流體力學(xué)重點(diǎn)范文
時間：2024-01-09 17:33:39
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工程流體力學(xué)教學(xué)手段教學(xué)效果《工程流體力學(xué)》是機(jī)械工程專業(yè)、石油工程專業(yè)、化學(xué)工程專業(yè)等諸多工科專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在各個工程領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。作為力學(xué)的一個分支，工程流體力學(xué)主要研究流體的平衡和運(yùn)動的基本規(guī)律以及流體與固體的相互作用的力學(xué)特點(diǎn)，用于分析解決工程設(shè)計(jì)和使用中的實(shí)際問題。其特點(diǎn)是數(shù)學(xué)公式多，大部分內(nèi)容都是圍繞數(shù)學(xué)方程的推導(dǎo)，理論性強(qiáng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺吃力并且枯燥。因此，為提高教學(xué)質(zhì)量，教育界同行不斷地進(jìn)行著各種各樣的教學(xué)改革探索。
一、聯(lián)系實(shí)際，理論與實(shí)踐相結(jié)合
流體力學(xué)內(nèi)容抽象，概念性強(qiáng)，整門課程從頭到尾充斥著偏微分方程，公式推導(dǎo)繁雜。而且與其他力學(xué)課程不同，流體力學(xué)是采用歐拉方法解決問題，這一點(diǎn)學(xué)生理解起來非常困難，導(dǎo)致流體力學(xué)這門課程被公認(rèn)為大學(xué)課程里最難學(xué)的課程之一。為了提高教學(xué)效果，在教學(xué)實(shí)踐過程中注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，更有利于學(xué)生對知識的理解與掌握。本課程主要圍繞幾大偏微分方程展開，在講述過程中如果過于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)理論的推導(dǎo)過程，學(xué)生肯定會感覺枯燥無趣，而且不知道學(xué)習(xí)的真正目的，從而失去學(xué)習(xí)的動力。針對這種情況，我在講述公式推導(dǎo)部分時著重分析研究思路和方法，重點(diǎn)介紹公式的適用條件及意義，盡量避免長篇大論的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。比如伯努利方程是本課的重點(diǎn)，在課堂上我只是把推導(dǎo)思路給大家講清楚，后面花了兩節(jié)課的時間來講它的應(yīng)用，包括皮托管測速計(jì)、節(jié)流式流量計(jì)以及在一般水力計(jì)算中的應(yīng)用等。在課程的最后部分，針對授課專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工程案例，講述了流體力學(xué)基本理論在實(shí)際中的應(yīng)用，同時也對課程內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)和回顧。通過上述具體應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生以后工作時解決實(shí)際問題的能力，同時還能使學(xué)生認(rèn)識到課程的重要性，增加了學(xué)習(xí)興趣。
二、啟發(fā)-聯(lián)想式教學(xué)
引導(dǎo)和注入是啟發(fā)式教學(xué)方法與灌注式教學(xué)方法在本質(zhì)上的差別之一。啟發(fā)式教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)的是引導(dǎo)，也就是通過引導(dǎo)，調(diào)動起學(xué)生的主動性、積極性，讓學(xué)生自己去發(fā)展思維而獲取知識。而灌注式教學(xué)方法則是通過注入，使學(xué)生被動地接受傳授給他的知識。因此在引導(dǎo)與注入這兩種手段上，有著明顯的差別。所謂引導(dǎo)，是指當(dāng)學(xué)生要解決某個問題，但又感到難以解決時，恰到火候，教師及時給以啟發(fā)，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)新知識，這樣才能很好的發(fā)展學(xué)生的智能。
流體力學(xué)的研究方法和內(nèi)容同工程力學(xué)、工程熱力學(xué)等其他力學(xué)課程有很多相通的地方。所以在教學(xué)過程中可以通過啟發(fā)學(xué)生對以前學(xué)過的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)回顧，從而引出所講內(nèi)容。比如在講解研究流體運(yùn)動的兩種方法：拉格朗日方法和歐拉法時，啟發(fā)學(xué)生對兩種方法進(jìn)行比較。由于歐拉法是以空間點(diǎn)為研究對象，這與基于質(zhì)點(diǎn)為研究對象的工程力學(xué)的研究方法不同，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于質(zhì)點(diǎn)研究方法，所以接受起來有點(diǎn)困難，這時我以氣象觀測站這樣一個大家都熟知的例子來闡述歐拉法的含義，采用直白易懂的語言講述這樣一個抽象的問題，學(xué)生理解起來容易多了。
學(xué)生在已有的力學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)流體理論，并加以比較，不僅可以促使學(xué)生積極思考，而且能利用一門課程中已學(xué)會的知識快速掌握另一課程中的內(nèi)容，增強(qiáng)了教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。
三、Fluent軟件在教學(xué)中的應(yīng)用
流體力學(xué)課程的特點(diǎn)是知識涉及面廣，對學(xué)生來說流體力學(xué)課程里面的概念與原理非常抽象難懂，課程涉及的數(shù)學(xué)知識和力學(xué)知識比較多，且與工程實(shí)際現(xiàn)象緊密結(jié)合，這對本科生來說更加大了他們學(xué)習(xí)本門課的難度。同時受教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，任課教師很難形象地將流體流動的現(xiàn)象講授給學(xué)生，這樣就造成理論知識的講解與實(shí)際現(xiàn)象脫節(jié)。FLUENT軟件是目前非常流行的一個商業(yè)計(jì)算軟件，將其引入本科生流體力學(xué)課堂教學(xué)，對流體力學(xué)課程中的流動機(jī)理既能實(shí)現(xiàn)直觀演示，又可以進(jìn)行定量分析。比如在講圓管內(nèi)層流和紊流兩種流態(tài)運(yùn)動規(guī)律時，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，由于牽扯的數(shù)學(xué)理論知識較多，學(xué)生學(xué)起來很吃力，而且最終推導(dǎo)出的結(jié)論比較抽象，學(xué)生很難提起興趣。如果采用FLUENT軟件模擬兩種流態(tài)，做出不同工況條件下的速度分布曲線、速度分布云圖、速度等值線、切應(yīng)力分布曲線，讓學(xué)生通過對這些曲線進(jìn)行分析得出不同流態(tài)下的運(yùn)動規(guī)律，學(xué)生的積極性和主動性就能被充分調(diào)動起來，從而可以提高教學(xué)效果。
在課程教學(xué)中不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段，用心鉆研，不斷探索，有助于學(xué)生理解掌握課程知識，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生將來從事工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳小珊，洪文鵬，張玲.工程流體力學(xué)課程改革的思考[J].東北電力大學(xué)學(xué)報，2006，（3）：54.
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關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；多媒體課件；學(xué)習(xí)理論
作者簡介：宿程遠(yuǎn)（1981-），男，河北晉州人，廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，講師；黃智（1972-），男，壯族，廣西桂林人，廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，教授。（廣西 桂林 541004）
基金項(xiàng)目：本文系新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2011JGB018）的研究成果。
中圖分類號：G642.1?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0088-02
“流體力學(xué)”是環(huán)境工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要任務(wù)是通過各教學(xué)環(huán)節(jié)運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動的基本概念、基本原理、基本計(jì)算方法；培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程、從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究以及開拓新技術(shù)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該課程具有較強(qiáng)的理論性和工程實(shí)際意義，具有理論不易掌握、概念和方程較多、對學(xué)生高等數(shù)學(xué)和物理知識要求較高等特點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)過程中，如果只借助于書本、教師的語言和板書這些方法難以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，學(xué)生也會因枯燥的理論及公式推導(dǎo)而產(chǎn)生厭學(xué)的現(xiàn)象。因此，本文提出了基于“情·知·感”理論的“流體力學(xué)”多媒體課件的制作與開發(fā)。
一、設(shè)計(jì)理念
本課題以“情·知·感”為支撐，以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、人本主義學(xué)習(xí)理論等學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，將身邊問題、工程實(shí)例、教學(xué)科研成果等有機(jī)的融入到“流體力學(xué)”多媒體課件的制作和開發(fā)過程中，同時注意“流體力學(xué)”多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，重視“流體力學(xué)”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學(xué)”教學(xué)提供了先進(jìn)的手段，為加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了現(xiàn)實(shí)可能，可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生“樂學(xué)”、“會學(xué)”的能力；[1，2]同時向?qū)W生展示教學(xué)情境，使學(xué)生“聞其生、見其形、入其境”，更快、更準(zhǔn)、更深地把握“流體力學(xué)”教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
二、實(shí)施措施
1.“情”——以多種學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)
在設(shè)計(jì)制作“流體力學(xué)”多媒體課件時，充分運(yùn)用多種學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，制作出既適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也適合“流體力學(xué)”課堂教學(xué)使用的多媒體課件。[3]
（1）基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，組織“流體力學(xué)”多媒體課件內(nèi)容與目錄導(dǎo)航設(shè)計(jì)。制作“流體力學(xué)”多媒體課件時，將流體力學(xué)基本教學(xué)內(nèi)容劃分為四個模塊：流體的物理性質(zhì)及分析方法、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動學(xué)和流體動力學(xué)。這種結(jié)構(gòu)以圖示的方式在課件中顯示，使學(xué)生對課件內(nèi)容形成清晰的概念，養(yǎng)成“流體力學(xué)”課程的思維圖式。學(xué)習(xí)流體力學(xué)的關(guān)鍵是理解和掌握核心的基本的概念、原理、態(tài)度和方法，抓住它們之間的聯(lián)系，形成一個有聯(lián)系的整體。如在講解等壓面時，可以將等壓面的基本概念、特征及應(yīng)用緊密聯(lián)系在一起，形成一個有機(jī)的整體，以加深學(xué)生的認(rèn)識。
（2）基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，在設(shè)計(jì)課件時，提供豐富的多媒體情境資源以支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。在制作與開發(fā)“流體力學(xué)”多媒體課件時，將北京奧運(yùn)會“水立方”水面擾動時產(chǎn)生的阻力情況、中央電視臺記錄片《水問》以及“神舟七號”飛船的資料等，以優(yōu)美的文字、活靈活現(xiàn)的畫面、動聽的聲音進(jìn)行展示，能使教師輕松地授課、學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)。而且能夠?qū)⒔虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)化難為易，向?qū)W生展示教學(xué)情境、提供豐富感知、激發(fā)形象思維，使學(xué)生聞其聲、見其形、入其境，讓學(xué)生更快、更準(zhǔn)、更深地把握教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，能夠起到很好的教學(xué)效果。
（3）基于人本主義學(xué)習(xí)理論，設(shè)計(jì)與表達(dá)流體力學(xué)知識的價值與文化。人本主義學(xué)習(xí)理論重視學(xué)生學(xué)習(xí)時的情感需求，主張教育的目的不只限于教授學(xué)生知識或謀生技能，更重要的是針對學(xué)生的情感需求，從而培養(yǎng)其健全的人格。[3]在“流體力學(xué)”多媒體課件制作中，增加其人文色彩、文化意味，以適時地向?qū)W生傳達(dá)人生哲理，開啟他們的心智。在緒論部分，可用古代的詩詞引出學(xué)生對流水的思索，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”，“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”，“抽刀斷水水更流，舉杯消愁愁更愁”；在講授虹吸原理時，可向?qū)W生講述宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面的故事等，這樣我們的課堂教學(xué)就被賦予了靈氣。
（4）基于行為主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，在課件中設(shè)計(jì)練習(xí)模塊。在“流體力學(xué)”多媒體課件中設(shè)計(jì)練習(xí)模塊，以提供覆蓋重要知識點(diǎn)的習(xí)題及反饋。讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有了一個循序漸進(jìn)的過程，給學(xué)生留有思考余地。同時也突出了“流體力學(xué)”課件的交互性，將更能促進(jìn)學(xué)生的橫向思維，延長課件的生命周期；同時設(shè)計(jì)了部分流體力學(xué)的英語題目，實(shí)現(xiàn)了雙語教學(xué)理念的滲透。
2.“知”——以“三引入”與“一結(jié)合”為指導(dǎo)
為了結(jié)合課程內(nèi)容有效地實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的思維與創(chuàng)造力，在“流體力學(xué)”多媒體課件制作中強(qiáng)調(diào)“三引入”與“一結(jié)合”，以突出“流體力學(xué)”教學(xué)的寬泛性、時代性和應(yīng)用性。[4]
（1）將身邊問題引入多媒體課件。在“流體力學(xué)”多媒體課件制作時，結(jié)合具體課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)具有新穎、獨(dú)特、能夠牢牢抓住學(xué)生注意力的問題，力爭做到在每一章的“流體力學(xué)”課件開講前都提出一個問題，啟發(fā)學(xué)生的思維，避免平鋪直敘地講授。同時在教學(xué)中注意收集身邊有趣的流體力學(xué)問題，比如一滴牛奶的流體力學(xué)問題，讓學(xué)生認(rèn)識到其實(shí)流體力學(xué)離我們并不遙遠(yuǎn)。
（2）將工程實(shí)例引入多媒體課件。為了將所學(xué)的理論與實(shí)際相結(jié)合，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用流體力學(xué)知識解決問題的能力，可將工程實(shí)例引入多媒體課件。如在講授液體作用在平面上的總靜壓力和恒定總流動量方程時，補(bǔ)充三峽水壩的視頻，讓學(xué)生對恒定總流動量方程有更為深刻和直觀的認(rèn)識。
（3）將教學(xué)科研成果引入多媒體課件。在多媒體課件制作時，適時地介紹一些教師的研究成果以及正在開展研究的工作，一方面可以調(diào)節(jié)課堂教學(xué)氣氛，另一方面也會極大地提高學(xué)生學(xué)好課程的積極性，讓學(xué)生對當(dāng)前相關(guān)學(xué)科的熱點(diǎn)問題有一定的了解，從而引發(fā)學(xué)生的思考，激起他們對科研的濃厚興趣。正如張愛玲所說“出名要趁早”，對于學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)，也要趁早。
