導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇流體力學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)理念；內(nèi)容調(diào)整；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）04-0041-02

流體力學(xué)是研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)重要分支，已廣泛應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)。工程流體力學(xué)課程在哈工大是機(jī)械類(lèi)、材料類(lèi)、儀器儀表類(lèi)、航空航天類(lèi)、建筑工程類(lèi)、熱能動(dòng)力類(lèi)、流體動(dòng)力工程類(lèi)等專(zhuān)業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，既有基礎(chǔ)學(xué)科的性質(zhì)，又具有鮮明的技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，既與高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)等課程有緊密的聯(lián)系，又是專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)，是一門(mén)理論性和工程實(shí)際意義都較強(qiáng)的課程[1]。哈工大流體力學(xué)教研室成立于1956年，歷來(lái)重視教學(xué)研究及教學(xué)質(zhì)量，不斷積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)教學(xué)思想，在基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)施、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)研究與改革等方面都取得一系列成果，居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并于2009年被評(píng)為國(guó)家精品課程，目前正在進(jìn)行國(guó)家精品資源共享課程的升級(jí)。雖然取得了一系列的重要成績(jī)，但是仍然存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)換觀念，從當(dāng)前社會(huì)的實(shí)際需求出發(fā)，深入進(jìn)行教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容等方面的研究和探索。

一、改革教學(xué)理念

課程建設(shè)的目的是提高教學(xué)質(zhì)量，歸根到底是提高學(xué)生培養(yǎng)的質(zhì)量，而學(xué)生質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)則是其綜合素質(zhì)及能力。工程流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是抽象概念多，數(shù)學(xué)分量重，理論性較強(qiáng)，許多復(fù)雜的流動(dòng)物理現(xiàn)象難以用言語(yǔ)和具體圖像清晰地表述[2]。工程流體力學(xué)課程中有很多較難的知識(shí)點(diǎn)，例如流體微元運(yùn)動(dòng)的Cauchy-Helmholts速度分解定理、粘性流體的運(yùn)動(dòng)微分方程、邊界層基本方程及近似計(jì)算等，這些知識(shí)點(diǎn)包含了大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，往往要占用很多課時(shí)，同時(shí)這些理論知識(shí)的講解又是空洞和死板的，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。即使是多數(shù)教師能夠本著負(fù)責(zé)的態(tài)度將這些知識(shí)難點(diǎn)講解清楚，也往往并不能使學(xué)生對(duì)這些難點(diǎn)留下深刻的印象。這種教學(xué)過(guò)程是事倍功半的，容易引起學(xué)生對(duì)這些知識(shí)做機(jī)械的符號(hào)記憶或者陷入對(duì)推導(dǎo)嚴(yán)密性的過(guò)度鉆研，無(wú)法建立起流體力學(xué)的全局思維方式，進(jìn)而也不能提高學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力。因此，教師在授課過(guò)程中要不斷引導(dǎo)學(xué)生梳理所講授的知識(shí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用流體力學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合分析。要讓學(xué)生明白，流體力學(xué)的學(xué)習(xí)不是背定理、記公式，而是要通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，掌握一門(mén)新的科學(xué)知識(shí)，了解它的人文背景，學(xué)習(xí)它的思想和方法，掌握它的原理和應(yīng)用。學(xué)生是課程學(xué)習(xí)的主體，在教學(xué)過(guò)程中需要注意教與學(xué)的同步，授課時(shí)關(guān)注學(xué)生的反映，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)對(duì)授課進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)放慢節(jié)奏或變換講解方法，也可以讓學(xué)生參與討論。學(xué)生有必要參與到深層的學(xué)科知識(shí)應(yīng)用中，因此可以讓同學(xué)參加與學(xué)科相關(guān)的科學(xué)研究，引導(dǎo)同學(xué)應(yīng)用流體計(jì)算模擬軟件，實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)[3]。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐引導(dǎo)可以消減同學(xué)對(duì)流體力學(xué)公式繁多的苦惱，而在實(shí)踐能力不斷提高的過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力將得到很大的鍛煉。實(shí)踐證明，學(xué)生可以完成適當(dāng)?shù)墓こ塘黧w力學(xué)課程內(nèi)容的拓展研究，實(shí)現(xiàn)課程與科研工作的相互促進(jìn)。在積極開(kāi)展第一課堂的同時(shí)，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生參加第二課堂活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。例如科技創(chuàng)新和節(jié)能減排大賽這樣的大學(xué)生科技活動(dòng)是開(kāi)展素質(zhì)教育的重要平臺(tái)，為學(xué)生提供了施展才能、張揚(yáng)個(gè)性的舞臺(tái)，使學(xué)生得以將課本所學(xué)知識(shí)充分的運(yùn)用，并從制作和創(chuàng)新過(guò)程中學(xué)到了比課本更多的知識(shí)，提高了其知識(shí)綜合運(yùn)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力。流體力學(xué)教師應(yīng)該充分利用流體力學(xué)知識(shí)應(yīng)用面廣、基礎(chǔ)性強(qiáng)的特點(diǎn)，引導(dǎo)并指導(dǎo)學(xué)生參與此類(lèi)科技活動(dòng)。另外，流體力學(xué)教師還應(yīng)該經(jīng)常舉行科技講座，豐富學(xué)生的專(zhuān)業(yè)和學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和科學(xué)精神。

二、課程內(nèi)容調(diào)整

目前所使用的工程流體力學(xué)課程內(nèi)容包括了流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、漩渦理論基礎(chǔ)、理想流體平面勢(shì)流、粘性流體動(dòng)力學(xué)、相似理論基礎(chǔ)、流動(dòng)的阻力與損失、管路的水力計(jì)算、粘性流體繞物體流動(dòng)、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)翼及葉柵理論、流體要素測(cè)量等內(nèi)容?？偟膩?lái)說(shuō)涵蓋了流體力學(xué)工程應(yīng)用的多數(shù)情況，但是結(jié)構(gòu)仍然需要進(jìn)一步調(diào)整。首先，工程流體力學(xué)課程內(nèi)容較多，多年未更新，有些知識(shí)也趨于老化，應(yīng)適當(dāng)?shù)貙?duì)內(nèi)容進(jìn)行增減。2006年專(zhuān)業(yè)調(diào)整后，能源與動(dòng)力工程本科教學(xué)按一級(jí)學(xué)科制定教學(xué)內(nèi)容，在這種體系下，工程流體力學(xué)課程應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)保留的情況下，對(duì)于涉及到工程熱力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行刪減，避免不同課程的內(nèi)容重復(fù)，使課程之間的界線(xiàn)更加明晰。這樣的好處就是，學(xué)生利用有限的課時(shí)可以將流體力學(xué)主體結(jié)構(gòu)體系學(xué)得更好。另外，由于工程流體力學(xué)更多的應(yīng)該涉及流體力學(xué)的工程應(yīng)用，所以關(guān)于漩渦理論、理想流體平面勢(shì)流及粘性流體繞物體流動(dòng)章節(jié)內(nèi)涉及的較多理論性知識(shí)且與工程應(yīng)用關(guān)系不大的應(yīng)該適當(dāng)精簡(jiǎn)，減少課時(shí)占用。其次，工程流體力學(xué)課程內(nèi)容應(yīng)適當(dāng)增加與工程應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容。美國(guó)著名的流體力學(xué)教材《Mechanics of Fluids》（Prentice Hall International Editions出版）選取了貼近工程實(shí)際的管道流動(dòng)、葉輪機(jī)械流動(dòng)、環(huán)境流體力學(xué)等內(nèi)容，作為經(jīng)典流體力學(xué)主題內(nèi)容的有機(jī)補(bǔ)充[4]。哈工大工程流體力學(xué)課程也應(yīng)該針對(duì)學(xué)校定位及專(zhuān)業(yè)設(shè)置，在廣泛調(diào)研開(kāi)課專(zhuān)業(yè)的需求基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加有普遍性、代表性的工程應(yīng)用知識(shí)。最后，工程流體力學(xué)課程內(nèi)容應(yīng)更新與近期科技發(fā)展緊密聯(lián)系的內(nèi)容。由于教材不可能年年更新，教師應(yīng)該在教材內(nèi)容基礎(chǔ)之上，適當(dāng)增加與科技進(jìn)展相關(guān)的內(nèi)容，例如流動(dòng)的虛擬實(shí)驗(yàn)、流體參數(shù)的現(xiàn)代化測(cè)量、流體力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀、流體力學(xué)的最新應(yīng)用情況等，讓學(xué)生了解到流體力學(xué)的科技前沿，開(kāi)拓學(xué)生視野，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)流體力學(xué)的熱情和興趣。

三、改革教學(xué)方法

關(guān)于教學(xué)方法，哈工大流體力學(xué)教師較早地采用了不完全教學(xué)法、潛科學(xué)教學(xué)法、社會(huì)探究法、問(wèn)題教學(xué)法、角度教學(xué)法等創(chuàng)新性教學(xué)法，將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)等課堂教學(xué)要素有機(jī)組織起來(lái)，發(fā)揮整體的最大效能。強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探求問(wèn)題解決的途徑和方法，培養(yǎng)能力，以展素質(zhì)；并將多媒體技術(shù)的運(yùn)用與傳統(tǒng)教學(xué)手段、教學(xué)形式的改革統(tǒng)一起來(lái)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，從而充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。目前多媒體教學(xué)在高等教育中的應(yīng)用越來(lái)越廣，在如何正確使用多媒體教學(xué)的問(wèn)題上目前還有一些爭(zhēng)議和討論。工程流體力學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)多，公式推導(dǎo)多，難度大，對(duì)于具體的知識(shí)點(diǎn)利用板書(shū)詳細(xì)推演在課堂教學(xué)中占用了大量的課時(shí)，同時(shí)也會(huì)影響到學(xué)生對(duì)流體力學(xué)整體思維的把握。由于工程流體力學(xué)課程的特點(diǎn)，很多流動(dòng)現(xiàn)象概念比較抽象，難以用板書(shū)表達(dá)清楚，很顯然傳統(tǒng)教學(xué)方式達(dá)不到理想的教學(xué)效果。利用多種媒體手段可以更好地創(chuàng)設(shè)教學(xué)意境，變抽象為具體，變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，變黑白為彩色，變無(wú)聲為有聲，通過(guò)豐富的圖例、連貫的動(dòng)畫(huà)以及真實(shí)的實(shí)驗(yàn)錄像，可以使枯燥、乏味的內(nèi)容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內(nèi)容變得直觀生動(dòng)，同時(shí)也豐富了學(xué)生的信息量，可以更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣[5]。另外，流體力學(xué)的特點(diǎn)是數(shù)學(xué)分量重、理論性強(qiáng)，所以又不能過(guò)多依賴(lài)多媒體教學(xué)。對(duì)于涉及到重要理論公式推導(dǎo)的內(nèi)容，簡(jiǎn)單地將推導(dǎo)過(guò)程搬到課件上去，并不能使學(xué)生了解重要理論公式的來(lái)龍去脈，也難以加深學(xué)生對(duì)這些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的理解程度。這個(gè)時(shí)候需要收起屏幕，用板書(shū)認(rèn)真書(shū)寫(xiě)每個(gè)符號(hào)，推導(dǎo)每個(gè)關(guān)鍵公式，并解釋其中的物理概念和意義。多媒體和板書(shū)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此我們可以取其長(zhǎng)而避其短，采用兩者兼顧而又兩者不棄的原則，交互使用，相輔相成。

四、更新考評(píng)制度

哈工大工程流體力學(xué)課程作為技術(shù)基礎(chǔ)課，目前采取了綜合性的考評(píng)方法，總成績(jī)由作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考試三部分組成，學(xué)生共計(jì)要完成60題左右的作業(yè)，由教師進(jìn)行判分并作為總成績(jī)的10%；共計(jì)要完成11項(xiàng)左右的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理和操作技能的掌握及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量情況分為優(yōu)、良、及格、不及格來(lái)評(píng)定成績(jī)，若有兩次不及格或者缺席者必須重做否則不得參加期末考試。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)占課程總成績(jī)的10%。期末考試為閉卷，占總成績(jī)的80%。流體力學(xué)考試的組卷與課堂教學(xué)內(nèi)容息息相關(guān)，課堂教學(xué)如果注重內(nèi)容的應(yīng)用性、靈活性和綜合性，則在組卷時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少客觀題，豐富試題類(lèi)型，加大理解性和綜合性題目的分量，避免記憶性成分所占比重較大，而學(xué)生臨近考試加班加點(diǎn)應(yīng)付考試的現(xiàn)象。另外，根據(jù)課堂教學(xué)和課外科研實(shí)踐的特點(diǎn)，對(duì)于偏重于工程應(yīng)用的專(zhuān)題，可以探索利用撰寫(xiě)科技論文、提交科研作品的方法進(jìn)行考試，與傳統(tǒng)考試成績(jī)綜合來(lái)建立起更合理、更具實(shí)踐意義的考評(píng)制度。

工程流體力學(xué)課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以教學(xué)核心始終應(yīng)該是學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。為此，在教學(xué)中貫穿流體力學(xué)思維模式和綜合分析解決問(wèn)題能力的鍛煉，使學(xué)生學(xué)有所成、學(xué)有所用，是工程流體力學(xué)課程改革的一個(gè)長(zhǎng)期方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳卓如，金朝銘，等.工程流體力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]趙超.“流體力學(xué)”課程教學(xué)方法探索.中國(guó)冶金教育[J].2010，（5）：63-64.

