流體力學(xué)的基本概念精選(九篇)
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第1篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；制冷與低溫工程；教學(xué)改革
作者簡介：尹雪梅（1979-），女，四川資中人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院，講師；張文慧（1980-），女，河南焦作人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院，講師。（河南鄭州450002）
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）10-0098-02
目前，鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級特色專業(yè)。為了加強制冷與低溫工程專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學(xué)進行全面的改革。
“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學(xué)和流體動力學(xué)，研究流體平衡、運動規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動現(xiàn)象和流動規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應(yīng)用廣、對學(xué)生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。[1]加上學(xué)生對流體流動機理普遍缺乏感性認(rèn)識，導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。[2]因此，迫切需要進行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革，使學(xué)生學(xué)好本門課程，提高課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。
分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：首先，“流體力學(xué)”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學(xué)生普遍缺乏對流體力學(xué)問題的感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導(dǎo)過程復(fù)雜，且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程，另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識，學(xué)生理解困難；另外，學(xué)生對所學(xué)的知識不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué)，全面實現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，是該課程教學(xué)亟待解決的問題。
一、改革教學(xué)方法
學(xué)好“流體力學(xué)”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學(xué)生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門課，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，認(rèn)為可以從以下幾方面著手。
1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門課教學(xué)的成敗。
要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性，首先要上好“緒論”課?！熬w論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門課的窗口，也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過“緒論”課讓學(xué)生對“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實際應(yīng)用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學(xué)”知識和我們的生活及國家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學(xué)”知識在今后的學(xué)習(xí)和解決實際工程問題中的重要作用。[3]
教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學(xué)生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學(xué)生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動是一件樂事、趣事，由愿學(xué)到愛學(xué)再到樂學(xué)。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，還可以使學(xué)生充分意識到本課程對今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義，并且能加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學(xué)生直觀了解各種流動現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動現(xiàn)象和分析流動機理，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué)，然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號背后所代表的物理意義。“流體力學(xué)”教學(xué)實踐表明，學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動問題的物理本質(zhì)有一個過程。教師的一個重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變，進一步建立起科學(xué)的思維方式。
“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續(xù)方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法，與物理及其他力學(xué)不同，學(xué)生的觀念不易改變，而且推導(dǎo)過程復(fù)雜，學(xué)生理解掌握很困難。如果過分強調(diào)“流體力學(xué)”知識的嚴(yán)密性和完整性，對每個公式的每個推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹，推導(dǎo)過程將會枯燥無味，學(xué)生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學(xué)生死記硬背，只能讓學(xué)生不知其所以然，當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識來解決實際問題了。
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認(rèn)為：“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應(yīng)強調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業(yè)
學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對所學(xué)知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應(yīng)由學(xué)生獨立地完成一定量的課后練習(xí)題，這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過程的重要組成部分，解題過程實質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓(xùn)練過程，課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對基本概念和基本理論知識的理解。
然后再由教師通過習(xí)題課的方式，利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯多的習(xí)題，講述流體力學(xué)原理在工程實例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟，使學(xué)生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類旁通、學(xué)以致用。這一過程增強了學(xué)生對流動過程物理本質(zhì)的理解，將物理問題與數(shù)學(xué)工具有機地結(jié)合起來，有助于學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實際工程問題進行認(rèn)真思考，有效的增強了學(xué)生分析并解決實際問題的能力。
二、改革教學(xué)手段
多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學(xué)特點，豐富的教學(xué)內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。[4]
多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學(xué)”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生，使其從感性認(rèn)識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué)，授課的信息量增多了，教學(xué)內(nèi)容更豐富了，學(xué)生在有限的時間內(nèi)接收的知識更多了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的思路拓寬了，教學(xué)質(zhì)量也提高了。
多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎(chǔ)知識的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學(xué)過程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書教學(xué)相結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對某些特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學(xué)，加深學(xué)生對流動現(xiàn)象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內(nèi)容還是采用板書教學(xué)，例如流體力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書，有利于學(xué)生集中注意力，讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時間，又可加深學(xué)生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學(xué)效果。
三、 結(jié)束語
總之，高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)課程的教學(xué)改革，是一個長期而艱巨的實踐過程?！傲黧w力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)校的具體情況改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，借助現(xiàn)代教育技術(shù)與手段，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合生活、生產(chǎn)、科研中的實際問題，進行深入淺出、生動活潑的講解，揭示問題的本質(zhì)，向?qū)W生傳授治學(xué)方法，擴大學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，以取得更好的教學(xué)效果。
參考文獻：
[1]王偉.土木專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)研究[J].山西建筑,2008,34(21).