（4）注意多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)習(xí)流體力學(xué)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，貫穿于課程始終。采用多媒體方式如錄像、Flas等增加演示性實(shí)驗(yàn)，既豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、擴(kuò)展了學(xué)生視野，又可達(dá)到意想不到的教學(xué)效果。特別是在講解流體力學(xué)最重要的“伯努利方程”時，除了傳統(tǒng)的公式推導(dǎo)之外，可輔以實(shí)驗(yàn)、Flash等多種教學(xué)手段，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)的突破。
3.“感”——以美學(xué)理論為指導(dǎo)
教學(xué)是一種藝術(shù)，課件也應(yīng)是教學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合。要實(shí)現(xiàn)“流體力學(xué)”多媒體課件中科學(xué)性和藝術(shù)性的和諧統(tǒng)一，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)中美學(xué)的運(yùn)用。[5]
（1）“流體力學(xué)”課件制作的簡約美?！傲黧w力學(xué)”多媒體課件開發(fā)時，背景畫面的設(shè)計(jì)要做到：簡單大方，清新淡雅，不能分散學(xué)生的注意力；同時“流體力學(xué)”多媒體課件的文字內(nèi)容應(yīng)言簡意賅，簡明扼要。
（2）“流體力學(xué)”課件制作的和諧美。首先背景圖片應(yīng)服務(wù)于課件內(nèi)容，不能喧賓奪主，在色調(diào)處理上應(yīng)保持統(tǒng)一性，不出現(xiàn)突躍；其次應(yīng)根據(jù)各種字體的表現(xiàn)力，選擇一種與課件內(nèi)容相和諧的字體；再次應(yīng)選擇與背景色協(xié)調(diào)的文字顏色；最后應(yīng)注意文字經(jīng)投影儀投影后的效果。
（3）“流體力學(xué)”課件制作的立體美。圖像所表現(xiàn)的內(nèi)容應(yīng)圍繞課件內(nèi)容展開，通俗易懂，可將水利工程、航天工程等工程圖面以及身邊的流體力學(xué)圖面有機(jī)的穿插到多媒體課件中，簡潔明快地使學(xué)生認(rèn)識、理解和掌握主題。首先動畫設(shè)計(jì)在構(gòu)圖上要做到布局合理，造型優(yōu)美，以求達(dá)到最佳的視覺效果。其次動畫構(gòu)圖要形象且具有鮮明的直觀效果，并符合學(xué)生的視覺規(guī)律，如在雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程的講述中，應(yīng)合理運(yùn)用動畫技巧，以擴(kuò)大課件的表現(xiàn)力。
三、結(jié)語
以“情·知·感”為支撐，以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、人本主義學(xué)習(xí)理論等學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，將身邊問題、工程實(shí)例、教學(xué)科研成果等有機(jī)的融入到“流體力學(xué)”多媒體課件的制作和開發(fā)過程中，同時應(yīng)注意“流體力學(xué)”多媒體課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，重視“流體力學(xué)”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學(xué)”教學(xué)提供了較為先進(jìn)的手段，為加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了現(xiàn)實(shí)可能，將充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生“樂學(xué)”、“會學(xué)”的能力；同時向?qū)W生展示教學(xué)情境，提供豐富感知、激發(fā)形象思維，以促進(jìn)“流體力學(xué)”教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
[1]張婷婷.情·知教學(xué)理論指導(dǎo)下的網(wǎng)絡(luò)課程之情感設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2008，18（10）：47-51.
[2]趙青.多媒體教學(xué)軟件的研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2008，（2）：153-155.
[3]葉濤，劉傳明，章戰(zhàn)士.基于多種學(xué)習(xí)理論的多媒體課件設(shè)計(jì)實(shí)踐探討[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2009，23（2）：157-159.
篇3
一、流體力學(xué)課堂的教學(xué)方法
流體力學(xué)是工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其課程性質(zhì)決定了其課堂教學(xué)的內(nèi)容理論性知識多、記憶量大，比較枯燥。學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，容易產(chǎn)生乏味感和懈怠感，導(dǎo)致流體力學(xué)的課堂效果不佳，學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況不好等問題。在課堂上學(xué)生無法做到全神貫注地學(xué)習(xí)和理解，也就使學(xué)生無法做到對知識點(diǎn)的有效掌握，就會使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降。特別是流體力學(xué)與其他學(xué)科和行業(yè)都有一定的聯(lián)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中如果不能理解所學(xué)的知識點(diǎn)，對其在其他相關(guān)學(xué)科中的學(xué)習(xí)也有一定的阻礙。由于流體力學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)時，其基本的任務(wù)是要將流體力學(xué)的理論知識與重點(diǎn)深入地理解和掌握，但學(xué)生往往忽視了基礎(chǔ)知識以及理論知識的重要性，過分地關(guān)注在例如方程推導(dǎo)等內(nèi)容上，使學(xué)生的學(xué)習(xí)出現(xiàn)斷層，無法做到整體的理解和掌握。針對這些問題，教師可以在課堂中進(jìn)行一定的改革和變化。首先，教師可以在每日上課前對本次課程所要講解的內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)。通過精彩的引言，將本次課程所講的內(nèi)容與前后知識點(diǎn)相結(jié)合，使學(xué)生能夠得到具有極大吸引力以及趣味性的課堂形式。在進(jìn)行講解過程中可以將流體力學(xué)知識與生活中的自然現(xiàn)象以及科學(xué)原理進(jìn)行闡釋，從生活中帶入，使學(xué)生產(chǎn)生共鳴，進(jìn)而做到有效的學(xué)習(xí)。而在課堂結(jié)束后，為了保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，檢查學(xué)生的記憶效果，則可以為學(xué)生進(jìn)行別致的課后作業(yè)，在課后作業(yè)的幫助下，使學(xué)生能夠有效地記憶知識點(diǎn)和概念，使學(xué)生能夠改善知識點(diǎn)掌握不良的情況，為學(xué)生在其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中增添助力。而教師在教學(xué)過程中，對學(xué)生的引導(dǎo)也十分重要。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容理解偏頗、學(xué)習(xí)方法不當(dāng)以及學(xué)習(xí)的重點(diǎn)掌握不明等問題，這時教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行積極有效的引導(dǎo)，特別是在概念的記憶方面，引導(dǎo)學(xué)生以記憶概念為主的學(xué)習(xí)方法，防止學(xué)生過分追求解題而導(dǎo)致的知識點(diǎn)記憶斷層。教師在每章節(jié)的教學(xué)后，應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行一定的復(fù)習(xí)教學(xué)與指導(dǎo)，幫助學(xué)生明確每一章節(jié)的重要內(nèi)容，并對學(xué)生的知識理解做到有效的掌握和補(bǔ)充。
二、多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
多媒體教學(xué)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的教學(xué)方式，對豐富教學(xué)內(nèi)容，增添教學(xué)形式都有重要的地位和作用。多媒體教學(xué)目前也成為流體力學(xué)教學(xué)過程中重要的教學(xué)形式之一。多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)不同的地方在于，教師不需要在課堂上利用板書進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的展示和講解，在教學(xué)過程中，能夠加快教師的教學(xué)進(jìn)度，使學(xué)生能夠輕松地完成繁重的教學(xué)任務(wù)，并通過多媒體教學(xué)形式，在較為復(fù)雜且理解性較強(qiáng)的知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中，能夠通過動畫、圖像、視頻以及聲音等內(nèi)容進(jìn)行輔講解，使學(xué)生更好地理解所要掌握的內(nèi)容。但多媒體教學(xué)也存在著一定的缺陷，例如在多媒體教學(xué)的模式下，教師不需要通過板書進(jìn)行講解和推導(dǎo)，學(xué)生理解和記憶的時間短，無法保證所有學(xué)生都能夠做到對所講知識有效地理解和掌握，而多媒體教學(xué)在師生互動方面也存在一定的缺陷，學(xué)生與教師的互動減少，教師則無法通過學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)的進(jìn)度和速度，使學(xué)生在高壓高速的課堂氛圍下進(jìn)行學(xué)習(xí)，長時間就會造成學(xué)生注意力不集中，教學(xué)效果大打折扣?？梢?，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)，在教學(xué)過程中缺一不可?？梢酝ㄟ^對二者的結(jié)合，將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢與劣勢互補(bǔ)，以做到最有效最積極的課堂教學(xué)形式和效果。
三、結(jié)語
篇4
關(guān)鍵詞 工程流體力學(xué) 成人教育 教育對象 互動教學(xué)
中圖分類號：TB126-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
流體力學(xué)的研究對象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學(xué)的基本任務(wù)是建立描述流體運(yùn)動的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計(jì)算方法。在實(shí)際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進(jìn)了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學(xué)是在闡述流體力學(xué)的基本理論基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述和研究流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用，工程流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于動力、水利、機(jī)械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。
1教材與教學(xué)內(nèi)容選取
“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學(xué)》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達(dá)式推導(dǎo)過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學(xué)》（北京大學(xué)出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時教材。
“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強(qiáng)，流體力學(xué)內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學(xué)歐拉方法的思路與物理及其它力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的特點(diǎn)，在授課中應(yīng)盡量避免大量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學(xué)內(nèi)容，在講解動量定理、動能定理和質(zhì)量守恒定理時，把輸運(yùn)定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。
2授課目標(biāo)及教學(xué)方法
2.1 明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實(shí)用性
成人教育是以提高社會從業(yè)人員的履職能力和適應(yīng)職業(yè)變化能力為目標(biāo)的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補(bǔ)充、改善成人的職業(yè)知識和技能為目的，實(shí)用性較強(qiáng)。
對于成人教育一定要明確教育目標(biāo)的特點(diǎn)，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學(xué)生）的特點(diǎn)可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：
（1）“成人”學(xué)生職業(yè)性強(qiáng)；
（2）“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在某些方面的認(rèn)識和能力要強(qiáng)于授課老師；
（3）“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學(xué)和物理等的基礎(chǔ)知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導(dǎo)；
（4）“成人”學(xué)生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實(shí)際問題的理論知識。
總之，授課內(nèi)容的實(shí)用性是教學(xué)的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實(shí)用“成人”學(xué)生才愛聽，效果才好。
3教學(xué)手段和教學(xué)方法
3.1加強(qiáng)理論知識的講授
成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從筆者實(shí)際函授授課的經(jīng)驗(yàn)來看， “成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學(xué)的主要工具就是數(shù)學(xué)。
3.2采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課
實(shí)行“導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式。即，貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，在教學(xué)中實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用。所謂互動式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點(diǎn)碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。
“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學(xué)效果，經(jīng)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學(xué)生積極回答，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)生的獨(dú)特特點(diǎn)：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行了如指掌，對設(shè)備處于非常規(guī)運(yùn)行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。
4結(jié)語
針對熱能與動力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，對“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進(jìn)行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，擴(kuò)大了他們的知識面，增強(qiáng)了其主動思考的能力。在今后的教學(xué)過程中要進(jìn)一步探索新的教學(xué)方法和手段，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識，立足學(xué)校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進(jìn)行“工程流體力學(xué)”課程的建設(shè)和探索，以期積累更多的經(jīng)驗(yàn)和取得更大的成績。
參考文獻(xiàn)
[1]陳卓如等.工程流體力學(xué)[M].北京：高等教學(xué)出版社，2006.
