不適宜劇烈運(yùn)動的疾病，以便在安排有關(guān)活動時加以控制，并要求家長定期為學(xué)生檢查，以保證學(xué)習(xí)橫在校期間的安全。學(xué)校應(yīng)將學(xué)生傷害事故防范工作的責(zé)任分解為若干層次、若干環(huán)節(jié)，明確劃分每個部門、每個崗位防范工作的范圍，對防范內(nèi)容和具體責(zé)任簽訂責(zé)任書。這樣能有效避免部門、崗位之間的責(zé)任不清，相互扯皮的現(xiàn)象，從而有效促進(jìn)安全管理工作的落實(shí)，增強(qiáng)有關(guān)人員的責(zé)任感。

3加強(qiáng)規(guī)章制度建設(shè)及對體育器材的安全管理。

建立體育器材場地安全檢查維修制度、學(xué)生健康檢查及特殊體質(zhì)登記制度，并將這些制度列入學(xué)校教育管理中。做到制度健全，落實(shí)到人，預(yù)防和控制體育教學(xué)中學(xué)生傷害事故的發(fā)生，防患于未然。對體育設(shè)備設(shè)施要定期檢查維修，注意發(fā)現(xiàn)和消除危陋設(shè)備設(shè)施的潛在危險(xiǎn)；各種教育教學(xué)活動一定要在指定的符合安全要求的場地進(jìn)行。要常備不懈，持之以恒，使事故防范工作走上制度化、規(guī)范化、法制化軌道。要力爭有關(guān)方面加大對學(xué)校體育教學(xué)的資金投入，不斷完善學(xué)校體育教學(xué)的場館改造與擴(kuò)建，更新體育器材和設(shè)施，確保提高器材使用的安全系數(shù)，為體育教學(xué)和學(xué)生課余活動營造一個安全舒適的環(huán)境，從而最大限度的減少和預(yù)防體育傷害事故的發(fā)生。

4加強(qiáng)對體育教學(xué)環(huán)節(jié)的管理

體育教師要充分做好課前的準(zhǔn)備工作。深入調(diào)查研究，充分掌握學(xué)生情況；認(rèn)真鉆研教學(xué)大綱和教材，結(jié)合學(xué)生具體情況，認(rèn)真考慮教材內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵和危險(xiǎn)環(huán)節(jié)，將安全保護(hù)作為教學(xué)要點(diǎn)之一寫進(jìn)教案。教學(xué)中要組織學(xué)生充分做好準(zhǔn)備活動和放松運(yùn)動，合理安排教材內(nèi)容搭配和先后順序，有的放矢地采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段；對體育器械場地隨時隨地進(jìn)行安全檢查；嚴(yán)密教學(xué)過程的組織，有效落實(shí)紀(jì)律管理措施及運(yùn)動過程中的人員保護(hù)，加強(qiáng)教學(xué)的預(yù)見性和計(jì)劃性。

5充分做好傷害事故的應(yīng)急準(zhǔn)備

學(xué)校應(yīng)針對可預(yù)見的學(xué)生傷害事故，研究和制定事故的應(yīng)急方案；組織教師學(xué)習(xí)防范救護(hù)知識，掌握應(yīng)急本領(lǐng)；組織學(xué)生學(xué)習(xí)救護(hù)常識，普及避險(xiǎn)、自救本領(lǐng)?！坝袀錈o患”或許不能減少傷害事故的發(fā)生，至少將會減少學(xué)生傷害的程度。

四、結(jié)束語

隨著體育教育教學(xué)改革的不斷深入，體育教學(xué)中傷害事故涉及的權(quán)義主體可能會更多；其適用的法域會更寬廣；對社會的影響會更大。但遺憾的是，到目前為止還沒有明確、具體、統(tǒng)一的法律法規(guī)對之進(jìn)行規(guī)范。因此，防范傷害事故是一個永恒的課題。為了更好地保護(hù)學(xué)校、教師和學(xué)生的合法權(quán)益，維護(hù)學(xué)校正常的教學(xué)秩序和社會穩(wěn)定，我們對體育教學(xué)中傷害事故的研究分析，就顯得尤為重要。只有充分了解和掌握傷害事故發(fā)生的原因，才能從認(rèn)識和行動上采取積極有效的防范措施；只有充分了解和掌握傷害事故的責(zé)任構(gòu)成要件和歸責(zé)原則，熟悉現(xiàn)行教育法律、法規(guī)的基本精神和主要內(nèi)容，才有可能避免不必要的法律糾紛，才能依法確保教育工作者的管理積極性，做到有法可依，有法必依，依法治校，依法施教。本文對體育教學(xué)中傷害事故只作了初淺的研究分析，權(quán)作拋磚引玉的瓦礫，要做好傷害事故的防范工作，更需要廣大教育工作者的密切合作，共同努力，共同探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.學(xué)生傷害事故處理辦法，2002.9.01.

篇4

2020年元月11日--16日,我參加了學(xué)校組織的教育教學(xué)管理人員和專業(yè)骨干教師培訓(xùn)班。去時高鐵,歸時大巴,正像這次培訓(xùn)地蘇州一樣---現(xiàn)代文明和古代文明可以融合?；貋頃r行進(jìn)在高速公路上,時間有些長,一路都是雨，提醒這次培訓(xùn)與眾不同,我趕緊對這次培訓(xùn)進(jìn)行了一些思考。

這次培訓(xùn)對我印象最深的是元月15日上午翁孝川所作的報(bào)告--學(xué)校管理者歷史使命與角色定位，談到了學(xué)校的發(fā)展定位，教師的時代重任，職業(yè)教育的目的。在談到角色定位時，校長的精神支撐，副職領(lǐng)導(dǎo)的領(lǐng)域?qū)＜?，環(huán)節(jié)干部的實(shí)踐行家，一線教師的操作能手等，分析之全面，定位之準(zhǔn)確，都給我留下了深刻的印象。

元月14日下午聽了邱瑜博士的演講----幼兒園課程改革與教師專業(yè)設(shè)計(jì)，對幼兒課程方面提出，幼兒教育的課程價值取向，應(yīng)是符合幼兒身心發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)孩子一生受用的素養(yǎng)，提升孩子在明天社會生存和發(fā)展的能力。對幼兒教師提出，幼兒教師只有在實(shí)際的教育教學(xué)工作中，特別是課程持續(xù)不斷的開發(fā)中，不斷發(fā)展豐富自己的教育教學(xué)知識和技能，才能使自己向著經(jīng)驗(yàn)豐富，能力過硬方向發(fā)展。這些見解都讓我記憶深刻。