[3]李巖，孫石.《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐.科教文匯[J].2008，（11）：88-89.

[4]C.P.Merle，C.W.David.Mechanics of Fluids（second edition）[M].NJ（U.S.A.）：Prentice Hall International Editions，1997.

篇2

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

摘要：?jiǎn)l(fā)式教學(xué)是現(xiàn)代教育研究當(dāng)中的一個(gè)重要課題，尤其是在高等教育全面改革的大背景下，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新，讓學(xué)生的個(gè)性自由發(fā)揮，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和熱情，促進(jìn)學(xué)生身心的健康發(fā)展。本文主要探討的是啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用，徹底摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，通過(guò)教師的啟發(fā)引導(dǎo)，讓學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 ：工程流體力學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐；運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-2596（2015）03-0274-02

一、引言

《工程流體力學(xué)》是我國(guó)普通高等學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，是一門(mén)研究液體和氣體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及應(yīng)用的學(xué)科。工程流體力學(xué)在土木工程、能源、動(dòng)力、環(huán)境、設(shè)備、化工、航空以及國(guó)防等領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用，尤其是熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生需要掌握系統(tǒng)、全面的《工程流體力學(xué)》理論知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，確保學(xué)生能夠熟練地掌握流體力學(xué)的基本概念和原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作能夠?qū)⒗碚撝R(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，為日后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鑒于此，本文主要探討啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用。

二、《工程流體力學(xué)》傳統(tǒng)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

《工程流體力學(xué)》是工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)重要分支，主要目的是為了將流體力學(xué)知識(shí)充分運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。工程流體力學(xué)的研究方法主要包括實(shí)驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值計(jì)算等。其中實(shí)驗(yàn)研究主要是利用各種實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)分析，總結(jié)出流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測(cè)，通常采用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析；理論分析主要是根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒等定律，加以數(shù)學(xué)分析的手段，對(duì)流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究；數(shù)值計(jì)算則是利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律表達(dá)出來(lái)，從而獲得質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒的計(jì)算方程，這些方程組合在一起成為流體力學(xué)基本方程組?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程設(shè)置的根本目的是為了讓學(xué)生熟練地掌握流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將其運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中，以此來(lái)解決各種與流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，但是長(zhǎng)久以來(lái)我們?cè)谡n堂教學(xué)中所強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)點(diǎn)的灌輸，學(xué)生進(jìn)行機(jī)械化的記憶，缺乏創(chuàng)新，因此需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)理念進(jìn)行徹底改變。

（一）幫助學(xué)生建立流體力學(xué)的思維方式

《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱要求學(xué)生能夠了解及應(yīng)用流體力學(xué)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握流體力學(xué)的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學(xué)理念中，課堂教學(xué)過(guò)分注重基本概念、基本理論和計(jì)算方法的學(xué)習(xí)，學(xué)生在應(yīng)試教育的環(huán)境中對(duì)書(shū)本上的知識(shí)進(jìn)行機(jī)械化的記憶，很大一部分學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的記憶僅僅是為了完成考核任務(wù)，因此無(wú)法形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，也無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的思維方式，使其在日后工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到關(guān)于流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，無(wú)從下手。鑒于此，在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的流體力學(xué)知識(shí)體系，并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維方式對(duì)流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析研究。①

（二）提高學(xué)生綜合分析應(yīng)用能力

《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)不僅要求學(xué)生建立科學(xué)的思維方式，還需要具備對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用能力。在傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響下，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)的積極性和熱情，對(duì)知識(shí)和計(jì)算公式的機(jī)械化記憶，無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。②因此需要在《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行自主總結(jié)，通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié)，形成鮮明形象的記憶；與此同時(shí)在課后練習(xí)中需要增加綜合性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力

實(shí)驗(yàn)是《工程流體力學(xué)》教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動(dòng)，從而更加清晰地理解和認(rèn)識(shí)流體力學(xué)規(guī)律。通常實(shí)驗(yàn)要預(yù)設(shè)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、“?shí)驗(yàn)環(huán)境”，進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)操作”，最終以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的新聞形式發(fā)表“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。③在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，根本無(wú)法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力，因此需要學(xué)生自主獨(dú)立的進(jìn)行試驗(yàn)操作，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)踐中不斷提高自己的操作和知識(shí)的運(yùn)用能力。

（四）充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)理念嚴(yán)重背離之處在于課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師往往處于主導(dǎo)地位，而作為教學(xué)活動(dòng)關(guān)鍵核心的學(xué)生群體則成為了知識(shí)的被動(dòng)接受者，單方面機(jī)械地完成課堂教學(xué)任務(wù)，無(wú)法真正達(dá)到教學(xué)的目的。這就要求，在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師必須時(shí)刻關(guān)注教學(xué)同步，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，通過(guò)討論、提問(wèn)等方式，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的方法。④

三、啟發(fā)式教學(xué)的具體應(yīng)用

（一）啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)

啟發(fā)式教學(xué)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，歷久彌新，“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟，不悱不發(fā)”。朱熹解釋說(shuō)：“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。啟，謂開(kāi)其意；發(fā)，謂達(dá)其辭。”憤與悱是內(nèi)在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說(shuō)在教學(xué)前務(wù)必先讓學(xué)生認(rèn)真思考，已經(jīng)思考相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間但還想不通，然后可以去啟發(fā)他；雖經(jīng)思考并已有所領(lǐng)會(huì)，但未能以適當(dāng)?shù)难赞o表達(dá)出來(lái)，此時(shí)可以去開(kāi)導(dǎo)他。在現(xiàn)代教育理念當(dāng)中，啟發(fā)式教學(xué)主要是指教學(xué)活動(dòng)中教師依據(jù)課程學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)自覺(jué)地掌握知識(shí)的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)可以很好地詮釋教育學(xué)之間的關(guān)系，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，并且通過(guò)教師的適當(dāng)引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。⑤

（二）設(shè)置問(wèn)題情境

啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問(wèn)題情境，同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)各種情境，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，讓學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索分析。在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生遇到任何疑問(wèn)都應(yīng)該及時(shí)提出，向同學(xué)和老師進(jìn)行探討。大量的教學(xué)實(shí)踐表明，提問(wèn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)的積極性，通過(guò)提問(wèn)鍛煉學(xué)生的探索欲和邏輯思維能力。⑥學(xué)生在啟發(fā)式教學(xué)模式下還應(yīng)該增加主動(dòng)性，尋找自己的興趣點(diǎn)，去鉆研。這樣學(xué)生才會(huì)有問(wèn)題意識(shí)，可以提出問(wèn)題，而不是在別人背后去解答問(wèn)題。另外，設(shè)置問(wèn)題情境要與實(shí)際生活相融合?？梢酝ㄟ^(guò)創(chuàng)設(shè)生活或工作式的教學(xué)情境，讓學(xué)生真正感受到《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的多樣性以及前瞻性，通過(guò)不斷探索激發(fā)出學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)興趣以及好奇心。

（三）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性

在啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程中，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，讓學(xué)生真正意義上成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主導(dǎo)者。《工程流體力學(xué)》課程需要打破傳統(tǒng)應(yīng)試教育的束縛，讓學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得到充分釋放。教師組織學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，要注意學(xué)生的反映，激發(fā)起學(xué)生發(fā)的求知欲望，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)收集資料了解流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實(shí)際中的應(yīng)用，幫助他們對(duì)問(wèn)題的獨(dú)立思考。例如教師可以列舉一些流體力學(xué)在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的實(shí)例，使學(xué)生了解流體處于平衡及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律，加強(qiáng)理論概念與現(xiàn)實(shí)生活的相互聯(lián)系?？傊挥兄鲃?dòng)參與其中，學(xué)生才能對(duì)問(wèn)題有一個(gè)深入的了解，并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設(shè)法去解決當(dāng)前所面臨的問(wèn)題，而教師則完全不用花費(fèi)大量的精力進(jìn)行講解，只需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹敢ぷ?，使學(xué)生的自學(xué)能力能夠充分發(fā)揮。⑦

實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手操作以及對(duì)知識(shí)運(yùn)用的最佳方式，借助實(shí)驗(yàn)也可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在問(wèn)題情境環(huán)節(jié)中，學(xué)生大膽假設(shè)和創(chuàng)新提問(wèn)以后，就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行模擬分析，并得到結(jié)論。在安全的保障下，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在教師的引導(dǎo)下，自己動(dòng)手去做，積極探索。這樣會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)更有幫助，而這一過(guò)程會(huì)提高學(xué)生的研究熱情，也可以提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。此外，在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生還可以自由組合進(jìn)行某一問(wèn)題的研究，當(dāng)假設(shè)足夠成立的情況下，通過(guò)查詢(xún)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室去尋找答案。這樣一來(lái)，學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或者工作中，如果遇到問(wèn)題，就可以真正獨(dú)立地進(jìn)行思考和研究。⑧

（四）建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍

建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍是啟發(fā)式教學(xué)實(shí)現(xiàn)的前提。而長(zhǎng)久以的來(lái)灌輸式教學(xué)，讓教師成為課堂教學(xué)的主體，其高高在上的形象，讓不少學(xué)生產(chǎn)生畏懼感，這也使得學(xué)習(xí)氛圍過(guò)于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學(xué)方式上需要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，改掉以往死氣乏味的課堂教學(xué)，教師應(yīng)該是教學(xué)活動(dòng)的組織者和設(shè)計(jì)者，通過(guò)營(yíng)造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學(xué)生調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手，并且給學(xué)生提供更多的進(jìn)行流體力學(xué)討論研究的空間和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在獨(dú)立思考、互相討論以及動(dòng)手操作中完成問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與解決過(guò)程。此外，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生相互尊重、相互理解，課堂氣氛做到張弛有度。讓學(xué)生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學(xué)》的理論知識(shí)和基本技能，使他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。⑨

綜上所述，啟發(fā)式課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位。只有充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性，才能夠提高《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的質(zhì)量。為此，本文總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)模式下《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的種種弊端，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)啟發(fā)式教學(xué)的有效途徑進(jìn)行了深入研究。通過(guò)營(yíng)造和諧的學(xué)習(xí)氛圍以及建立良好的師生關(guān)系，使《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)、形象。

注釋?zhuān)?/p>

①?gòu)垥院?高校研究型教學(xué)范式之探究——啟發(fā)式教學(xué)[J].教育探索，2007(3).

②朱昌流.論啟發(fā)式教學(xué)的有效實(shí)施[J].教育與職業(yè)，2007(18).