[2]楊建國，張兆營等.工程流體力學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.
[3]孫恒朱，鴻梅，舒丹.“啟發(fā)―聯(lián)想式”教學(xué)方法在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國電力教育.2010，（5）.
[4]黃裕華.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技術(shù)教育，2005，（7）.
篇5
【關(guān)鍵詞】精品課程建設(shè) 工程流體力學(xué) 教學(xué)改革
為了進(jìn)一步深化教學(xué)改革，加強(qiáng)課程建設(shè)，浙江工商大學(xué)建立了校級預(yù)選精品課程及責(zé)任教師制，為校級精品課程、省級精品課程以及國家級精品課程奠定良好的基礎(chǔ)。而環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的《工程流體力學(xué)》于2006年即被選為校級預(yù)選精品課程，目前正以校精品課程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。
一、課程建設(shè)的指導(dǎo)思想
精品課程建設(shè)是本科教學(xué)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，代表著學(xué)校的辦學(xué)特色和學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢，是學(xué)校重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)高層次專門人才、開展科學(xué)研究、解決經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展過程中重大問題的重要基礎(chǔ)。各學(xué)院必須充分認(rèn)識到校級精品課程建設(shè)的重要性和迫切性，切實(shí)采取措施。加大課程體系優(yōu)化和課程整合的力度，加快教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革，抓緊課程教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，造就一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的課程教學(xué)隊(duì)伍，努力使這些課程進(jìn)入相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國先進(jìn)行列。
二、精品課程建設(shè)的主要任務(wù)
1.圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展中的問題，根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要和學(xué)校課程發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)持優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
2.利用學(xué)科專業(yè)具備的科研、教學(xué)等基礎(chǔ)條件，以專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革為切入點(diǎn)，以專業(yè)課程建設(shè)為核心，以加強(qiáng)課程教學(xué)基本條件建設(shè)為保障，提高學(xué)校課程的整體教學(xué)質(zhì)量。
三、精品課程建設(shè)的實(shí)施方法
1.強(qiáng)化教師的學(xué)科意識和團(tuán)隊(duì)精神
在工程流體力學(xué)的教學(xué)改革中，采用多名教師協(xié)作教學(xué)，形成教學(xué)梯隊(duì)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。形成新的教學(xué)模式。針對課程的結(jié)構(gòu)，學(xué)院成立了課程教學(xué)課題組，聘用不同專業(yè)背景的教師擔(dān)任這門課程的講授任務(wù)，從而形成有專業(yè)特色的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中。形成了老中青三個層次的教學(xué)骨干，共有教師7人，其中3位教師主講，2位小班討論，2位輔導(dǎo)，具有博士學(xué)位教師5人，占教師總數(shù)的71％；副高職以上3人，占教師總數(shù)的43％；40歲以下教師6人，占到教師總數(shù)的85.7％；形成了較為合理的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)。課程負(fù)責(zé)人孫培德教授長期從事工程流體力學(xué)教學(xué)，具備良好的師德和較高的學(xué)術(shù)造詣，人才培養(yǎng)成績顯著，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)效果良好，同時言傳身教培養(yǎng)年輕教師開展工程流體力學(xué)課程的教學(xué)工作，使得課程教學(xué)隊(duì)伍教學(xué)水平大幅度提高，教師之間團(tuán)結(jié)協(xié)作精神好。團(tuán)隊(duì)成員承擔(dān)各種教學(xué)研究課題并發(fā)表多篇教改論文，解決學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程能力培養(yǎng)問題。對環(huán)境工程專業(yè)與工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革起到積極引導(dǎo)和促進(jìn)作用。
授課教師分工協(xié)作，分別負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論知識、能量水力計(jì)算以及工程實(shí)際應(yīng)用三部分的內(nèi)容，突出理論知識的系統(tǒng)性和完整性，同時又增加了部分討論內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過教學(xué)與科研結(jié)合，將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對教學(xué)過程起到深化作用。在教學(xué)過程中。根據(jù)每位教師的知識體系結(jié)構(gòu)和專業(yè)背景的不同，配合不同的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講課，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，避免授課內(nèi)容重復(fù)以及內(nèi)容講授不完全等問題，將課程內(nèi)容完整化，統(tǒng)一化。
2.改革工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容
我校是一所以商科為特色，經(jīng)、管、理、工各學(xué)科共同發(fā)展的教學(xué)研究型大學(xué)，以應(yīng)用型專門技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，生源來自全國各地，就業(yè)面寬?！豆こ塘黧w力學(xué)》作為環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，以研究流體(液體和氣體)平衡和機(jī)械運(yùn)動規(guī)律為核心，通過各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動的基本概念和計(jì)算方法，并能應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論，加上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬或經(jīng)驗(yàn)公式來解決工程中的實(shí)際問題；培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，從事工程技術(shù)工作和進(jìn)行科學(xué)研究打下必要的基礎(chǔ)。
從2001年環(huán)境工程00級學(xué)生首開“流體力學(xué)“課程，采用北京大學(xué)出版社出版的《流體力學(xué)教程》，隨后，為了更適應(yīng)工商管理類大學(xué)工科學(xué)生的授課需求。從2002年環(huán)境工程01級學(xué)生開始，課程名稱改為“工程流體力學(xué)”，教材采用西南交通大學(xué)出版社出版的《水力學(xué)教程》，隨后幾年至今。課程教材從第一版更新為第三版，增加了邊界層理論簡介、有壓管路中的水擊現(xiàn)象等內(nèi)容。具體的知識模塊課時分配計(jì)劃為：
第一章 緒論
4學(xué)時
第二章 流體靜力學(xué)
6學(xué)時
第三章 流體動力學(xué)基礎(chǔ)
6學(xué)時
第四章 水頭損失
6學(xué)時
第五章 有壓管道的恒定流動
8學(xué)時
水力計(jì)算可視化教學(xué)與討論
2學(xué)時
3.完善教學(xué)條件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
(1)可視化教學(xué)
組織力量編制《工程流體力學(xué)》ppt課件、課堂全程實(shí)施多媒體課件教學(xué)，利用水力計(jì)算可視化教學(xué)軟件以動畫形式演示本課程部分內(nèi)容。例如，第三章水動力學(xué)基礎(chǔ)部分流線和跡線、元流和總流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流等概念非常抽象、易混淆，在教學(xué)過程中，我們通過可視化仿真軟件，以動畫形式將各種的流動形態(tài)形象展現(xiàn)在學(xué)生面前，原本抽象的概念變得清晰易懂，深受學(xué)生歡迎。
(2)擴(kuò)充性資料
為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，向?qū)W生推薦了一些與本課程相關(guān)的參考書目、國內(nèi)外期刊等擴(kuò)充性資料，以便學(xué)生獲取與本課程相關(guān)的知識信息。包括一些參考書目：①清華大學(xué)水力學(xué)教研室編，水力學(xué)，北京：人民教育出版社，1980 ；②年，水力學(xué)，北京：中國建筑工業(yè)出版社。1998。修訂版，2002；③陳文義，張偉主編，流體力學(xué)，天津：天津大學(xué)出版社，2004；④禹華謙主編，水力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，成都：西南交通大學(xué)出版社，1999。以及一些與環(huán)境工程專業(yè)相關(guān)的外文專業(yè)期刊：EnvironmentalScience & Technology, Water Research, International Journal for Numerical antiAnalytical Methods in Geomechanics,Intemational Journal of Environmental Pol-lution, Chemosphere,Journal of Hazardous Materials. Applied Catalysis B: Envi-ronmeatal, Chemical Engineering Science. Chemical Engineering Journal.省略/，觀看該課程完整的教學(xué)文件和多媒體課件，進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，并可通過在線答疑解決問題，較好地滿足了課程所需。
4.提高課程教學(xué)方法及手段
本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于流體連續(xù)介質(zhì)的理論模型、公式推導(dǎo)應(yīng)用以及實(shí)際環(huán)境工程實(shí)踐中的應(yīng)用，如實(shí)際液體恒定流能量方程式的應(yīng)用、管路沿程阻力系數(shù)變化規(guī)律的確定、管網(wǎng)計(jì)算等。因此，要解決學(xué)生難掌握理解的辦法主要是在實(shí)際教學(xué)中，采用多種教學(xué)方式和手段，突出重點(diǎn)，化解難點(diǎn)，使學(xué)生全面理解與掌握流體力學(xué)的理論與方法。
(1)以課堂講授為主，突出理論知識的系統(tǒng)性和完整性，同時根據(jù)本課程特色及在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，本課程組老師正組織力量自編教材，將水力計(jì)算可視化教學(xué)及國內(nèi)外最新的研究動態(tài)整合到新教材體系中，滿足環(huán)境類專業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)需要。
f2)對課程的核心概念體系進(jìn)行提煉，理清概念間的邏輯關(guān)聯(lián)，由簡單到復(fù)雜，由具體到抽象。讓學(xué)生建立起清晰的理論概念，并通過大量的例題來加深學(xué)生對基本原理的理解和計(jì)算公式的運(yùn)用。并在課程網(wǎng)站上進(jìn)行試題自測，考試題目從試題庫中隨機(jī)抽取，并與人為修正相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教考分離。
(3)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。目前，我們通過購買流體力學(xué)仿真軟件，首先在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)各種流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬操作，包括伯努力方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、流體流動阻力測定實(shí)驗(yàn)、畢托管測速實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、孔口與管嘴實(shí)驗(yàn)、離心泵性能曲線測定等等，使學(xué)生了解這些實(shí)驗(yàn)的基本流程、操作步驟、數(shù)據(jù)處理，為今后實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作提供良好的基礎(chǔ)。
(4)教學(xué)結(jié)合科研。將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對教學(xué)過程到了很好的深化作用。該教學(xué)方法與手段使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時。能應(yīng)用本課知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
(5)開展“大班教學(xué)，小班討論”教學(xué)模式。不定期舉辦課外講座(如流體力學(xué)與日常生活、流體力學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等)，進(jìn)行小班討論，也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及對話，使教學(xué)手段等豐富，教學(xué)過程更深化。
四、精品課程建設(shè)的近期規(guī)劃
1.建設(shè)新教材體系，編寫與本課程配套的精品教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教材，自主開發(fā)仿真教學(xué)軟件，建設(shè)工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
2.進(jìn)一步完善豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。提供該課程國內(nèi)外相關(guān)知識內(nèi)容、專業(yè)資料，通過現(xiàn)有網(wǎng)站，促進(jìn)國內(nèi)外同類課程間交流，擴(kuò)大我?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程的社會影響力。
3.力爭成為校級精品課程。達(dá)到省級精品課程的水平，并完善成為環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國精品課程。
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關(guān)鍵詞：卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃 工程流體力學(xué) 教學(xué)改革
中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.03.019