元月13日上午,參觀了蘇州大學(xué)試驗(yàn)幼兒園,聽了陳建華園長的報(bào)告----依園而建,園本特色課程的建設(shè)與管理。她提出的園本課程,養(yǎng)潤教育,養(yǎng)潤課程,讓我感受到這是用心在教育，難怪學(xué)校發(fā)展突飛猛進(jìn)。

篇5

【關(guān)鍵詞】血源性骨髓炎；仙方活命飲；清熱解毒

【中圖分類號】R289.5【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1007-8517（2015）20-0127-01

急性血源性骨髓炎常見于幼兒、少年及青春早期，10歲以下的患者占80%。臨床以高熱、局部腫脹、劇痛為特征。早期可因并發(fā)膿毒血癥、敗血癥而威脅生命，多數(shù)患者就診時已進(jìn)入成膿期，若延誤就診即可出現(xiàn)膿腔擴(kuò)散，出現(xiàn)全身中毒或骨質(zhì)破壞及其他組織殘疾的急重病情，筆者采用仙方活命飲治療血源性骨髓炎患者取得滿意療效，現(xiàn)報(bào)告如下。

1資料與方法

1.1一般資料選取我院2013年8月至2015年3月收治的24例血源性骨髓炎患者作為研究對象，其中男18例，女6例；年齡3～18歲，中位年齡10歲；均以高熱、局部腫脹、患處劇痛入院，按照血源性骨髓炎臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]，結(jié)合病史、癥狀、體征和實(shí)驗(yàn)室檢查診斷為血源性骨髓炎。其中有癤、癰病史者10例，外傷史者8例，無明顯原因患者6例。

1.2治療方法所選患者均口服中藥仙方活命飲（白芷12g，貝母9g，防風(fēng)9g，赤芍9g，當(dāng)歸尾10g，炒皂角刺8g，炙穿山甲6g，天花粉9g，乳香6g，沒藥9g，金銀花18g，陳皮9g，甘草節(jié)6g）加減以清熱解毒，消腫潰堅(jiān)，活血止痛。熱重渴甚者加黃柏10g，麥冬20g；病因?yàn)榈驌p傷所致者加丹參9g，透骨草15g；惡寒發(fā)熱者加羌活9g，荊芥9g；水煎服，每日一劑，早晚分服。其中8例屬于早期治療，口服仙方活命飲后癥狀得到控制，避免手術(shù)；16例已成膿，癥狀難以控制，必須切開引流，術(shù)前術(shù)后均服用仙方活命飲，配合西醫(yī)常規(guī)治療方法和措施。

1.3療效評價參照有關(guān)文獻(xiàn)擬定[2]。治愈：全身癥狀及局部疼痛、腫脹及隆起消失，無壓痛，活動自如，患肢功能恢復(fù)，X線攝片顯示骨質(zhì)正常，隨訪1年未復(fù)發(fā)；顯效：全身癥狀及局部腫痛消失，患肢功能恢復(fù)，X線攝片示骨質(zhì)破壞部分修復(fù)，骨膜反應(yīng)較前吸收好轉(zhuǎn)；好轉(zhuǎn)：全身癥狀及局部癥狀體征均有好轉(zhuǎn)，腫塊縮小，局部稍有壓痛，X線攝片示骨質(zhì)破壞趨于修復(fù)，病灶穩(wěn)定；無效：經(jīng)治療后全身及局部癥狀不能控制，X線攝片示病灶繼續(xù)發(fā)展，有大片狀死骨生成。

2結(jié)果

本組24例，經(jīng)過3～20d治療后痊愈13例，顯效8例，好轉(zhuǎn)2例，無效1例，總有效率為95.83%。

3討論

雖然急性血源性骨髓炎經(jīng)手術(shù)開窗減壓引流術(shù)后膿腔壓力迅速下降，因膿腔壓力而造成的疼痛情況也迅速改善，體溫也隨之降低，但是其本身并不是對因治療，臨床上可見到患者在切開術(shù)后其它癥狀改善不佳，膿腔易再次成膿，導(dǎo)致引流管長期不能拔除，傷口愈合時間延長，增加患者的痛苦，配合仙方活命飲治療療效明顯。本病發(fā)病多因細(xì)菌栓子停滯于長骨干骺端的毛細(xì)血管內(nèi)，而形成病灶。根據(jù)患者癥狀體征進(jìn)行中醫(yī)辨證，本病發(fā)病初期多屬于熱毒膿腫型。因熱毒壅聚，營氣郁滯，氣滯血瘀，聚而成形，故見局部紅腫熱痛；邪正交爭于表，故身熱凜寒；正邪俱盛，相搏于經(jīng)，則脈數(shù)有力。治宜清熱解毒為主，消腫散結(jié)為輔，方用仙方活命飲加減。歷代醫(yī)家認(rèn)為[3]：仙方活命飲能治一切癰疽或治一切瘡瘍。方中金銀花性味甘寒，清熱解毒療瘡，故重用為君。以赤芍、當(dāng)歸尾、陳皮、乳香、沒藥活血行氣通絡(luò)，消腫止痛，共為臣藥。白芷、防風(fēng)相配可使肌膚腠理熱毒之邪從外而解；花粉、貝母相配以清熱化痰散結(jié)，可消未成之膿；山甲、皂刺通行經(jīng)絡(luò)，透膿潰堅(jiān)，可使膿成即潰，均為佐藥[4]。甘草消腫導(dǎo)毒；煎藥加酒者，借其通瘀而行周身，助藥力直達(dá)病所，共為使藥。諸藥合用，共奏清熱解毒，消腫潰堅(jiān)，活血止痛之功，臨床療效顯著，值得臨床推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)

[1]魯玉來.骨與關(guān)節(jié)化膿性感染外科學(xué)[M].1版.北京：人民軍醫(yī)出版社，2012：123.

[2]劉海帆，朱艷玲.陽和湯結(jié)合西醫(yī)療法治療慢性化膿性骨髓炎40例臨床觀察[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2010，16（1）：39-40.

[3]李中玉，王玉萍.仙方活命飲治療疽證[J].河南中醫(yī)，2004，24（10）：74-75.

