首頁(yè) > 優(yōu)秀范文 > 工程流體力學(xué)論文
時(shí)間：2023-03-13 11:25:53
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇工程流體力學(xué)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）17-0091-03
《流體力學(xué)》是我校環(huán)境工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)理論課程。流體力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)的一個(gè)分支，它以物理學(xué)為基礎(chǔ)，力學(xué)為依據(jù)，以數(shù)學(xué)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)為工具，研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，以及流體與固體的相互作用力。作為一門實(shí)用的工程科學(xué)，流體力學(xué)有比較完整的體系，它不但可以獨(dú)立解決一些工程實(shí)際問題，而且可以為學(xué)習(xí)多種工程專業(yè)課打下必要的基礎(chǔ)。其任務(wù)在于使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本理論、基本計(jì)算方法、基本實(shí)驗(yàn)技能以及在工程實(shí)際中的初步應(yīng)用。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具備分析和解決實(shí)際流體力學(xué)問題的能力，并對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及將來從事相關(guān)專業(yè)的工作和科研打下良好的基礎(chǔ)。多年來，流體力學(xué)的教學(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，偏重于理論分析，教學(xué)內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當(dāng)前流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，不利于拓寬學(xué)生的知識(shí)面、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。具體可以概括為以下幾點(diǎn)：
1.流體力學(xué)的教學(xué)大綱不適應(yīng)高等教育改革發(fā)展的需要，對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)基本要求的定位不準(zhǔn)，與培養(yǎng)目標(biāo)的要求不太一致。
2.流體力學(xué)教學(xué)與環(huán)境工程其他專業(yè)課程結(jié)合不緊，導(dǎo)致許多畢業(yè)生在從事環(huán)境工程過程中感覺到流體力學(xué)對(duì)環(huán)境工程的指導(dǎo)作用不明顯。
3.流體力學(xué)中的部分概念與化工原理中的內(nèi)容相重復(fù)。
4.流體力學(xué)教材中缺乏反映近代科技成果的新內(nèi)容和流體力學(xué)的新發(fā)展，與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系不緊密。
5.教學(xué)方法和教學(xué)手段沒有考慮到學(xué)生主體。
6.流體力學(xué)教學(xué)中沒有引入演示實(shí)驗(yàn)，將其中抽象的物理過程和物理圖像形象化、直觀化，學(xué)生不容易深刻理解和掌握。
7.成績(jī)?cè)u(píng)定形式單一，不能全面地考核學(xué)生所學(xué)知識(shí)和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力?？己诵问交旧鲜峭ㄟ^學(xué)期末的一次性閉卷考試完成，試卷題型也大都為考察課程主要知識(shí)內(nèi)容點(diǎn)的選擇題、填空題、計(jì)算題、證明題等，這種考核形式有引導(dǎo)學(xué)生死記硬背的傾向，缺乏對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的考核。
這些問題的存在導(dǎo)致在學(xué)生心目中，流體力學(xué)似乎沒有其他專業(yè)課重要，是一門可學(xué)可不學(xué)的課程。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、成績(jī)?cè)u(píng)定不能適應(yīng)流體力學(xué)教學(xué)的需要，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗母铮瑯?gòu)建面向工程的教學(xué)體系，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，搭建能力培養(yǎng)平臺(tái)，建立更科學(xué)的考核機(jī)制，以適應(yīng)形勢(shì)的變化發(fā)展。目前，我國(guó)高校所使用的流體力學(xué)教材主要有毛根海編著的《應(yīng)用流體力學(xué)》、李玉柱、苑明順編著的《流體力學(xué)》、丁祖榮編著的《流體力學(xué)》、汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》。我校選用汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》作為指定教材。2012年，在認(rèn)真梳理流體力學(xué)、化工原理及環(huán)境工程相關(guān)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)流體力學(xué)教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂、對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行改進(jìn)，制作完成了與汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》相配套的多媒體課件，并在教學(xué)中投入使用，取得了良好的教學(xué)效果。
一、修訂教學(xué)大綱
根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)修訂原有的教學(xué)大綱，使教學(xué)目標(biāo)的工科特色更加明顯。
二、改革教學(xué)內(nèi)容
1.刪減與化工原理重復(fù)的內(nèi)容，對(duì)這部分知識(shí)點(diǎn)，把講授的重點(diǎn)放在深化和提高上。
2.將流體的物理性質(zhì)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、水頭損失和水力計(jì)算作為教學(xué)的重點(diǎn)。
3.大幅增加適應(yīng)環(huán)境工程實(shí)踐需要的內(nèi)容，引入一些環(huán)境工程案例，讓同學(xué)們未進(jìn)入社會(huì)就能體會(huì)到流體力學(xué)對(duì)環(huán)境工程的指導(dǎo)作用
三、改革教學(xué)方法
新生入學(xué)開始就召開師生見面會(huì)，讓學(xué)科負(fù)責(zé)人講解專業(yè)培養(yǎng)方案，有經(jīng)驗(yàn)的教師教授如何進(jìn)入大學(xué)里的學(xué)習(xí)狀態(tài)，引導(dǎo)新生盡快適應(yīng)大學(xué)的教育環(huán)境和人文環(huán)境，樹立全面人才培養(yǎng)的理念以及與之對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式、考核體系等內(nèi)容。讓新生對(duì)自己的大學(xué)生活作全局規(guī)劃，從獲得知識(shí)、提高專業(yè)技能的方式方法上不斷開拓思維，尋求自己的努力方向。改變傳統(tǒng)的“注入式”傳授知識(shí)的教學(xué)方法，采用注重培養(yǎng)實(shí)踐能力的教學(xué)方法，針對(duì)具體教學(xué)內(nèi)容，靈活采用內(nèi)容講授、課堂討論、雙向交流、問題思考、習(xí)題訓(xùn)練、器材設(shè)計(jì)與制作、企業(yè)觀摩考察等多種形式，使學(xué)生能較好地掌握流體力學(xué)的基本概念、基本規(guī)律，掌握分析解決流體力學(xué)問題的方法和思路，并使解決問題的能力得以提高。每次上新的章節(jié)時(shí)，先提出一些與環(huán)境工程實(shí)踐密切相關(guān)的問題，然后告訴學(xué)生這一章節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，就可以運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決這些實(shí)際問題，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，就不會(huì)盲目地學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。如在流體的物理性質(zhì)一章導(dǎo)入的階段提出“為什么經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)，總是要發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱一段時(shí)間后才開始行駛”？在流體靜力學(xué)章節(jié)以“為什么點(diǎn)滴吊瓶的液體逐漸減少時(shí)而藥液的流速卻不變”？流體動(dòng)力學(xué)中以“為什么飛機(jī)的頭部有一根長(zhǎng)長(zhǎng)的針狀物”等來導(dǎo)入。學(xué)完一個(gè)章節(jié)后，再告訴他們由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，還有很多問題的解決需要更多的知識(shí)，引導(dǎo)大家自學(xué)。特別是課程教學(xué)已經(jīng)過半以后，學(xué)生的基本流體力學(xué)知識(shí)有些儲(chǔ)備后，要鼓勵(lì)、啟發(fā)、指導(dǎo)有興趣的同學(xué)做一些拓展性的學(xué)習(xí)和思考，參與老師的科研或自己做些發(fā)明創(chuàng)造，如教學(xué)模具、實(shí)驗(yàn)器具等科技作品，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。這時(shí)我會(huì)帶些有興趣的同學(xué)到污水處理廠、環(huán)?？萍脊救⒂^考察，了解企事業(yè)的技術(shù)需求和科技難題，和同學(xué)們一起思考探索問題的解決方案。針對(duì)流體力學(xué)中的概念和規(guī)律比較抽象和枯燥的特點(diǎn)，采用多媒體輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的教學(xué)手段，綜合運(yùn)用圖像、文字、動(dòng)畫等展現(xiàn)圖文并茂的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用視覺效應(yīng)加強(qiáng)教學(xué)效果、擴(kuò)大知識(shí)面。例如，流體動(dòng)力學(xué)章節(jié)中講述流線的性質(zhì)時(shí)，我引入草原上的老鼠在夏天躲在洞穴里納涼的圖片。洞穴靠下風(fēng)口堆了一個(gè)土包，外面涼爽的風(fēng)能吹進(jìn)洞穴，若下風(fēng)口沒有土包，涼風(fēng)進(jìn)不去。以這種生動(dòng)的形式展現(xiàn)課程內(nèi)容，而不是簡(jiǎn)單地播放幻燈片。學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，而且感受到知識(shí)的生動(dòng)有趣性。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容，要嚴(yán)格進(jìn)行板書推導(dǎo)，一方面有利于學(xué)生理清思路；另一方面，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，不能簡(jiǎn)單地把熱熱鬧鬧當(dāng)做生動(dòng)有趣。對(duì)一些工程或生活中碰到的案例或常識(shí)，也不太容易做課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過一些課件來模擬。將理論知識(shí)與視頻、動(dòng)畫、工程案例、生活常識(shí)相結(jié)合，調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)激情，使其從被動(dòng)式聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式欣賞知識(shí)。如在流體動(dòng)力學(xué)章節(jié)，我引入了美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的彼得斯堡戰(zhàn)役的一段視頻：講述一個(gè)叫普萊曾茨的士兵，運(yùn)用流體力學(xué)知識(shí)解決地道通風(fēng)的問題，巧妙地將叛軍的防御陣地炸毀。這些視頻、動(dòng)畫、案例中的氛圍、情景不僅啟發(fā)了他們的思維，更讓他們享受到聽課的樂趣，激發(fā)了其學(xué)習(xí)的積極性。
四、引入演示實(shí)驗(yàn)
整合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)中心、環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的資源，自行搭建或購(gòu)置一些演示實(shí)驗(yàn)裝置，將演示實(shí)驗(yàn)引入流體力學(xué)課堂，使流體力學(xué)中抽象的物理過程和物理圖像變得形象、直觀和可信，使教學(xué)內(nèi)容更有表現(xiàn)力，便于學(xué)生深刻理解和掌握。若暫時(shí)沒有條件，也要積極引入一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗囊曨l，播放給同學(xué)們學(xué)習(xí)。如伯努利方程式是流體力學(xué)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，非常抽象。因此，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，我就在課堂上做些表面上看起來匪夷所思的實(shí)驗(yàn)，但卻可以用伯努利方程式很容易解釋這種現(xiàn)象。例如嘴用力吹一個(gè)漏斗，乒乓球而不落地。學(xué)生非常驚詫這個(gè)現(xiàn)象，立刻想知道為什么會(huì)這樣，學(xué)習(xí)的積極性立刻被調(diào)動(dòng)起來。然后在黑板上畫出示意圖，再用伯努利方程式解釋，學(xué)生就會(huì)理解透徹、記憶深刻。
五、加強(qiáng)素質(zhì)拓展
鼓勵(lì)學(xué)生積極與工程、生活、生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，制作小發(fā)明小創(chuàng)造，參與科學(xué)研究、社會(huì)調(diào)查等。如在教學(xué)過程中，我多次組織學(xué)生參與各類科研論文大賽、發(fā)明大賽，取得了不錯(cuò)的成績(jī)。通過這些鍛煉，不僅加深了學(xué)生對(duì)課程的理解，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。積極組織學(xué)生參與本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、優(yōu)秀畢業(yè)論文培育計(jì)劃、大學(xué)生科研論文大賽、大學(xué)生專利發(fā)明大賽以及環(huán)境與健康協(xié)會(huì)等；參與污水處理廠、環(huán)保部門、環(huán)保企業(yè)及各類生產(chǎn)單位的科研、生產(chǎn)工作。通過創(chuàng)建實(shí)習(xí)基地、培訓(xùn)基地、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)咨詢、項(xiàng)目合作等形式，獲得與流體力學(xué)有關(guān)的技術(shù)難題。再以這些問題為范例，通過現(xiàn)場(chǎng)考察、技術(shù)交流、故障診斷、問題分析、解決方案、實(shí)施效果等環(huán)節(jié)，供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。不僅解決了工程實(shí)際問題，而且開闊了學(xué)生的視野。讓學(xué)生預(yù)先進(jìn)入工作角色，以業(yè)務(wù)需求帶動(dòng)求知欲望。只有在實(shí)際工作中，學(xué)生才能對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用、交叉學(xué)科之間的作用以及教學(xué)科研的關(guān)系有越來越明晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)于專業(yè)課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、專業(yè)知識(shí)的獲取有更明確的思路。
六、改革考核方法
教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，必須與課程考核方法的改革相配套。為了提升考核環(huán)節(jié)對(duì)于人才培養(yǎng)的支撐度，推動(dòng)教學(xué)理念與內(nèi)容、方式與方法的變革，切實(shí)發(fā)揮課程考核對(duì)教學(xué)效果的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)作用，我校于2011年制定了本科生課程考試管理辦法，2013年制定了全面提高本科教學(xué)質(zhì)量的實(shí)施意見，2014年學(xué)校啟動(dòng)教學(xué)考核改革試點(diǎn)工作，《流體力學(xué)》是我校第一批立項(xiàng)的課程考核改革試點(diǎn)課程。在新的考核方案中，我更加注重學(xué)生對(duì)基本概念、基本規(guī)律的理解，學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。實(shí)行過程化考核、多種形式的考核。全面考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度、概括能力和綜合應(yīng)用水平?？梢詥卧獪y(cè)試時(shí)采用開卷考試，期末考試采用半開卷考試，試題有一半是自己出的試題。考核試題中的開發(fā)性試題就是用所學(xué)流體力學(xué)知識(shí)解釋、處理日常生活、工程中的現(xiàn)象等。
1.豐富考核方式。緊扣課程目標(biāo)，選擇能夠全面衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式。將筆試、討論、口試、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、調(diào)查報(bào)告等多種形式相結(jié)合，將知識(shí)理論識(shí)記的考察與分析解決問題能力的檢驗(yàn)并重，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地評(píng)價(jià)。
2.強(qiáng)化全程評(píng)價(jià)。把課程考核貫穿于教學(xué)的全過程，將過程評(píng)價(jià)與終結(jié)評(píng)價(jià)相結(jié)合，設(shè)計(jì)不同階段、不同方式考核的分值比例，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，改變“一考定成敗”的現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)“期末突擊死記硬背”的不良學(xué)風(fēng)。過程考核在評(píng)定學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度等非智力因素的考察，分課堂表現(xiàn)和課下表現(xiàn)，各占總成績(jī)的10%。過程考核成績(jī)占總成績(jī)的30%，期末考核占總成績(jī)的50%。過程考核有章節(jié)考核、期中考核和歸納總結(jié)考核。章節(jié)考核分3次進(jìn)行，考核形式為開卷，每次5分，滿分為15；期中考核，考核形式為開卷，滿分為10分。每次考核用兩套試題，一半學(xué)生用A試題，一半同學(xué)用B試題，學(xué)生預(yù)先不知道自己拿到何種試題；歸納總結(jié)能力考核，學(xué)生根據(jù)自己對(duì)課程的把握、見解出一份合適的試卷，教師據(jù)此評(píng)分，滿分為5分。期末考核的考試形式為半開卷（一張復(fù)習(xí)紙的開卷考試），試題范圍覆蓋教學(xué)大綱，沒有課本中能直接找到的概念性記憶性試題，但又要熟記并靈活運(yùn)用課本知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合應(yīng)用和實(shí)踐運(yùn)用。題型包括選擇題、計(jì)算題、作圖題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)型和開放性試題。建立電子試題庫(kù)，實(shí)行抽題組卷，實(shí)現(xiàn)教考分離。試題庫(kù)中有一半是學(xué)生出的試題（由教師篩選出優(yōu)質(zhì)的試題，或稍作修改），一半為教師出的試題。
3.優(yōu)化考核內(nèi)容。以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為原則，選擇考核內(nèi)容。在評(píng)定學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能的同時(shí)，突出對(duì)學(xué)生分析解決問題、動(dòng)手能力及綜合素質(zhì)的考察。采用體現(xiàn)創(chuàng)新特點(diǎn)的考試題型，以適應(yīng)學(xué)科專業(yè)與相關(guān)行業(yè)發(fā)展的新要求。堅(jiān)持合理性原則，考核內(nèi)容的選擇符合考核課程目標(biāo)的要求。理論知識(shí)考核的重點(diǎn)為課程知識(shí)體系中核心要點(diǎn)、基本原理的理解與運(yùn)用；實(shí)踐知識(shí)方面突出對(duì)操作流程的熟悉程度、實(shí)踐結(jié)果分析運(yùn)用能力的檢測(cè)；綜合素質(zhì)方面的考察堅(jiān)持以能否有效支撐專業(yè)發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)。課程考核綜合考慮各方面因素，首先是課堂表現(xiàn)，即學(xué)習(xí)態(tài)度，考核實(shí)行扣分制，滿分為10分。如上課曠課、玩手機(jī)、聽音樂、交頭接耳等，第一次扣1分，第二次扣2分，第三次扣5分，四次以上全扣。其次是作業(yè)考核，滿分為10分。作業(yè)次數(shù)為7，交1次作業(yè)得1分，總作業(yè)次數(shù)分為7；質(zhì)量分為3，視工整度、正確率給分。