教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)國家教育改革和人才發(fā)展規(guī)劃綱要的重大改革項(xiàng)目，主要目標(biāo)是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量型工程技術(shù)人才。天津工業(yè)大學(xué)是天津市“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的首批實(shí)施高校，環(huán)境工程專業(yè)是我校的重點(diǎn)學(xué)科方向之一，而工程流體力學(xué)是本專業(yè)本科教學(xué)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，為強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)行業(yè)通用的工程型人才，針對“卓越計(jì)劃”開展的教學(xué)改革勢在必行。
流體力學(xué)是力學(xué)的一個分支，它主要研究流體靜止和運(yùn)動的力學(xué)規(guī)律及在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。環(huán)境專業(yè)中討論的各類問題，例如流體在管路中的運(yùn)輸、氣體和液體中顆粒物的分離等均離不開流體力學(xué)的基本知識，因此學(xué)好工程流體力學(xué)有助于后續(xù)專業(yè)課的理解和掌握，為培養(yǎng)工程型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 教學(xué)中存在的問題
目前，工程流體力學(xué)的教學(xué)過程中存在很多問題。首先，課堂授課時間長，內(nèi)容抽象、枯燥，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。工程流體力學(xué)課的主要研究對象是流體，流體本身沒有固定的形狀，進(jìn)行研究討論的時候缺少固定的客觀形象，難于理解和掌握，并且公式推導(dǎo)較多，推導(dǎo)過程復(fù)雜，對學(xué)生的數(shù)學(xué)功底、邏輯思維能力和理解能力要求較高，因此導(dǎo)致教學(xué)過程中存在老師難教，學(xué)生難學(xué)的問題[1]。其次，授課方法單一，主要是教師在上面講，學(xué)生在下面聽，忽視教學(xué)中的互動性，理論知識與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不夠緊密，教學(xué)效果不理想。第三，課程成績由最終期末考試的卷面成績決定。學(xué)生考試都是依靠老師劃重點(diǎn)和考前突擊復(fù)習(xí)的方式通過，死記硬背的定義、公式在考試結(jié)束后馬上被遺忘，對課程知識沒有消化理解，就不可能有綜合運(yùn)用的能力[2]。
2 教學(xué)改革的內(nèi)容
2.1 課程內(nèi)容的優(yōu)化改革
減少理論教學(xué)學(xué)時，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用。將環(huán)境工程專業(yè)的特點(diǎn)與“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)相結(jié)合，為增加學(xué)生參與工程、實(shí)踐的時間，對本科教學(xué)課程的教學(xué)時間進(jìn)行調(diào)整，課堂講授課時由76學(xué)時減少至60學(xué)時。教學(xué)內(nèi)容上相應(yīng)減少繁瑣的理論公式推導(dǎo)部分，特別復(fù)雜的公式或結(jié)論不需要死記硬背，只要求學(xué)生重點(diǎn)掌握基本概念、公式的物理意義、應(yīng)用范圍和各項(xiàng)參數(shù)的含義等。同時，增加了泵與風(fēng)機(jī)（即流體機(jī)械）部分內(nèi)容，將前面的基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，要求學(xué)生了解流體機(jī)械的基本構(gòu)造及工作原理，掌握計(jì)算運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備選型的方法。例如增加了葉片式泵與風(fēng)機(jī)的理論基礎(chǔ)內(nèi)容，主要掌握離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理、工況分析及選擇和安裝的方法，其他類型的往復(fù)泵、真空泵等也會做介紹，拓寬學(xué)生的知識面。
2.2 教學(xué)方式的改革
完善教學(xué)手段，增設(shè)實(shí)踐討論課，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。多媒體教學(xué)手段會增加授課內(nèi)容，提高講課速度，但會使教師忽略學(xué)生對課件內(nèi)容的理解消化需要時間，導(dǎo)致學(xué)生的思維跟不上教師的講課速度。因此，在教學(xué)過程中，需要將多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)板書有機(jī)結(jié)合起來[3]。利用ppt課件中的視頻、聲音、動畫等直觀的表現(xiàn)方式展示流體流動的狀態(tài)、流體機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理等難于用語言和文字描述的內(nèi)容，幫助學(xué)生理解書本中抽象的文字和圖片。而公式推導(dǎo)過程、各參數(shù)意義及計(jì)算方法等則采用板書書寫的形式，這樣能更好地引導(dǎo)學(xué)生的思維，使學(xué)生對課程內(nèi)容有足夠的時間消化吸收。為充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，授課方式由單純的教師講，學(xué)生聽，改為教師、學(xué)生一起講。增加實(shí)踐討論課，讓學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際相結(jié)合，舉出各種流體力學(xué)中的原理在實(shí)際生活中應(yīng)用的例子，并制作ppt課件對實(shí)例加以解釋，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。課后作業(yè)做到少而精，并增加與生活中密切相關(guān)的問題，提高學(xué)生完成作業(yè)的積極性。作業(yè)的內(nèi)容既包括上節(jié)課重點(diǎn)又能引出下節(jié)課的難點(diǎn)，起到“承上啟下”的作用。遇到不懂的地方，鼓勵學(xué)生們自己查資料解決，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力。
2.3 考核方式的改革
提高平時成績的比例，豐富試題內(nèi)容，綜合考查學(xué)生能力。課程的結(jié)課成績由平時成績和期末卷面考試成績綜合決定，平時成績所占份額由原來的10%增大到30%以上，期末試卷成績比例由原來的90%降到70%以下。平時成績的考核內(nèi)容除包含出勤率外，還包括課堂聽講情況、回答問題情況、作業(yè)完成情況、實(shí)踐討論課參與情況等。這種綜合考核方式可以減少考前突擊現(xiàn)象和考試抄襲現(xiàn)象，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)起到督促和幫助的作用。同時，調(diào)整期末考試試題內(nèi)容，對于選擇、填空等客觀題量減少，主觀發(fā)揮題量增加，并且主觀題不局限于教材后習(xí)題，而是選擇更貼近日常生活的各種常見問題。
以“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)為前提，我校進(jìn)行了上述方面的改革，達(dá)到了較滿意的教學(xué)效果。選擇合適的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)自分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是教學(xué)工作者的最終目的?！敖虒W(xué)有法，教無定法，貴在得法?！辈煌慕虒W(xué)方法適用于不同的范圍和條件，尋找一種適合“卓業(yè)計(jì)劃”的教學(xué)方式仍是工程流體力學(xué)教學(xué)改革的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃芬霞.《工程流體力學(xué)》教學(xué)改革的探索[J].吉林教育，2009，（5）：46.
[2]謝海英.《工程流體力學(xué)》在環(huán)境工程專業(yè)中的教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇，2013，（43）：95-97.
[3]張春桃，王海蓉.基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)的化工原理精品課程改革探索與實(shí)踐[J].化工高等教育，2012，（128）：15-17.
作者簡介：劉瑩，天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300387
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[關(guān)鍵詞]流體力學(xué) 教學(xué)方法 生活常識
一、前言
《工程流體力學(xué)》是機(jī)械類各專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程主要講述流體力學(xué)的基本原理及其在工程中的應(yīng)用。它是為學(xué)生后面專業(yè)課的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對學(xué)生的要求較高，但由于該課程對學(xué)生的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)以及綜合分析和處理問題的能力的要求較高，因此學(xué)生普遍反映是一門難學(xué)的課程。為了讓學(xué)生較好地學(xué)習(xí)這門課程，任課應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。
二、方法
1.上好緒論課
緒論課不僅僅是指《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的開始，同時也應(yīng)該是每一章的前言介紹。
在緒論課的教學(xué)上，教師應(yīng)該把握以下三點(diǎn)：(1)樹立學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的信心。由于上新課的學(xué)生可能從各種渠道了解的流體力學(xué)是一門難學(xué)的課程，從而對該課程產(chǎn)生畏懼感，學(xué)生就會帶著一種逃避心理去學(xué)習(xí)，僅僅接受課堂上的知識，而自己不去鉆研思考，這樣是學(xué)不好該課程的。教師要讓學(xué)生感覺到，這門課程并不難學(xué)，其實(shí)我們在中學(xué)的時候已經(jīng)接觸到了其中的很多內(nèi)容，只是現(xiàn)在表述發(fā)生了變化或者增添了新的內(nèi)容，使該學(xué)科體系更加完善、合理；(2)教師需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)習(xí)的最大動力，教師應(yīng)該讓學(xué)生直觀形象地了解工程流體力學(xué)的廣泛應(yīng)用性以及內(nèi)容的趣味性，將一些學(xué)生感興趣的與日常生活或生產(chǎn)實(shí)際有關(guān)的例子介紹給學(xué)生；(3)突出課程的重要意義和實(shí)踐價值。教師應(yīng)在緒論課中做到精心組織策劃，讓學(xué)生了解該學(xué)科體系的研究對象和研究方法，讓學(xué)生知道為什么要學(xué)習(xí)該課程，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該用什么樣的方法去學(xué)習(xí)。
在大多數(shù)的教材中，在每一章之前，都會有一段比較簡短的文字介紹，告訴學(xué)生本章的知識點(diǎn)以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)方法，這是比較重要的一個部分，能夠使學(xué)生站在一定的高度把握整章的內(nèi)容，知道各知識體系之間的相互結(jié)構(gòu)，但是學(xué)生在閱讀的時候往往會忽略的，以至于學(xué)完課程之后，只能對簡單的問題進(jìn)行分析處理，遇到復(fù)雜的問題就不知道從哪個地方著手，因此需要教師在講課時加以強(qiáng)調(diào)。
2.及時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)
工程流體力學(xué)是以流體作為研究對象的，所涉及的概念比較多，容易讓學(xué)生產(chǎn)生混淆。如果及時的對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，就會加深學(xué)生對概念的理解和記憶。例如，流體力學(xué)中有幾個比較重要概念，理想流體、定常流動、不可壓縮、平面流動、無旋運(yùn)動等等，在任何一本教材中，這些概念都不是同時出現(xiàn)的，學(xué)生可能會對某些概念產(chǎn)生遺忘，或者是知道概念，但不知道具體該如何去應(yīng)用，因此在相關(guān)概念介紹完之后，可以建立如下的表1，使個概念的物理含義，數(shù)學(xué)表達(dá)式一目了然。由于目前流體力學(xué)教材大多按照由淺入深的原則編寫，即先講靜力學(xué)后講動力學(xué)；先講一元流動后講平面流動；先講理想流體后講粘性流體。各章的內(nèi)容分得比較細(xì)，每一章都有許多公式和理論，各公式的得出也分別采取了不同的方法，給人以流體力學(xué)的理論模型和公式非常之多難于掌握的感覺。實(shí)際上，這些理論和公式大多是交叉重復(fù)的，因此對于教材中出現(xiàn)的流體靜止的微分方程、理想流體的運(yùn)動方程以及N-S方程也可以放在一起加以總結(jié)。
另外，在有些時候，學(xué)生學(xué)完了一章的內(nèi)容，卻不清楚這一章到底在研究一個什么問題，這就更需要教師在上課時進(jìn)行總結(jié)。以文獻(xiàn)[1]的第四章為例，在前面的及格小節(jié)中介紹了流體運(yùn)動狀態(tài)、紊流的分布狀況等等，學(xué)生學(xué)完之后往往會產(chǎn)生疑惑：為什么要研究這些東西?其中哪些是重點(diǎn)?作為教師應(yīng)該及時告訴學(xué)生，這一章研究的是如何計(jì)算粘性流體的流動損失，其中關(guān)鍵的是沿程阻力系數(shù)的計(jì)算，而沿程阻力系數(shù)與流體流動的狀態(tài)有關(guān)，層流可以有定解，而紊流中影響沿程阻力系數(shù)的因素過多，大多數(shù)用半理論半試驗(yàn)的方法求解，前面的內(nèi)容是為后面做鋪墊的，主要講述了研究流體的一種思路，這樣學(xué)生才能夠站在一定的高度去學(xué)習(xí)和思考。
表1 物理概念和表達(dá)式的對應(yīng)關(guān)系表
3.將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來
學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候，往往會把自己新學(xué)到的知識和原有知識進(jìn)行聯(lián)系，同時做出比較。教師應(yīng)該掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如在講解伯努力方程時，為了加深學(xué)生對公式的記憶和理解，可以將方程兩邊同乘以mg，所得到的結(jié)果類似于中學(xué)所學(xué)到的機(jī)械能守衡，首先使學(xué)生了解到伯努力方程的實(shí)質(zhì)是能量守衡；但是與機(jī)械能守衡相比多出來pm/ρ=pV一項(xiàng)，可以解釋成因?yàn)榱黧w的流動性，整個流體不是一個整體，流體之間還存在壓力能的作用，讓學(xué)生進(jìn)一步理解的流體的流動性所產(chǎn)生的影響；最后可以使學(xué)生清楚地理解每一項(xiàng)的含義：位置水頭、速度水頭以及壓力水頭。同樣的，在學(xué)習(xí)靜止液體的壓強(qiáng)分布是可以和中學(xué)的壓強(qiáng)計(jì)算公式聯(lián)系起來，學(xué)習(xí)動量方程的時候可以和中學(xué)的沖量定律聯(lián)系起來等等。
流體力學(xué)的理論性較強(qiáng)，公式較多，學(xué)生的理解比較困難，也缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)興趣，需要教師在講課過程中不斷和生活相聯(lián)系。需要教師在課程的講解過程中，多穿插一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，與課本中的理論結(jié)合起來講，可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講流體的粘性時，可以讓學(xué)生比較水的粘性和糖漿的粘性；在講解流體流動的兩種狀態(tài)的時候，可以讓學(xué)生回想輕輕打開水龍頭時的現(xiàn)象：開始水流是一非常細(xì)的層流細(xì)流，隨著水流下降，在重力加速度作用下，速度逐漸加快，水滴開始飄動，水流由層流轉(zhuǎn)化為紊流；在在講解因邊界層分離而產(chǎn)生的壓差阻力，可以談?wù)劕F(xiàn)實(shí)中的克服壓差阻力的方法，一是將物體表面做成流線型(如汽車)，二是增大物體表面的粗糙度，增大紊流度(如壘球)，從而推遲邊界層的分離。
4.注重對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)