篇6

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析與分級教學(xué)意義

宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院被確立為國家骨干職業(yè)技術(shù)學(xué)院建設(shè)單位后，如何進(jìn)一步提高電氣自動化技術(shù)專業(yè)理實(shí)一體化課程的教學(xué)質(zhì)量與內(nèi)涵，如何進(jìn)一步深化教學(xué)改革，開創(chuàng)教學(xué)工作的新局面，不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是當(dāng)前必須認(rèn)真思考和精心謀劃的戰(zhàn)略課題。

目前在電氣自動化技術(shù)專業(yè)對理實(shí)一體化課程教學(xué)，采用的是傳統(tǒng)的面向全體學(xué)生統(tǒng)一制定的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，采用同樣的教學(xué)方法，實(shí)行同樣的考核標(biāo)準(zhǔn)。而隨著高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，專業(yè)的生源來自全國各地，地區(qū)發(fā)展的差異和學(xué)生的個體差異所帶來的入學(xué)時學(xué)生智能傾向、認(rèn)知風(fēng)格、知識能力的參差不齊，對這種傳統(tǒng)的“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一授課、統(tǒng)一考核”的教學(xué)模式提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

分級教育就是在承認(rèn)學(xué)生差異的前提下，確定以學(xué)生為主體的意識，針對學(xué)生不同的智能傾向、認(rèn)知風(fēng)格、知識能力等，來構(gòu)建教學(xué)情景和評價體系，因材施教，使學(xué)生各盡其能、各有所獲，效率優(yōu)先，兼顧平等，從而保證不同層次學(xué)生的個性發(fā)展和學(xué)有所長。

2 分級教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)施

2.1 學(xué)生分級

學(xué)生分級的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)針對智能傾向、認(rèn)知風(fēng)格、知識能力不同的個體進(jìn)行針對性的教學(xué)情景和評價體系的構(gòu)建，實(shí)施的時候?qū)W生分級的主要原則有兩個：一是個人意愿，即充分尊重學(xué)生本人的興趣愛好，二是學(xué)生對相關(guān)知識的認(rèn)知水平，可以通過對基礎(chǔ)知識的評測進(jìn)行展開，通過個人意愿和測試成績相結(jié)合，依據(jù)正態(tài)分布的規(guī)律，把學(xué)生分成提高級、基礎(chǔ)級和認(rèn)知級三層。為了提高學(xué)生的競爭意識、緊迫感和積極性，學(xué)生分級要實(shí)行“半期動態(tài)分級制”，即在學(xué)習(xí)課程進(jìn)行一半的時候，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行重新分級，從而形成一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。在進(jìn)行學(xué)生分級的時候也有一些問題需要注意，比如說分到認(rèn)知級的學(xué)生有沒有自卑心理，要任課教師和輔導(dǎo)員多溝通，多對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生更主動和諧的發(fā)展。

2.2 教學(xué)目標(biāo)分級

根據(jù)不同級別學(xué)生的興趣愛好和知識水平實(shí)際情況合理設(shè)置各個級別學(xué)生要求應(yīng)達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以便與學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。例如在進(jìn)行理實(shí)一體化課程《C語言實(shí)訓(xùn)》教學(xué)時，提高級學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)側(cè)重放在綜合能力的培養(yǎng)與提高，基礎(chǔ)級學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)側(cè)重基本知識和基本編程方法的培養(yǎng)，而認(rèn)知級學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)則主要側(cè)重編程基本知識的認(rèn)識與了解。

2.3 教學(xué)內(nèi)容與方法分級

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法分級的主要目的是根據(jù)各個級別不同的教學(xué)目標(biāo)，來分別構(gòu)建課程內(nèi)容體系、教學(xué)情景、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、教學(xué)模式、教學(xué)方法與教學(xué)評級體系等。

例如在進(jìn)行理實(shí)一體化課程《C語言實(shí)訓(xùn)》教學(xué)時，提高級學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重算法設(shè)計(jì)、編程思想、知識的綜合應(yīng)用等，以項(xiàng)目教學(xué)法為主開展教學(xué)，注重學(xué)生的創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生站在更高層次上分析和解決問題，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽等，培養(yǎng)學(xué)生較好的編程能力與編程素養(yǎng)?；A(chǔ)級學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于對C語言基本知識、基本技巧的掌握。以項(xiàng)目教學(xué)法和案例驗(yàn)證法為主開展教學(xué)，而教學(xué)內(nèi)容要作適當(dāng)取舍，側(cè)重與編程的基礎(chǔ)知識和基本編程技巧的培養(yǎng)，使學(xué)生具有一定的編程素養(yǎng)，達(dá)到后續(xù)課程對C語言知識的基本要求即可。認(rèn)知級學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容側(cè)重對C語言基本知識的了解和C語言基本編程的體驗(yàn)，主要以對項(xiàng)目的驗(yàn)證為主進(jìn)行開展教學(xué)。

2.4 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)分級

由于教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容要求的不同，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開展的時候也要根據(jù)不同級的學(xué)生設(shè)置不同難度的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，例如在上面提到的《C語言實(shí)訓(xùn)》課程中進(jìn)行循環(huán)語句學(xué)習(xí)的時候，提高級學(xué)生可以用具體的實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行展開，比如銀行模擬取款系統(tǒng)，基礎(chǔ)級的學(xué)生主要用實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書上基本的項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行展開，而認(rèn)知級的學(xué)生主要是通過驗(yàn)證型的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)。從而做到分級教學(xué)主張的效率優(yōu)先、兼顧平等的原則。

2.5 評價考核方式分級

為了與分級教學(xué)相適應(yīng)，還要根據(jù)不同的級別設(shè)置不同的評價考核方式，主要體現(xiàn)在評價內(nèi)容不同和評價方法不同。提高級學(xué)生的評價體系以項(xiàng)目完成情況、項(xiàng)目答辯、平時表現(xiàn)法、筆紙測驗(yàn)法等方式進(jìn)行。基礎(chǔ)級學(xué)生的評價體系以項(xiàng)目完成情況、平時表現(xiàn)法、筆紙測驗(yàn)法等方式進(jìn)行。而認(rèn)知級學(xué)生的評價體系以作業(yè)評分法、平時考核、筆紙測驗(yàn)法進(jìn)行。