③李小川.工程流體力學(xué)教學(xué)改革模式的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012(10).

④吳翊.啟發(fā)式教學(xué)再認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011(1).

⑤劉全忠.關(guān)于工程專(zhuān)業(yè)流體力學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J].教育教學(xué)，2014(1).

⑥Wuhan University、scientific Research Publishing.The Heuristic Teaching Practice Based on Innovative Thinking [A].Proceedings of Conference on Creative Education（CCE2012）.2012(5).

⑦朱輝，陳洪杰，劉飛.CDIO教育模式下工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(12).

⑧劉瑩.解立平.基于“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃的工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革初探[J].時(shí)代教育，2014(2).

篇3

論文關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；制冷與低溫工程；教學(xué)改革

目前，鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）的制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對(duì)制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。

“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)，研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周?chē)矬w之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜，故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對(duì)學(xué)生的綜合分析處理問(wèn)題的能力要求較高等特點(diǎn)。加上學(xué)生對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理普遍缺乏感性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來(lái)被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。因此，迫切需要進(jìn)行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革，使學(xué)生學(xué)好本門(mén)課程，提高課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問(wèn)題：首先，“流體力學(xué)”理論性強(qiáng)，概念多而抽象，難以理解，學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程，另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識(shí)，學(xué)生理解困難；另外，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué)，全面實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，是該課程教學(xué)亟待解決的問(wèn)題。

一、改革教學(xué)方法

學(xué)好“流體力學(xué)”這門(mén)課對(duì)于制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學(xué)生以后分析解決實(shí)際工程中的實(shí)際問(wèn)題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門(mén)課教學(xué)的成敗。

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性，首先要上好“緒論”課?！熬w論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門(mén)課的窗口，也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過(guò)“緒論”課讓學(xué)生對(duì)“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)大致的了解，使他們充分意識(shí)到“流體力學(xué)”知識(shí)和我們的生活及國(guó)家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學(xué)”知識(shí)在今后的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問(wèn)題中的重要作用。

教師在講授一些理論知識(shí)之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實(shí)例或者先提一些問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問(wèn)學(xué)生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運(yùn)動(dòng)有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，可以將在座的學(xué)生和教室里的每個(gè)座位作為研究對(duì)象來(lái)進(jìn)行類(lèi)比，從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過(guò)舉例和提問(wèn)的方式，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動(dòng)是一件樂(lè)事、趣事，由愿學(xué)到愛(ài)學(xué)再到樂(lè)學(xué)。實(shí)踐表明：列舉事例或提問(wèn)的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，還可以使學(xué)生充分意識(shí)到本課程對(duì)今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義，并且能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶，使學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得以提高。

另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生直觀了解各種流動(dòng)現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動(dòng)現(xiàn)象和分析流動(dòng)機(jī)理，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué)，然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號(hào)背后所代表的物理意義?！傲黧w力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)問(wèn)題的物理本質(zhì)有一個(gè)過(guò)程。教師的一個(gè)重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)的物理本質(zhì)這一過(guò)程的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步建立起科學(xué)的思維方式。

“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)方程、動(dòng)量方程、伯努利方程等理論知識(shí)時(shí)都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識(shí)，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法，與物理及其他力學(xué)不同，學(xué)生的觀念不易改變，而且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，學(xué)生理解掌握很困難。如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)“流體力學(xué)”知識(shí)的嚴(yán)密性和完整性，對(duì)每個(gè)公式的每個(gè)推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹，推導(dǎo)過(guò)程將會(huì)枯燥無(wú)味，學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂，興趣全無(wú)。而如果直接給出公式，讓學(xué)生死記硬背，只能讓學(xué)生不知其所以然，當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題了。

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為：“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點(diǎn)放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對(duì)基本概念力爭(zhēng)講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點(diǎn)使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實(shí)際工程問(wèn)題。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項(xiàng)。由于流動(dòng)的多樣性，“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實(shí)際流體、流體是否可壓等），在具體運(yùn)用時(shí)，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問(wèn)題。如果基本原理掌握了，接下來(lái)就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問(wèn)題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的一種手段，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題能力的一種方法。

首先應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立地完成一定量的課后練習(xí)題，這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過(guò)程的重要組成部分，解題過(guò)程實(shí)質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)訓(xùn)練過(guò)程，課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和基本理論知識(shí)的理解。

然后再由教師通過(guò)習(xí)題課的方式，利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯(cuò)多的習(xí)題，講述流體力學(xué)原理在工程實(shí)例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時(shí)，重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟，使學(xué)生在此過(guò)程中掌握解決問(wèn)題的正確方法和技巧，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類(lèi)旁通、學(xué)以致用。這一過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流動(dòng)過(guò)程物理本質(zhì)的理解，將物理問(wèn)題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真思考，有效的增強(qiáng)了學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、改革教學(xué)手段

多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動(dòng)、具體、易于理解的教學(xué)特點(diǎn)，豐富的教學(xué)內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。

多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學(xué)”中那些難以用語(yǔ)言描述的流動(dòng)圖像、抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線(xiàn)與跡線(xiàn)、層流、湍流等，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生，使其從感性認(rèn)識(shí)開(kāi)始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時(shí)間寫(xiě)板書(shū)表述的和不易通過(guò)板書(shū)表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線(xiàn)、各種流場(chǎng)和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué)，授課的信息量增多了，教學(xué)內(nèi)容更豐富了，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收的知識(shí)更多了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的思路拓寬了，教學(xué)質(zhì)量也提高了。

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書(shū)能讓他們有更多的時(shí)間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動(dòng)機(jī)理又有大量的基本概念、基本方程的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對(duì)某些特定的流動(dòng)現(xiàn)象，可以通過(guò)多媒體教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對(duì)于較重要的公式及一些重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容還是采用板書(shū)教學(xué)，例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過(guò)程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書(shū)，有利于學(xué)生集中注意力，讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間，又可加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)的理解，從而獲得良好的教學(xué)效果。

篇4

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；制冷與低溫工程；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：尹雪梅（1979-），女，四川資中人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，講師；張文慧（1980-），女，河南焦作人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，講師。（河南鄭州450002）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）10-0098-02

目前，鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）的制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)已被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對(duì)制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。

“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)，研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周?chē)矬w之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜，故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對(duì)學(xué)生的綜合分析處理問(wèn)題的能力要求較高等特點(diǎn)。[1]加上學(xué)生對(duì)流體流動(dòng)機(jī)理普遍缺乏感性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來(lái)被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。[2]因此，迫切需要進(jìn)行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革，使學(xué)生學(xué)好本門(mén)課程，提高課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問(wèn)題：首先，“流體力學(xué)”理論性強(qiáng)，概念多而抽象，難以理解，學(xué)生普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程，另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識(shí)，學(xué)生理解困難；另外，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué)，全面實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，是該課程教學(xué)亟待解決的問(wèn)題。

一、改革教學(xué)方法

學(xué)好“流體力學(xué)”這門(mén)課對(duì)于制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學(xué)生以后分析解決實(shí)際工程中的實(shí)際問(wèn)題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門(mén)課教學(xué)的成敗。

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性，首先要上好“緒論”課?！熬w論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門(mén)課的窗口，也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過(guò)“緒論”課讓學(xué)生對(duì)“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)大致的了解，使他們充分意識(shí)到“流體力學(xué)”知識(shí)和我們的生活及國(guó)家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學(xué)”知識(shí)在今后的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問(wèn)題中的重要作用。[3]

教師在講授一些理論知識(shí)之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實(shí)例或者先提一些問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問(wèn)學(xué)生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運(yùn)動(dòng)有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時(shí)，可以將在座的學(xué)生和教室里的每個(gè)座位作為研究對(duì)象來(lái)進(jìn)行類(lèi)比，從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過(guò)舉例和提問(wèn)的方式，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動(dòng)是一件樂(lè)事、趣事，由愿學(xué)到愛(ài)學(xué)再到樂(lè)學(xué)。實(shí)踐表明：列舉事例或提問(wèn)的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，還可以使學(xué)生充分意識(shí)到本課程對(duì)今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義，并且能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶，使學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得以提高。

另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生直觀了解各種流動(dòng)現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動(dòng)現(xiàn)象和分析流動(dòng)機(jī)理，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué)，然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號(hào)背后所代表的物理意義?！傲黧w力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)問(wèn)題的物理本質(zhì)有一個(gè)過(guò)程。教師的一個(gè)重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)的物理本質(zhì)這一過(guò)程的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步建立起科學(xué)的思維方式。

“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)方程、動(dòng)量方程、伯努利方程等理論知識(shí)時(shí)都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識(shí)，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法，與物理及其他力學(xué)不同，學(xué)生的觀念不易改變，而且推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，學(xué)生理解掌握很困難。如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)“流體力學(xué)”知識(shí)的嚴(yán)密性和完整性，對(duì)每個(gè)公式的每個(gè)推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹，推導(dǎo)過(guò)程將會(huì)枯燥無(wú)味，學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂，興趣全無(wú)。而如果直接給出公式，讓學(xué)生死記硬背，只能讓學(xué)生不知其所以然，當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題了。

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為：“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點(diǎn)放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對(duì)基本概念力爭(zhēng)講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點(diǎn)使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實(shí)際工程問(wèn)題。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項(xiàng)。由于流動(dòng)的多樣性，“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實(shí)際流體、流體是否可壓等），在具體運(yùn)用時(shí)，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問(wèn)題。如果基本原理掌握了，接下來(lái)就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問(wèn)題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的一種手段，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題能力的一種方法。

首先應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立地完成一定量的課后練習(xí)題，這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過(guò)程的重要組成部分，解題過(guò)程實(shí)質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)訓(xùn)練過(guò)程，課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念和基本理論知識(shí)的理解。

然后再由教師通過(guò)習(xí)題課的方式，利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯(cuò)多的習(xí)題，講述流體力學(xué)原理在工程實(shí)例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時(shí)，重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟，使學(xué)生在此過(guò)程中掌握解決問(wèn)題的正確方法和技巧，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類(lèi)旁通、學(xué)以致用。這一過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)流動(dòng)過(guò)程物理本質(zhì)的理解，將物理問(wèn)題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真思考，有效的增強(qiáng)了學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、改革教學(xué)手段

多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動(dòng)、具體、易于理解的教學(xué)特點(diǎn)，豐富的教學(xué)內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。[4]

多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學(xué)”中那些難以用語(yǔ)言描述的流動(dòng)圖像、抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線(xiàn)與跡線(xiàn)、層流、湍流等，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生，使其從感性認(rèn)識(shí)開(kāi)始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時(shí)間寫(xiě)板書(shū)表述的和不易通過(guò)板書(shū)表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線(xiàn)、各種流場(chǎng)和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué)，授課的信息量增多了，教學(xué)內(nèi)容更豐富了，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收的知識(shí)更多了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的思路拓寬了，教學(xué)質(zhì)量也提高了。

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書(shū)能讓他們有更多的時(shí)間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動(dòng)機(jī)理又有大量的基本概念、基本方程的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對(duì)某些特定的流動(dòng)現(xiàn)象，可以通過(guò)多媒體教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對(duì)于較重要的公式及一些重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容還是采用板書(shū)教學(xué)，例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過(guò)程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書(shū)，有利于學(xué)生集中注意力，讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間，又可加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)的理解，從而獲得良好的教學(xué)效果。

三、 結(jié)束語(yǔ)

總之，高等教育教學(xué)改革，特別是專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)改革，是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的實(shí)踐過(guò)程?！傲黧w力學(xué)”是制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)校的具體情況改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，借助現(xiàn)代教育技術(shù)與手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合生活、生產(chǎn)、科研中的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行深入淺出、生動(dòng)活潑的講解，揭示問(wèn)題的本質(zhì)，向?qū)W生傳授治學(xué)方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，以取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；環(huán)境類(lèi)；教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)方法；銜接技巧

作者簡(jiǎn)介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，講師。（天津 300401）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環(huán)境類(lèi)工程流體力學(xué)的學(xué)科特色分析