4.暢通信息反饋?？己私Y(jié)果及時(shí)上網(wǎng)公布，學(xué)生可以查看自己的考核成績(jī)，對(duì)自己前段時(shí)間的學(xué)習(xí)效果有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。切實(shí)發(fā)揮課程考核對(duì)教學(xué)效果的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)作用，對(duì)教學(xué)內(nèi)容與方式改革的推動(dòng)作用，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)投入的引導(dǎo)作用，促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。在教學(xué)過程中，選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)向?qū)W生征求關(guān)于教學(xué)方法、考試考核模式等方面的意見或建議，以及前段時(shí)間學(xué)習(xí)的感受，我再根據(jù)學(xué)生反饋來的信息，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、手段、進(jìn)度等，認(rèn)真處理好教與學(xué)的關(guān)系。并根據(jù)學(xué)生的意見、可采納程度、對(duì)教學(xué)的關(guān)注程度進(jìn)行打分，并計(jì)入該門課程的平時(shí)成績(jī)。
七、結(jié)束語
流體力學(xué)是一門系統(tǒng)性、理論性很強(qiáng)的應(yīng)用力學(xué)課程，體現(xiàn)了力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等交叉學(xué)科在工程中的應(yīng)用。因此，如何將知識(shí)傳授與提高學(xué)生應(yīng)用能力、培養(yǎng)學(xué)生科研意識(shí)、適應(yīng)社會(huì)需求相兼顧，對(duì)于教師自身素質(zhì)、教學(xué)水平和教學(xué)方法是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。以環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生流體力學(xué)的工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革，并對(duì)考核方式、內(nèi)容、過程和反饋進(jìn)行配套改革，推動(dòng)教學(xué)理念、方法的變革。加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用，真正掌握相關(guān)知識(shí)，為日后工程，科研和工作打下良好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王燁，李亞寧.流體力學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建[J].力學(xué)與實(shí)踐，2013，35（3）：89-91.
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
流體力學(xué)是一門研究流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學(xué)科，它作為一門嚴(yán)密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，也是土木、機(jī)械、動(dòng)力、水利、環(huán)境等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學(xué)實(shí)踐中都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問題。論文結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革以及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面探討提高流體力學(xué)教學(xué)水平的方法。
一、 流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
流體力學(xué)是一門主要研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，具有理論性強(qiáng)、工程實(shí)際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點(diǎn)。流體力學(xué)建立在理論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機(jī)械等眾多學(xué)科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。另外，流體力學(xué)在環(huán)境工程設(shè)計(jì)和實(shí)際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必備知識(shí)，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時(shí)，流體力學(xué)是環(huán)境工程與其他學(xué)科體系溝通的橋梁，這個(gè)橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學(xué)科體系的完善性。因此，提高流體力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好本門課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展顯得十分必要。
目前國(guó)內(nèi)院校的流體力學(xué)課程教學(xué)過程大體可歸納為“課前預(yù)習(xí)、課堂教師講授、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課后教師評(píng)閱”的四段串行模式。實(shí)踐證明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在強(qiáng)化理論教學(xué)成果以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學(xué)中注重經(jīng)驗(yàn)理論與公式的講解，而公式多且乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂，課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)性。另外，本科流體力學(xué)理論教學(xué)模式多為填鴨式教育，對(duì)學(xué)生而言，流體力學(xué)課缺少客觀體驗(yàn)，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學(xué)課程教學(xué)的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每一學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)完全相同，教師由實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但此手段不能激發(fā)學(xué)生的積極性，無法體現(xiàn)學(xué)生的主體性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性[1]。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在按既定的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案實(shí)踐的過程中，學(xué)生所得到的主要是從理論知識(shí)到實(shí)踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識(shí)的傳授，具體實(shí)驗(yàn)的演示、引導(dǎo)與糾錯(cuò)，甚至有時(shí)會(huì)耳提面命，因此學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的創(chuàng)造性很難有機(jī)會(huì)得到展示。
因此，采用一種有效的教學(xué)方法進(jìn)行流體力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，以提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并對(duì)相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。
二、 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣
學(xué)生對(duì)任何概念和公式的形成、理解有一個(gè)過程，而在流體力學(xué)中，這些概念、公式又較為抽象，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的快慢，耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對(duì)邏輯推理的愛好，就成為教學(xué)中的關(guān)鍵。例如，流體力學(xué)中的三大方程――連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程需通過輸運(yùn)公式逐步推導(dǎo)而來，如此的教學(xué)安排便使知識(shí)較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認(rèn)識(shí)各個(gè)方程的物理意義。而輸運(yùn)公式的推導(dǎo)由于邏輯性較強(qiáng)，講授時(shí)就需要花費(fèi)較多的學(xué)時(shí)和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導(dǎo)中的物理含義和數(shù)學(xué)要領(lǐng)，使學(xué)生對(duì)輸運(yùn)公式有一個(gè)清晰準(zhǔn)確地理解。最后，將輸運(yùn)公式中的物理量換成質(zhì)量、動(dòng)量、能量即可得出連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學(xué)更加清晰明了，而且會(huì)使學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強(qiáng)烈的探索感和求知欲。
三、 教學(xué)方法探討
教學(xué)方法作為聯(lián)結(jié)教師和學(xué)生的重要紐帶，在提高教學(xué)質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，工科“流體力學(xué)”課程方法的改革勢(shì)在必行，作者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)該課程特點(diǎn)，認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)方法改革。
（1）重視緒論課的作用
部分教師認(rèn)為緒論課僅是對(duì)流體力學(xué)的簡(jiǎn)單介紹，作用不大，所以對(duì)緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實(shí)緒論課對(duì)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學(xué)生了解流體力學(xué)課程的窗口，也是教師教學(xué)水平的第一次展示。
講授緒論課的較好方法是介紹流體力學(xué)的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用等。教師要注重講解流體力學(xué)知識(shí)在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目，以展示流體力學(xué)在科學(xué)和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學(xué)理論在“神舟號(hào)”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生明白流體力學(xué)這門相對(duì)古老的學(xué)科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國(guó)華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風(fēng)中倒塌的例子，說明在實(shí)際工程中忽視流體力學(xué)會(huì)造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學(xué)的發(fā)展史對(duì)于激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時(shí)，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學(xué)生的面前[4]。
（2）從實(shí)例中引出教學(xué)內(nèi)容
流體力學(xué)雖有概念多、邏輯性強(qiáng)、理論上較難理解的特點(diǎn)，但卻與生活和生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。在具體教學(xué)內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學(xué)生求趣、求新、求知的心理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教學(xué)內(nèi)容。例如，在講流體粘性時(shí)，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學(xué)知識(shí)時(shí)，可講一些水庫(kù)垮壩事件，主要是設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷和施工存在著質(zhì)量問題，不能承受水對(duì)壁面的靜壓力。另外，還可以進(jìn)行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時(shí)流體力學(xué)專家的爭(zhēng)論，通過分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到學(xué)好流體力學(xué)的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更有意義。
（3）師生互動(dòng)，培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)
調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是加強(qiáng)流體力學(xué)教學(xué)效果的重要條件。作者在每次講課后都會(huì)對(duì)本次課程的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，然后下次課隨機(jī)抽取部分學(xué)生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學(xué)生作出補(bǔ)充和建議。在課堂上，多為學(xué)生提供隨堂練習(xí)的機(jī)會(huì)，師生互相之間進(jìn)行探討和思考，針對(duì)練習(xí)中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補(bǔ)充。這種授課模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學(xué)生的思維深度，查漏補(bǔ)缺。學(xué)風(fēng)對(duì)于任何一門課程教學(xué)的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴(yán)格要求學(xué)生，對(duì)作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學(xué)生對(duì)作業(yè)中的每道題，在解答時(shí)必須寫出已知、求解，并畫出相應(yīng)圖示，這些小細(xì)節(jié)可以幫助學(xué)生以簡(jiǎn)明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。
（4）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
流體力學(xué)按研究方法可以分為理論流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)。實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)是理論流體力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是計(jì)算流體力學(xué)的檢驗(yàn)依據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中有著極其重要的地位。流體力學(xué)中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式的感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時(shí)候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生非常直觀的理解伯努利方程中每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的意義。對(duì)于沒有開的實(shí)驗(yàn)課，通過在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學(xué)生，也可提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解[6]。
（5）傳統(tǒng)教學(xué)方式和多媒體技術(shù)互補(bǔ)
過去，流體力學(xué)課程在教學(xué)手段上采用板書教學(xué)，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進(jìn)學(xué)生的積極思維與參與意識(shí)，但對(duì)教學(xué)內(nèi)容中比較抽象的概念、復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律，很難用語言和文字準(zhǔn)確、形象地描述。多媒體教學(xué)最大的優(yōu)點(diǎn)是形象、生動(dòng)、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導(dǎo)過程和思維、學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學(xué)過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時(shí)采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時(shí)采用多媒體教學(xué)方法，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)化組合，會(huì)獲得較好的教學(xué)效果[7]。
四、師資隊(duì)伍的建設(shè)
為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進(jìn)的教學(xué)手段，而且要努力研究實(shí)施素質(zhì)教育的教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)過程中，要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并且要善于歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，虛心向有經(jīng)驗(yàn)的教師請(qǐng)教，同時(shí)要高度重視學(xué)生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學(xué)思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學(xué)水平。社會(huì)發(fā)展對(duì)教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學(xué)水平的提高和發(fā)展是一個(gè)畢生的過程，教師應(yīng)該不斷開闊視野，更新知識(shí)體系，才能形成對(duì)流體力學(xué)更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。
五、 結(jié)論
論文結(jié)合流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面論述的教學(xué)方法，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使枯燥的流體力學(xué)課堂變得生動(dòng)活潑，多方面激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學(xué)課程的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]梁麗珍，牛俊玲.互動(dòng)式流體力學(xué)教學(xué)模式探索[J].化工時(shí)刊，2011（2）：66-67
[2]王發(fā)輝，桑俊勇，張丹.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].電力教育，2009（12）：102-103
[3]鄒惠芬，張培紅，葉盛.流體力學(xué)多媒體教學(xué)的探討[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008（4）：507-509
[4]潘良明，何川，陳紅.流體力學(xué)立體教學(xué)法初探[J].中國(guó)電力教育，2008（11）：73-74.