3 分級教學(xué)實(shí)施中的問題與對策

由于分級教學(xué)對教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、評價體系等不同，從而導(dǎo)致了學(xué)生的教學(xué)班與行政班的不一致性，增加了系部管理的難度，也對課程安排有一定的要求，這就需要系部、教務(wù)部門、學(xué)生管理部門的重視和協(xié)調(diào)。同時可能還會出現(xiàn)提高級學(xué)生的驕傲自大、不思進(jìn)取，而分到認(rèn)知級的學(xué)生有自卑心理，自暴自棄。這些都需要任課教師和輔導(dǎo)員多溝通，多對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，并實(shí)行“半期動態(tài)分級制”，即在學(xué)習(xí)課程進(jìn)行一半的時候，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行重新分級，提高學(xué)生的競爭意識、緊迫感和積極性。

篇7

對比分析法教學(xué)

筆者經(jīng)常采用對比分析教學(xué)法，讓學(xué)生通過思考與對比增強(qiáng)所學(xué)知識的連貫性，提高學(xué)習(xí)效果。由于流體力學(xué)是力學(xué)的分支，因此力學(xué)的定律也適用流體力學(xué)，但流體的特性決定了流體力學(xué)在與固體力學(xué)有千絲萬縷聯(lián)系的同時，又有它獨(dú)有的一些特性。所以，筆者在授課時會讓學(xué)生先回憶相關(guān)的固體力學(xué)知識，再將固體力學(xué)定律引申到流體力學(xué)當(dāng)中，讓學(xué)生輕松地理解和掌握流體力學(xué)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(jié)時，筆者就會問學(xué)生：在理論力學(xué)中，如果物體處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么樣的條件？學(xué)生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導(dǎo)學(xué)生流體力學(xué)的研究對象為流體質(zhì)點(diǎn)，而流體質(zhì)點(diǎn)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(xiàn)在學(xué)生面前。除了將流體力學(xué)和固體力學(xué)進(jìn)行對比分析外，筆者還會將流體力學(xué)中的一些概念通過列表的方式進(jìn)行對比，讓學(xué)生了解這些概念的異同點(diǎn)。比如，筆者在講到流體運(yùn)動學(xué)這一章節(jié)時講解兩種描述流體運(yùn)動的方法，就給出了表1。學(xué)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(diǎn)。通過對比分析法不但有助于學(xué)生理解和掌握流體力學(xué)知識，還能讓學(xué)生將所學(xué)知識融會貫通，提高分析問題、解決問題的能力。

多層次多視角分析問題

現(xiàn)代教育觀念認(rèn)為，高等教育應(yīng)當(dāng)融知識的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應(yīng)個性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學(xué)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(dǎo)，還會將問題進(jìn)一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識點(diǎn)進(jìn)行歸納整合，建立學(xué)生的哲學(xué)思維觀。例如，在學(xué)習(xí)靜止流體對平面的總壓力這一節(jié)時要求學(xué)生能夠計(jì)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(xué)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(xué)生如何將一個復(fù)雜問題分解，然后再借助已有的知識進(jìn)行求解，達(dá)到觸類旁通的效果。同時，為了讓學(xué)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(jìn)行求解。通過這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生明白了解決許多工程問題可以從多個側(cè)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(jié)果，殊途同歸，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識。除了在教學(xué)過程中改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)模式以外，為了提高教學(xué)效果，運(yùn)用多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的立體化輔助教學(xué)手段也非常重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程實(shí)際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達(dá)更加生動、直觀和多樣化，能很好地刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開闊學(xué)生的視野，可以收到純板書教學(xué)所無法達(dá)到的效果。因此，“流體力學(xué)”教學(xué)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(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內(nèi)容均利用計(jì)算機(jī)動畫給學(xué)生進(jìn)行演示，起到了畫龍點(diǎn)睛的作用。

結(jié)束語

篇8

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)方法；應(yīng)用型本科院校

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）12-0033-02

流體力學(xué)是宿遷學(xué)院土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。流體力學(xué)具有基本概念多、公式復(fù)雜、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，是一門既有較強(qiáng)理論性又有較強(qiáng)工程實(shí)際意義的課程，因此，該課程既可以培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力和分析推理能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。然而學(xué)生的實(shí)際情況是由于在大學(xué)前兩年接觸最多的是固體力學(xué)，已形成一定的思維定式，而且由于精簡學(xué)時的原因很多流體力學(xué)課程中需要的高等數(shù)學(xué)知識沒有講解，到了大三一旦遇上流體力學(xué)這個新鮮事物，可能接受起來會碰到許多困難[1]。學(xué)生普遍感覺該課程枯燥乏味、難學(xué)，存在畏難、厭學(xué)情緒，期末考試不及格率較高。在學(xué)校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大背景下，有必要根據(jù)課程性質(zhì)從提高教師教學(xué)水平和提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行探討。

一、引導(dǎo)學(xué)生重視，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

（一）強(qiáng)調(diào)課程的地位和重要性

教師除了說明流體力學(xué)在整個專業(yè)教學(xué)中的地位和作用外，還可補(bǔ)充說明它是注冊結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)考試中公共基礎(chǔ)考試科目。此外，還可說明往年期末考試通過率的情況，以給學(xué)生適當(dāng)加壓。當(dāng)然，更重要的是還要說明該課程的學(xué)習(xí)方法，以幫助學(xué)生樹立信心。

（二）通過人物、工程實(shí)例及專業(yè)應(yīng)用調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

“興趣是最好的教師，而教師則是點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬”。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教師考慮的首要問題。在教學(xué)過程中可以穿插舉出古今中外的科學(xué)家、工程師生平事跡和工程實(shí)例以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如大禹采取疏壅導(dǎo)滯的方法治水三過家門而不入；理想流體力學(xué)奠基人歐拉16歲就獲得碩士學(xué)位，雙目失明后仍然從事科學(xué)研究直至去世當(dāng)天還在進(jìn)行科學(xué)研究等[2]。如兩千多年前李冰利用“深淘灘，低作堰”建造的都江堰；大約在同時期，古羅馬人建成了大規(guī)模的供水管道系統(tǒng)等。除此之外，還可以介紹流體力學(xué)在土木專業(yè)及其他專業(yè)的應(yīng)用，如美國華盛頓州塔科馬大橋被大風(fēng)摧毀、汽車“風(fēng)阻”和飛機(jī)“音障”等事例。

（三）將CFD技術(shù)引入課堂調(diào)動學(xué)生興趣

計(jì)算流體動力學(xué)（簡稱CFD）技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為研究流體力學(xué)的一種重要方法。在流體力學(xué)教學(xué)過程中引入CFD技術(shù)，不但可以將理論性較強(qiáng)的內(nèi)容形象化，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解，而且可以開闊學(xué)生的眼界，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。如對歐拉法中流線的模擬、圓管中層流和湍流流速的分布、局部阻力損失的流場分析[3]。