“授人以魚，不如授人以漁”?！豆こ塘黧w力學(xué)》不同于其它力學(xué)，所用的研究方法――歐拉法――是學(xué)生首次遇到的，讓學(xué)生掌握方法顯得尤為重要。另外，由于課堂教學(xué)時間的限制，教師不可能把每一個問題都講透徹，就需要學(xué)生自己課后去領(lǐng)悟。例如，在講解水擊的形成、音速以及激波的時候，為了滿足定常的條件，都用到了相同的坐標(biāo)建立方法和分析方法，教師在課程上只需要講清楚一個問題，剩下的只需要強(qiáng)調(diào)幾個物理現(xiàn)象之間的區(qū)別以及由此產(chǎn)生不同的結(jié)論就可以了，這樣既提高了了學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)方法的能力，又節(jié)約了課堂教學(xué)時間。同樣的還有流體運(yùn)動方程的推導(dǎo)、相似準(zhǔn)則數(shù)表達(dá)式的推導(dǎo)等等。
三、結(jié)束語
綜上所述，上好緒論課、及時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來以及讓學(xué)生注重對學(xué)習(xí)方法的學(xué)習(xí)是教師在講授《工程流體力學(xué)》課程中需要注意的幾個方面，這四個方面在實(shí)際講課中并沒有明顯的界線，是相互聯(lián)系的：上好緒論課是課程前的準(zhǔn)備，及時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)是課程后的復(fù)習(xí)，而將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來以及讓學(xué)生注重對學(xué)習(xí)方法的學(xué)習(xí)是方法和手段。如何提高《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)水平是一個十分廣泛而復(fù)雜的課題，以上只是筆者在教學(xué)改革中的一些體會和認(rèn)識，其中許多問題尚需進(jìn)一步探索和研究。
參考文獻(xiàn)：
[1]莫乃榕. 工程流體力學(xué)[M].華中科技大學(xué)出版社，2000.
[2]高殿榮，吳曉明.工程流體力學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
[3]W.F.休斯， J.A.布賴頓.流體動力學(xué)[M].科學(xué)出版社，2002.
[4]李文科.流體力學(xué)與流體機(jī)械課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版).
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關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué);CFD數(shù)值模擬;項(xiàng)目驅(qū)動;實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）06-0141-02
計(jì)算流體力學(xué)CFD是流體力學(xué)的一個分支，是能源與動力工程類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。課程講授CFD數(shù)值模擬的基本思想、基本方法以及常用CFD數(shù)值模擬工具的使用，通過教學(xué)使學(xué)生了解、掌握CFD數(shù)值模擬的基本知識，為將來在涉及流體流動問題的研究和設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用CFD數(shù)值模擬打下基礎(chǔ)。在計(jì)算流體力學(xué)教學(xué)中，可將仿真技術(shù)以項(xiàng)目驅(qū)動的方式加入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以加深對概念、公式以及數(shù)值方法的理解，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)能力。如何利用好仿真軟件的專業(yè)優(yōu)勢，將其引入到計(jì)算流體力學(xué)實(shí)踐教學(xué)中來，提高教學(xué)效果是本文要探討的主要問題。
一、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢
根據(jù)課程教學(xué)任務(wù)及其特點(diǎn)，選擇適用的教學(xué)方式是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師授課為中心，注重基礎(chǔ)理論知識的傳授與講解。在教學(xué)過程中，教師往往花費(fèi)大量的時間和精力介紹計(jì)算流體力學(xué)的基本原理并進(jìn)行相關(guān)理論公式的推導(dǎo)，學(xué)生并不能理解計(jì)算流體力學(xué)的工程應(yīng)用背景和意義，學(xué)生所接受的理論知識絕大部分來源于授課教師的灌輸。
由于計(jì)算流體力學(xué)課程涉及內(nèi)容的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段，使得教師和學(xué)生在此課程的講授和學(xué)習(xí)中都遇到一定的困難和問題。涉及基本方程和數(shù)值方法公式推導(dǎo)的部分，傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式可使學(xué)生對推導(dǎo)過程進(jìn)行邏輯思維，對推導(dǎo)得到的公式和結(jié)果也會更加印象深刻。對于比較復(fù)雜、抽象的教學(xué)內(nèi)容以及公式的應(yīng)用，則可借助計(jì)算機(jī)仿真平臺的方式進(jìn)行輔助教學(xué)，讓學(xué)生直觀地了解不同公式的應(yīng)用過程和數(shù)值模擬結(jié)果。由于流體力學(xué)控制方程一般是非線性的，只有極少數(shù)情況下才能得到解析解，與工程相關(guān)的復(fù)雜流體力學(xué)問題幾乎不能得到解析解，而實(shí)驗(yàn)研究一般是在模擬條件下完成的，幾乎所有的地面實(shí)驗(yàn)設(shè)備都不能完全滿足所有參數(shù)和相似定理的要求。通過CFD數(shù)值模擬技術(shù)，可以設(shè)計(jì)一些虛擬的實(shí)驗(yàn)，過程中可選用不同公式模型和數(shù)值方法，數(shù)值模擬所得的結(jié)果直觀，彌補(bǔ)了理論教學(xué)內(nèi)容的不足。
項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)，或稱項(xiàng)目驅(qū)動下的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，是一種以學(xué)生為中心的教育方式。要求學(xué)生通過一系列個人或合作完成的任務(wù)，借助他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，解決現(xiàn)實(shí)中的問題，獲取知識和技能[1]。在項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)中，借助CFD數(shù)值模擬形象的模型分析與演示，既便于教師對計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用于工程問題的知識講述，又使學(xué)生對計(jì)算流體力學(xué)理論知識有更加深刻的理解。
二、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題
1.根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)教材，結(jié)合學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，對某些重點(diǎn)、難點(diǎn)以及不宜課堂講解的地方，考慮能否應(yīng)用CFD數(shù)值模擬進(jìn)行輔助教學(xué)。在教學(xué)過程中，需要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)捻?xiàng)目案例，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法，使其發(fā)揮各自優(yōu)勢才能獲得更好的教學(xué)效果。
2.在教學(xué)過程中，向?qū)W生展示CFD數(shù)值模擬在計(jì)算流體力學(xué)領(lǐng)域的前沿應(yīng)用、經(jīng)典案例。在課程教學(xué)中可以隨時調(diào)用視頻錄像或仿真軟件，將計(jì)算流體力學(xué)的一些前處理、流場計(jì)算和后處理等復(fù)雜問題進(jìn)行動態(tài)仿真演示。這樣可以激發(fā)學(xué)生利用相關(guān)數(shù)值模擬軟件對理論知識進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)的積極性和主動性，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至展開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。
3.選取若干具體案例為“項(xiàng)目”任務(wù)以達(dá)到對前一階段課堂講授知識、技能傳授的總結(jié)與升華;項(xiàng)目內(nèi)容中含有學(xué)生從來未遇到的問題，需要具備有一定難度。應(yīng)用CFD數(shù)值模擬軟件建立計(jì)算流體力學(xué)仿真分析實(shí)例庫，這樣老師就可以方便地進(jìn)行講解，并給學(xué)生提供直觀、形象的過程與結(jié)論，學(xué)生理解起來會更容易。
三、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用案例
1.概念設(shè)計(jì)。氣力輸送過程非常復(fù)雜，過去和現(xiàn)在多依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來解決問題。對一般粉體材料，在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分時，可以得到比較可靠的結(jié)果。傳統(tǒng)方式靠人工計(jì)算過于費(fèi)時間，現(xiàn)在可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，能較快地得到計(jì)算結(jié)果。計(jì)算機(jī)能在較短的時間內(nèi)繪出初步的圖紙，因此在粉體的氣力輸送過程中能做更多的方案比較，使設(shè)計(jì)更加合理。數(shù)值模擬可以提供一些實(shí)驗(yàn)測量中無法提供的數(shù)據(jù)。在概念設(shè)計(jì)階段，老師和學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的討論。教師起初先不必框定具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容，而是要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)工程應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，獲得設(shè)計(jì)的大方向，進(jìn)而指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步通過閱讀文獻(xiàn)和資料收集，確立實(shí)施思路和初步的方案，獲取可借鑒的工程案例。
2.詳細(xì)設(shè)計(jì)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，教師需要預(yù)先講授CFD數(shù)值模擬工具的使用，以Fluent為例，該軟件是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。在這個階段，學(xué)生通過對現(xiàn)場氣力輸送過程的調(diào)研資料和文獻(xiàn)資料，結(jié)合氣力輸送設(shè)備工藝特點(diǎn)，利用計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件Fluent建立可靠的氣力輸送三維數(shù)學(xué)模型。對所建立的數(shù)值模擬模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖1所示，在此過程中，教師可以為學(xué)生講解計(jì)算域離散成網(wǎng)格點(diǎn)的過程。在此基礎(chǔ)上，利用所建立的氣力輸送三維數(shù)學(xué)模型對飛灰的氣力輸送進(jìn)行數(shù)值模擬，將數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行對比，由此對所建立的數(shù)學(xué)模型的可靠性和適用性進(jìn)行驗(yàn)證。
3.發(fā)現(xiàn)問題。項(xiàng)目驅(qū)動的教學(xué)中教師需要著重引導(dǎo)學(xué)校在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，挖掘?qū)е聠栴}產(chǎn)生的根源，在CFD模擬過程中，要確定邊界條件、數(shù)學(xué)模型和求解方法。氣力輸送屬于大型工業(yè)輸送物料設(shè)備，雖然輸送管道幾何形狀簡單，但是總長度較長，并且管道內(nèi)的輸送過程涉及到固相和氣相相互作用、物料顆粒湍動粘度以及顆粒間的相互碰撞，過程非常復(fù)雜。在此過程中，老師可以為學(xué)生講解各種邊界條件的優(yōu)缺點(diǎn)以及選擇依據(jù)、數(shù)學(xué)模型的原理和應(yīng)用范圍、求解格式的選擇及相應(yīng)的計(jì)算方法和方程。
4.改進(jìn)設(shè)計(jì)。將模型預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行分析和比較，分析邊界條件、數(shù)學(xué)模型和求解方法對結(jié)果產(chǎn)生的影響，通過查閱文獻(xiàn)了解最新CFD數(shù)值模擬技術(shù)和方法，并嘗試應(yīng)用到項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)中，提高數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。可以利用該數(shù)值模擬數(shù)據(jù)研究氣力輸送旁管道內(nèi)壓降隨著顆粒直徑、顆粒密度的變化規(guī)律，并通過改變旁通管幾何比以及壁面粗糙度的大小，研究管道結(jié)構(gòu)和管道特性對壓降的影響。
從“概念設(shè)計(jì)”、“詳細(xì)設(shè)計(jì)”、“發(fā)現(xiàn)問題”和“改進(jìn)設(shè)計(jì)”這幾個項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以看到，項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)的最主要的特征就是教師引導(dǎo)學(xué)生通過尋找完成工作任務(wù)的途徑與方法，圍繞工作項(xiàng)目完成調(diào)查研究、網(wǎng)絡(luò)信息搜集、文獻(xiàn)查閱、個人獨(dú)立思考、討論答辯、團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)等各項(xiàng)相關(guān)的實(shí)踐與創(chuàng)造活動[2]。
在實(shí)施過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生查閱資料獲取類似項(xiàng)目的技術(shù)路線、解決方案與相關(guān)專業(yè)知識點(diǎn)，對錯誤明顯的方案做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、糾正，使方案盡量集中在合理的范圍之內(nèi)[3]。需要選擇貼近實(shí)踐的項(xiàng)目案例，將CFD數(shù)值模擬軟件融入到分組學(xué)習(xí)和應(yīng)用指導(dǎo)的整個過程，使學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)及完成過程中加深對理論知識的理解及實(shí)際應(yīng)用，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
四、結(jié)束語
項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)在實(shí)施的過程中，表現(xiàn)出以項(xiàng)目為本位、以學(xué)生為主體的重要特征。教師教授和引導(dǎo)的是項(xiàng)目實(shí)施所需的技能、系統(tǒng)知識和應(yīng)用知識，最終考核的是學(xué)生對知識的理解、應(yīng)用、創(chuàng)新和總結(jié)。將CFD數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算流體力學(xué)理論教學(xué)，可以使教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高，可以幫助克服客觀實(shí)際條件對理論教學(xué)的制約，加深學(xué)生對理論知識的理解，并激發(fā)學(xué)習(xí)和研究的興趣。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬玲玲.項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力研究[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報，2010，（3）.