[5]陳霞.流體力學(xué)教學(xué)方法的探討和研究[J].科技文匯，2011（9）：104-108
一、前言
《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué)，它建立在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔?、原理的抽象性、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對(duì)流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識(shí)，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。
我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識(shí)和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動(dòng)、水力學(xué)、流體機(jī)械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。
為此，作者通過教學(xué)實(shí)踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。
二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主
《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識(shí)模塊，它要求學(xué)生具備扎實(shí)的微積分知識(shí)、力學(xué)知識(shí)等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始，對(duì)抽象的理論理解速度慢，對(duì)枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識(shí)主要是聽教師講課，通過板書教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時(shí)間，再配合上教師的表情、手勢(shì)、師生之間的互動(dòng)，會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。
(一)結(jié)合實(shí)例，講清楚基本概念
流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實(shí)例對(duì)這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時(shí)筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計(jì)客運(yùn)量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時(shí)刻（站點(diǎn)）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)跟蹤，它與跡線的定義對(duì)應(yīng)；②在每一公交站點(diǎn)安排記錄員，記錄不同時(shí)刻經(jīng)過該站點(diǎn)車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對(duì)應(yīng)。
在講解伯努利方程原理的時(shí)候，例舉1912年“豪克”號(hào)鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號(hào)遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越?。环粗嗳?。
概念是公式推演的基石，沒有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會(huì)使公式的講解和推演變得更加簡(jiǎn)易。利用淺顯易懂的生活實(shí)例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。
（二）以用為度，重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用
伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時(shí)候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始，強(qiáng)調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項(xiàng)的幾何意義和物理含義，掌握公式的實(shí)際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動(dòng)力學(xué)伯努利方程時(shí)，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺得不會(huì)那么深?yuàn)W。在講解相對(duì)平衡的流體壓強(qiáng)分布規(guī)律時(shí)，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程，因?yàn)樗诮鉀Q一般平衡流體內(nèi)部的壓強(qiáng)分布規(guī)律及其對(duì)固體壁面的作用力問題時(shí)非常重要。而對(duì)于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個(gè)物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點(diǎn)突出。
不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。
三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔
當(dāng)前以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識(shí)開始，逐步上升到理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而能夠達(dá)到運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。
結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)與制作多媒體課件時(shí)，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點(diǎn)，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時(shí)又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動(dòng)現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團(tuán)隊(duì)收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時(shí)候，制作了雷諾實(shí)驗(yàn)的FLIASH素材，以動(dòng)畫的形式向?qū)W生展示了流體流動(dòng)的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動(dòng)速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運(yùn)用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時(shí)間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。
多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點(diǎn)突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實(shí)踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機(jī)宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學(xué)重點(diǎn)；也有的教師忽略學(xué)生對(duì)課件內(nèi)容理解消化的時(shí)間，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會(huì)造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機(jī)灌”而已。
四、總結(jié)
流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R(shí)貫通，突出重點(diǎn)，化煩就簡(jiǎn)、引入實(shí)例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識(shí)通過圖文、音像生動(dòng)地顯現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，愿與同行共同切磋。
基金項(xiàng)目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程
[參考文獻(xiàn)]
中圖分類號(hào)：H191
工程流體力學(xué)是建筑環(huán)境與設(shè)備工程和土木工程等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)課程如建筑給排水、流體輸配管網(wǎng)、暖通空調(diào)等課程的基礎(chǔ)，也是開拓專業(yè)不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)科。但是長(zhǎng)期以來，工程流體力學(xué)一直是老師認(rèn)為最難教、學(xué)生認(rèn)為最難學(xué)的課程，因此如何提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，是目前迫切需要解決的問題。
在強(qiáng)調(diào)節(jié)能、注重環(huán)保的今天，面對(duì)未來生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)能源動(dòng)力的需求趨勢(shì)，許多相關(guān)聯(lián)的熱力工程技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)都需要工程流體力學(xué)作為其研究的理論基礎(chǔ)。因此，加深和拓寬工程流體力學(xué)的基本教學(xué)內(nèi)容，對(duì)原有課程進(jìn)行有效整合及改革，延伸工程流體力學(xué)課程教學(xué)深度，提高該課程教學(xué)質(zhì)量，是我們?cè)诮虒W(xué)中急需解決的問題。
1、理論課的教學(xué)改革
由于傳統(tǒng)的極大慣性，理論課的改革須逐步進(jìn)行，先進(jìn)的教育理念本身在不斷發(fā)展，是動(dòng)態(tài)的，這就決定了教學(xué)改革也是動(dòng)態(tài)的[1]。
1）強(qiáng)化互動(dòng)式教學(xué)。教師運(yùn)用生動(dòng)、詼諧的語言，深入淺出的比喻，靈活多變的講解，突出重點(diǎn)，重視基本概念、基本理論、基本方法的講解，講深、講透工程流體力學(xué)基本方程，結(jié)合講授內(nèi)容，有目的地介紹工程流體力學(xué)的各種基本方法、模型、技能以及工程和專業(yè)實(shí)際背景。要讓學(xué)生與教師互動(dòng)起來。只有師生互動(dòng)，才能有效地將學(xué)生帶到無限的探索和想象空間，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，潛心探索以獲取新的知識(shí)。
2）采用板書與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。
多媒體輔助教學(xué)是一種很有效的教學(xué)方式，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段現(xiàn)代化的重要途徑。多媒體教學(xué)可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)容量，克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端[2]。這種模式采用動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)演示等多種形式，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，通俗易懂，生動(dòng)活潑，具體形象地展示流體的一些流動(dòng)現(xiàn)象，營(yíng)造了一種圖文結(jié)合、視聽并舉的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果及教學(xué)效率。但是在推導(dǎo)一些關(guān)鍵公式時(shí)，如果單一采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)，可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)思考不足、理解不透，如同看電影一樣匆匆而過的現(xiàn)象。所以，此時(shí)有必要結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考、琢磨和消化。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，做到人機(jī)互補(bǔ)。
3）教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想和更新教學(xué)觀念。教師應(yīng)把教學(xué)從單純的專業(yè)技術(shù)知識(shí)教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹刂R(shí)、素質(zhì)和能力并進(jìn)的培養(yǎng)教育，激發(fā)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的興趣。為了更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，教師應(yīng)優(yōu)選習(xí)題，加強(qiáng)課堂練習(xí)。只有扎實(shí)地掌握了工程流體力學(xué)的基本知識(shí)，才能更好地解決實(shí)際問題。因此，教師在課下一定要查閱大量的工程流體力學(xué)教材和習(xí)題集，整理出加深基本知識(shí)的選擇題和問答題以及從實(shí)際問題中抽象出來的計(jì)算題。
4）改革考核方式。現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校對(duì)工程流體力學(xué)課程的考核主要是期末筆試，有些學(xué)校增加了平時(shí)成績(jī)，但平時(shí)成績(jī)大多是依據(jù)課堂考勤和平時(shí)作業(yè)，這在很大程度上制約著學(xué)生主體作用的發(fā)揮，有些學(xué)生比較反感，甚至造成抵制情緒，不利于良好教學(xué)氛圍的建立，有些同學(xué)甚至在考試時(shí)"鋌而走險(xiǎn)"，因此改革考核方法勢(shì)在必行。期末考試除了筆試之外，還可把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)作為平時(shí)成績(jī)的一個(gè)方面，也可大膽地采用課程論文、課程答辯等形式，考核方式甚至可以采用開卷方式，制定考試方法必須是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的服務(wù)，而不是為了考試而考試。
2、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革
工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式抑制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。[3]目前工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著很多問題，[4]比如說傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)造性思維得不到發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件在很大程度上不能滿足教學(xué)需要；實(shí)驗(yàn)方法落后，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；實(shí)驗(yàn)教材過于簡(jiǎn)單化；實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范等等。為了解決上述問題，我們積極采取了很多措施，比如說以減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦的學(xué)習(xí)積極性；采用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)；引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；更新實(shí)驗(yàn)教材等等。通過對(duì)工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，改變了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)，使得教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量顯著提高。
3、加強(qiáng)CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)中的應(yīng)用
近來年，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（簡(jiǎn)稱CFD）技術(shù)日趨成熟，CFD軟件得到了較廣泛的應(yīng)用。[5]-[6]該軟件可以生動(dòng)、形象地展示各種常見的流動(dòng)現(xiàn)象，將抽象的概念、理論變成形象的畫面，已成為解決各種流動(dòng)現(xiàn)象的有力工具，過去只能靠實(shí)驗(yàn)手段才能得到的某些結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)完全可以借助于CFD技術(shù)的數(shù)值模擬來準(zhǔn)確獲取。教師如果在講述枯燥的理論課時(shí)加以CFD模擬，這樣不僅便于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入理解，而且達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果的目的。比如在講述雷諾實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，[7]教師可以在課前利用CFD軟件模擬圓管內(nèi)流動(dòng)，上課時(shí)學(xué)生只要通過觀看顏色水的流線就可非常輕松地辨別出流動(dòng)形態(tài)。再比如在講述暖通空調(diào)課程時(shí)，教師可以給學(xué)生播放不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)下的空調(diào)房間流場(chǎng)圖，[8]在強(qiáng)烈的視覺沖擊效果下，不僅大大加強(qiáng)了學(xué)生的記憶深度，而且還有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，甚至學(xué)生本人就可以歸納出不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)。
4、結(jié)束語
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《工程流體力學(xué)》課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以所學(xué)理論內(nèi)容必須和工程實(shí)際緊密結(jié)合。該課程的教學(xué)改革必須不斷深入，這樣才能為培養(yǎng)新世紀(jì)綜合型專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳光林.《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)改革的思考[J].科技信息，2008（14）：172-173
[2]劉清香.大學(xué)英語多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)探討[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008，9（1），82
[3]陳明東，史宇亮.工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].科技致富向?qū)В?008（5），17
[4]劉建龍，譚超毅，曾美玲.工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革[J].中國(guó)電力教育2009，129（1）：123-124
[5]趙琴，楊小林，嚴(yán)敬.CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等教育研究，2009，25（1）：28-29
Abstract: in the chemical research and development of the field, play an important role in computational fluid dynamics, this paper mainly introduces the basic principles of computational fluid dynamics, and the application of computational fluid dynamics in the field of chemical engineering, application mainly through the introduction of computational fluid dynamics in the stirred tank, heat exchanger, distillation, thin film evaporator burning, etc., to reflect the fluid mechanics made in chemical engineering contribution.
Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application
中圖分類號(hào)：TQ021.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 計(jì)算流體力學(xué)概述
作為流體力學(xué)的一個(gè)分支，計(jì)算流體力學(xué)主要負(fù)責(zé)，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動(dòng)量方程、熱量方程、質(zhì)量方程以及其它的一些相關(guān)方程，然后通過進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計(jì)算流體力學(xué)主要根據(jù)動(dòng)量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過數(shù)值計(jì)算方法來求解出流動(dòng)主控方程，并最終得到各種流動(dòng)現(xiàn)象的規(guī)律。
計(jì)算流體力學(xué)主要包括3種計(jì)算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個(gè)涉及到多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科，它不僅包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)學(xué)科，還有計(jì)算幾何學(xué)、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學(xué)理論知識(shí)。通過計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行模擬，主要是為了作出預(yù)測(cè)和獲得信息，來更好的控制流體流動(dòng)。理論的預(yù)測(cè)主要來自于數(shù)學(xué)模型結(jié)果，并不是來源于實(shí)際的物理模型結(jié)果。
起初，計(jì)算流體力學(xué)主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動(dòng)力學(xué)方面的流體力學(xué)問題。計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實(shí)、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)成為對(duì)各種流動(dòng)系統(tǒng)和流動(dòng)過程，進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作和研究的有利工具。
在上個(gè)世紀(jì)60年代末期，在流體力學(xué)各相關(guān)行業(yè)中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，直到上世紀(jì)90年代后期，才開始對(duì)于化學(xué)工程的模擬計(jì)算，現(xiàn)在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為流體流動(dòng)和傳質(zhì)的重要研究工具。
在各種化工裝置中，計(jì)算流體力學(xué)都可以進(jìn)行模擬、分析、預(yù)測(cè)，比如說，可以在流體流動(dòng)過程中，對(duì)于其中的傳質(zhì)、傳熱進(jìn)行預(yù)測(cè)，比如在蒸餾塔中進(jìn)行的兩相傳質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進(jìn)行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)、放大；可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)速率進(jìn)行描述分析，并在反應(yīng)器中進(jìn)行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進(jìn)行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進(jìn)行一些設(shè)備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動(dòng)的模擬。
2 計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用
2.1 計(jì)算流體力學(xué)在攪拌槽中的應(yīng)用
由于攪拌槽內(nèi)部流動(dòng)比較復(fù)雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對(duì)一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進(jìn)行放大設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往經(jīng)驗(yàn)成分要多于理論計(jì)算。在實(shí)際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應(yīng)體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器中，而且，不均勻性的嚴(yán)重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗(yàn)放大設(shè)計(jì)的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對(duì)攪拌槽的內(nèi)部流場(chǎng)展開研究。
最初，Harvey等對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二維模擬，這些年來，通過采用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行研究的技術(shù)，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費(fèi)的同時(shí)，也可以獲得實(shí)驗(yàn)所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對(duì)攪拌槽氣液兩相流動(dòng)，利用計(jì)算流體力學(xué)的湍流模型進(jìn)行了三維模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，計(jì)算流體力學(xué)能很好地對(duì)攪拌器上部氣體分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，對(duì)Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時(shí)間相關(guān)的三維數(shù)值預(yù)測(cè)，和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項(xiàng)結(jié)果一致，但在湍動(dòng)能的結(jié)果上，計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是存在一定差異的。
之后，又進(jìn)行了許多類似的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明，通過計(jì)算流體力學(xué)與數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀相結(jié)合，有益于更深入地對(duì)攪拌裝置進(jìn)行研究。通過數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，另外，數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)定點(diǎn)速度，也可以作為計(jì)算流體力學(xué)的邊界條件。除此之外，多普勒激光測(cè)速儀也可以與計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合，用于研究攪拌。
2.2 計(jì)算流體力學(xué)在換熱器中的應(yīng)用
在化學(xué)工程中，換熱設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，它可以詳細(xì)、準(zhǔn)確地對(duì)殼程的流動(dòng)、傳熱特性做出預(yù)測(cè)，這不僅有助于設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和可靠的換熱器，還有助于對(duì)現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評(píng)價(jià)，在工業(yè)的應(yīng)用過程中起著十分重要的作用。
管殼式換熱器不僅具有比較復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而且流動(dòng)、傳熱的影響因素也比較多，通過計(jì)算流體力學(xué)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器殼側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，這就有助于對(duì)殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對(duì)換熱器的機(jī)理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
其中，一些國(guó)外專家針對(duì)換熱器內(nèi)，流體流動(dòng)的計(jì)算流體力學(xué)模擬展開過一些研究。熊智強(qiáng)等專家，針對(duì)換熱器弓形折流板流場(chǎng)，利用該技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動(dòng)死區(qū)，導(dǎo)致一些區(qū)域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計(jì)算流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側(cè)壓降有了明顯降低。
一般來說，管殼式換熱器中流體流動(dòng)為湍流，與此同時(shí)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計(jì)算增加了難度。現(xiàn)在，針對(duì)于管殼式換熱器殼程流動(dòng)的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計(jì)算流體力學(xué)模擬應(yīng)用的還是比較少的。
2.3 計(jì)算流體力學(xué)在其他方面的應(yīng)用
在其它的一些化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應(yīng)用，在薄膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用，在燃燒反應(yīng)器中的應(yīng)用，在生化反應(yīng)器中的應(yīng)用，如下進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。
在精餾塔氣液兩相流動(dòng)、傳質(zhì)的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)是其中的一項(xiàng)重要工具，通過進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)模擬，可以微觀的檢測(cè)到塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)狀況。當(dāng)然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)上，計(jì)算流體力學(xué)模擬也存在一些不足，比如說，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的模擬上，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還是存在一定偏差的。這主要因?yàn)閿?shù)學(xué)模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學(xué)的理論分析上，還是實(shí)驗(yàn)研究，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
通過計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，對(duì)薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)成功預(yù)測(cè)，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)一步滿足了對(duì)液膜流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)機(jī)理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過程比較復(fù)雜，無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，基于計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)，針對(duì)薄膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)特性所展開的研究還是比較少的。
在各種燃燒系統(tǒng)中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過計(jì)算流體力學(xué)，在燃燒過程中，可以對(duì)各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行模擬，對(duì)燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒反應(yīng)器的優(yōu)化，還可以相應(yīng)的控制污染物排放量。
另外，在生化反應(yīng)器模擬研究的過程中，計(jì)算流體力學(xué)也是一個(gè)重要的手段。生物反應(yīng)器包括攪拌式生化反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器等，通過對(duì)計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等方面的詳細(xì)信息，還有助于對(duì)生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計(jì)、放大等方面的研究。
但是，目前計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)仍然不是很成熟，比如說，一些復(fù)雜物理、湍流、反應(yīng)等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應(yīng)用上，數(shù)學(xué)模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對(duì)研究對(duì)象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 張少華.化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算流體力學(xué)模擬.華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.2011(07).
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）02（b）-0030-02
近年來，作為在新的歷史時(shí)期全面推進(jìn)我國(guó)高校人才培養(yǎng)模式改革的重要舉措，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）大力開展全面建設(shè)研究型本科教育教學(xué)體系，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，落實(shí)“創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)”的教學(xué)改革研究?！皠?chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)”由創(chuàng)新方法類課程、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)組成。包括科研導(dǎo)論課、科研技能實(shí)踐、以及大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目等等。然而，大學(xué)本科生在校的大多數(shù)學(xué)習(xí)時(shí)間還是以課堂為主，如何對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行改革，以適應(yīng)研究型本科教育教學(xué)體系的需要，是本文探討的問題。
1 流體力學(xué)課程的指導(dǎo)思想及定位
流體力學(xué)是工程力學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，為后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用工具。因此，牢固掌握流體力學(xué)課程的基本內(nèi)容，熟練運(yùn)用該課程的基本方法，透徹理解其基本思想，是打開力學(xué)專業(yè)階段學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。對(duì)于流體力學(xué)這門課的普遍認(rèn)識(shí)是，老師們難教，學(xué)生們難學(xué)。究其原因，是因?yàn)閷W(xué)生在中學(xué)沒有接觸過流體方面的知識(shí)，是“懵懂無知”的狀態(tài)；而到了大學(xué)，一開始就要接觸流體的性質(zhì)、模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的概念，是“被動(dòng)接受”的狀態(tài)。這對(duì)于大學(xué)生來說勢(shì)必會(huì)感覺很難，從上課聽不懂，習(xí)題不會(huì)做到上課不想聽，習(xí)題抄答案，形成惡性循環(huán)，而教師的灌輸式教學(xué)更使得這門課預(yù)期達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。學(xué)生的基礎(chǔ)沒有打好，對(duì)于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)勢(shì)必產(chǎn)生不良影響。如何使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中既能獨(dú)立思考，又能積極響應(yīng)教師的互動(dòng)提示，進(jìn)行有效的互動(dòng)，這是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵所在。
以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的互動(dòng)式教學(xué)思想[1]在教學(xué)工作中逐步得到鞏固和落實(shí)，在教學(xué)方法的改革上取得了可喜成績(jī)。但是，要真正實(shí)現(xiàn)“教以學(xué)為本”[2]，還需要不斷在教學(xué)思想、教學(xué)方法、課堂結(jié)構(gòu)等諸多方面進(jìn)行創(chuàng)新性的探索與研究。作者近年來一直從事流體力學(xué)課程的教學(xué)工作，對(duì)如何讓學(xué)生學(xué)好這門課進(jìn)行了一定的研究。作者認(rèn)為，啟發(fā)式教學(xué)[3]對(duì)于流體力學(xué)難教、難學(xué)這一問題是一有益的解決方案。通過在課堂上與學(xué)生互動(dòng)以及在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)W(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，能夠改變流體力學(xué)課堂沉悶，學(xué)生不想聽講的氛圍，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)修養(yǎng)與力學(xué)能力大有裨益。教師在教學(xué)過程中切實(shí)重視、真正確立學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，通過學(xué)生自悟、質(zhì)疑、寫練的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生主體之間的信息交流，以及教師的適時(shí)點(diǎn)撥啟導(dǎo)，構(gòu)建“互動(dòng)啟發(fā)式”這一課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，能更好地讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，逐步提高學(xué)習(xí)修養(yǎng)。