二、教學(xué)內(nèi)容的取舍和教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)內(nèi)容的取舍

流體力學(xué)知識面廣，內(nèi)容繁多，在學(xué)時限制的條件下要結(jié)合專業(yè)教學(xué)要求合理取舍。對土木工程專業(yè)而言需要掌握的內(nèi)容有：（1）流體物理性質(zhì)；（2）流體靜力學(xué)；（3）流體運(yùn)動學(xué)和流體動力學(xué)；（4）阻力損失；（5）管道流、明渠流及滲流。

1.重要問題的處理。首先，要從力學(xué)角度分析流體的流動性。流體與固體的主要區(qū)別在于流體的流動性，其根本原因是流體和固體對承受剪切力的表現(xiàn)。為了形象說明，可以引用“抽刀斷水水更流”的詩句[4]。當(dāng)然，還需說明無論流體靜止還是運(yùn)動均不能承受拉力。

其次，要理解連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的概念。微觀上，流體是由大量分子構(gòu)成的，是離散的，不連續(xù)的，這給我們研究流體力學(xué)問題帶來了困難。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)認(rèn)為流體是由內(nèi)部無間隙的連續(xù)流體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成。這里要理解流體質(zhì)點(diǎn)微觀上“充分大”、宏觀上“充分小”的含義。如此流體在空間上就變?yōu)檫B續(xù)的，可以借助高等數(shù)學(xué)的方法來研究。

2.公式推導(dǎo)的處理。流體力學(xué)學(xué)習(xí)過程中會遇到大量復(fù)雜的公式，特別是實(shí)際流體伯努力方程的推導(dǎo)讓人很難掌握。筆者在處理公式推導(dǎo)問題時強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)一種思想，學(xué)習(xí)一種處理問題的方法，將精力集中在公式建立的基本原理和適用條件上，從思路上進(jìn)行分析整理，淡化煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。這樣學(xué)生有了獨(dú)立思考的空間，教師也有了更多的時間來講解基本概念和基本方法。需要強(qiáng)調(diào)的是，流體力學(xué)中很多公式都是在一定條件下推導(dǎo)出的，因此其應(yīng)用也是具有一定范圍的，公式的應(yīng)用往往也有一定的技巧，如伯努力方程的“三選一列”。

（二）教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

1.調(diào)整習(xí)題或考題構(gòu)成，重視習(xí)題課。這里有兩個問題需要注意。一方面，流體力學(xué)習(xí)題歷來存在重計(jì)算、輕概念的現(xiàn)象，特別是考題如果全是計(jì)算題，就會形成無形的指揮棒。這就不利于學(xué)生從整體上掌握該課程的重點(diǎn)，習(xí)題或考題的題型應(yīng)豐富，除了計(jì)算題之外，還應(yīng)有填空、選擇、判斷、作圖、名詞解釋等考查基本概念的題目。另一方面，在精選題目時，要注意將理論教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，如查找資料的技能培養(yǎng)。在流體力學(xué)的牛頓內(nèi)摩擦定律、能量損失計(jì)算和管道流等部分很多數(shù)據(jù)都是要查有關(guān)工程手冊和圖表的[5]。

習(xí)題課是流體力學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，為了能夠在學(xué)時緊張的前提下開展習(xí)題課，教師必須重視習(xí)題選擇和習(xí)題評講兩個方面。一方面，教師應(yīng)選擇具有代表性的題目，另一方面，習(xí)題講評應(yīng)使學(xué)生從解題過程中獲得解決問題的思路、方法和技巧，達(dá)到觸類旁通的效果。

2.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是流體力學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，通過實(shí)驗(yàn)，不但可以加深學(xué)生對流體力學(xué)基本原理的理解，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。如通過水靜壓強(qiáng)試驗(yàn)，學(xué)生明確了測壓管水頭的含義；通過雷諾實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深了層流、湍流及臨界雷諾數(shù)的理解。當(dāng)然，由于實(shí)驗(yàn)室條件的限制，目前的實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性居多，在條件許可的情況下應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

此外，每學(xué)期筆者都會布置一個任務(wù)，讓學(xué)生留意身邊感興趣的流體力學(xué)現(xiàn)象，然后根據(jù)課堂所學(xué)知識和個人理解撰寫論文，以此增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

三、教學(xué)方法和手段的改進(jìn)

（一）注重討論法與案例教學(xué)法的運(yùn)用

1.討論式教學(xué)方法。教學(xué)活動應(yīng)該是雙向的師生互動過程，不應(yīng)是教師的一言堂。教師應(yīng)創(chuàng)造和諧、輕松的課堂氣氛，鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，表達(dá)自己的疑問、見解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。如在課堂上通過提問的方式回顧上次課的主要內(nèi)容，通過“自學(xué)―提問―討論―總結(jié)”的方法學(xué)習(xí)新內(nèi)容，在考慮學(xué)生接受能力的前提下，甚至可以讓學(xué)生來講一次課。如通過反證法證明流體靜壓強(qiáng)的方向，通過隔離體分析法證明流體靜壓強(qiáng)的大小。通過討論式的教學(xué)方法不但可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，樹立信心，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.案例式教學(xué)方法。通過將生活和工程案例引入課堂，不但可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以加深學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力。生活案例有馬利奧特容器原理應(yīng)用于點(diǎn)滴吊瓶和家用飲水機(jī)[6]、洗衣機(jī)為什么老翻衣服兜[7]、撈面條的學(xué)問等。工程案例如1993年青海省溝后水庫在低于設(shè)計(jì)水位0.75m的情況下突然垮壩的事故；三峽工程如何在最大流量10×104m3/s、水頭高達(dá)100m、最高流速高達(dá)45m/s的情況下不會產(chǎn)生巨大的破壞力等[8]。

（二）綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段

流體力學(xué)概念抽象、繁多，僅靠傳統(tǒng)的一塊黑板、一支粉筆不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助于多媒體技術(shù)，利用其形象、生動、直觀、易于理解并可加強(qiáng)記憶的優(yōu)點(diǎn)，通過動畫、視頻資料、數(shù)值模擬等手段將復(fù)雜的流動現(xiàn)象展示給學(xué)生，可取得事半功倍的效果。但是，考慮到多媒體技術(shù)授課和傳統(tǒng)的授課方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合流體力學(xué)課程特點(diǎn)，采用取其長而避其短、兩者兼顧而又兩者不棄的原則。

“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”。我們要不斷更新教學(xué)理念，努力提升自身的綜合素質(zhì)，及時總結(jié)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題并加以改進(jìn)，注重教學(xué)過程中的每一個環(huán)節(jié)，多管齊下，才能保證學(xué)生取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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踐與探索[J].高等理科教育，2006，（5）.