[2]王福軍.計(jì)算流體動力學(xué)分析――CFD軟件原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2004.
[3][美]約翰D.安德森（John D. Anderson）.計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].吳頌平，劉趙淼，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.
篇9
目前在研究有關(guān)腫瘤細(xì)胞對放療敏感性方面，DNA修復(fù)蛋白的抑制劑是一個熱點(diǎn)。在修復(fù)DNA的蛋白中，DNA依賴的蛋白激酶(DNAPK)參與了多細(xì)胞生物的非同源末端連接（NHEJ）過程，能保護(hù)由于電離輻射所致雙鏈DNA被破壞的細(xì)胞，所以它的特異性抑制劑作為放療增敏劑倍受關(guān)注。本文就DNA損傷修復(fù)的機(jī)制及DNAPK抑制物的生物學(xué)特性進(jìn)行闡述。
1 概述
為提高腫瘤患者的生存率，應(yīng)不斷選擇毒副作用盡量小的綜合治療方法。尋找能有效抑制DNA損傷修復(fù)的因子以運(yùn)用到放療增敏中，是目前研究的一熱點(diǎn)。DNA損傷觸發(fā)各種細(xì)胞應(yīng)答，其中包括DNA的自我修復(fù)，途徑有逆轉(zhuǎn)，切除或再結(jié)合等，可以多種途徑共同參與。研究表明，對放療不敏感的腫瘤細(xì)胞，其DNA具有很強(qiáng)的修復(fù)活性。據(jù)此制藥公司一直著手于對DNA修復(fù)抑制劑的開發(fā)。
但DNA修復(fù)抑制劑可引起不良反應(yīng)。因DNA修復(fù)是正常細(xì)胞的生理現(xiàn)象，參與基因穩(wěn)定性的維持，其活性被抑制可導(dǎo)致堿基錯配修復(fù)或核苷剪切修復(fù)能力的下降，引發(fā)正常組織惡變，因此將DNA修復(fù)活性作為藥理學(xué)靶點(diǎn)時必須仔細(xì)研究其修復(fù)機(jī)制及參與反應(yīng)的關(guān)鍵蛋白，以助評估潛在副作用如細(xì)胞毒性或癌變，并設(shè)計(jì)特異性強(qiáng)的抑制劑。
在各種DNA修復(fù)途經(jīng)中，具有兩個臨床應(yīng)用價值：(1) 由O6烷基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(AGT)所參與的O6烷基鳥嘌呤的逆轉(zhuǎn)機(jī)制[1]；(2) 主要通過非同源末端連接（NHEJ）途經(jīng)的雙鏈損傷修復(fù)機(jī)制[2]。在哺乳動物細(xì)胞中NHEJ途徑需要一些因子的參與，其中DNA依賴的蛋白激酶（DNAPK）是參與雙鏈損傷修復(fù)的修復(fù)復(fù)合體的基本組成成分。本文主要討論DNAPK作為一個藥理學(xué)靶點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容、其抑制劑的生物學(xué)特性以及增加細(xì)胞對放療敏感性的影響。
2 NHEJ途徑中的雙鏈損傷修復(fù)復(fù)合體DNAPK
當(dāng)DNA雙鏈?zhǔn)艿綋p傷時，細(xì)胞將通過不同的途經(jīng)啟動應(yīng)答克服損傷進(jìn)行修復(fù)。盡管同源性重組修復(fù)可恢復(fù)DNA鏈的連續(xù)性，但哺乳動物細(xì)胞中NHEJ途徑在雙鏈損傷修復(fù)過程中起主要作用。NHEJ主要依賴6個核心因子包括：Ku70、Ku80、DNAPKcs、XRCC4、連接酶IV和Artemis[3，4]。而DNAPK這個絲/蘇氨酸激酶，正是包括催化亞單位DNAPKcs和調(diào)節(jié)亞單位Ku蛋白兩部分的復(fù)合物，它通過激活后的構(gòu)像改變[5]，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。DNAPKcs是由4127個氨基酸組成的相對分子質(zhì)量約470000的大分子量蛋白質(zhì)，其基因位于8q11。其C末端結(jié)構(gòu)域和參與信號傳導(dǎo)的磷脂酰肌醇激酶3(PI3K)有同源性，故屬PIKK（PI3K樣激酶）家族，其靠近激酶活性區(qū)的 30023850位氨基酸處是與ku蛋白相互作用的部位，細(xì)胞凋亡時DNAPKcs在肽鏈中間部位斷裂而失活；Ku蛋白是一種自身抗原，由2條多肽鏈緊密結(jié)合在一起形成異二聚體結(jié)構(gòu)，兩條肽鏈分別稱Ku70和Ku80。人Ku70基因位于22q13，編碼609個氨基酸，相對分子質(zhì)量約69000；Ku80基因位于2q3334，編碼732個氨基酸，相對分子質(zhì)量約83000。雙鏈損傷(DSBs)修復(fù)時，2個Ku分子通過一個預(yù)先形成的通道特異性地連接到雙鏈損傷處，分別識別并結(jié)合于每一條DNA鏈末端，然后以ATP依賴的方式沿DNA鏈分別向兩端滑動一小段距離，同時Ku本身所具有的弱解旋酶活性使2個斷端局部解鏈。從而形成KuDNA復(fù)合物吸引DNAPKcs到損傷部位[4]，與之結(jié)合并激活其絲/蘇氨酸激酶活性，磷酸化參與修復(fù)及損傷信號傳導(dǎo)的一系列蛋白質(zhì)，如斷端經(jīng)核酸外切酶修剪、DNA聚合酶填充等，還需通過另一復(fù)合物即異二聚物XRCC4/連接酶IV的幫助[6]，其參與DNA斷裂再接的過程；而蛋白Artemis則在發(fā)夾末端受損時起一定作用。綜上可見，核心因子DNAPK聯(lián)合其他因子共同參與了NHEJ過程。最終當(dāng)DNA鏈一旦連接起來，DNAPK即發(fā)生自身磷酸化，使2個亞單位從DNA鏈上解離。另有研究發(fā)現(xiàn)，DNAPK在維持染色體末端端粒的穩(wěn)定性及防止染色體端端融合等方面起作用。
3 DNAPK的激酶活性
DNAPKcs具較弱蛋白激酶活性[7]，當(dāng)DNAPKcs經(jīng)由Ku/DNA 復(fù)合物介導(dǎo)催化后，激酶活性大大增強(qiáng)。雖在其他序列中絲/蘇氨酸結(jié)構(gòu)也可發(fā)生磷酸化，但一般發(fā)生在S/TQ結(jié)構(gòu)。雖尚未發(fā)現(xiàn)DNAPK對翻譯后的修飾起作用，但它可將體外的Ku和細(xì)胞內(nèi)的XRCC4磷酸化，體外試驗(yàn)也已證實(shí)Artemis一旦被磷酸化則將改變其核酶活性。DNAPKcs在細(xì)胞經(jīng)受放療后會發(fā)生自身（包含40個氨基酸的區(qū)域和其他位點(diǎn)）磷酸化并被激活[8]，與Ku解離，這樣DNA雙鏈損傷修復(fù)的后續(xù)加工處理和連接步驟才能繼續(xù)進(jìn)行[8]。有模型研究發(fā)現(xiàn)[9，10]，DNAPKcsC端自身磷酸化可使DNA末端發(fā)生自身磷酸化，使完成修復(fù)任務(wù)的DNAPK從DNA末端分離下來。業(yè)已表明DNAPKcs抑制劑可阻礙DNAPK結(jié)合在DNA的末端，阻止DNA末端的處理。自身磷酸化是細(xì)胞內(nèi)雙鏈損傷修復(fù)過程的關(guān)鍵。在細(xì)胞內(nèi)，DNAPK抑制劑在雙鏈損傷修復(fù)過程中不單阻止NHEJ，也阻礙同源重組，這更體現(xiàn)抑制劑作為放療增敏劑所具有的潛在作用[11]。
4 DNAPK 是藥理學(xué)靶點(diǎn)
基于DNAPK的表達(dá)或活性的增減與腫瘤細(xì)胞對放療敏感性之間的關(guān)系密切，DNAPK作為一個藥理學(xué)新靶點(diǎn)，DNA修復(fù)抑制劑得到廣泛研究。細(xì)胞突變時，DNAPK表達(dá)缺乏導(dǎo)致對放射性藥物或電離放射的敏感性增加[2]。類似地，反義或siRNA轉(zhuǎn)染后DNAPKcs或Ku表達(dá)的下降也可導(dǎo)致對雙鏈損傷誘導(dǎo)劑的敏感性增加[12]。Dongmei Lu等［13］利用siRNA的方法敲除DNAPK的基因，可以抑制TNF介導(dǎo)的Akt及PKCε的磷酸化，加速細(xì)胞凋亡，表明PKCε活化Akt需通過DNAPK抗凋亡，且DNAPK可以從Akt開始調(diào)節(jié)受體激酶凋亡。來源于遲發(fā)性放射壞死病人的兩個細(xì)胞系對雙鏈損傷修復(fù)能力的下降與DNAPK活性的下降呈正比[14]。Tonotsuka等[15]檢測食管癌Ku70、Ku80 以及DNAPKcs的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)這些蛋白的表達(dá)較對照組癌旁正常組織都明顯增高，而腫瘤內(nèi)各部分DNA－PK表達(dá)的不均一，與腫瘤的進(jìn)展與分化水平有關(guān)。另外，DNAPK下調(diào)可使細(xì)胞對低劑量的放療具有敏感性，這體現(xiàn)了它在細(xì)胞對低劑量放射（下降0.5Gy）進(jìn)行應(yīng)答的重要作用，使得DNAPK成為一個很具吸引力的靶分子。
5 DNAPK的抑制劑
目前發(fā)現(xiàn)，可通過降低蛋白的表達(dá)，抑制修復(fù)復(fù)合體的聚合及拮抗激酶活性等方法抑制DNAPK活性。已設(shè)計(jì)出對抗Ku或者DNAPKcs的反義寡核苷酸，它可使蛋白表達(dá)降低。DNAPK結(jié)合到DNA末端這個過程怎樣被抑制的呢？Ku是一種含量豐富的核蛋白，具有與DNA末端結(jié)合的主要活性，但因結(jié)構(gòu)的原因缺乏與DNA末端結(jié)合的特異性位點(diǎn)，因此抑制Ku與DNA末端的結(jié)合并非理想靶點(diǎn)；相反DNAPKcs與Ku的聚合是通過與Ku80的C末端（720932個氨基酸）之間的相互作用而完成，如將外周淋巴細(xì)胞中的Ku80切除一端（C末端），剩余部分與Ku70形成一有功能的異二聚體，它能與DNA結(jié)合但不能激活DNAPK的酶活性，這種能阻止DNAPKcs與Ku結(jié)合的目標(biāo)肽，是一種以肽為基礎(chǔ)的DNAPK抑制劑，可抑制雙鏈損傷修復(fù)活性，增加細(xì)胞對放療敏感性[16]。
研究主要目標(biāo)是確定能抑制DNAPK激酶活性的小分子。因DNAPK與PI3K具同源性，故可推測PI3K抑制物的衍生物可抑制DNAPK及雙鏈損傷信號激酶。DNAPK抑制劑渥曼青霉素（wortmannin）是ATP非競爭性抑制劑，能與DNAPKcs及其他PIKK家族成員激酶的ATP結(jié)合位點(diǎn)共價結(jié)合。PI3K在細(xì)胞質(zhì)中的IC50是2～3nm，而DNAPK的IC50超過其100倍。體內(nèi)有效渥曼青霉素濃度過高，且渥曼青霉素水溶性差，在水溶性溶劑中的穩(wěn)定性也差，限制了其臨床應(yīng)用性。