作者針對(duì)上述問題，參考了國(guó)內(nèi)外教學(xué)資料，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并以工程力學(xué)08級(jí)的“流體力學(xué)”教學(xué)為研究對(duì)象，成立了“巖爆研究大學(xué)生創(chuàng)新小組”。小組成員利用課余時(shí)間，參加重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研活動(dòng)，在北京市學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)上了表了三篇論文[4～6]。小組成員的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)成績(jī)、研究水平得到了很大的提高。由此可見“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)適應(yīng)教學(xué)改革的需要。“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方式改變了過去那種學(xué)生被動(dòng)接受的狀況，它要求教師的教學(xué)必須以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性為主，學(xué)生是主動(dòng)的參與教學(xué)，而不是被動(dòng)的去記憶。作者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)方式是教師學(xué)生“雙贏”的教學(xué)方式，它促進(jìn)了師生間的情感交流，調(diào)節(jié)了課堂氣氛，是符合大學(xué)教學(xué)大綱的新選擇。
2 流體力學(xué)的基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性
《流體力學(xué)》課程是計(jì)算流體力學(xué)、多相流動(dòng)、非牛頓流體力學(xué)的基礎(chǔ)性理論。同時(shí)，本門課程對(duì)于許多理論性較強(qiáng)的學(xué)科，如工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、流固耦合、滲流力學(xué)等，都是必不可少的基礎(chǔ)理論課?！读黧w力學(xué)》課程中的許多專題：如邊界層理論、湍流、渦動(dòng)力學(xué)、水波動(dòng)力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)等都是發(fā)展迅速的前沿學(xué)科。當(dāng)前，隨著環(huán)境和資源探測(cè)要求的增長(zhǎng)與技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了許多或以流體力學(xué)為基礎(chǔ)、或與流體力學(xué)相交叉的新學(xué)科，如CCS（碳固存）、煤巖中的瓦斯流動(dòng)、多場(chǎng)耦合、多相流及非牛頓流體力學(xué)；特別是隨著高超音速飛行器和運(yùn)載工具、超靜音潛艇、以及現(xiàn)代武器系統(tǒng)的發(fā)展，為流體力學(xué)學(xué)科提出了更多的新問題，也為學(xué)習(xí)《流體力學(xué)》的學(xué)生提供了廣闊的發(fā)展空間。
3 流體力學(xué)教學(xué)改革的嘗試和成效
在教學(xué)中努力踐行“研究型學(xué)習(xí)”[7]與“創(chuàng)新型人才”[8]的培養(yǎng)。開展“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法改革，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、研究型學(xué)習(xí)、創(chuàng)新型思維的能力。在平時(shí)成績(jī)考核中，增加了“研究報(bào)告”一項(xiàng)，指導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)書中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行深入研究，在創(chuàng)新教育理念與研究性教學(xué)相融合上做出了有益的實(shí)踐。
3.1 教學(xué)方式的改革
《流體力學(xué)》課程的特點(diǎn)是：理論性很強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。例如，除了需要了解一般張量變換和指標(biāo)運(yùn)算的規(guī)則外，還需要了解張量場(chǎng)論、曲線坐標(biāo)系下的張量微分學(xué)、微分幾何中關(guān)于點(diǎn)、線、面間的拓?fù)潢P(guān)系；以及由Gaussian定理、Stokes定理、標(biāo)量勢(shì)、矢量勢(shì)、Helmholtz張量分解定理、向量場(chǎng)的梯度來表示流體力學(xué)的求解域，需要了解它們的幾何意義以及在流場(chǎng)幾何描述中的應(yīng)用。另外，在對(duì)不同流動(dòng)現(xiàn)象的偏微分方程定解問題的求解中，需要講解有關(guān)的數(shù)學(xué)物理方法的背景知識(shí)，如解波動(dòng)方程的行波法、求解渦旋場(chǎng)中的格林函數(shù)法等。僅采用PPT教學(xué)，難以表達(dá)在定理推導(dǎo)或偏微方程求解中的思辨、引證與推理過程。
因此，將傳統(tǒng)“板書式”教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合，各種方法互為補(bǔ)充，探索啟發(fā)式教學(xué)法的創(chuàng)新，采用了以下的教學(xué)方法與教學(xué)手段：
（1）對(duì)于建立流體力學(xué)基本方程組或偏微分程求解過程中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，采用板書講解為主，PPT為輔的教學(xué)方法。由于多數(shù)學(xué)生的張量場(chǎng)論與張量微分學(xué)的基礎(chǔ)較薄弱，在從這些定理出發(fā)建立流體力學(xué)基本方程的教學(xué)中，需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，很容易造成學(xué)生的疲勞。采用傳統(tǒng)的“問-答”為主的“啟發(fā)式”教學(xué)法，往往得到“啟發(fā)”的只是部分基礎(chǔ)較好的同學(xué)，多數(shù)學(xué)生很少能主動(dòng)響應(yīng)，容易形成流體力學(xué)“難以學(xué)懂”的印象。
針對(duì)上述問題，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法。所謂“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)，就是在設(shè)置啟發(fā)問題過程中，對(duì)被啟發(fā)對(duì)象的思維過程施加以強(qiáng)烈的影響，激發(fā)學(xué)生深入思考的方法。具體是，在理論學(xué)習(xí)、定理推導(dǎo)、或典型例題講解過程中，由老師首先進(jìn)行提綱式講解，針對(duì)教材中的重點(diǎn)且難點(diǎn)問題，要求學(xué)生進(jìn)行一定時(shí)間（5～7 min）的課堂練習(xí)作業(yè)，啟發(fā)學(xué)生提出問題。最后，再由老師進(jìn)行板書講解的“講解―學(xué)生練習(xí)-提問―再講解”的課堂教學(xué)過程。
“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵，是由教師對(duì)講解的問題進(jìn)行綱要式分析，給出主要思路并交待相關(guān)背景知識(shí)，對(duì)其中的關(guān)鍵問題設(shè)置疑問點(diǎn)；在學(xué)生進(jìn)行5～7分鐘的課堂練習(xí)過程中進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的難點(diǎn)并適時(shí)提問，最后，有重點(diǎn)地進(jìn)行分析與講解。在這一過程中，給學(xué)生提供了一個(gè)獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)、創(chuàng)造了一個(gè)平等、自由的提問環(huán)境，使學(xué)生可以毫無顧慮地與老師交流，也便于老師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。老師在學(xué)生達(dá)到思維臨界點(diǎn)時(shí)的講解，學(xué)生的印象深刻，可以達(dá)到事半功倍的效果。
（2）對(duì)于流體力課程中應(yīng)用型專題和涉及實(shí)際物理現(xiàn)象較多的章節(jié)，采用PPT或錄像為主的現(xiàn)代化教學(xué)方法。這樣，可以在有限的課時(shí)內(nèi)，在使學(xué)生充分掌握書中的理論知識(shí)的同時(shí)，對(duì)相關(guān)的物理現(xiàn)象有感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)理解，以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，通過課程建設(shè)，編制了實(shí)驗(yàn)錄像。實(shí)驗(yàn)錄像介紹流體力學(xué)理論的背景知識(shí)，如有關(guān)流體粘性、壓縮性、靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、伯努利方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、邊界層流動(dòng)等，利用PPT等現(xiàn)代化教學(xué)方法在課堂教學(xué)中加以運(yùn)用。
（3）耐心、細(xì)致的課后輔導(dǎo)。對(duì)于在課堂上提出問題的學(xué)生，無論問題對(duì)錯(cuò)、難易，在回答問題前，首先用“這是一個(gè)很好的問題，……”“你的問題很重要，……”等加以鼓勵(lì)，然后再回答問題；對(duì)勤于思考的同學(xué)加以表?yè)P(yáng)。
（4）改革考試的形式和內(nèi)容，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)期末考試進(jìn)行改革：平時(shí)成績(jī)定量化計(jì)分制；要求每位同學(xué)選擇教科書中的一個(gè)專門問題進(jìn)行研究，提交一份專題研究報(bào)告；在期末考試卷面成績(jī)出題中與評(píng)分中，強(qiáng)調(diào)解題的分析過程。通過上述方法，在考試內(nèi)容上，將知識(shí)測(cè)試與創(chuàng)新能力測(cè)試相結(jié)合。
3.2 教學(xué)改革效果
自我校工程力學(xué)專業(yè)開設(shè)《流體力學(xué)》課程以來，作者一直致力于以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、研究型學(xué)習(xí)方法建立為目標(biāo)的教學(xué)改革，在不斷提高自身理論水平的同時(shí)，提出了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法并在教學(xué)實(shí)踐中加以運(yùn)用。學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組的資深老師多次聽課，都給予了很高的評(píng)價(jià)。在授課中注重板書推演、思辨清晰、嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂，在課后熱情輔導(dǎo)同學(xué)們的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究活動(dòng)。作者的授課及輔導(dǎo)受到同學(xué)們的廣泛歡迎。
4 課程特色
力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》課程理論性強(qiáng)、對(duì)張量分析、場(chǎng)論、數(shù)學(xué)物理方法與特殊函數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求高。作者在不斷提高自身的理論水平、積極開展教學(xué)研究與改革的基礎(chǔ)上，形成了以下課程特色：
（1）在建立流體力學(xué)基本方程組與求解流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型過程中，板書推演思辨清晰、嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂，對(duì)所需的張量、場(chǎng)論、數(shù)學(xué)物理方法背景知識(shí)可進(jìn)行詳細(xì)分析或精講。為使理論分析連續(xù)、易于啟發(fā)學(xué)生的思維，撰寫了近60萬字的背課筆記/授課講義，在板書推導(dǎo)中，多數(shù)情況下可以脫稿講解。
（2）采用“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法，在課堂上形成與學(xué)生間的良好互動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生的自主思維、深入思考，以達(dá)到深入理解復(fù)雜數(shù)學(xué)、力學(xué)理論的目標(biāo)?！盎?dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法不斷充實(shí)完善，形成了包括課堂的即時(shí)啟發(fā)教學(xué)、平時(shí)的考察輔導(dǎo)與期末考試互相支持的系統(tǒng)方法。為研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力保障。該方法得到了越來越多的認(rèn)同。工程力學(xué)系的同仁，如黎立云教授、祝捷副教授等老師都采用了“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)法，并形成了自己的特色，取得了很好的教學(xué)效果。
（3）強(qiáng)調(diào)“研究型”學(xué)習(xí)方法。在平時(shí)的作業(yè)中，要求學(xué)生將每一道習(xí)題當(dāng)作一個(gè)“模型科學(xué)問題”，以論證與推演過程是否合理來評(píng)價(jià)學(xué)生作業(yè)的優(yōu)良等級(jí)。對(duì)學(xué)生的作業(yè)認(rèn)真評(píng)分并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。允許作業(yè)成績(jī)不理想的同學(xué)可以重作，重新評(píng)分。另外，要求學(xué)生在課程結(jié)束前，選擇書中的問題提交一個(gè)研究報(bào)告，老師給予輔導(dǎo)、評(píng)分，并計(jì)入平時(shí)成績(jī)。以上措施在培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)方法上起到了十分重要的作用。
（4）積極引導(dǎo)、支持學(xué)生開展創(chuàng)新科研活動(dòng)。指導(dǎo)學(xué)生針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)開展解題方法、教學(xué)方法的研究，并將結(jié)果撰寫成研究報(bào)告或教改論文。在授課期間，對(duì)有學(xué)生要求給予科研的學(xué)術(shù)指導(dǎo)，總是熱情響應(yīng)。
5 流體力學(xué)教學(xué)工作的展望
（1）繼續(xù)充實(shí)、完善習(xí)題庫(kù)、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)錄像等教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。
（2）以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、研究型學(xué)習(xí)方法為目標(biāo)，繼續(xù)開展教學(xué)方法的研究，不斷完善“互動(dòng)啟發(fā)式”教學(xué)方法的內(nèi)涵。
（3）現(xiàn)有的力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》教材或深度不夠、或難于自學(xué)。準(zhǔn)備在多年流體力學(xué)教學(xué)積淀與撰寫的講義的基礎(chǔ)上，出版一部通俗易懂、學(xué)術(shù)水平高、具有礦業(yè)特色的流體力學(xué)教材。
（4）目前的張量分析、場(chǎng)論的教材大都比較抽象，受眾較少。準(zhǔn)備集自己多年在微分幾何、張量與場(chǎng)論理論的學(xué)習(xí)心得，在撰寫的講義基礎(chǔ)上，出版一部側(cè)重于講解張量、場(chǎng)論主要定理幾何意義及其在流場(chǎng)描述應(yīng)用的學(xué)術(shù)論著，作為力學(xué)專業(yè)《流體力學(xué)》課程的參考教材。
（5）跟蹤國(guó)際上最新研究成果、發(fā)表高水平科研與教改論文，提高自身素質(zhì)，促進(jìn)教學(xué)水平的提高。
6 結(jié)語
用“互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)”法進(jìn)行教學(xué)，不但能使學(xué)生順利地接受新知識(shí)，而且教給學(xué)生利用已有的知識(shí)通過歸納總結(jié)去認(rèn)識(shí)新知識(shí)的一種有效的學(xué)習(xí)方法，這就給了學(xué)生一雙點(diǎn)石成金的手。同時(shí)，由于采用對(duì)比、比喻等方法，引進(jìn)一些生動(dòng)活潑、通俗易懂、典型直觀的事例，不僅使教學(xué)雙邊活動(dòng)有聲有色，而且在重溫舊課時(shí)輕松愉快的認(rèn)識(shí)和掌握深?yuàn)W、抽象、復(fù)雜的概念和規(guī)律，起到事半功倍的效果?！盎?dòng)啟發(fā)式教學(xué)”是傳授知識(shí)、啟迪思維提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，是一種行之有效的、科學(xué)的教學(xué)方法。
總而言之，作為大學(xué)教師，為了改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，必須在了解自己學(xué)生的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的教學(xué)策略和教學(xué)方式。互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)方式克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)參與性，它是大學(xué)教學(xué)改革的必然要求，應(yīng)該堅(jiān)持并努力完善這種教學(xué)方式，使教學(xué)真正做到學(xué)以致用。
參考文獻(xiàn)
[1] 陸以理.探索交流互動(dòng)式的教學(xué)方法[J].寧波高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，1999（3）：18-20.
[2] 季哲.以學(xué)為本的課堂教學(xué)系統(tǒng)的研究[D].華東師范大學(xué)，2012.
[3] 劉慧.啟發(fā)式教學(xué)思想新論：內(nèi)涵和特點(diǎn)[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2009（4）：50-52.
[4] 胡安琪，宮偉力.湍射流理論與紅外熱成像及數(shù)值模擬研究[C]//北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2011：43-44.
[5] 陳滔，杜帥，馮旭偉，等.軟巖巷道的變形過程紅外熱像的混沌分析[C]//北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2011：496-498.