[3]趙琴，楊小林，嚴(yán)敬.CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)教學(xué)中的

應(yīng)用[J].高等教育研究，2008，（1）.

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[5]徐艷萍.《工程流體力學(xué)》教學(xué)探討[J].江西電力職業(yè)學(xué)

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[7]武際可.拉家常?說力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，

2008：1-7，25-30.

篇9

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)研究；改革探索

作者簡介：李小川（1976-），男，河南焦作人，揚(yáng)州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，講師；田萌（1977-），女，陜西安康人，揚(yáng)州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，講師。（江蘇?揚(yáng)州?225127）

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0047-01

“工程流體力學(xué)”課程在能源動力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運(yùn)動規(guī)律及其實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個重要的分支學(xué)科。通過本課程流體力學(xué)的基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學(xué)問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，然而當(dāng)前的教學(xué)效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動現(xiàn)象，但是由于缺乏對生活的觀察，學(xué)生很難做到對課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外，自然界中的流動現(xiàn)象往往包含多種流動方式，在理論分析與公式推導(dǎo)中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論與方法，經(jīng)驗(yàn)公式多，且不易理解記憶，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來很大困難，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難學(xué)，實(shí)踐與應(yīng)用起來更是難上加難，教學(xué)效果不理想，教學(xué)目的難以實(shí)現(xiàn)。還對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大影響，進(jìn)而影響本科教學(xué)的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革勢在必行。

一、“工程流體力學(xué)”教學(xué)調(diào)查研究

“工程流體力學(xué)”課程通常是開設(shè)于熱能動力工程專業(yè)二年級階段。對揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，多數(shù)學(xué)生對“工程流體力學(xué)”課程的評價是“難學(xué)”。為何會有這樣的評價，通過分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個方面的原因。

1.研究對象比較抽象

“工程流體力學(xué)”課程本身研究對象是流體，沒有一定的形狀和具有流動性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學(xué)研究理論比較抽象、經(jīng)驗(yàn)公式繁多且推導(dǎo)過程復(fù)雜不易理解、易混淆，進(jìn)而導(dǎo)致了本課程教師難教、學(xué)生難學(xué)，教學(xué)效果不夠理想。因此，能否將前面學(xué)習(xí)過的對“固體”平衡和運(yùn)動物理規(guī)律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生能否很快的掌握本門課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)好本課程的一個很重要的方面。[1]

2.教師與學(xué)生

“教學(xué)”包括“教”與“學(xué)”兩個方面的內(nèi)容，忽視任何一個方面都有可能造成教學(xué)效果的不理想。理論課教學(xué)是工程流體力學(xué)課程教學(xué)的主要方面，是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和應(yīng)用于工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學(xué)內(nèi)容仍然是多年前的老教材，對現(xiàn)階段流體力學(xué)的發(fā)展方向和研究成果，以及本學(xué)科的最新科技前沿理論及工程應(yīng)用進(jìn)展不能做到及時更新，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。

教學(xué)方法單一呆板，無法吸引學(xué)生的興趣。經(jīng)?？吹竭@樣一種現(xiàn)象：教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學(xué)的互動性和學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機(jī)，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識，這樣的教學(xué)效果是很低的。[2]

本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個特點(diǎn)：課程增加，課時壓縮，總學(xué)分保持不變。“工程流體力學(xué)”課程理論課學(xué)時從64壓縮到48學(xué)時，在教學(xué)內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學(xué)生需要接受的信息量就大大增加了，嚴(yán)重增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)?！案≡辍笔钱?dāng)代很多大學(xué)生所普遍具有的心理特征，導(dǎo)致的直接結(jié)果是學(xué)生自制力差、怕吃苦，上課前不預(yù)習(xí)、課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學(xué)改革的目標(biāo)

圍繞當(dāng)前“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題，以提高課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為目的，進(jìn)行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學(xué)適應(yīng)新時代的要求為目的；加強(qiáng)教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強(qiáng)課程的應(yīng)用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)；加強(qiáng)課程教學(xué)評價與考核體系改革，引入全程教學(xué)評價與考核機(jī)制。[3]

三、“工程流體力學(xué)”教學(xué)改革探索

從上面的分析可知，“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學(xué)改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚(yáng)州大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)本科生課程教學(xué)中進(jìn)行的探索與嘗試，取得了較好的效果。

1.教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

篇10

關(guān)鍵詞：流場分析；固體微粒；光滑粒子動力學(xué)；離散單元法

中圖分類號：TP204 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0262-04

Abstract： According to using micro water jet to realize capturing solid particle and implementing position control of micro-particle.This paper mainly present a method that discrete element method and smoothed particle hydrodynamics method are employed to establish the solid-liquid coupling model which is used to analyze the trapping mechanism. A flow field model is set up to simulate dynamic characteristic of water tweezers by Computational Fluid Dynamics （CFD）. The selection of boundary conditions， initial guess， solver control， and convergence strategies of the model is discussed. Velocity and pressure of streamline are predicted and discussed at the certain input conditions. The simulation results demonstrate that it is an efficient theory method to eventually trap the solid particles by water tweezers.

Key words： fluid field analysis； solid particle； Smoothed Particle Hydrodynamics； discrete element method