環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)涉及流體力學(xué)的內(nèi)容廣泛，而且與機(jī)械、熱能動(dòng)力、水利等傳統(tǒng)學(xué)科對(duì)流體力學(xué)的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我?！保┉h(huán)境工程專(zhuān)業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學(xué)》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊(cè)，上冊(cè)為《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》，下冊(cè)為《應(yīng)用流體力學(xué)》。該教材與其它傳統(tǒng)學(xué)科所采用的流體力學(xué)教材相比區(qū)別較大：由于人類(lèi)生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無(wú)處不在的，環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要圍繞水和氣，因此，上冊(cè)《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》的覆蓋面極大，包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定平面勢(shì)流、流動(dòng)相似原理、流動(dòng)阻力和能力損失等模塊；下冊(cè)《應(yīng)用流體力學(xué)》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊(cè)以水為主，旁及氣體，實(shí)際上是水力學(xué)基礎(chǔ)。但是，與傳統(tǒng)水力學(xué)又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異，而是學(xué)科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學(xué)在學(xué)科構(gòu)建上有著鮮明的學(xué)科特色，而環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)所學(xué)習(xí)的《應(yīng)用流體力學(xué)》（教材下冊(cè)）是采用更加簡(jiǎn)單的方式初步介紹水力學(xué)。換言之，是上冊(cè)《理論流體力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)在幾種特殊邊界流場(chǎng)中的具體應(yīng)用，這些特殊流場(chǎng)的研究對(duì)于設(shè)計(jì)和計(jì)算環(huán)境類(lèi)的反應(yīng)器、構(gòu)筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學(xué)與三大力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）相比，其主要概念和原理幾乎沒(méi)有相似之處，[4-6]與大學(xué)物理學(xué)相比也無(wú)相似之處。[7]換言之，在工程流體力學(xué)中涉及的概念和原理對(duì)本科生來(lái)說(shuō)幾乎是全新的。工程流體力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基礎(chǔ)上，是通過(guò)牛頓經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)流體靜止和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，通過(guò)歐拉法或拉格朗日法對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型，從而用微積分等高等數(shù)學(xué)方法解決流體流動(dòng)問(wèn)題。該學(xué)科的基本概念和原理在三大力學(xué)或大學(xué)物理學(xué)中幾乎是從未提及過(guò)的。

可見(jiàn)，工程流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)鮮明，是環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學(xué)教學(xué)7年有余，并主動(dòng)向老教師或其他同行學(xué)習(xí)探討，發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學(xué)科特點(diǎn)外，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)也要廣泛篩選、收集和研究，并結(jié)合教學(xué)方法進(jìn)行探討論證，[8-12]具體分析見(jiàn)表1及下文。

表1 若干教學(xué)難點(diǎn)與教材章節(jié)對(duì)應(yīng)一覽表

序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 教材章節(jié)[1]

1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對(duì)平衡 第二章流體靜力學(xué)

4 流體靜力學(xué)基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學(xué)

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

7 理想流體動(dòng)力學(xué)、實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第四章理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流、第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

8 牛頓一般相似原理、單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長(zhǎng)度理論 第七章流動(dòng)阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環(huán)境類(lèi)工程流體力學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)方法銜接技巧分析

連續(xù)介質(zhì)假設(shè)（序號(hào)1）是工程流體力學(xué)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，但是作為一門(mén)新課程的開(kāi)始，學(xué)生往往很難接受這樣的模型假設(shè)。因此，宜采用討論法處理該問(wèn)題，討論法的難點(diǎn)是避免討論課的無(wú)計(jì)劃性。質(zhì)點(diǎn)的概念對(duì)于研究流體運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的，但是有大半學(xué)生掌握不到要領(lǐng)。具體體現(xiàn)在，把流體質(zhì)點(diǎn)的概念與物理學(xué)剛體質(zhì)點(diǎn)的概念混淆，覺(jué)得二者完全一致，沒(méi)有特殊涵義。面對(duì)這一問(wèn)題，與學(xué)生針對(duì)兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的核心理念是流體質(zhì)點(diǎn)概念的提出，流體質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的：流體質(zhì)點(diǎn)是指尺度大小同一切流動(dòng)空間（流場(chǎng)）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元；物理學(xué)中的剛體如果只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的話(huà)，該剛體可簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)處理，即用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代替剛體，使物理運(yùn)算變得很方便。因此，這兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念有著不同的涵義，流體的主要特點(diǎn)之一就是易流動(dòng)性，流場(chǎng)的形狀受制于邊界條件，流場(chǎng)在流動(dòng)過(guò)程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場(chǎng)形狀也在不斷變化，因此，流體質(zhì)點(diǎn)不能替代流場(chǎng)，而是由大量的流體質(zhì)點(diǎn)組成連續(xù)介質(zhì)，填充整個(gè)流場(chǎng)。

工程流體力學(xué)本質(zhì)上講是力學(xué)問(wèn)題，需要在解題前進(jìn)行受力分析（序號(hào)2）。在中學(xué)物理學(xué)中，受力分析貫穿始終，為中學(xué)生所熟知。所以，該部分的學(xué)習(xí)推薦采用自學(xué)指導(dǎo)法和對(duì)比分析法，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于流場(chǎng)形狀受制于邊壁，流體的受力分析規(guī)律性不明顯，這與中學(xué)物理學(xué)的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析，均可從兩個(gè)方面進(jìn)行，即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力，屬于遠(yuǎn)程力，作用在整個(gè)流場(chǎng)的所有質(zhì)點(diǎn)上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標(biāo)系的選擇。如果選擇慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應(yīng)力和壓應(yīng)力，概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似，切應(yīng)力和壓應(yīng)力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。

很多學(xué)生不了解學(xué)習(xí)流體相對(duì)平衡（序號(hào)3）的意義何在，根據(jù)該知識(shí)的特點(diǎn)，可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對(duì)平衡的意義，在于將特殊的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成相對(duì)靜止的問(wèn)題，從而使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。當(dāng)整個(gè)流場(chǎng)與固體邊壁無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇非慣性坐標(biāo)系，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理引入慣性力，可用相對(duì)平衡條件來(lái)處理該問(wèn)題，即對(duì)隔離體采用受力平衡條件，可使計(jì)算過(guò)程大大簡(jiǎn)化。

中學(xué)物理學(xué)所熟悉的流體靜力學(xué)基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學(xué)的角度來(lái)重新定義（序號(hào)4），也是這一章的難點(diǎn)。該難點(diǎn)的講解宜采用啟發(fā)性談話(huà)法，該方法一定要注意談話(huà)內(nèi)容的設(shè)計(jì)合理性，以期對(duì)整個(gè)談話(huà)過(guò)程有的放矢。流體靜力學(xué)基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力，也就是說(shuō)，坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。如果將其推廣到非慣性坐標(biāo)系，則計(jì)算方法應(yīng)為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎(chǔ)上的。該部分需要學(xué)生將流體靜力學(xué)基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進(jìn)行對(duì)照。阿基米德原理是計(jì)算浮力的基本原理為中學(xué)生所熟知，在中學(xué)物理中往往解釋成由實(shí)驗(yàn)研究獲得，實(shí)際上在大學(xué)工程流體力學(xué)中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應(yīng)使其意義更廣泛。

流動(dòng)現(xiàn)象如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述，這是流體力學(xué)建立的基礎(chǔ)，該難點(diǎn)的處理宜采用講授法。描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號(hào)5）。拉格朗日法是從流場(chǎng)中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點(diǎn)組成流體質(zhì)點(diǎn)系，跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而推演出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該方法概念清晰，但是分析和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。歐拉法是從流場(chǎng)中選擇有代表性的空間點(diǎn)，分析這些空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而總結(jié)出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算流體力學(xué)中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學(xué)中常常采用歐拉法。

流體微元運(yùn)動(dòng)的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、角變形、線(xiàn)變形等。在流體微元內(nèi)部，如果已知其中一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素，在微元內(nèi)其他空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素可以用已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素表達(dá)出來(lái)，該定理稱(chēng)為亥姆霍茲速度分解定理（序號(hào)6）。很多學(xué)生對(duì)該定理存在疑問(wèn)：微元內(nèi)部這兩個(gè)空間點(diǎn)之間怎么會(huì)存在聯(lián)系？該問(wèn)題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進(jìn)行介紹，教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學(xué)的模型，提示學(xué)生用微積分的方法來(lái)處理，具體而言，二者之間的聯(lián)系是通過(guò)高等數(shù)學(xué)中的泰勒公式建立的。

理想流體動(dòng)力學(xué)和實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)（序號(hào)7）在工程流體力學(xué)中是可以合并講授的，采用系統(tǒng)講授法更合適，這樣更有利于知識(shí)的完整性。流體動(dòng)力學(xué)主要涉及三大方程的后兩個(gè)，即能量方程和動(dòng)量方程。首先介紹理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程和實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程，前者也稱(chēng)為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，后者也稱(chēng)為N-S方程，這兩個(gè)重要方程均由牛頓第二定律推導(dǎo)獲得，二者可作為計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)，由此也可推導(dǎo)出能量方程。另一點(diǎn)需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實(shí)際流體能量方程，前者可以統(tǒng)一到后者中去，由于實(shí)際流體存在粘滯力，可產(chǎn)生能量損失，即單位重量流體從計(jì)算斷面1-1運(yùn)動(dòng)到計(jì)算斷面2-2時(shí)的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產(chǎn)生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動(dòng)力）相似準(zhǔn)則里的牛頓一般相似原理和單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則之間的辯證關(guān)系（序號(hào)8）。該部分知識(shí)瑣碎，宜采用講授法。兩個(gè)流動(dòng)，即原型和模型流動(dòng)，如果要實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎(chǔ)，動(dòng)力相似是保證，運(yùn)動(dòng)相似是目標(biāo)。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似，需要對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)處各個(gè)同名力方向相同，大小成固定比例，這稱(chēng)為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實(shí)驗(yàn)可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則，在流動(dòng)中起主導(dǎo)作用的力往往只有一種，這是流動(dòng)現(xiàn)象的特點(diǎn)，所以如果在原型和模型中，起主導(dǎo)作用的力相似的話(huà)，可認(rèn)為二者的動(dòng)力相似已實(shí)現(xiàn)。

普朗特混和長(zhǎng)度理論（序號(hào)9）是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生感覺(jué)該部分不知所云。比如說(shuō)，該半經(jīng)驗(yàn)理論的意義是什么，問(wèn)題從何而來(lái)？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以分為時(shí)均流速和脈動(dòng)流速，時(shí)均流速產(chǎn)生時(shí)均切應(yīng)力，脈動(dòng)流速產(chǎn)生附加切應(yīng)力，時(shí)均切應(yīng)力的計(jì)算采用牛頓內(nèi)摩擦定律，附加切應(yīng)力計(jì)算采用脈動(dòng)流速計(jì)算，即，其中脈動(dòng)流速u(mài)x’和uy’計(jì)算困難，需要通過(guò)普朗特混和長(zhǎng)度理論進(jìn)行計(jì)算，該理論通過(guò)將湍流脈動(dòng)與理想氣體自由程理論進(jìn)行類(lèi)比，提出自由程概念，從而將脈動(dòng)速度與時(shí)均速度建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了附加切應(yīng)力的計(jì)算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號(hào)10）是研究水力設(shè)備和輸配水管網(wǎng)的基礎(chǔ)，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長(zhǎng)管、管網(wǎng)，對(duì)這些模型的深入研究需要采用上冊(cè)流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程，在深入分析流動(dòng)規(guī)律后，可得最一般的規(guī)律性，即流量和斷面平均流速的計(jì)算公式。這部分可以看成針對(duì)幾種特殊邊界應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程來(lái)求解計(jì)算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動(dòng)由學(xué)生通過(guò)練習(xí)法和討論法來(lái)自學(xué)，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。