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(jí)預(yù)選精品課程及責(zé)任教師制，為校級(jí)精品課程、省級(jí)精品課程以及國(guó)家級(jí)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(jí)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(shì)，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(huì)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(shí)到校級(jí)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(guó)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(huì)發(fā)展中的問題，根據(jù)社會(huì)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(shí)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(duì)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(gè)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(zhǎng)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(jī)顯著，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)效果良好，同時(shí)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(duì)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(shí)、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(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)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(duì)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(shí)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(guó)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(dòng)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(dòng)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(jí)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(jí)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(jiǎn)介、有壓管路中的水擊現(xiàn)象等內(nèi)容。具體的知識(shí)模塊課時(shí)分配計(jì)劃為：
第一章 緒論
4學(xué)時(shí)
第二章 流體靜力學(xué)
6學(xué)時(shí)
第三章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
6學(xué)時(shí)
第四章 水頭損失
6學(xué)時(shí)
第五章 有壓管道的恒定流動(dòng)
8學(xué)時(shí)
水力計(jì)算可視化教學(xué)與討論
2學(xué)時(shí)
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(dòng)畫形式演示本課程部分內(nèi)容。例如，第三章水動(dòng)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(dòng)畫形式將各種的流動(dòng)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(guó)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(shí)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(guó)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(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)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(guó)內(nèi)外最新的研究動(dòng)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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(cè)，考試題目從試題庫(kù)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(gòu)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(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)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(cè)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(duì)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(shí)。能應(yīng)用本課知識(shí)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(duì)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(guó)內(nèi)外相關(guān)知識(shí)內(nèi)容、專業(yè)資料，通過現(xiàn)有網(wǎng)站，促進(jìn)國(guó)內(nèi)外同類課程間交流，擴(kuò)大我校《工程流體力學(xué)》課程的社會(huì)影響力。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）24-0218-02
工程流體力學(xué)課程在我校這一工科院校中，長(zhǎng)期以來，本科生在未學(xué)習(xí)之前，已經(jīng)從他人那里了解到，這門課很難，不好學(xué)，不好過關(guān)。學(xué)生認(rèn)為流體力學(xué)難學(xué)的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報(bào)考我校工科流體力學(xué)方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學(xué)方向后續(xù)人才短缺，學(xué)科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中，是輕松、主動(dòng)而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒，對(duì)工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，輕松學(xué)好這門課，作者在十幾年的教學(xué)過程當(dāng)中，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。開好頭，為課程打好良好的第一印象非常關(guān)鍵，所以作者非常重視第一次課的講授內(nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為主要目的，為順利完成該課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
一、第一次課的教學(xué)內(nèi)容
在第一次課，首先自我介紹，然后點(diǎn)名相互認(rèn)識(shí)，留下聯(lián)系方式，介紹教材和參考書，授課的章節(jié)和學(xué)時(shí)安排等常規(guī)內(nèi)容外，講授內(nèi)容主要分為兩大塊：（1）上課要求；（2）緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學(xué)習(xí)目的和意義、出席和上課紀(jì)律要求、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、考核方法等內(nèi)容。①學(xué)習(xí)目的和意義。學(xué)習(xí)目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學(xué)的基本知識(shí)，及其解決問題的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。強(qiáng)調(diào)“基本”的含義，因?yàn)槭鞘状谓佑|本課程，系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識(shí)，對(duì)大家的要求是“基本”的，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識(shí)也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題，并簡(jiǎn)單舉例。②出席和上課紀(jì)律要求。出席和上課紀(jì)律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定，但是考慮到學(xué)生個(gè)體的不同。所以有必要讓學(xué)生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的，不要出現(xiàn)行為困難的問題。③作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告會(huì)出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，回避是沒有用的，所以上課時(shí)直接指出來，希望將抄襲現(xiàn)象弱化。指出要借鑒，而不是抄襲。這樣大大降低了學(xué)生不經(jīng)過理解地抄襲作業(yè)現(xiàn)象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學(xué)生，是平時(shí)成績(jī)和課程結(jié)束后的閉卷考試成績(jī)各占一定比例，綜合評(píng)出成績(jī)。并計(jì)算出考核通過的最低考試成績(jī)。同時(shí)強(qiáng)調(diào)不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現(xiàn)象發(fā)生，一是學(xué)生會(huì)盲目認(rèn)為很難學(xué)，不能過關(guān)而放棄學(xué)習(xí)，二是成績(jī)差的學(xué)生會(huì)因?yàn)榕琶傇诤竺妫艞墝W(xué)習(xí)。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容、課程特點(diǎn)、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認(rèn)知階段，等等方面。重點(diǎn)講前三點(diǎn)涉及的內(nèi)容。①流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容。講述工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容首先展開講解的是研究對(duì)象為流體，此時(shí)雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請(qǐng)學(xué)生舉例哪些物質(zhì)是流體？讓學(xué)生從最簡(jiǎn)單的問題開始流體力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對(duì)了予以肯定。學(xué)生會(huì)將多相流和塑性物質(zhì)列進(jìn)來，也要說清楚與本課程所學(xué)流體的區(qū)別和聯(lián)系，并將學(xué)生想不到的流體補(bǔ)充出來，還告訴學(xué)生目前最新研究方向在處理流固相互作用時(shí)有提出將固體處理為特殊流體，以簡(jiǎn)化流固交界面的處理；還有已有研究表明固體顆粒的高速運(yùn)動(dòng)遵循流體力學(xué)規(guī)律，以及當(dāng)車流量和人流量很大時(shí)，被稱為交通流，猶如流體流動(dòng)一樣，那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動(dòng)現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，幫助學(xué)生理解抽象的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時(shí)無刻不處于空氣和水當(dāng)中，提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以將所學(xué)知識(shí)放到自己熟悉的環(huán)境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識(shí)與生活結(jié)合起來，既能幫助理解所學(xué)知識(shí)，又能將知識(shí)應(yīng)用起來，提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點(diǎn)。流體力學(xué)課程的特點(diǎn)主要講三點(diǎn)，一是一門技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)性課程；二是用場(chǎng)的觀點(diǎn)研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從實(shí)踐中抽象出來，再應(yīng)用到實(shí)踐中去；所以課程知識(shí)可用于解決工程實(shí)際問題。用場(chǎng)的觀點(diǎn)研究問題。首先提問，說到“場(chǎng)”大家會(huì)想到什么？有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，那我繼續(xù)問還有呢？有的學(xué)生開玩笑說操場(chǎng)，好像在說操場(chǎng)不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場(chǎng)”，因?yàn)槭窍嗤摹皥?chǎng)”字嘛，而且還有工場(chǎng)、商場(chǎng)、廣場(chǎng)等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，既然用相同的“場(chǎng)”字，其中必有共同點(diǎn)，它是什么？學(xué)生想出來了，是某某占據(jù)的空間。以此類推，流體占據(jù)的空間就是“流場(chǎng)”，概念很容易就被理解了。同時(shí)還讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)不是高不可攀的，做科學(xué)時(shí)不要端起架子，它是很貼近生活的。流場(chǎng)的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個(gè)問題也必須解釋清楚。首先提出兩個(gè)問題讓學(xué)生思考：海洋是海水占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？大氣層是空氣占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？其實(shí)流場(chǎng)的大小與我們要研究的空間范圍有關(guān)。比如，我們現(xiàn)在想知道教室內(nèi)空氣的溫度分布，那么要分析的流場(chǎng)就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間；如果要預(yù)報(bào)中國(guó)天氣，那么中國(guó)上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場(chǎng)；如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動(dòng)等，南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場(chǎng)。將抽象概念與實(shí)際結(jié)合，在易于理解的同時(shí)，引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步與物理量場(chǎng)聯(lián)系起來，流場(chǎng)中的物理量，比如速度，是時(shí)間和空間函數(shù)，被稱為速度場(chǎng)，還有壓力場(chǎng)，等等。場(chǎng)是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng)，那么流場(chǎng)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)，等等具有連續(xù)性，與第一章中連續(xù)介質(zhì)假設(shè)內(nèi)容一致，在這里提到，為后面學(xué)習(xí)埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因?yàn)樵谝郧暗膶W(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識(shí)，導(dǎo)致大量的專業(yè)術(shù)語集中出現(xiàn)。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質(zhì)點(diǎn)的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)概念是很一致的；多的公式其實(shí)是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理，等等在流體力學(xué)中的表達(dá)形式，比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達(dá)形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表現(xiàn)形式，動(dòng)量方程是動(dòng)量定理的表達(dá)，把要學(xué)到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學(xué)生有個(gè)初步接觸，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下鋪墊。③流體力學(xué)研究方法。流體力學(xué)研究方法主要有三種：解析方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實(shí)驗(yàn)研究方法的，而數(shù)值計(jì)算方法本課程幾乎不涉及，由計(jì)算流體力學(xué)講解。并強(qiáng)調(diào)，求解的基本方程是連續(xù)性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程，那么為什么基本方程一樣，可以求解出各種不同的流動(dòng)？于是提出邊界條件和初始條件的概念，使邊界條件和初始條件的重要性一目了然；也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并引起學(xué)生的興趣和重視。
二、結(jié)論與展望
通過第一次課，使學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的要求、特點(diǎn)、內(nèi)容有一個(gè)整體了解，做到心中有數(shù)，克服不良情緒，從不同方面讓學(xué)生做好學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備。第一次課，如果是一個(gè)良好開端，并為后續(xù)學(xué)習(xí)做了大量鋪墊，使學(xué)生獲得了自信，并激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生后面的學(xué)習(xí)將會(huì)順利很多。工程流體力學(xué)是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，作者希望學(xué)生靈活掌握流體力學(xué)知識(shí)，并能夠在工作中活學(xué)活用。
參考文獻(xiàn)：
[1]許維德.流體力學(xué)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1979.
前言
流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會(huì)隨時(shí)間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴(yán)密，描述流體流動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，高度非線性[1]，因此學(xué)生對(duì)流體力學(xué)敬而遠(yuǎn)之的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。此外由于因特網(wǎng)及電子計(jì)算機(jī)的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長(zhǎng)的學(xué)生接觸和感受實(shí)際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少，對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2]，學(xué)習(xí)只是為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來許多學(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問和研究。筆者基于對(duì)本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點(diǎn)和問題，指出了重視流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解對(duì)提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。
一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
（一）新形勢(shì)下學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境變化
學(xué)生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時(shí)間和機(jī)會(huì)大大超過了自己親自動(dòng)手制作道具及模型的體感玩耍時(shí)間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少。
因特網(wǎng)的普及使得在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r(shí)獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學(xué)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書及相關(guān)文獻(xiàn)這些知識(shí)比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外，還有很多不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學(xué)生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系的。
手機(jī)在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們?cè)趯?shí)際問題時(shí)，不是自己獨(dú)立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機(jī)詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨(dú)立制定計(jì)劃，對(duì)可能事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，獨(dú)立進(jìn)行解決問題的能力。這恰恰是對(duì)一個(gè)未來走向社會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。
（二）流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
流體流動(dòng)的力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是最好的一個(gè)例證。大多數(shù)學(xué)生雖然能夠使用牛頓粘性定律進(jìn)行計(jì)算，但對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體為何會(huì)產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對(duì)于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只要懂得一定的計(jì)算即可，但是對(duì)于開發(fā)和設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品，如不能準(zhǔn)確把握所涉及到的相關(guān)流體流動(dòng)的物理本質(zhì)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。