在微制造領(lǐng)域，微納產(chǎn)品的制造、裝配會涉及不相容的加工工藝、復(fù)雜的幾何外形和不同制造材料的操作機(jī)理，產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)將依賴于微尺度的定位、定向和裝配操作，從而使微小物體的捕捉及操作在微制造領(lǐng)域顯示出重要的一面[1-3]。本文提出利用環(huán)空水射流實(shí)現(xiàn)直徑為1～10毫米固體微粒的捕獲與操控。針對這一問題研究的復(fù)雜性體現(xiàn)在：1） 環(huán)空微流場如何形成對單個柱狀固體微粒的捕獲和控制；2）柱狀固體微粒在環(huán)空水射流控制下的穩(wěn)定性[4]。關(guān)于水射流與固體微粒的耦合問題，多數(shù)研究從流場的角度進(jìn)行分析，將動力學(xué)與簡單的單相流體力學(xué)結(jié)合，未從耦合作用的原理出發(fā)對基于液-固兩相流動的耦合模型效果進(jìn)行優(yōu)化；②現(xiàn)有測試手段不足限制液-固耦合作用的實(shí)際測試，因而缺乏足夠的實(shí)測數(shù)據(jù)難以對所建立的水力動力學(xué)模型進(jìn)行有效的實(shí)證和評估[5-7]。目前關(guān)于液-固微流場的計(jì)算主要有網(wǎng)格法和無網(wǎng)格法，其中網(wǎng)格法中具有代表性的是離散單元法，無網(wǎng)格法最具代表的是光滑粒子動力學(xué)法[8]。離散單元法和光滑粒子動力學(xué)法具有各自的優(yōu)勢和特點(diǎn)，鑒于離散單元法是目前應(yīng)用最為廣泛和成熟的數(shù)值計(jì)算方法，其計(jì)算效率和精度相對較高，因此如果能在固體微粒與微流場的耦合過程中將離散單元法和光滑粒子動力學(xué)法相結(jié)合，將是提高柱狀固體微粒運(yùn)動特性計(jì)算精度的一種思路。為了更好分析環(huán)空水射流與固體微粒的瞬態(tài)運(yùn)動過程，論文將光滑粒子動力學(xué)方法與單元網(wǎng)格方法相結(jié)合從而模擬環(huán)空噴嘴內(nèi)水射流的速度變化對固體微粒運(yùn)動軌跡的影響，研究水射流和固體微粒撞擊時的瞬態(tài)變化過程。當(dāng)固體微粒處于宏觀穩(wěn)態(tài)后，分析環(huán)空水射流和固體微粒耦合作用過程下的能量交換變化過程。因?yàn)楣饣Ｗ觿恿W(xué)方法在模擬形變及粒子動力學(xué)問題時有較大的優(yōu)勢，而有限單元發(fā)在模擬連續(xù)體介質(zhì)準(zhǔn)確性更高，因此把兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，從而發(fā)揮兩者優(yōu)勢，不僅保證計(jì)算精度而且能夠提高計(jì)算效率[9]。通過兩者算法的結(jié)合方法與傳統(tǒng)有限元方法中的“點(diǎn)-面”罰因子接觸算法類似，將光滑粒子動力學(xué)中的微?？醋髦鲃咏佑|體的“節(jié)點(diǎn)”，而有限體單元的外單元表面當(dāng)作被動接觸面，當(dāng)接觸對“節(jié)點(diǎn)”和單元體產(chǎn)生干涉作用時，采用罰因子法計(jì)算兩者間的接觸力。

1 水射流光滑粒子動力學(xué)理論模型

光滑粒子動力學(xué)理論模型是利用核函數(shù)來描述粒子與其相鄰粒子之間的相互關(guān)系，如圖1所示。它具備以下幾個特點(diǎn)：

1） 利用粒子來分析問題域，且粒子與粒子之間無任何連接關(guān)系；2） 采用積分法構(gòu)建函數(shù)核的近似方程，以保證光滑粒子動力學(xué)方法在計(jì)算上收斂，只要能確保計(jì)算精度，一般都能保持較好的魯棒性。

一般情況下，流場的長度往往是相同的，不隨時間和空間的流體密度變化的數(shù)值模擬。但在現(xiàn)實(shí)中，它會導(dǎo)致增加或減少的影響域粒子的變形會影響計(jì)算的準(zhǔn)確性。例如，壓縮變形，由于顆粒間距減小，域內(nèi)的粒子數(shù)將增加，拉伸變形影響范圍內(nèi)的粒子數(shù)量減少，有許多方法來平滑長度在SPH。光滑粒子動力學(xué)常用的核函數(shù)包括B樣條函數(shù)，但B樣條函數(shù)的一階和二階導(dǎo)數(shù)在支撐域內(nèi)不是單調(diào)遞減，容易引起張力不穩(wěn)定[10]。在本文中，一種最簡單的方法是通過使用光滑長度平均密度的改造更新，B樣條函數(shù)可表示為，

其中，[r]是兩微粒之間的距離，[h]是光滑長度，[C]為核歸一化常數(shù)，其值在二維模擬中為[15/7πh]，在三維模擬中為[3/2πh]。

對于流體的形變過程，流體離散粒子的相互距離隨時間會發(fā)生較大變化，因此在模擬計(jì)算中需考慮粒子間距變化而選擇合適的光滑長度，流體粒子的分布與光滑長度有著一定的聯(lián)系，所以要遵循隨時間的連續(xù)變化規(guī)律。當(dāng)粒子遠(yuǎn)離時，光滑長度增加，當(dāng)粒子靠近時，光滑長度減少，通常情況下保持每個粒子鄰域中的相鄰粒子數(shù)相當(dāng)。

2 水射流及水槽中水的SPH模型

水射流光滑粒子動力學(xué)模型是建立一系列的粒子來描述流動的流體，并將流體的物理、數(shù)學(xué)特性賦予粒子，圖2（a）、2（b）分別為水射流離散微粒和水槽中離散水粒子的SPH模型。采用MAT-Null材料模擬水射流材料特性，利用Mie-Grueisen狀態(tài)方程計(jì)算液體壓力大小，為兼顧計(jì)算精度和效率，噴嘴流動計(jì)算的網(wǎng)格數(shù)量在2.7萬左右。在網(wǎng)格設(shè)置過程中，為了適應(yīng)流場變化，分別在流速梯度較大區(qū)域和較小區(qū)域設(shè)置較密網(wǎng)格和較疏網(wǎng)格，并盡量保證網(wǎng)格面與射流的流動方向垂直，以減小計(jì)算過程中的偽擴(kuò)散[11]。圖2顯示了計(jì)算網(wǎng)格的若干特征截面，網(wǎng)格質(zhì)量較高，符合CFD對網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)聚集度、光滑性、單元形狀等方面的要求，最后利用光滑粒子來替代噴嘴FEM模型中網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)構(gòu)建噴嘴流道的SPH粒子。

整個噴嘴模型由2.7萬個SPH粒子建立一段長50mm，內(nèi)徑為1mm，外徑為2mm的環(huán)形水柱，以3m/s的速度與漂浮在水面上的固體微粒碰撞，根據(jù)SPH中粒子的個數(shù)，確定每個粒子所負(fù)載的質(zhì)量。