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一種更有效的人工合成槲皮素衍生物，2(4嗎啉基)8苯基4H苯并吡喃4one( LY294002)，作為DNAPK上ATP的競爭者在抑制DNAPK的同時也抑制PI3K，但在達(dá)到DNAPK的抑制濃度的同時，也抑制了參與多信號途經(jīng)的激酶CKII。
有報道稱DNAPK特異性抑制劑香蘭素可加強(qiáng)某些DNA損傷劑的細(xì)胞毒性，也能抑制X線誘導(dǎo)的染色體畸變，但其在體內(nèi)的IC50高達(dá)毫米濃度水平，同樣不適用于臨床治療[17]。
最近BP Nutley等[18]對DNAPK抑制物NU7026進(jìn)行臨床前藥動學(xué)及代謝情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)每秒10μM是NU7026的最低給藥速度，在人卵巢癌細(xì)胞暴露3Gy電離強(qiáng)度后4小時起放射增敏作用，以5mg/kg的量經(jīng)靜脈注入大鼠體內(nèi)，因清除率很高以0.1108/H的速度從血漿清除，以20mg/kg的量靜脈與口服的生物利用度分別為20％、15％。他們認(rèn)為NU7026應(yīng)每天分4次以總量100mg/kg經(jīng)靜脈給藥才能達(dá)到放療增敏效果。
渥曼青霉素和LY294002等是DNAPK和PI3K的非特異性抑制劑，而PI3K抑制劑可誘導(dǎo)細(xì)胞周期的停止，以及導(dǎo)致全身毒性包括生長因子信號參與的許多細(xì)胞生理過程[19]，因此開發(fā)對DNAPK特異性高，而對其他PI3K影響極小的抑制劑非常重要。
另外，有人發(fā)現(xiàn)含芐達(dá)明2ones復(fù)合物具有特異性激酶抑制作用，從此庫篩選出的藥物SU11752可通過競爭ATP結(jié)合位點(diǎn)抑制DNAPK，其IC50為0.13μM[20]，當(dāng)濃度為12μM時，SU11752尚可抑制雙鏈損傷的修復(fù)；濃度為50μM時，可使放療的敏感性增強(qiáng)5倍。也發(fā)現(xiàn)當(dāng)SU11752在IC50為1.1μM時，也可抑制p110γ，這表明放療敏感性的增加可能由于抑制了其他因子而非DNAPK。
6 結(jié)論
大多數(shù)放療所產(chǎn)生的DNA損傷可被特異性或非特異性途徑識別并修復(fù)，幾乎所有的損傷都不是只通過一條途徑修復(fù)的，且很多時候細(xì)胞僅通過一條途經(jīng)就可生存下來。因此修復(fù)活性的抑制，尤其是作為DNA修復(fù)基本組分的DNAPK活性的抑制在放療增敏方面有重要作用。放射腫瘤學(xué)的核心是能靶向腫瘤細(xì)胞并使正常組織的損傷保持在一個可耐受的水平，對此，DNAPK抑制劑的開發(fā)與應(yīng)用是關(guān)鍵，但究竟哪一種腫瘤組織在利用DNAPK抑制劑時特異性強(qiáng)呢？除帶來全身毒性和染色體不穩(wěn)定性的潛在后果外， DNAPK的活性是否可以明確地作為腫瘤細(xì)胞對放療敏感性的一個重要指標(biāo)呢？這些都是我們需要進(jìn)一步研究的課題。另外目前的研究已表明對于實(shí)體瘤，放療聯(lián)合DNAPK抑制劑由于全身毒性小而成為具有應(yīng)用前景的項(xiàng)目。然而，因?yàn)椴⒉荒茼樌归_關(guān)于全身毒性的臨床試驗(yàn)，DNAPK抑制劑應(yīng)用的濃度只能來自體外細(xì)胞試驗(yàn)的推斷，因此仍有待于開發(fā)更多有潛力的抑制劑。
【參考文獻(xiàn)】
［1］ Kaina B，Christmann M.DNA repair in resistance to alkylating anticancer drugs［J］.Int J Clin Pharmacol Ther，2002，40(8):354367.
[2] Lieber MR，Ma Y，Pannicke U，et al.Mechanism and regulationof human nonhomologous DNA endjoining［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2003，4(9):712720.
[3] Dip R，Naegeli H.More than just strand breaks: the recognition of structural DNA discontinuities by DNAdependent protein kinase catalytic subunit［J］.FASEB J，2005，19(7):704715.
[4] Collis SJ，DeWeese TL，Jeggo PA，Parker AR.The life and death of DNAPK［J］.Oncogene，2005，24(6):949961.
[5] Boskovic J，RiveraCalzada A，Maman JD，Chacon P，Willison KR，Pearl LH，et al.Visualization of DNAinduced conformational changes in the DNA repair kinase DNAPKcs［J］.EMBO J，2003，22(21):58755882.
[6] Drouet J，Delteil C，Lefrancois J，et al.DNAdependent protein kinase and XRCC4DNA ligase IV mobilizationin the cell in response to DNA double strand breaks［J］.J Biol Chem，2005，280(8):70607069.
[7] DeFazio LG，Stansel RM，Griffith JD，et al.Synapsis of DNA ends by DNAdependent protein kinase［J］.EMBO J，2002，21(12):31921200.
[8] Soubeyrand S，Pope L，Pakuts B，et al.Threonines 2638/2647 in DNAPK are essential for cellular resistance to ionizing radiation［J］.Cancer Res，2003，63(6):11981201.
[9] Block WD，Yu Y，Merkle D，et al.Autophosphorylationdependent remodeling of the DNAdependent protein kinase catalytic subunit regulates ligation of DNA ends［J］.Nucleic Acids Res，2004，32(14):43514357.
[10]Reddy YV，Ding Q，LeesMiller SP，et al，Nonhomologous end joining requires that the DNAPK complex undergo an autophosphorylationdependent rearrangement at DNA ends［J］.J Biol Chem，2004，279(38):3940839413.
[11]Convery E，Shin EK，Ding Q，et al.Inhibition of homologous recombination by variants of the catalytic subunit of the DNAdependent protein kinase (DNAPKcs)［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2005，102(5):13451350.
[12]Li GC，He F，Shao X，et al.Adenovirusmediated heatactivated antisense Ku70 expression radiosensitizes tumor cells in vitro and in vivo［J］.Cancer Res，2003，63(12):32683274.
[13]Lu D，Huang J.Basu A，et al.Protein kinase Cepsilon activates protein kinase B/AKT via DNAPK to protect against tumor necrosis factoralphainduced cell death［J］.J Biol Chem，2006，281(32):2279922807.
[14]Loong SL，Korzh S，Price A.Reduced DNAdependent protein kinase activity in two cell lines derived from adult cancer patients with late radionecrosis［J］.Oncogene，2004，23(32):55625566.
[15]Tonotsuka N，Hosoi Y，Miyazaki S，et al.Heterogeneous expression of DNAdependent protein kinase in esophageal cancer and normal epithelium［J］.Int J Mol Med，2006，18(3):441447.
[16]Kim CH，Park SJ，Lee SH.A targeted inhibition of DNAdependent protein kinase sensitizes breast cancer cells following ionizing radiation［J］.J Pharmacol Exp Ther，2002，303(2):753759.
[17]Durant S，Karran P.Vanillinsa novel family of DNAPK inhibitors［J］.Nucleic Acids Res，2003，31(19):55015512.
[18]BP Nutley，NF Smith，A Hayes.et al.Preclinical pharmacokinetics andmetabolism of a novel prototype DNAPK inhibitor NU7026［J］.Br J Cancer，2005，93(9): 10111018.
[19]Salles B，Calsou P，Muller C.The DNA repair complex DNAPK，a pharmacological target in cancer chemotherapy and radiotherapy［J］.Pathologie Biologie，2006，54(4):185193.