流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繁多，流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣，要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識(shí)，尤其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求更高，使部分學(xué)生覺得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動(dòng)現(xiàn)象常常可以從多個(gè)角度進(jìn)行解釋，容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對(duì)翼型的流體力學(xué)工作原理，可以從流體流動(dòng)的動(dòng)量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個(gè)方面進(jìn)行解釋，解釋方法之多反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個(gè)本質(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認(rèn)識(shí)上的混亂，將學(xué)到的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化。
描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程高度非線性化，數(shù)學(xué)上求解比較困難。描述流體流動(dòng)的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學(xué)解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學(xué)功底，但近年來學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢(shì)。
學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大，以考試成績(jī)自評(píng)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)識(shí)根深蒂固[4]。實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象往往沒有單純的標(biāo)準(zhǔn)答案，有時(shí)甚至存在多個(gè)解，重要的是抓住流動(dòng)現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。
二、教學(xué)方法對(duì)應(yīng)
解決上述問題的根本方法，筆者認(rèn)為只有從流體力學(xué)教學(xué)上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學(xué)生準(zhǔn)確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上，廣泛采用流體模型教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，增加學(xué)生觀察理解各種流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)，喚起他們對(duì)本門課的興趣的同時(shí)，讓他們形成為探究流動(dòng)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進(jìn)行思考的習(xí)慣，這對(duì)解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問題至關(guān)重要。
使用電吹風(fēng)斜向上吹一個(gè)讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好的氣球模型，沒經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)向斜上方飄起。這一流體流動(dòng)現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過時(shí)，由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會(huì)產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風(fēng)的動(dòng)量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應(yīng)得到解釋。從這一簡(jiǎn)單的模型教學(xué)，還可以解釋飛機(jī)的機(jī)翼通過改變空氣的流向進(jìn)而獲得升力的流體力學(xué)上的工作原理。
在一個(gè)裝滿水的塑料瓶?jī)?nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個(gè)可移動(dòng)桌面上，使桌面等直線加速運(yùn)動(dòng)，可發(fā)現(xiàn)鋼球運(yùn)動(dòng)較慢留在瓶底，而泡沫球運(yùn)動(dòng)較快停在瓶嘴附近。觀察這一個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生：泡沫球運(yùn)動(dòng)得較快是因?yàn)榈燃铀龠\(yùn)動(dòng)瓶?jī)?nèi)流體的靜壓在運(yùn)動(dòng)方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進(jìn)方向的壓力大于等加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對(duì)于塑料瓶向前運(yùn)動(dòng)；而作用于鋼球的前進(jìn)方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進(jìn)方向的靜壓力，因此鋼球相對(duì)于塑料瓶向后移動(dòng)。這一模型教學(xué)比一般教科書上關(guān)于流體等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的靜壓分布的例題更容易使學(xué)生抓住問題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考之習(xí)慣，使學(xué)生體會(huì)到透過流體流動(dòng)現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂趣。
經(jīng)常使用立式洗衣機(jī)的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會(huì)被掏出來[5]。把這個(gè)實(shí)例在課堂上講出后，學(xué)生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后，學(xué)生們頓時(shí)對(duì)這位科學(xué)家充滿了崇敬之情，通過大量這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)例教學(xué)，學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心，教學(xué)效果的提高自不待言。
三、結(jié)語
本文詳盡的分析了計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、手機(jī)等現(xiàn)代化通訊工具普及后對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的影響，由于流體力學(xué)課程知識(shí)體系的特點(diǎn)，這種影響產(chǎn)生的負(fù)面問題很多，尤其是教授成長(zhǎng)在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生，更需要轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)，改變教學(xué)觀念，在課堂教學(xué)中廣泛植入實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒虒W(xué)和實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生直面實(shí)際存在的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象，通過實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解，達(dá)到生動(dòng)及形象的把握這些流動(dòng)現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理，有效提升教學(xué)效果的同時(shí)，通過簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動(dòng)手能力，這對(duì)學(xué)生走向社會(huì)成為一個(gè)具有創(chuàng)造性思維能力、獨(dú)立思考的優(yōu)秀技術(shù)人員也是一個(gè)必不可少的雛形磨礪。
[參考文獻(xiàn)]
[1]黃衛(wèi)星.工程流體力學(xué)[m].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[2]李丹,楊斯瑞.應(yīng)試教育與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)[j].繼續(xù)教育研究,2009,25(2):180-185
一“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的內(nèi)涵
“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論，目的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷知識(shí)的獲得過程，體驗(yàn)成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、自主性、創(chuàng)造性。教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)，為學(xué)生探究知識(shí)創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師是知識(shí)的擁有者、傳授者，是教學(xué)過程中的絕對(duì)“權(quán)威”，學(xué)生則是“容器”，教師講課的主要教學(xué)手段和方法是如何將知識(shí)輸送到所謂的“容器”中去[2]。整個(gè)課堂上教師是主導(dǎo)者，是核心人物，而學(xué)生則是服從者；課堂是教師講，學(xué)生聽；教師寫，學(xué)生記。教學(xué)中，學(xué)生完全處于被動(dòng)狀態(tài)，主要依靠教師在進(jìn)行消極地學(xué)習(xí)。該方法嚴(yán)重影響了學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的發(fā)揮，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，這是與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性、獨(dú)立性教育目標(biāo)背道而馳的。教師應(yīng)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者，應(yīng)該扮演引導(dǎo)者和參與者的角色，學(xué)生才是教學(xué)活動(dòng)的主體。因此，教師應(yīng)該在把握住“以學(xué)生為主體”的教育模式的內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，努力為學(xué)生創(chuàng)造一種探究學(xué)習(xí)的氣氛或情境，讓學(xué)生根據(jù)探究的目標(biāo)進(jìn)行探索、甚至猜測(cè)，由學(xué)生通過自己的努力去獲得最后的結(jié)論，讓學(xué)生真正成為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體。當(dāng)然了，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論并不意味著教師的指導(dǎo)沒有必要，教師不僅要幫助學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氣氛，更重要的是，教師在教學(xué)中應(yīng)起引導(dǎo)和導(dǎo)向的作用。讓學(xué)生獨(dú)立自主地進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)當(dāng)然重要，但是，為保證學(xué)生的探究和學(xué)習(xí)活動(dòng)順利進(jìn)行下去，教師的有效引導(dǎo)也是非常必要的。
二計(jì)算流體力學(xué)課程的特點(diǎn)
計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，以下簡(jiǎn)稱為CFD）是通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示的方法，在時(shí)間和空間上通過數(shù)值解來定量的描述流場(chǎng)，從而達(dá)到對(duì)物理問題研究的目的的一門課程。CFD 可以作為一種研究工具去形象的展示流場(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)；也可以作為一種設(shè)計(jì)工具對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而達(dá)到節(jié)省研發(fā)成本的目的?？傊?，CFD 在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中的很多方面已表現(xiàn)出了巨大的作用[3]。
計(jì)算流體力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，它不僅是一種有效的關(guān)于流動(dòng)和傳熱問題的研究手段，而且在幾十年的發(fā)展中，又自成體系而成為一門獨(dú)立的學(xué)科。CFD 是建立在流體力學(xué)的基礎(chǔ)之上的，它的主要目的是求解微分方程，所以要學(xué)好這門課程，就要很好的掌握計(jì)算方法、偏微分方程的數(shù)值求解等課程的基本知識(shí)，同時(shí)，還要有很好的物理問題抽像簡(jiǎn)化能力及對(duì)結(jié)果的各種處理分析能力，正是由于CFD 課程的這種多學(xué)科交叉基礎(chǔ)的特點(diǎn)，所以將其設(shè)置為研究生課程，也正因?yàn)槿绱耍蟛糠謱W(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，常感到該課程的理論性強(qiáng)、概念抽象、公式推導(dǎo)復(fù)雜等諸多難點(diǎn)。
三碩士研究生階段的教學(xué)特點(diǎn)
碩士研究生階段專業(yè)課與本科專業(yè)課相比有深、廣、新、專等特點(diǎn)，同時(shí)還要更高層次地體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)。所謂深，是指研究生課程應(yīng)對(duì)該課程所涉及到的領(lǐng)域具有更深的論證、探討與描述，以使學(xué)生對(duì)本學(xué)科有更深層次的理解。所謂廣，是指研究生課程所涉及的內(nèi)容應(yīng)比相應(yīng)的本科生課程涉及更廣泛的領(lǐng)域，特別是與本學(xué)科的交叉領(lǐng)域。所謂新，是指研究生課程的內(nèi)容應(yīng)主要反應(yīng)該領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的最新成果、最新的理論、觀點(diǎn)與研究方法。所謂專, 是指與本科生相比，研究生教育具有更強(qiáng)的專業(yè)性，是為科研、教育、企業(yè)、政府、社會(huì)等各個(gè)部門培養(yǎng)實(shí)用的高級(jí)專業(yè)人才。研究生專業(yè)課的內(nèi)容除了應(yīng)具有上述特點(diǎn)之外還必須在更高層次上體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)，研究生的專業(yè)課教學(xué)必須在所有細(xì)節(jié)上都滲入素質(zhì)教育的思想，使學(xué)生能夠在自我培養(yǎng)、知識(shí)創(chuàng)新、思想表述、學(xué)術(shù)交流、協(xié)作精神、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)等方面都有所提高。碩士研究生專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該全部都是完全成熟了的經(jīng)典的理論與方法, 而是要讓學(xué)生了解本領(lǐng)域正在發(fā)展著的、有爭(zhēng)議的、探索性的觀點(diǎn)、假說、設(shè)計(jì)思想、研究思路、實(shí)驗(yàn)方法,等等。這就要求學(xué)生具有自主的、批判與選擇的能動(dòng)性；具有能夠發(fā)現(xiàn)問題，研究問題和解決問題的能力；具有將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行能動(dòng)比較，融匯貫通和總結(jié)提高的能力；具有將所選定的研究方向和現(xiàn)有條件相結(jié)合并歸納與提煉出研究課題的能力。
碩士研究生一般都經(jīng)過了完整的本科四年教育，大多數(shù)為本專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生。他們大都較好地掌握了學(xué)習(xí)方法，特別是自學(xué)方法，并已養(yǎng)成了刻苦鉆研的習(xí)慣。這一群體不但已初步掌握了本專業(yè)的最基本的理論基礎(chǔ)、基本概念，還掌握了在這一領(lǐng)域工作的基本方法與基本原則。具有了在本領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究或工程設(shè)計(jì)的基本素質(zhì)。同時(shí)，這一群體的成員都經(jīng)歷過嚴(yán)格的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作與答辯過程，具有一定的獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。因此，碩士研究生到了專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，已具備了“學(xué)生主體”模式的教學(xué)條件。
四在教學(xué)和考試中應(yīng)體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”
研究生階段的教學(xué)不同于本科階段及其之前階段的教學(xué)方式，前者以“研”為主，后者則以“學(xué)”為主，所以研究生教學(xué)應(yīng)以研究為導(dǎo)向，以創(chuàng)新或者說研究成果的數(shù)量和質(zhì)量為評(píng)判優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。
1 教學(xué)方法的改變
培養(yǎng)研究生檢索文獻(xiàn)和自主學(xué)習(xí)的能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的第一步。文獻(xiàn)檢索是研究生從事科學(xué)研究的最重要環(huán)節(jié)。科學(xué)研究是具有連續(xù)性和繼承性的，尤其是對(duì)剛從事研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生，查找文獻(xiàn)資料，掌握某一研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)是進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的第一步，這一步進(jìn)行得好壞直接關(guān)系到以后一系列的研究活動(dòng)。因此，在計(jì)算流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，教師可通過布置“文獻(xiàn)檢索”作業(yè)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好或課題方向查閱最新的中文或外文文獻(xiàn)，寫出此方向的文獻(xiàn)綜述；并鼓勵(lì)學(xué)生整理成科技論文向國(guó)內(nèi)外相關(guān)科技刊物投稿，并爭(zhēng)取發(fā)表。研究生通過這樣的學(xué)習(xí)鍛煉，能提高他們的文獻(xiàn)檢索和總結(jié)提煉的能力，可為他們將來進(jìn)行科研和撰寫畢業(yè)論文奠定一定的基礎(chǔ)。
開展課題研討活動(dòng)，培養(yǎng)研究生解決問題的實(shí)際能力及口頭匯報(bào)能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的關(guān)鍵。為達(dá)到此目的，教師在教學(xué)中可以將3～4 名研究生分為一個(gè)討論小組，為每個(gè)小組布置不同的研究課題，讓學(xué)生們?cè)谡J(rèn)真研究和理解文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，找出具體的切入點(diǎn)深入研究，并在課堂上分批次的匯報(bào)各自小組的研究?jī)?nèi)容，包括物理問題的簡(jiǎn)化，數(shù)學(xué)模型的建立，具體的求解過程及參數(shù)設(shè)置，以及結(jié)果的詳細(xì)分析及討論。在課堂上，每個(gè)研究生還可有選擇性地匯報(bào)各自文獻(xiàn)檢索結(jié)果的綜述，把自己感興趣的和有深刻理解的專題進(jìn)行講解，其他的學(xué)生也可以現(xiàn)場(chǎng)提問，這樣，研究生在匯報(bào)和回答提問的過程中，他們的理解能力和表達(dá)能力也都同時(shí)得到了鍛煉．
2 考核方式的改變
在選修課的學(xué)習(xí)中，如果仍然采取傳統(tǒng)的閉卷考試作為課程考評(píng)方式的話，就很難看到創(chuàng)新的教學(xué)改革手段體現(xiàn)在研究生身上的效果，因此，在課程的考核方法上應(yīng)大膽改革，比如考核內(nèi)容和成績(jī)可如此規(guī)定：在100 分的總成績(jī)中，報(bào)告占50 分。其中，對(duì)理論和方法的理解是否全面、準(zhǔn)確和深刻占30 分；講述是否清晰和是否引人入勝占10 分；講解過程是否結(jié)合現(xiàn)代化媒體手段（如POWerpOINT，F(xiàn)LASH）占10 分，同時(shí)對(duì)積極提問和踴躍發(fā)言者適當(dāng)加分；文獻(xiàn)檢索作業(yè)占10分，對(duì)檢索較多外文文獻(xiàn)的學(xué)生，如文獻(xiàn)內(nèi)容新穎，且緊跟科技發(fā)展的，可給予加分，而少交或遲交作業(yè)者則酌情扣分；FLUENT 軟件實(shí)例計(jì)算作業(yè)占20 分，要求有詳細(xì)的前處理網(wǎng)絡(luò)模型和詳細(xì)的結(jié)果處理分析，并且對(duì)總結(jié)成科技論文在優(yōu)秀刊物上發(fā)表者給予加分；期末論文投稿占20 分，要求按標(biāo)準(zhǔn)科技論文格式書寫，內(nèi)容要詳實(shí)、全面和觀點(diǎn)獨(dú)到，并以優(yōu)秀篇數(shù)和刊物水平作為加分依據(jù)[4]。以上課程考核措施的制定，都是以調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)計(jì)算流體力學(xué)課程的積極性為首要前提，旨在提高他們的科技論文寫作能力和解決流動(dòng)傳熱實(shí)際問題的能力。
總之，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式的實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期的、循序漸進(jìn)的過程。在此過程中，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)諸如教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)進(jìn)度和學(xué)時(shí)調(diào)整等一系列新問題，這就要求任課教師要具有堅(jiān)定不移的決心和高度負(fù)責(zé)的責(zé)任心，要以提高研究生的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力為己任，要不斷創(chuàng)新、開拓和探索更加有效的教學(xué)手段和方法。另一方面，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該鼓勵(lì)和支持對(duì)研究生課程的改革，研究生教學(xué)管理部門應(yīng)承認(rèn)并獎(jiǎng)勵(lì)教師在實(shí)施教學(xué)改革中增加的學(xué)時(shí)數(shù)量，在政策和經(jīng)濟(jì)上給予支持，創(chuàng)造有利于實(shí)施教學(xué)改革的環(huán)境和氛圍，從而使之得到不斷的深入和完善。
參考文獻(xiàn)
[1]楊梅. 關(guān)于“以學(xué)生為主體”教學(xué)方法的探討[J].銅仁師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào), 2005, 7(3):67-68.