在緩流中，為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁稱(chēng)為堰，緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱(chēng)為堰流（序號(hào)11）。在環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，堰是常用的溢流集水設(shè)備和量水設(shè)備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類(lèi)構(gòu)筑物中作為出水設(shè)施，如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號(hào)12）是指流體在孔隙介質(zhì)中流動(dòng)，該流動(dòng)狀態(tài)在地下水中廣泛存在，對(duì)地下取水井的設(shè)計(jì)往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語(yǔ)

工程流體力學(xué)在環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義重大，在注冊(cè)環(huán)保工程師基礎(chǔ)考試中份額可觀。該課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)頗多，對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)的壓力較大，需要教師在知識(shí)點(diǎn)梳理、難點(diǎn)篩選、師生溝通、教學(xué)方法總結(jié)等方面多做工作，筆者通過(guò)對(duì)環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程流體力學(xué)教學(xué)的自身體會(huì)完成此文，希望對(duì)教學(xué)一線(xiàn)的教師有所幫助。

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篇6

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；空氣動(dòng)力學(xué)；教學(xué)

0 前言

空氣動(dòng)力學(xué)是工科院校中力學(xué)類(lèi)、航空航天類(lèi)、飛行器設(shè)計(jì)類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課。它是研究空氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科，在生活、環(huán)保、科學(xué)技術(shù)及工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值?？諝鈩?dòng)力學(xué)學(xué)科經(jīng)歷了幾個(gè)世紀(jì)的演變，如今形成了實(shí)驗(yàn)測(cè)試、理論解析和數(shù)值模擬方法三足鼎立的局面。

計(jì)算流體力學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)為CFD）是建立在經(jīng)典流體力學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法基礎(chǔ)之上的一門(mén)學(xué)科，它通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示的方法，在時(shí)間和空間上定量描述流場(chǎng)的數(shù)值解，從而達(dá)到對(duì)物理問(wèn)題研究的目的。它是流體力學(xué)的一個(gè)分支，用于求解固定或變化幾何形狀空間內(nèi)的流體的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量方程以及相關(guān)的其它方程，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬獲得某種流體在特定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)。CFD作為一種研究工具，它可以形象的展示流場(chǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從機(jī)理的角度解釋相應(yīng)流動(dòng)的特點(diǎn)。

總之，CFD在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中的很多方面正在發(fā)揮著巨大的作用，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)工作者的工作方式已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的影響。針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)，本文探索了以CFD技術(shù)為手段，結(jié)合工程項(xiàng)目來(lái)促進(jìn)教學(xué)的教學(xué)方式。

1 教學(xué)改革的必要性

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)院校將空氣動(dòng)力學(xué)作為本科階段的必修課，目前空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)科體系教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，有必要增加一部分CFD教學(xué)的內(nèi)容。多年以來(lái)，空氣動(dòng)力學(xué)本科教學(xué)內(nèi)容主要是經(jīng)典的流體力學(xué)理論和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析方法，且偏重于理論分析和對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當(dāng)前空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)，整個(gè)流體力學(xué)課程在建立了基本控制方程后，就開(kāi)始轉(zhuǎn)而從一些特殊的流動(dòng)出發(fā)，采用根據(jù)流動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化的方式，先建立物理模型，再得到數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而得到我們?cè)跁?shū)中經(jīng)?？吹降暮芏唷袄碚摗保热绮豢蓧簾o(wú)旋流、旋渦動(dòng)力學(xué)、水波動(dòng)力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)等等，甚至理論中還包括理論，比如不可壓無(wú)旋流中還有自由流線(xiàn)理論，等等。形成一個(gè)類(lèi)似于俄羅斯套娃的學(xué)科結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)容易給人一種支離破碎的印象。如果在空氣力學(xué)課程后續(xù)學(xué)期增加一些CFD的內(nèi)容，會(huì)使得學(xué)生對(duì)方程描述的重要性有個(gè)很好的認(rèn)識(shí)。因?yàn)榉匠堂枋鲋皇且徊糠?，還必須要求解后才能得到各種物理量的分布，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的分析。而且，CFD課程也能和實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行很好的配套，比如層流到湍流的轉(zhuǎn)I實(shí)驗(yàn)，彎管中的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)等，借助于CFD技術(shù)中的圖片、動(dòng)畫(huà)來(lái)展示流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，有利于培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)生數(shù)值模擬工作的興趣，激發(fā)學(xué)生的積極性。

另一方面，畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)中的重要一環(huán)，也是最后一環(huán)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的之一就是讓學(xué)生們綜合運(yùn)用以前所學(xué)的各種知識(shí)，進(jìn)行一次完整的科研訓(xùn)練，以提高學(xué)生們獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后從事科研工作打下一定的基礎(chǔ)。現(xiàn)在，畢業(yè)設(shè)計(jì)中數(shù)值模擬的題目越來(lái)越多，而學(xué)生們沒(méi)有接觸過(guò)數(shù)值模擬，往往都是從畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)才開(kāi)始了解CFD的相關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)相應(yīng)的軟件，這無(wú)疑會(huì)影響到畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度和題目的完成質(zhì)量，有必要在大學(xué)的培養(yǎng)階段講授相關(guān)的CFD知識(shí)。

基于此，國(guó)內(nèi)外部分院校在本科階段已經(jīng)開(kāi)設(shè)了CFD相關(guān)課程，如斯坦福、中科大等知名院校。由于CFD基礎(chǔ)理論知識(shí)比較復(fù)雜，且本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中關(guān)于數(shù)值模擬的題目大都是商業(yè)軟件的應(yīng)用計(jì)算，而且學(xué)生們沒(méi)有相關(guān)計(jì)算方法課程的基礎(chǔ)，所以在本科階段的CFD課程應(yīng)以軟件的應(yīng)用為主。

2 教學(xué)改革的方法與內(nèi)容

空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)業(yè)方向相關(guān)課程包括空氣動(dòng)力學(xué)、風(fēng)工程、計(jì)算流體力學(xué)、飛行器設(shè)計(jì)等。在該系列課程的教學(xué)中，始終以計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬為主要手段，以完成“風(fēng)能發(fā)電在建筑中的應(yīng)用”等相關(guān)項(xiàng)目為目標(biāo)，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，并培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐交融結(jié)合，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。整個(gè)過(guò)程主要分為學(xué)科基礎(chǔ)驗(yàn)證性項(xiàng)目、應(yīng)用型工程項(xiàng)目和綜合性科研項(xiàng)目三個(gè)階段：

第一階段：以理論教學(xué)為主的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)（如空氣動(dòng)力學(xué)、風(fēng)工程等課程）學(xué)習(xí)階段，重點(diǎn)是夯實(shí)基礎(chǔ)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能素養(yǎng)。

第二階段：寬口徑的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)（如計(jì)算流體力學(xué)、風(fēng)工程應(yīng)用軟件等課程）學(xué)習(xí)階段，注重專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論和基本實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，全面拓展學(xué)生的相互協(xié)作及各方面的綜合素質(zhì)。

第三階段：結(jié)合“風(fēng)能發(fā)電在建筑中的應(yīng)用”相關(guān)項(xiàng)目，采用項(xiàng)目教學(xué)手段進(jìn)行專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，注重學(xué)生的實(shí)踐能力和個(gè)性發(fā)展，創(chuàng)新意識(shí)與綜合素質(zhì)的全面提高。

在教學(xué)過(guò)程的不同階段，所完成的內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所區(qū)別。如第一階段，通過(guò)教師的指導(dǎo)，以學(xué)科實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目為主要內(nèi)容，使學(xué)生通過(guò)數(shù)值模擬的手段熟悉并加深理解相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本的完成任務(wù)的科學(xué)方法。完成的項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括“NACA系列翼型的氣動(dòng)性能的數(shù)值計(jì)算”、“二維不同形狀鈍體繞流卡門(mén)渦街的數(shù)值模擬”等；第二階段，通過(guò)教師的指導(dǎo)，以專(zhuān)業(yè)實(shí)踐為主要內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，完成一些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目。項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括“某垂直軸風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能的數(shù)值計(jì)算”、“某高層建筑繞流流場(chǎng)的數(shù)值風(fēng)洞模擬”等。第三階段，學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目研究過(guò)程中，以接觸到課程以外的綜合性科研課題或新問(wèn)題，整理項(xiàng)目資料及各種計(jì)算數(shù)據(jù)、形成一份研究報(bào)告，并最終以論文的形式發(fā)表。項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括“集成垂直軸風(fēng)機(jī)的高層高層建筑繞流流場(chǎng)的數(shù)值模擬”、“增強(qiáng)型垂直軸風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能的優(yōu)化與設(shè)計(jì)”等。

3 教學(xué)效果

采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn)中有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）采用數(shù)值模擬的手段，結(jié)合學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證項(xiàng)目，通過(guò)數(shù)值模擬方法的可視化后處理技術(shù)，使學(xué)生加深理解了相關(guān)專(zhuān)業(yè)相對(duì)枯燥的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。

（2）項(xiàng)目?jī)?nèi)容由淺入深，從基礎(chǔ)知識(shí)到專(zhuān)業(yè)知識(shí)均有涉及，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)有全面的掌握。

（3）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法超越了單純的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握，立足于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、以學(xué)生的自主性探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，采用科學(xué)研究及實(shí)踐的方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，能夠激發(fā)和提升他們協(xié)作、創(chuàng)新、探索的精神，解決了在傳統(tǒng)教育下學(xué)生理論知識(shí)有余，而實(shí)際動(dòng)手能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的弊端。

以上的觀點(diǎn)及做法是個(gè)人及相關(guān)同事在多年的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)教學(xué)改革提出的一些膚淺看法。在已經(jīng)實(shí)踐的過(guò)程中看出，該方法能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，有良好的教學(xué)效果。

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篇7

1.1教學(xué)內(nèi)容

(1)缺乏基礎(chǔ)知識(shí)鋪墊，影響教學(xué)效果?！镀?chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)、換氣過(guò)程、燃料燃燒、汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒、柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓、發(fā)動(dòng)機(jī)排放與噪聲以及新型汽車(chē)動(dòng)力裝置等方面。學(xué)習(xí)該課程，需要以工程熱力學(xué)和流體力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，但實(shí)際中學(xué)生的工程熱力學(xué)和流體力學(xué)等課程基礎(chǔ)知識(shí)不牢，在學(xué)習(xí)過(guò)程中分析發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒機(jī)理時(shí)較為吃力，教學(xué)效果較差。(2)教學(xué)內(nèi)容多而滯后，影響教學(xué)質(zhì)量?！镀?chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程內(nèi)容涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)課程，如汽車(chē)構(gòu)造課程、工程熱力學(xué)課程和流體力學(xué)課程等，內(nèi)容多，主線(xiàn)不突出。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理是以發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)為研究對(duì)象，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)安排上，不能很好地圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析及措施這一主線(xiàn)展開(kāi)。另外，教材內(nèi)容存在滯后性，如現(xiàn)動(dòng)機(jī)的一些最新技術(shù)涉及較少，不能把握汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)科技發(fā)展的現(xiàn)狀和前沿。

1.2教學(xué)方式

(1)教學(xué)方式傳統(tǒng)，難以改善教學(xué)效果。在信息科技發(fā)展的今天，許多先進(jìn)的教學(xué)儀器設(shè)備及教學(xué)方式方法已經(jīng)應(yīng)用到現(xiàn)代教學(xué)中，課堂教學(xué)方式已由過(guò)去的黑板變?yōu)楝F(xiàn)在的PPT模式。但教學(xué)方法的實(shí)質(zhì)有待改變，目前仍然集中在老師講、學(xué)生聽(tīng)的一種單向灌輸模式，學(xué)生容易精力不集中、犯困。如《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程理論多而復(fù)雜，涉及相關(guān)汽車(chē)構(gòu)造、工程熱力學(xué)等內(nèi)容，傳統(tǒng)的灌輸模式難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。(2)教學(xué)方法單一，難以提高教學(xué)質(zhì)量。課程教學(xué)方法比較單一，老師教什么學(xué)生就學(xué)什么，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)地位，參與到課程學(xué)習(xí)的積極性不高。該課程存在“內(nèi)容多、理解難和記憶難”的問(wèn)題，在教學(xué)中方法單一，學(xué)生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)基本原理的理解不深。如發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的形成與燃燒過(guò)程是發(fā)動(dòng)機(jī)原理最重要的內(nèi)容之一，在授課中如果單一地講解發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程，學(xué)生難以理解車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程和燃燒內(nèi)部機(jī)理，同時(shí)對(duì)燃燒特性缺乏清晰和形象的理解，因而教學(xué)質(zhì)量難以提高。