在LS-DYNA的材料庫模型中部分材料在壓力作用下促使原有密度發(fā)生改變，需通過狀態(tài)方程來計(jì)算物質(zhì)內(nèi)部壓力變化。LS-DYNA有14種狀態(tài)方程，通常情況下狀態(tài)方程中的主要參數(shù)需通過試驗(yàn)來確定。Mie-Grueisen狀態(tài)方程可模擬水射流的沖擊速度和固體微粒速度來確定被壓縮和被擴(kuò)張水的壓力。水的狀態(tài)方程能夠決定水的狀態(tài)，水射流中在高速沖擊狀態(tài)下的壓力可表示為：

1）固體微粒的FEM模型

在ANSYS/LS-DYNA中建立直徑為1.6mm球形固體粒子如圖3所示，將整個模型劃分成256個8節(jié)點(diǎn)的六面體單元。固體顆粒材料在本文中采用線彈性材料模型橡膠，即MAT-Elastic，其對應(yīng)的楊氏模量為0.01-0.1GPa，泊松比是0.27，密度是700 kg/m3。采用的求解條件：侵入固體（immersed solid）條件。

2） 瞬態(tài)下水射流沖擊微粒的問題描述與計(jì)算模擬

瞬態(tài)研究方法考慮以下幾點(diǎn)假設(shè)：

① 兩相流由固體微粒和水構(gòu)成；

② 固體微粒在水射流作用下能夠加速運(yùn)動；

③ 水射流與固體微粒耦合過程中保持動量守恒；

④ 固體微粒的動量由高速水射流傳遞得到；

⑤ 忽略空氣、重力和摩擦力的影響。

純水射流可看作成兩相、穩(wěn)定、軸對稱紊流，該射流通過一個薄的環(huán)形噴嘴，作為自由射流進(jìn)入薄薄的空氣后進(jìn)入水箱與固體微粒耦合。模擬射流從噴嘴開始進(jìn)入空氣域，然后進(jìn)入水箱域的整個射流的流動過程。計(jì)算領(lǐng)域跨越兩個連接表面，一個是水-空氣耦合面，而另一個是固-液耦合面。當(dāng)水射流通過固體顆粒時，微粒被困住于水射流中心，從而形成捕捉。為了保證整個水槽中水的相對穩(wěn)定性，水射流通過水箱進(jìn)行循環(huán)。

整個水域包含三個部分：空氣域，水槽域及環(huán)形噴嘴域，環(huán)形噴嘴內(nèi)徑為1mm，外徑為2mm，噴嘴長度為50mm，水槽水域模型的三維尺寸為150mm×150×50mm。固體微粒模型的直徑為1.6mm模型，流場模型尺寸為 200mm×200mm×100mm，水槽出口直徑為8mm。為了模擬水槽的真實(shí)邊界條件，水槽的四個側(cè)面和底面均設(shè)置為透射邊界條件。

3 點(diǎn)-面接觸的SPH和FEM藕合方法

SPH粒子可視為特殊的集合，其中集合中的參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)編號、節(jié)點(diǎn)空間位置和節(jié)點(diǎn)質(zhì)量[11]。把有限元設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)，光滑粒子設(shè)定從節(jié)點(diǎn)。耦合過程如圖4所示，二者通過接觸算法進(jìn)行耦合?？紤]到核函數(shù)是常數(shù)，在接觸領(lǐng)域算法中，水粒子與塑料粒子的接觸力的算法采用式（10）計(jì)算。

4 水射流沖擊固體微粒的瞬態(tài)數(shù)值模擬分析

水射流模型由光滑粒子動力學(xué)構(gòu)建，圖4為固體微粒與SPH微粒的耦合模型，SPH粒子呈層狀結(jié)構(gòu)，固體微粒采用離散單元法建模。圖5為整個水射流的SPH-FEM沖擊模型。

利用SPH方法與FEM的耦合方法對速度在3m/s范圍內(nèi)的水射流進(jìn)行了數(shù)值模擬，圖6為水射流達(dá)到固體微粒表面的形變情況，根據(jù)查看的位移曲線，固體微粒運(yùn)動并沒有形成，其在重力方向的位移量很小。

圖7為固體微粒在水射流沖擊速度下的位置響應(yīng)與形變過程，以及水槽中水位移變化狀態(tài)。由數(shù)值模擬的結(jié)果我們可以這樣描述模擬捕獲機(jī)理：首先高速水射流粒子高速撞擊在固體微粒表面的瞬間，在接觸固體面上形成較高壓力，從而使水射流狀態(tài)發(fā)生躍變，這種強(qiáng)烈擾動必然使水射流分別向固體微粒表面?zhèn)鞑?。在固體微體的碰撞域，應(yīng)力超過材料強(qiáng)度極限而形成形變，支撐固體微粒的水面由于瞬間壓縮產(chǎn)生較強(qiáng)的支撐力，使固體微粒鉗住在射流中心，隨著初始沖擊固體微粒表面后射流的剩余速度，一部分粒子與水槽中的融合，向周邊擴(kuò)散，并在固體微粒的周圍形成凹陷，同時一部分粒子繼續(xù)向下運(yùn)動，形成對水的壓縮，對固體微粒進(jìn)行支撐。

5 結(jié)論與總結(jié)

本文利用計(jì)算流體力學(xué)對整個過程進(jìn)行了初步探討，對固體微粒在水射流流場作用下的瞬態(tài)和穩(wěn)定的動力學(xué)特性進(jìn)行了深入描述，通過模擬仿真證明水射流形成對微粒捕獲的可行性。整個流場模型建立采用SPH（光滑粒子動力學(xué)）和FEM（有限元方法）的混合耦合模型分析了環(huán)空水射流捕獲微粒的形成過程。利用環(huán)空水射流捕獲固體微粒的仿真結(jié)果表明，微射流通過環(huán)形噴嘴后在滿足一定條件下會形成“水鑷”，鉗住固體微粒。此外，模擬結(jié)果顯示固體微粒周圍的速度場和壓力場能夠?yàn)槲⒘２都峁┝己玫臈l件，模擬結(jié)果與預(yù)測模型中獲取的結(jié)果保持一致。在接下來研究中，將通過優(yōu)化噴嘴設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝參數(shù)，從而為優(yōu)化噴射條件提供必需的知識體系，通過改變微噴嘴噴射角來實(shí)現(xiàn)對微射流水力參數(shù)推導(dǎo)出固體顆粒的取向的有效控制，噴嘴的姿態(tài)角和固體顆粒的態(tài)度之間的耦合，以最終利用環(huán)空水射流實(shí)現(xiàn)對固體顆粒的精確控制。

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