作者簡(jiǎn)介：陳國(guó)晶（1971-），女，黑龍江訥河人，黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，講師；趙存友（1969-），男，黑龍江安達(dá)人，黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150027）
基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)高等教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)課題（課題編號(hào)：115C-174）、黑龍江科技學(xué)院教研課題“《工程流體力學(xué)》課程任務(wù)式教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐”的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）13-0105-02
“工程流體力學(xué)”為黑龍江科技學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保C(jī)械、采礦、環(huán)境、安全、土建等專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。由于面向的專業(yè)范圍廣、學(xué)生層次多，因此要將該課建設(shè)成省級(jí)精品課程，對(duì)師資隊(duì)伍和教學(xué)條件等要求高，需要改革的環(huán)節(jié)多，課程建設(shè)的難度大。我們?cè)谏钊虢庾x省級(jí)精品課程指標(biāo)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，圍繞課程建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)，結(jié)合課程自身特點(diǎn)，根據(jù)各專業(yè)具體培養(yǎng)方向和要求，從課程教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)工作入手，立足學(xué)生知識(shí)和能力的全面培養(yǎng)，狠抓師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及學(xué)生成績(jī)的考核改革，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室、教材、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等教學(xué)條件的建設(shè)，構(gòu)建多元化的教學(xué)體系，在2007年實(shí)現(xiàn)了課程建設(shè)目標(biāo)。
一、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
我們將精品課程評(píng)審指標(biāo)體系中所有二級(jí)指標(biāo)的主要觀測(cè)點(diǎn)概括為“德”、“才”、“勤”、“能”四個(gè)方面，并從這四個(gè)方面打造一流的師資隊(duì)伍。通過對(duì)課程組教師進(jìn)行優(yōu)化組合，充分發(fā)揮每個(gè)人的特長(zhǎng)，并進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)，使課程組每個(gè)參與建設(shè)的教師都能從事最能發(fā)揮其才能的工作，各盡所能，使每個(gè)人都能有成就感，成為某個(gè)方面的行家里手。尤其對(duì)青年教師，使其能力在課程具體建設(shè)過程中得到充分的發(fā)揮和鍛煉，業(yè)務(wù)能力和教、科研水平顯著提高。
根據(jù)實(shí)際情況，我們將拓寬知識(shí)領(lǐng)域、提高知識(shí)層次（重點(diǎn)是專業(yè)理論知識(shí)、實(shí)踐能力、教學(xué)能力、教研能力以及學(xué)歷、職稱的提高）作為“工程流體力學(xué)”師資隊(duì)伍建設(shè)的內(nèi)容及目標(biāo)，并采取如下具體措施：
（1）導(dǎo)師制培養(yǎng)，實(shí)行“一帶一”、“多幫一”工程，由老教師對(duì)青年教師進(jìn)行一對(duì)一、多對(duì)一的指導(dǎo)，尤其是課程負(fù)責(zé)人在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)、論文的撰寫及教科研立項(xiàng)等方面對(duì)青年教師進(jìn)行全方位的指導(dǎo)。
（2）制定助課、互相聽課及集體備課制度，課程負(fù)責(zé)人聽課程組成員的課每學(xué)期至少一次，年輕教師聽老教師的課每學(xué)期至少一次，利用教研室活動(dòng)時(shí)間經(jīng)常進(jìn)行集體備課及教學(xué)研討。
（3）送出去培養(yǎng)與在職提高相結(jié)合，通過讀碩、讀博，努力提高課程組教師的學(xué)歷水平。
（4）鼓勵(lì)課程組教師積極參加學(xué)院及學(xué)校舉辦的教師教學(xué)技能大賽，參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，指導(dǎo)“工程流體力學(xué)”創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和指導(dǎo)大學(xué)生科技活動(dòng)。
（5）鼓勵(lì)青年教師在各項(xiàng)工作中勇挑重?fù)?dān)，為青年教師創(chuàng)造展示才能的機(jī)會(huì)。
二、完善教學(xué)條件
1.教材及資料庫(kù)建設(shè)
“適用”的教材才是一流的教材。遵循功能和諧原則、整體和諧原則、環(huán)境和諧原則、市場(chǎng)和諧原則和經(jīng)濟(jì)和諧原則，為不同專業(yè)選用了不同版本的教材。同時(shí)注重紙質(zhì)及電子資料的收集和整理，注重教學(xué)研究成果的總結(jié)和提煉，創(chuàng)建了“工程流體力學(xué)”紙質(zhì)及電子資料庫(kù)。
2.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)納入課程建設(shè)規(guī)劃。與課程需要相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)才是科學(xué)、合理、有序、有度的建設(shè)，避免與課程建設(shè)相脫節(jié)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，杜絕重復(fù)性建設(shè)。根據(jù)專業(yè)需求補(bǔ)充購(gòu)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，用于開展常規(guī)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的需要，補(bǔ)充測(cè)壓儀表、保留管路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為開展“流體力學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”和指導(dǎo)“大學(xué)生科技立項(xiàng)”等第二課堂活動(dòng)創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地。
3.輔助教學(xué)資源建設(shè)
基于“精”、“新”、“奇”的指導(dǎo)思想，應(yīng)用多媒體技術(shù)制作高質(zhì)量多媒體課件及教學(xué)網(wǎng)站。[1]我們根據(jù)不同專業(yè)具體要求的不同，制作了分別與自編教材及與不同專業(yè)選用教材配套的多套多媒體課件及電子輔導(dǎo)資料，利用第二課堂活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生制作了大量的演示基本概念、流動(dòng)現(xiàn)象、基本原理的Flas和典型實(shí)驗(yàn)的Flash模擬軟件。在網(wǎng)站上提供必要的圖片、實(shí)物照片，鏈接媒體素材、實(shí)驗(yàn)錄像、演示流動(dòng)現(xiàn)象及進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的Flas，插入重大流體事件、背景知識(shí)及相關(guān)學(xué)科前沿知識(shí)。教學(xué)網(wǎng)站上提供豐富的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、鏈接國(guó)內(nèi)外著名流體力學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生及時(shí)了解反映流體力學(xué)發(fā)展前沿和最新動(dòng)態(tài)的科技文獻(xiàn)資料提供便利，同時(shí)為考研的學(xué)生提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)。教學(xué)網(wǎng)站板塊全，內(nèi)容豐富，實(shí)用性、可操作性強(qiáng)，而且嵌套有在線測(cè)試及網(wǎng)上考試系統(tǒng)，所有教學(xué)及輔導(dǎo)資料全部掛在網(wǎng)站上，成為學(xué)生課外自學(xué)和復(fù)習(xí)的良好平臺(tái)。2007年利用學(xué)校webCT網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源又開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，進(jìn)一步拓展了教學(xué)空間。
三、深化教學(xué)內(nèi)容
任何課程的教學(xué)內(nèi)容都不是一成不變的。教師所講授的內(nèi)容應(yīng)是經(jīng)過提煉和加工過的本門課程的精華部分。我們注重與專業(yè)的對(duì)接，根據(jù)各專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的不同，合理確定教學(xué)內(nèi)容；根據(jù)生源質(zhì)量的區(qū)別，以學(xué)生為本，實(shí)行分層次教學(xué)。根據(jù)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確課程為專業(yè)服務(wù)的目的和地位，以適合該門課程的思維方式來組織教學(xué)內(nèi)容，并進(jìn)行模塊式整合，為不同專業(yè)設(shè)置相應(yīng)的可選模塊。在教學(xué)過程中注重有效知識(shí)和長(zhǎng)效知識(shí)，壓縮經(jīng)典內(nèi)容，充實(shí)應(yīng)用實(shí)例，并將教改、教研成果及學(xué)科最新的前沿成果滲透到課程的教學(xué)當(dāng)中，做到內(nèi)容精煉，難易適中，主線突出，理論聯(lián)系實(shí)際，融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體。
四、改革教學(xué)方法、手段和考核方式
教學(xué)有法，教無定法，只有科學(xué)的方法和適用的手段相結(jié)合才是最優(yōu)的組合，也只有方法的“靈活化”和手段的“多樣化”才能體現(xiàn)出個(gè)性化教學(xué)。
教學(xué)方法上：在理論教學(xué)中，“精講寬練、注重實(shí)踐，教學(xué)互動(dòng)、多元考核”。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法靈活組織課堂教學(xué)，注重工程背景及實(shí)踐應(yīng)用，注重有效知識(shí)和長(zhǎng)效知識(shí)，不盲目模仿和刻意追求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的不同，由“問題”導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)，著重強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理?yīng)用，注重實(shí)驗(yàn)技能和方法、數(shù)據(jù)分析和處理，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。
教學(xué)方式和教學(xué)手段上：采用多媒體課件與板書相結(jié)合的授課方式。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、課程網(wǎng)站等輔助教學(xué)資源進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自我測(cè)驗(yàn)。目前我們每學(xué)年面向全校5個(gè)教學(xué)單位的8個(gè)專業(yè)方向、30多個(gè)班級(jí)講授“工程流體力學(xué)”，應(yīng)用多媒體課件與板書結(jié)合進(jìn)行授課的比例達(dá)100%。
在學(xué)生成績(jī)考核上：采用“知識(shí)與能力并重”的“多元化”考核方式，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，其中課堂表現(xiàn)（包括出勤、聽課情況和平時(shí)測(cè)驗(yàn)、回答提問等）滿分10分，作業(yè)成績(jī)滿分10分，實(shí)驗(yàn)成績(jī)滿分10分。課堂表現(xiàn)及作業(yè)成績(jī)由任課教師給出，而實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)教師給出，如果學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格，則不允許其參加期末考試。
五、構(gòu)建多元化的教學(xué)體系
結(jié)合課程自身特點(diǎn)以及專業(yè)需求的不同，對(duì)實(shí)踐教學(xué)過程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，拓展外延、豐富內(nèi)容，充實(shí)內(nèi)涵，設(shè)置了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)+現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)+第二課堂活動(dòng)”的多元化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
結(jié)合學(xué)校開展的大學(xué)生科研立項(xiàng)等素質(zhì)教育活動(dòng)，積極對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生在各實(shí)踐環(huán)節(jié)中，綜合運(yùn)用各種知識(shí)和手段創(chuàng)造性地分析問題、解決問題。自2002年起，課程組在全校范圍內(nèi)成功舉辦了五屆“流體力學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”。流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室擁有專用微機(jī)及相關(guān)軟件；創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地現(xiàn)有工作臺(tái)、臺(tái)鉗、鉆床、手電鉆等簡(jiǎn)易設(shè)備及錘、銼、鋸、螺絲刀等常用工具，為學(xué)生創(chuàng)新及科技制作提供常用耗材，基本能夠滿足Flas制作、演示、文字處理、實(shí)物加工制作的最基本要求。2007年，課程組開始指導(dǎo)大學(xué)生科技立項(xiàng)并有多項(xiàng)成果結(jié)題驗(yàn)收。
課程建設(shè)的目的是提高教學(xué)質(zhì)量，歸根結(jié)底是提高培養(yǎng)的學(xué)生的質(zhì)量，而學(xué)生質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)則是其綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力。運(yùn)用“小課程大工程”的教學(xué)理念，從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、課外實(shí)踐活動(dòng)和學(xué)術(shù)講座五個(gè)方面，將學(xué)生綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿到課程教學(xué)的全過程。[2，3]總結(jié)出精品課程建設(shè)的“多元化”學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)模式，即：
（1）正確處理經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系，在課堂教學(xué)中，利用多媒體課件，融經(jīng)驗(yàn)教學(xué)及現(xiàn)代教學(xué)為一體，開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。
（2）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
（3）拓展課堂教學(xué)空間，利用網(wǎng)絡(luò)資源，開闊學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的學(xué)科知識(shí)。
（4）以創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生科技活動(dòng)為載體，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。
（5）通過科技講座，豐富學(xué)生的專業(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。
六、結(jié)束語
精品課程建設(shè)是時(shí)代的要求，具有豐富的內(nèi)容，并隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷更新。精品課程建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜過程，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其中涉及大量的管理問題。精品課程建設(shè)作為中國(guó)教育發(fā)展史上的新生事物，需要廣大教師投入大量的時(shí)間、精力，不斷探索，不斷創(chuàng)新，是一項(xiàng)永無止境的工作。如何針對(duì)不同地區(qū)、不同高校、不同教師學(xué)生，分層次、多樣化地建立精品課程評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如何更好地發(fā)展和完善現(xiàn)有的精品課程，如何更好地發(fā)揮各級(jí)各類現(xiàn)有精品課程的作用，將是未來精品課建設(shè)研究的發(fā)展方向，因此精品課程建設(shè)的研究與實(shí)踐也是一項(xiàng)沒有終結(jié)的研究課題。
參考文獻(xiàn)：