2微課與課程教學(xué)的融合

微課是指以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過(guò)程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)而開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的全過(guò)程。微課包含課例、教學(xué)設(shè)計(jì)和總結(jié)復(fù)習(xí)等教學(xué)資源，有別于傳統(tǒng)單一資源類(lèi)型，具備教學(xué)時(shí)間短、重點(diǎn)突出和容量小等新特點(diǎn)。微課是除了課堂教學(xué)外的補(bǔ)充資源，學(xué)生可以隨時(shí)理解知識(shí)點(diǎn)的精講，同時(shí)豐富獲取知識(shí)的方法。如今的課程教學(xué)模式主要集中于PPT模式的講解和應(yīng)用，課程講解枯燥單調(diào)，復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)在教學(xué)實(shí)施中難以被理解或理解不透徹，而學(xué)生應(yīng)用能力低。微課因“短小精悍”的特點(diǎn)可以分解復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)的視頻可以成為課程教學(xué)中很好的調(diào)味劑，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，微課與課程教學(xué)的融合，可以服務(wù)和提升教師的“教”，更能促進(jìn)和發(fā)展學(xué)生的“學(xué)”。

2.1將微課作為引導(dǎo)資源，構(gòu)建生動(dòng)教學(xué)情境

在微課教學(xué)模式中，教師可以通過(guò)微視頻引入課堂教學(xué)內(nèi)容，加上相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、輔助資源等構(gòu)成真實(shí)生動(dòng)的教學(xué)情境，讓學(xué)生有一種真實(shí)的參與感。如《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課程教學(xué)中，發(fā)動(dòng)機(jī)換氣損失一節(jié)講解中，可采用一段發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程的動(dòng)畫(huà)來(lái)引起學(xué)生的興趣，讓他們產(chǎn)生一種真實(shí)可見(jiàn)的情境感觸。

2.2將微課作為示范資源，為課程教學(xué)注入新鮮活力

微課包含與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、核心知識(shí)講解和過(guò)程演示等，可以再現(xiàn)教師的講授細(xì)節(jié)，學(xué)生能快速地掌握知識(shí)點(diǎn)，教師有更多的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，使課堂教學(xué)效率得到提高。如汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒一節(jié)，教師可事先錄制一段關(guān)于汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和混合氣形成過(guò)程的微課，上課時(shí)讓學(xué)生按照微課中講解的重點(diǎn)理解。微課的內(nèi)容雖然單一，但具有很強(qiáng)的針對(duì)性，一般只會(huì)涉及一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在課程教學(xué)中能夠更好地理解教師所教的內(nèi)容。

2.3將微課與傳統(tǒng)教學(xué)資源整合，實(shí)現(xiàn)不同步教學(xué)

由于某些客觀條件的限制，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)不同，傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難滿(mǎn)足不同學(xué)生的需求。微課容量小，方便學(xué)習(xí)，可以根據(jù)教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和復(fù)習(xí)訓(xùn)練資料等資源調(diào)整教學(xué)安排。通過(guò)微課與傳統(tǒng)教學(xué)資源的整合，實(shí)現(xiàn)不同步教學(xué)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)帶來(lái)的缺陷和不足，可以使用手機(jī)、ipad等移動(dòng)終端隨時(shí)學(xué)習(xí)，滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生對(duì)不同學(xué)習(xí)層次的需求。如講解汽油機(jī)混合氣形成與燃燒過(guò)程中，以汽油機(jī)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)、汽油機(jī)混合氣形成與燃燒作為特色微型課為主(15min以?xún)?nèi))，學(xué)生將對(duì)燃燒有清晰和更形象的理解，學(xué)習(xí)過(guò)程中更容易接受。

3結(jié)束語(yǔ)

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關(guān)鍵詞：課程特點(diǎn)；教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐；課程教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）23-0123-02

世界能源主要來(lái)源于礦物質(zhì)燃料的燃燒，而礦物質(zhì)燃料的燃燒又是硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、二氧化碳（CO2）及細(xì)顆粒物（PM2.5）等各種大氣污染物的主要來(lái)源。[1]“燃燒與污染控制”是在“燃燒學(xué)”課程的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前燃燒污染物控制問(wèn)題越來(lái)越突出的情況下發(fā)展起來(lái)的一門(mén)較新的學(xué)科。該課程既研究礦物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程及化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，又研究燃燒導(dǎo)致的大氣污染物排放控制的專(zhuān)門(mén)學(xué)科。

盡管近幾年來(lái)“燃燒與污染控制”這門(mén)課程有了很大的發(fā)展，各高校在教學(xué)方面也積累了很多經(jīng)驗(yàn)，但與“工程熱力學(xué)”“流體力學(xué)”等傳統(tǒng)主干課相比，該課程的教學(xué)依然存在不少問(wèn)題，如學(xué)生普遍反映該課程理論難度大、知識(shí)點(diǎn)多且零散、對(duì)數(shù)學(xué)要求高等。[2]

為此，筆者結(jié)合幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐對(duì)該課程教學(xué)過(guò)程中遇到的一些困難及解決方法進(jìn)行梳理和總結(jié)，并對(duì)“燃燒與污染控制”課程教學(xué)內(nèi)容的制訂及教學(xué)手段的選擇提出了自己的意見(jiàn)。

一、課程內(nèi)容及特點(diǎn)

1.課程內(nèi)容

“燃燒與污染控制”主要包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、燃料的著火理論、火焰的傳播與穩(wěn)定理論及湍流燃燒理論模型等基礎(chǔ)理論；液體燃料、固體燃料的燃燒過(guò)程及其經(jīng)典的模型；SOx、NOx等污染物的形成及分解機(jī)理以及主要的污染物控制技術(shù)。在污染物控制部分，由于近年來(lái)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題愈加重視，新的污染物控制要求、控制內(nèi)容及相應(yīng)的新的污染物控制理論及技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如PM2.5的產(chǎn)生機(jī)理及控制理論、控制技術(shù)，CO2的捕集與處理技術(shù)等。

通過(guò)相關(guān)內(nèi)容的講解，使學(xué)生了解燃燒及燃燒污染物生成的基本原理，了解掌握最新的污染物控制技術(shù)，學(xué)會(huì)抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，從而理論聯(lián)系實(shí)際，利用所學(xué)知識(shí)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。

2.課程特點(diǎn)

“燃燒與污染控制”課程燃燒學(xué)部分涉及到傳熱、傳質(zhì)、傳動(dòng)量及化學(xué)反應(yīng)，也就是俗稱(chēng)的“三傳一反”，知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、學(xué)科交叉性強(qiáng)。[3]因此，一方面，該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生很好地掌握“工程熱力學(xué)”“流體力學(xué)”和“傳熱學(xué)”等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容；另一方面，該課程的學(xué)習(xí)又促進(jìn)了學(xué)生對(duì)上述課程知識(shí)點(diǎn)的理解。

相比較而言，燃燒部分理論性更強(qiáng)，是一門(mén)典型的實(shí)驗(yàn)研究和理論總結(jié)相結(jié)合的學(xué)科。由于燃燒過(guò)程的復(fù)雜性，截至目前，燃燒科學(xué)的研究仍然以實(shí)驗(yàn)研究為主。先進(jìn)診斷技術(shù)的不斷出現(xiàn)使得燃燒實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)更加可靠、準(zhǔn)確。[4]20世紀(jì)以來(lái)，著火模型、火焰?zhèn)鞑ダ碚?、反?yīng)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)等的建立使燃燒理論有了長(zhǎng)足的發(fā)展。并且，隨著大型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得采用數(shù)值模擬方法研究燃燒過(guò)程已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。[5]這些都促進(jìn)了燃燒學(xué)的發(fā)展。但這些理論模型大多以偏微分方程的形式出現(xiàn)，導(dǎo)致僅學(xué)過(guò)常微分方程的本科生很難理解。這要求授課的老師探索找到適合本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知水平的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段。

污染物控制部分主要研究燃燒導(dǎo)致的大氣污染物的產(chǎn)生機(jī)理、燃燒中及燃燒后控制大氣污染物產(chǎn)生及排放的主要技術(shù)手段。事實(shí)上，C、N、S元素既是常見(jiàn)燃料的組分，參與燃燒反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)其反應(yīng)生成物CO2、NOx、SOx又是大氣污染物的主要成分。因此，該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)與燃燒學(xué)部分的學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系。污染物控制除了從機(jī)理上分析研究污染物生產(chǎn)及控制外，更注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，即污染物控制的主要技術(shù)手段及方法的介紹。由于我國(guó)近年來(lái)愈發(fā)重視大氣污染物控制，新的污染物控制內(nèi)容、新的污染物控制理論及方法不斷出現(xiàn)，這就要求老師不斷追蹤新知識(shí)、新技術(shù)，不斷充實(shí)、更新自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

二、教學(xué)方法

1.教材的選擇

“燃燒與污染控制”這門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、概念抽象，如何上好這門(mén)課，選擇好的教材是非常重要的環(huán)節(jié)。只有選擇好的教材才能根據(jù)教材合理制訂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃，進(jìn)而有效促進(jìn)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)。目前市面上發(fā)行的教材一般都側(cè)重于“燃燒學(xué)”部分，“燃燒污染物控制”部分往往不作為重點(diǎn)，只是捎帶介紹。這些教材主要有國(guó)外教材的國(guó)內(nèi)翻譯版和國(guó)內(nèi)教材兩類(lèi)，這兩類(lèi)教材各有特點(diǎn)。[6]將“燃燒學(xué)”“燃燒污染物控制”作為重點(diǎn)的教材只有由浙江大學(xué)岑可法院士領(lǐng)銜編寫(xiě)的《燃燒與污染控制》。筆者認(rèn)為，合適的教材應(yīng)該能夠與學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知能力相適應(yīng)，與該課程的教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)。

針對(duì)本課程的特點(diǎn)，教材的內(nèi)容要全且新，尤其是污染物控制部分，應(yīng)能夠較好地反映當(dāng)前的理論發(fā)展水平及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。教材內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、燃燒物理基礎(chǔ)、液體及固體燃料的燃燒、各種主要燃燒染污物的形成機(jī)理及控制方法等。由于是面向本科生的教材，應(yīng)當(dāng)內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂，表述深入淺出，實(shí)例豐富直觀，結(jié)構(gòu)邏輯清晰，能有效銜接理論分析與工程實(shí)例。這樣才能使學(xué)生學(xué)起來(lái)不感到沉悶單調(diào)、枯燥乏味。目前國(guó)內(nèi)出版的《燃燒與污染控制》教材要么理論性太強(qiáng)，要么涵蓋內(nèi)容不全面，要么針對(duì)性太強(qiáng)，總之都存在這樣或那樣的問(wèn)題。

2.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容系指教學(xué)過(guò)程中同師生發(fā)生交互作用、服務(wù)于教學(xué)目的達(dá)成的動(dòng)態(tài)生成的素材及信息，是教學(xué)的核心。[7]教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該具有目標(biāo)性、實(shí)效性、科學(xué)性、啟發(fā)性。對(duì)于“燃燒與污染控制”教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