篇10
關(guān)鍵詞：能源與動力工程；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；混合式教育
作者簡介：代乾（1981-），男，河北滄州人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，講師；王澤生（1964-），男，天津人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，教授。（天津 300384）
基金項(xiàng)目：本文系天津城市建設(shè)學(xué)院2012年度教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JG-1207）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0074-02
2012年9月，教育部頒布實(shí)施新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，熱能與動力本科專業(yè)更名為能源與動力工程專業(yè)。由專業(yè)名稱可見該專業(yè)的內(nèi)涵更加廣闊和深遠(yuǎn)，從而也說明隨著能源動力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問題地提出，社會對人才的培養(yǎng)提出了新的要求。目前，大約有170多所高校設(shè)置了熱能與動力工程專業(yè)。[1]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源與環(huán)境逐漸成為世界各國所面臨的重大科技和社會問題。培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新意識的能源工程專業(yè)人才是本學(xué)科義不容辭的責(zé)任。而熱工系列課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。合理的課程體系是體現(xiàn)教育教學(xué)理念的重要載體，是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié)，建立適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、體現(xiàn)熱能動力技術(shù)學(xué)科內(nèi)在規(guī)律、科學(xué)合理的課程體系極為重要。[2]為了使該課程適應(yīng)新的要求，非常有必要對其進(jìn)行一定的改革，以培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會發(fā)展需要的人才，同時對推動我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。
一、實(shí)施混合式教育方式
開發(fā)混合式學(xué)習(xí)方案的關(guān)鍵因素在于確定適當(dāng)?shù)臅r機(jī)，使用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞?，為適當(dāng)?shù)膶W(xué)生施行教學(xué)。而教師想要運(yùn)用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞叫枰紤]學(xué)習(xí)地點(diǎn)的設(shè)置、信息傳輸技術(shù)及時間的安排、教學(xué)策略和績效援助策略等。[3]混合式教學(xué)模式一般可分為以下幾個階段：[4-6]
1.前期分析
學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動的主體是有認(rèn)知、有情感的，學(xué)生本身的知識水平、學(xué)習(xí)能力和社會特征都對學(xué)習(xí)的信息加工過程產(chǎn)生影響，教師進(jìn)行學(xué)生特征分析有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而為后面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)和媒體的選擇提供依據(jù)。
2.混合式教學(xué)的組織與管理
教師應(yīng)按照教學(xué)進(jìn)度有針對性地選擇和設(shè)計(jì)教學(xué)活動，同時要參照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容及其呈現(xiàn)形式，將其與具體的章節(jié)知識點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。教學(xué)活動的作用在于為學(xué)生創(chuàng)造具體的學(xué)習(xí)情境，并加強(qiáng)師生、生生之間的交流互動，因此恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略對于教學(xué)活動的順利展開尤為重要。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及教學(xué)資源建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)的對于教學(xué)來說不應(yīng)當(dāng)只是教學(xué)內(nèi)容，而更多的應(yīng)該是支持教學(xué)交互、教學(xué)評價和教學(xué)管理，教學(xué)交互、教學(xué)評價和教學(xué)管理是保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，這就需要有一個集教學(xué)內(nèi)容與管理、課堂教學(xué)、在線教學(xué)交互、在線教學(xué)評價、基于項(xiàng)目的協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)展性教學(xué)評價和教學(xué)管理等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺來支撐混合式教學(xué)。本校對“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“工程流體力學(xué)”原有的教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行了全面改版，并于2010年先后投入運(yùn)行。其中“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)網(wǎng)站主頁如圖1所示。網(wǎng)站按照省部級精品課程的要求制作，網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容詳實(shí)，包括課程的概況、教學(xué)文件、習(xí)題及答案、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等各種資源。學(xué)生可通過瀏覽網(wǎng)站學(xué)習(xí)更多的知識，這對課堂教育來說是一個非常有益的補(bǔ)充，并有助于實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動。
二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
“工程流體力學(xué)”是理解能源動力系統(tǒng)工質(zhì)流動與流量、能量分配的基礎(chǔ)?！肮こ虩崃W(xué)”是研究如何充分和有效利用能量的學(xué)科，其基本內(nèi)容是熱力學(xué)基本定律和工質(zhì)熱物性、熱過程的研究，是理解能源動力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律和提高系統(tǒng)能源利用效率的理論基礎(chǔ)。“傳熱學(xué)”研究熱量傳遞的基本規(guī)律，是理解和控制能源動力系統(tǒng)熱量傳遞過程的理論基礎(chǔ)。“熱工學(xué)”集成了“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的基本理論和核心內(nèi)容，為能源動力類安全工程專業(yè)等提供必要和少量學(xué)時的熱工理論基礎(chǔ)教育，也是其他非能源動力類專業(yè)節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用的理論基礎(chǔ)課程?！盁峁y量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程則是關(guān)于“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的實(shí)驗(yàn)理論的技術(shù)基礎(chǔ)課程，旨在揭示相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)、原理、方法以及應(yīng)用。
1.熱工系列課程間內(nèi)容關(guān)聯(lián)性分析
（1）“工程流體力學(xué)”與“工程熱力學(xué)”在教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個方面：“工程流體力學(xué)”中的一維無粘性重力流體流動能量方程（伯努利方程）與“工程熱力學(xué)”中的熱力學(xué)第一定律穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程式具有相同的理論基礎(chǔ)，后者是普遍適用的能量方程式，而后者是前者在一維無粘性重力流體條件下的特例和不同的表達(dá)方式；“工程流體力學(xué)”中的可壓縮流體流動基礎(chǔ)與“工程熱力學(xué)”中的氣體和蒸汽的流動研究對象及理論基礎(chǔ)完全相同，只不過研究的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)流動特性，后者注重能量傳遞與轉(zhuǎn)換過程。
（2）“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面具有緊密的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性，主要體現(xiàn)在“工程流體力學(xué)”中粘性流動方面與“傳熱學(xué)”中對流換熱方面的相關(guān)內(nèi)容，具體為：
1）研究對象均為傳遞現(xiàn)象，“工程流體力學(xué)”研究的是動量的傳遞，而“傳熱學(xué)”研究的則是熱量的傳遞，其規(guī)律及分析方法具有類比性。首先，傳遞驅(qū)動力分別為速度差和溫度差；其次，傳遞方式均為分子擴(kuò)散和對流擴(kuò)散，其中對于分子擴(kuò)散基本規(guī)律兩者具有類似的形式，即牛頓摩擦定律及傅里葉定律，也均有描述傳遞能力的物性參數(shù)，即運(yùn)動粘度（m2/s）和熱擴(kuò)散系數(shù)（m2/s），而且流動邊界層與熱（溫度）邊界層具有相似的定義和相同的邊界層結(jié)構(gòu)；最后，描述傳遞現(xiàn)象的控制方程，即動量微分方程式（N-S方程）和能量微分方程，也具有相似的形式。這也是“傳熱學(xué)”中動熱類比分析方法（類比律，即將阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接用于表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算）的理論基礎(chǔ)。
2）如果粘性流體流經(jīng)壁面且具有與壁面不同的溫度時，就會同時發(fā)生動量傳遞和熱量傳遞現(xiàn)象。此時“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”研究的是同一現(xiàn)象的不同方面的特性，即阻力特性和傳熱特性。一般阻力特性是傳熱特性研究的基礎(chǔ)，某些特殊情況（流動及對流換熱具有耦合特征）下兩者相互影響，如流體外掠平板的層流與紊流流動及對流換熱、圓管內(nèi)層流與紊流流動及對流換熱、外掠圓柱的層流與紊流流動及對流換熱、各類自由流動及對流換熱等等。顯然在此類教學(xué)內(nèi)容中，“工程流體力學(xué)”是“傳熱學(xué)”的基礎(chǔ)。
3）具有相同的分析、計(jì)算方法。正是由于動量方程和能量方程具有相似的形式，理論分析法（包括微分方程組求解及積分方程組求解）、?；瘜?shí)驗(yàn)方法（相似原理）、數(shù)值計(jì)算方法均可應(yīng)用于阻力特性和傳熱特性的研究，甚至同一數(shù)值計(jì)算商業(yè)軟件（如FLUENT、ANSYS、PHINICS等）可同時分析求解同一現(xiàn)象的阻力特性和傳熱特性。因此在研究方法上，“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”是并行的或者說是相同的。
（3）“工程熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容具有關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個方面：“工程熱力學(xué)”中有關(guān)熱量傳遞只是討論熱力過程中熱量傳遞的量，而“傳熱學(xué)”研究的是熱量傳遞的機(jī)理、方式、影響因素、計(jì)算方法。在“熱力學(xué)”中熱量的單位是q（J/kg），而“傳熱學(xué)”中熱量（熱流密度）單位是q（W/m2），可見后者強(qiáng)調(diào)的是熱量傳遞的速率及能力，而后者以前者的理論（即熱力學(xué)第一定律—能量守恒規(guī)律）為基礎(chǔ)；“工程熱力學(xué)”中有關(guān)濕空氣焓及含濕量變化規(guī)律與“傳熱學(xué)”中的熱質(zhì)交換有著內(nèi)在聯(lián)系。如電廠冷卻塔中，“工程熱力學(xué)”討論了其工作原理及狀態(tài)參數(shù)的變化，而“傳熱學(xué)”則討論了其熱濕交換的具體方式和傳遞速率。
2.熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化原則
依據(jù)培養(yǎng)方案，流體熱工系列課程時間安排順序是“工程流體力學(xué)”—“工程熱力學(xué)”—“傳熱學(xué)”（或“熱工學(xué)”）—“熱工測量技術(shù)”，“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程與上述課程并行安排。因此，熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化按照以下原則進(jìn)行：
（1）安排在前的課程。教師除完成本課程教學(xué)內(nèi)容外，須根據(jù)上述各課程之間知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，有意識地為后續(xù)課程涉及的內(nèi)容打下牢固的理論基礎(chǔ)。“工程流體力學(xué)”課程的教師需要向“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程任課教師了解相關(guān)的內(nèi)容，如一元絕熱穩(wěn)定流動的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律、相似原理等等，在“工程流體力學(xué)”的教學(xué)中兼顧這些內(nèi)容的教學(xué)需求。
（2）安排在后的課程。教師依據(jù)上述各課程之間知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析，在相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)過程中，須了解前面課程任課教師的授課內(nèi)容和方法，精選授課內(nèi)容，避免不必要的重復(fù)，使該課程與前面課程有機(jī)銜接，且注意采取比較教學(xué)法，讓學(xué)生更容易掌握課堂知識。
（3）“熱工測量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程。課程任課教師應(yīng)了解和引用其他理論課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。如溫度測量，教師除加強(qiáng)溫度測量原理、儀表、標(biāo)定及使用方法教學(xué)外，對于高速氣流溫度測量，需引用“工程熱力學(xué)”中氣流一維絕熱流動能量方程以及滯止溫度和氣流溫度的關(guān)系等相關(guān)理論知識，說明氣流速度對溫度測量誤差的影響；而對于高溫氣流溫度測量，需引用“傳熱學(xué)”的輻射換熱相關(guān)理論，說明輻射對測溫誤差的影響以及消除誤差的措施；而對于鎧裝熱電偶或在加溫度計(jì)套管情況下，還需引用“傳熱學(xué)”的通過肋壁導(dǎo)熱的相關(guān)理論，說明套管的存在對溫度測量誤差的影響以及消除誤差的措施。
三、結(jié)束語
經(jīng)過一定時間的教學(xué)體驗(yàn)和學(xué)生的反饋表明，該教學(xué)模式使教學(xué)效果得到很大提高。筆者認(rèn)為在以后的教學(xué)當(dāng)中，要把這種模式繼續(xù)深化并推廣到其他課程的教學(xué)當(dāng)中，熱工系列課程的教學(xué)改革也必然會取得成功。
參考文獻(xiàn)：
[1]宋文武，符杰，李慶剛，等.關(guān)于構(gòu)建“熱能與動力工程”大專業(yè)多方向課程體系的思考——基于培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的視角[J].高等教育研究，2011，28（4）：44-48.
[2]戰(zhàn)洪仁，張建偉，李雅俠，等.熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式及課程體系探討[J].化工高等教育，2008，99（1）：19-21.
[3]Matt Donovan，Melissa Carter.Blended Learning：What Really Works[J].CLASTD，2004，（2）.
[4]Driscol1 M.Blended learning：Let’s get beyond the hype[J].learning and Training Innovations[R].2002.