（1）內(nèi)容要重點(diǎn)突出，有的放矢。該課程內(nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、著火理論、火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定理論、液體燃料及固體燃料的燃燒和燃燒污染物控制等部分，但在各部分內(nèi)容的講解上要有重點(diǎn)?！叭紵龑W(xué)”部分，化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是該部分的理論基礎(chǔ)，可合二為一，講解內(nèi)容包括化學(xué)平衡、熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、質(zhì)量作用定律、活化分子碰撞理論及鏈鎖反應(yīng)理論等。其中，熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率和鏈鎖反應(yīng)理論應(yīng)作重點(diǎn)講解。關(guān)于著火理論，授課重點(diǎn)放在閉口系統(tǒng)著火理論模型的建立和結(jié)果分析上，并分析燃燒放熱量和散熱量隨溫度的變化曲線(xiàn)，確定著火溫度與初始溫度、物理化學(xué)因素和散熱強(qiáng)度的關(guān)系。對(duì)于火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定理論，授課的重點(diǎn)在火焰?zhèn)鞑ジ拍?、澤利多維奇理論、氣體的動(dòng)力燃燒與擴(kuò)散燃燒及火焰穩(wěn)定的基本原理與方法的講解，并介紹防止火焰吹脫和回火的措施，以及來(lái)流速度、火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c圓錐型氣體火焰高度的關(guān)系。對(duì)于液體燃料及固體燃料的燃燒，液體燃料的霧化、蒸發(fā)模型及擴(kuò)散燃燒，碳的燃燒化學(xué)反應(yīng)及碳粒的燃燒速度作為授課重點(diǎn)。“燃燒污染物控制”部分的重點(diǎn)放在燃燒過(guò)程中SOx、NOx的生成機(jī)理，燃燒過(guò)程中SOx、NOx的脫除以及燃燒后脫硫脫硝技術(shù)，并介紹PM2.5的生成與脫除技術(shù)的最新進(jìn)展，CO2的收集控制技術(shù)。介紹理論模型時(shí)，應(yīng)更注重理論模型物理意義的解釋。

（2）理論與實(shí)踐結(jié)合?！叭紵c污染控制”是一門(mén)理論性及實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科。課程涉及的相關(guān)理論模型較為抽象，不易掌握。因此，該課程的教學(xué)內(nèi)容必須與工程或生活實(shí)踐緊密結(jié)合。如“燃燒學(xué)”部分，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)過(guò)程中必須將理論與具體工程案例或燃燒相關(guān)生活案例相結(jié)合，以具體案例作為切入點(diǎn)，將復(fù)雜抽象的理論概念穿插到生動(dòng)、具體的案例中進(jìn)行講解。要開(kāi)設(shè)必要的實(shí)驗(yàn)課，如本生燈測(cè)火焰?zhèn)鞑ニ俣?、煤的工業(yè)分析和元素分析、預(yù)混火焰濃度測(cè)量、聯(lián)合脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)及煙氣分析儀測(cè)定煙氣成分等。對(duì)于熱能動(dòng)力專(zhuān)業(yè)的本科生，筆者結(jié)合鍋爐的設(shè)計(jì)案例，利用燃燒學(xué)理論解讀爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、燃燒器布置、風(fēng)量確定、爐膛點(diǎn)火這些具體方案設(shè)計(jì)背后的理論依據(jù)，從而強(qiáng)化對(duì)燃燒理論的理解。結(jié)合家用燃?xì)庠钆_(tái)，講解燃料與空氣的混合原理。安排學(xué)生參觀熱電廠(chǎng)的脫硫脫硝及除塵裝置等污染物控制設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)分析各種技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)原理，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)污染物形成機(jī)理及控制技術(shù)的認(rèn)識(shí)，使書(shū)本理論與實(shí)踐統(tǒng)一。

3.教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

（1）采用啟發(fā)式教育。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，“教”是為“學(xué)”服務(wù)的，“教”不是統(tǒng)治“學(xué)”，也不是代替“學(xué)”，教師的“教”是啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”。就“燃燒與污染控制”課程的教學(xué)而言，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)從學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知能力出發(fā)，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，采用提問(wèn)、討論、案例分析等多種方式，讓學(xué)生參與到老師的教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們?cè)诨钴S、開(kāi)放的教學(xué)氛圍中理解掌握燃燒與污染控制相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并能使用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分析解決實(shí)際問(wèn)題。問(wèn)題的提出要有引導(dǎo)性、針對(duì)性，要圍繞教學(xué)目標(biāo)，否則難以達(dá)到預(yù)期效果。

（2）多媒體教學(xué)與板書(shū)的有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)在，各種多媒體技術(shù)已經(jīng)廣泛進(jìn)入課堂教學(xué)，成為課堂教學(xué)的重要手段，對(duì)傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)形成了巨大的沖擊。多媒體教學(xué)課件圖文并茂、內(nèi)容豐富、信息量大。就“燃燒與污染控制”而言，燃燒過(guò)程和污染物控制設(shè)備可以被生動(dòng)地展示出來(lái)，使學(xué)生能夠更加深刻、有效地理解相關(guān)理論概念。[8]但是，使用多媒體技術(shù)授課時(shí)，老師講課的速度加快，信息量增加，學(xué)生的思維跟不上。[9]板書(shū)比較靈活，對(duì)于復(fù)雜理論模型可以引領(lǐng)學(xué)生的思維，鞭辟入里地進(jìn)行推導(dǎo)，融會(huì)貫通。但是，板書(shū)速度慢、效率低。因此，在“燃燒與污染控制”課程教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書(shū)有機(jī)結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

（3）多種考核手段的結(jié)合使用。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)采用多樣化的考核手段，了解學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。課堂提問(wèn)、課后作業(yè)、案例分析、階段考試等都可以作為考核手段。但無(wú)論采用何種形式的考核手段都應(yīng)當(dāng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，增加學(xué)生對(duì)本課程本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)為出發(fā)點(diǎn)。

三、結(jié)論

綜上所述，“燃燒與污染控制”涉及傳熱、傳質(zhì)、傳動(dòng)量及化學(xué)反應(yīng)，融合了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)點(diǎn)面集合，重點(diǎn)突出，理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，作為老師，需要不斷學(xué)習(xí)，及時(shí)掌握該課程新的知識(shí)點(diǎn)，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；教學(xué)方法；多媒體教學(xué)；理論聯(lián)系實(shí)際

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）30-0128-02

《液壓傳動(dòng)》是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它融合了機(jī)械電子及自動(dòng)控制等技術(shù)，解決液壓元件、系統(tǒng)分析及應(yīng)用問(wèn)題，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防以及航空航天等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用[1]。液壓傳動(dòng)課程理論較深且實(shí)踐性強(qiáng)，通過(guò)課程學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)掌握液壓基礎(chǔ)知識(shí)，了解各類(lèi)液壓元件的工作原理、特點(diǎn)應(yīng)用及選用方法，熟悉各類(lèi)液壓基本回路的功用、組成及應(yīng)用場(chǎng)合，還應(yīng)了解國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成果在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。該課程相對(duì)于學(xué)生而言屬于專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的陌生領(lǐng)域，學(xué)習(xí)起來(lái)有一定難度，對(duì)教學(xué)也提出了更高的要求。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷尋找、總結(jié)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法、采用更新的教學(xué)手段，才能適應(yīng)教學(xué)需求，獲得更好的教學(xué)效果。

一、課程特點(diǎn)及教學(xué)實(shí)踐中存在的主要問(wèn)題

《液壓傳動(dòng)》課程具有較深的理論性和較強(qiáng)的實(shí)踐性等特點(diǎn)，體現(xiàn)為專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、涉及學(xué)科多、概念原理較抽象、較難理解掌握等。該課程理論基礎(chǔ)源于流體力學(xué)及自控原理，而常用元件結(jié)構(gòu)工作原理和性能部分實(shí)踐性較強(qiáng)，故此要求理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的緊密結(jié)合。

但由于課堂教學(xué)學(xué)時(shí)有限、學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)少、實(shí)踐知識(shí)缺乏等問(wèn)題，同時(shí)傳統(tǒng)教學(xué)模式及知識(shí)體系中以抽象的理論為主，過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論深度，忽視理論知識(shí)的應(yīng)用與實(shí)踐，致使學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)嚴(yán)重脫節(jié)。

作為一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在傳授理論知識(shí)的同時(shí)，更為重要的是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。為此需要不斷總結(jié)教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，吸取先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)手段，豐富、改善教學(xué)方法，著重理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的緊密結(jié)合，以促進(jìn)教學(xué)效果及質(zhì)量的提高。

二、合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，基于實(shí)用技術(shù)角度合理調(diào)整《液壓傳動(dòng)》課程教學(xué)內(nèi)容。實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)適當(dāng)降低理論的難度和深度，教學(xué)內(nèi)容要加強(qiáng)與工程實(shí)際相聯(lián)系，并能及時(shí)反映最新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

本課程教學(xué)任務(wù)是掌握液壓傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，為確保學(xué)生同時(shí)具有一定的調(diào)整、使用分析及檢測(cè)能力，將整個(gè)課程教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)調(diào)整為注重理論的應(yīng)用，突出學(xué)生能夠接受的應(yīng)用型內(nèi)容，側(cè)重實(shí)用。對(duì)于教學(xué)內(nèi)容中過(guò)繁過(guò)深的理論推導(dǎo)、分析和計(jì)算部分進(jìn)行壓縮，以突出重點(diǎn)。對(duì)于液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)例如流體力學(xué)中的四大基本方程、能量損失及小孔流量公式等，要求學(xué)生掌握理論概念和主要公式的運(yùn)用，刪減冗長(zhǎng)煩瑣的公式推導(dǎo)及計(jì)算過(guò)程，過(guò)多的理論闡述和公式推導(dǎo)會(huì)占據(jù)大量課時(shí)，容易導(dǎo)致理論和實(shí)踐的比例失調(diào)。重點(diǎn)要求掌握元件的工作原理和主要特性，強(qiáng)調(diào)其影響因素及實(shí)際應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)元件的認(rèn)識(shí)、拆裝、使用和液壓系統(tǒng)的調(diào)試等實(shí)踐性教學(xué)。

同時(shí)，對(duì)于課程中重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容著重進(jìn)行詳細(xì)分析及講解，增加典型液壓系統(tǒng)實(shí)例分析，通過(guò)大量實(shí)例分析將零散的液壓知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，并靈活應(yīng)用，確保學(xué)生真正理解并熟練掌握。例如講授液壓傳動(dòng)各元件工作原理、應(yīng)用及液壓傳動(dòng)基本回路等內(nèi)容時(shí)，嚴(yán)格遵循每一教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)后續(xù)的作業(yè)練習(xí)和實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)來(lái)鞏固加深對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解與掌握。

此外，著重加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，推行多組分批次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，保證學(xué)生有足夠充分的實(shí)驗(yàn)時(shí)間及機(jī)會(huì)。根據(jù)現(xiàn)有條件可適當(dāng)增加液壓回路分析，進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試創(chuàng)新及開(kāi)放性[2-4]。將自動(dòng)控制原理、機(jī)電一體化、數(shù)控技術(shù)及電氣控制等課程貫穿為系統(tǒng)教學(xué)，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和工程觀念培養(yǎng)，促進(jìn)基礎(chǔ)理論教學(xué)及教學(xué)與科研相結(jié)合。

三、現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)形式有機(jī)結(jié)合

篇10

關(guān)鍵詞：粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)；教學(xué)；工程思維能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4 ？搖文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）03-0071-02

《粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)》是我院無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要從理論上論述粉體在幾何特征、堆積、物理、界面化學(xué)、機(jī)械力化學(xué)、粉體力學(xué)、流體力學(xué)、流態(tài)化等方面的性質(zhì)和變化規(guī)律。其教學(xué)目的是使學(xué)生系統(tǒng)地掌握粉體材料的基本性質(zhì)、制備理論及操作過(guò)程等的理論知識(shí)，從而能根據(jù)材料的性能要求，從粉體科學(xué)的角度，對(duì)粉狀原材料的顆粒幾何特征和表面物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行正確的表征和合理的設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)粉體制備與處理工藝及裝備技術(shù)奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生能從粉體過(guò)程工程的層面，掌握正確、合理地運(yùn)用粉體材料制備工藝和裝備技術(shù)的技能，從而培養(yǎng)他們進(jìn)行材料設(shè)計(jì)、研究、開(kāi)發(fā)和制備的能力。由于課程改革，本課程的學(xué)時(shí)數(shù)已減少為32學(xué)時(shí)，而教學(xué)大綱所要求的知識(shí)點(diǎn)卻沒(méi)有減少，因此，如何在少的學(xué)時(shí)數(shù)中使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握本門(mén)課的知識(shí)成為教師在教學(xué)中所面臨的問(wèn)題。同時(shí)，本課程在三年級(jí)下學(xué)期或四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè)，這時(shí)的學(xué)生已進(jìn)入專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)，并且即將面臨畢業(yè)論文寫(xiě)作，如何能將本課程的知識(shí)與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課結(jié)合起來(lái)，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力和工程方法的訓(xùn)練，也是我們?cè)诮虒W(xué)中要著重關(guān)注的問(wèn)題。為此我們通過(guò)《粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)》各環(huán)節(jié)的教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力。

一、理論教學(xué)中培養(yǎng)工程思維能力

《粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)》作為《粉體科學(xué)與工程》的基礎(chǔ)篇，其課程內(nèi)容與材料、冶金、化學(xué)工程、礦業(yè)、建筑、食品、醫(yī)藥、能源、電子及環(huán)境工程等諸多領(lǐng)域都有極大的關(guān)系，是一門(mén)跨學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性極強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科。本課程作為大三和大四學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在課程講解中，注重理論結(jié)合實(shí)際，將課堂知識(shí)與實(shí)際的工程例子結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，使他們成為學(xué)習(xí)的主體。

1.課堂教學(xué)注重理論聯(lián)系實(shí)際。為提高課堂教學(xué)質(zhì)量，教師上課之前認(rèn)真?zhèn)湔n，熟悉課程內(nèi)容，精通所教課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在課堂上向?qū)W生講清楚各章節(jié)的基本原理及其在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，并通過(guò)相關(guān)的習(xí)題訓(xùn)練使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)，教師也要不斷地把與課程內(nèi)容相關(guān)的前沿知識(shí)和學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)提供給學(xué)生。在課堂教學(xué)中，盡量結(jié)合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，選擇一些與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密的工程問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)、分析、討論和歸納總結(jié)。例如，在顆粒流體力學(xué)章節(jié)的教學(xué)中，先以北方常見(jiàn)的沙塵暴的形成和傳輸為例，如果風(fēng)持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)，形成懸移的浮塵能夠被輸送到很遠(yuǎn)的地方，所經(jīng)過(guò)的地區(qū)就會(huì)出現(xiàn)沙塵暴；當(dāng)風(fēng)速減弱到一定程度后，浮塵就會(huì)降落，該地就會(huì)出現(xiàn)降塵天氣，說(shuō)明顆粒的粒度、流體（空氣）的速度是影響顆粒沉降的主要因素。再以顆粒在流體中的兩種沉降方式：重力沉降和離心沉降為例，舉例選礦生產(chǎn)中常用的重力選礦機(jī)和水泥生產(chǎn)中的離心選粉機(jī)，通過(guò)講述設(shè)備的工作原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生理解顆粒在流體中的兩種運(yùn)動(dòng)方式，引導(dǎo)學(xué)生如何在生產(chǎn)實(shí)際中根據(jù)顆粒的大小選用適宜的設(shè)備。例如，《顆粒堆積》一章是本課程的基礎(chǔ)篇，涉及顆粒的大小和分布的計(jì)算、等徑球形顆粒的堆積結(jié)構(gòu)，教師詳細(xì)講解應(yīng)用較多的經(jīng)典顆粒尺寸分布和堆積理論，讓學(xué)生明白堆積顆粒系統(tǒng)中的顆粒尺寸分布在許多產(chǎn)品的生產(chǎn)中起著重要作用，它不僅影響著最終產(chǎn)品的性質(zhì)，如氣孔率、密度、強(qiáng)度等，而且許多工藝性質(zhì)也取決于顆粒尺寸分布，如泥漿粘度、注漿速度、干燥速度等等。根據(jù)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)舉例講述水泥顆粒分布對(duì)水泥性能和混凝土施工性能的影響；陶瓷工業(yè)中密實(shí)陶瓷與多孔陶瓷的制備與顆粒堆積與分布的影響，并布置學(xué)生課外通過(guò)學(xué)校的圖書(shū)館資源以及其他網(wǎng)絡(luò)上的電子資源去查詢(xún)“利用顆粒大小和分布制備多孔陶瓷的方法”“陶瓷注漿成型中顆粒大小與分布對(duì)成型密度的影響”，用PPT的形式進(jìn)行課堂交流。這種交流拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，另外通過(guò)學(xué)生自己查閱科研文獻(xiàn)也激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，強(qiáng)化對(duì)工程觀念的檢驗(yàn)和應(yīng)用，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)”課程的興趣，有利于工程觀念的建立和提升。

2.課堂教學(xué)注重工程方法訓(xùn)練。工程實(shí)際問(wèn)題多數(shù)因?yàn)橛绊懸蛩乇姸喽兊孟喈?dāng)復(fù)雜，依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論還難以弄清問(wèn)題的本質(zhì)，在目前的階段還做不到用嚴(yán)密的理論思維方式去解決，只能用工程近似的辦法來(lái)解決工程具體問(wèn)題。工業(yè)上處理工程問(wèn)題的常用方法有數(shù)學(xué)分析法、實(shí)驗(yàn)研究法和數(shù)學(xué)模型法等。教學(xué)中根據(jù)課程內(nèi)容將這些工程方法教授給學(xué)生，以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。例如以流體在顆粒固定床層中的透過(guò)流動(dòng)時(shí)壓降的計(jì)算為例，對(duì)于有無(wú)數(shù)個(gè)顆粒構(gòu)成的固定床而言，顆粒間的空隙形成許多可供流體通過(guò)的細(xì)小通道，這些細(xì)小通道是曲折而又相互交錯(cuò)、大小和形狀也很不規(guī)則，流體通過(guò)如此復(fù)雜的通道時(shí)的壓降自然很難直接用數(shù)學(xué)分析的方法求出。這時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生借用數(shù)學(xué)模型法來(lái)解決。即，將床層中復(fù)雜的不規(guī)則的通道簡(jiǎn)化成一組管徑為de、長(zhǎng)度為L(zhǎng)e的平行細(xì)管，細(xì)管的內(nèi)表面積等于床層顆粒的全部表面積、細(xì)管的全部流動(dòng)空間等于顆粒床層的空隙容積，將顆粒層內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)過(guò)程大幅度簡(jiǎn)化，按這種簡(jiǎn)化后的模型，流體通過(guò)固定床的壓降等同于流體通過(guò)一組當(dāng)量直徑為de、長(zhǎng)度為L(zhǎng)e的細(xì)管的壓降。簡(jiǎn)化后的模型根據(jù)圓管中流體定態(tài)層流流動(dòng)時(shí)的沿程阻力損失計(jì)算公式，引入固定床流動(dòng)摩擦系數(shù)λ′為模型參數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定模型參數(shù)和檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的有效性。最后采用康采尼或歐根公式計(jì)算床層壓降，[1]就把一個(gè)復(fù)雜的實(shí)際工程問(wèn)題簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的流體流動(dòng)問(wèn)題。學(xué)生在其中經(jīng)歷了提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，既加深了對(duì)公式的理解和認(rèn)識(shí)，又掌握了一種實(shí)用的工程問(wèn)題解決方法。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化工程思維能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論聯(lián)系實(shí)際環(huán)節(jié)，針對(duì)課程的內(nèi)容而進(jìn)行的驗(yàn)證、理解、鞏固和提高的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)、流程組織、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、歸納總結(jié)等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！胺垠w力學(xué)”是本門(mén)課的重點(diǎn)，粉體的流動(dòng)性是粉體力學(xué)性質(zhì)的最重要的表征。教師首先在教學(xué)中詳細(xì)講解粉體流動(dòng)性的內(nèi)涵以及各種測(cè)試方法，然后聯(lián)系工程實(shí)際舉例說(shuō)明粉體的流動(dòng)性在粉體工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。比如，在粉末冶金、食品、制藥、鋼鐵和農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程中，廣泛涉及到顆粒物質(zhì)流動(dòng)，如工業(yè)上常見(jiàn)的筒倉(cāng)卸料、傳輸、混合、流態(tài)化和固氣分離等，把握粉體材料的流動(dòng)特性，對(duì)于防止發(fā)生粉料堵塞、控制粉體內(nèi)顆粒成分的均勻性和一致性都具有至關(guān)重要的意義。水泥廠(chǎng)中許多操作過(guò)程都會(huì)涉及到粉體的重力流動(dòng)?！胺垠w力學(xué)”實(shí)驗(yàn)中設(shè)立了粉體流動(dòng)性綜合實(shí)驗(yàn)（Carr指數(shù)法）和粉體剪切實(shí)驗(yàn)（直剪實(shí)驗(yàn)）。兩組實(shí)驗(yàn)分別分成六組，每組兩人，每組的粉體種類(lèi)不同、粒徑相同，或種類(lèi)相同、粒徑不同，要求學(xué)生按規(guī)定測(cè)試步驟完成實(shí)驗(yàn)后，比較各組的測(cè)試計(jì)算結(jié)果，總結(jié)出影響粉體流動(dòng)性的因素。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)自我總結(jié)出粉體流動(dòng)性與粒子的形狀、大小、表面狀態(tài)、密度、空隙率等因素關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生比較Carr指數(shù)法和直剪實(shí)驗(yàn)兩者的實(shí)驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)的不同，分析兩者用于工程實(shí)際時(shí)的使用范圍及不足之處，并提出改進(jìn)意見(jiàn)。通過(guò)學(xué)生主動(dòng)思考，可以將工程思維在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)得到強(qiáng)化和深化，變?yōu)閷W(xué)生自覺(jué)主動(dòng)的習(xí)慣。

三、結(jié)合學(xué)院科技競(jìng)賽，應(yīng)用工程思維能力

我院從2010年起每年組織“材料性能設(shè)計(jì)與制備”大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)，全院大二到大四的本科生自由組合參加，競(jìng)賽旨在加強(qiáng)學(xué)生在材料性能設(shè)計(jì)與制備方面的綜合知識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題，方案設(shè)計(jì)及動(dòng)手實(shí)踐能力，開(kāi)拓創(chuàng)新。教師在上課時(shí)積極鼓勵(lì)學(xué)生參加競(jìng)賽活動(dòng)，并擔(dān)任競(jìng)賽指導(dǎo)老師。這兩屆的競(jìng)賽活動(dòng)圍繞“輕質(zhì)高強(qiáng)”材料制備，根據(jù)任課教師的研究方向，選定以多孔陶瓷為目標(biāo)。首先由老師講解，要求學(xué)生以所學(xué)的“顆粒堆積”理論為指導(dǎo)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，學(xué)生確定了有代表性的三種制備方法：顆粒堆積成孔工藝法、添加劑造孔工藝法，發(fā)泡工藝法。學(xué)生綜合運(yùn)用各方面知識(shí)，全面考慮材料多方性能，綜合比較幾種方法后自主設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案，并經(jīng)指導(dǎo)教師修改認(rèn)可后進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原料準(zhǔn)備、球磨混料、成型、燒結(jié)、測(cè)試等工藝，在實(shí)驗(yàn)中不斷修改和完善實(shí)驗(yàn)方案，最終完成制備。學(xué)生對(duì)這種競(jìng)賽活動(dòng)非常積極，因?yàn)楸荣愡^(guò)程中，不僅要求同學(xué)們有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要應(yīng)用工程思維能力，勇于實(shí)踐探索，將理論基礎(chǔ)和動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)也使學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)增強(qiáng)。這種綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)科知識(shí)、自我設(shè)計(jì)創(chuàng)新科研性、自我制備的方式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性、獨(dú)立科研工作能力具有重要意義。