[2]吳光林.《流體力學(xué)》課程教學(xué)改革的思考[J].科技信息(科學(xué)教研),2008,(14):172-173.
第2篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；理論教學(xué)；實驗教學(xué)
一、流體力學(xué)課程特點
流體力學(xué)是水利工程、環(huán)境工程、給水排水等專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必選課，與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)系緊密。如對于給排水專業(yè)來說，后續(xù)的水泵與水泵站、建筑給排水等課程的學(xué)習(xí)都需要用到流體力學(xué)方面的知識。流體力學(xué)具有較強的理論性和實踐性，該課程理論抽象，理論公式推導(dǎo)和基本概念比較多，學(xué)生需要在掌握基本概念及理論公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，清楚了解公式的應(yīng)用限制條件，才能靈活運用所學(xué)知識來解決實際問題。另外，實驗是流體力學(xué)課程的一個重要環(huán)節(jié)，與所學(xué)理論知識緊密相關(guān)，是驗證理論、數(shù)值計算結(jié)果的重要途徑，是學(xué)生獲得感性認(rèn)識的主要手段，對于培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，加強對所學(xué)理論知識的掌握方面起著重要作用。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗，目前，在流體力學(xué)課程的教學(xué)過程中存在著一些問題：課堂例題和課后習(xí)題與工程實際脫節(jié)，理論與實際聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生對所學(xué)知識在實際工程的應(yīng)用不甚了解，只會機械照搬公式解題；教師主要采用課堂灌輸、學(xué)生被動接受的教學(xué)模式，與學(xué)生的互動比較少；所開設(shè)的實驗多為驗證型和演示型實驗，學(xué)生自己設(shè)計實驗并加以驗證的機會甚少，不利于學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，更不利于學(xué)生解決實際工程問題能力的培養(yǎng)。因此，流體力學(xué)課程教學(xué)需要采用多元化教學(xué)模式、加強理論與實際的聯(lián)系、對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進行改革，以取得較好的教學(xué)效果。
二、教學(xué)方法探討
（一）理論教學(xué)方法探討
1.重視緒論的作用。
緒論對于講好一門課是非常重要的。通過對緒論的學(xué)習(xí)，學(xué)生可了解本課程涉及的主要內(nèi)容，在學(xué)科領(lǐng)域中的地位，發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展方向，與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，在社會經(jīng)濟發(fā)展中的地位與作用等。通過對緒論的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)本學(xué)科的意義、目的及重要性，激發(fā)學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣，安排好學(xué)習(xí)計劃，為學(xué)好該門課做好充足的準(zhǔn)備。
2.采用啟發(fā)式教學(xué)手段。
現(xiàn)代教學(xué)論中的啟發(fā)式教學(xué)思想的特點是：強調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)教師主導(dǎo)作用與學(xué)生積極性相結(jié)合；強調(diào)學(xué)生智力的充分發(fā)展，實現(xiàn)系統(tǒng)知識的學(xué)習(xí)與智力的充分發(fā)展相結(jié)合；強調(diào)激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，實現(xiàn)內(nèi)在動力與學(xué)習(xí)的責(zé)任感相結(jié)合；強調(diào)理論與實踐聯(lián)系，實現(xiàn)書本知識與直接經(jīng)驗相結(jié)合[1]。因此，將啟發(fā)式教學(xué)思想應(yīng)用于流體力學(xué)課程教學(xué)，把學(xué)生放于主體地位，可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對本門課的興趣，增強學(xué)習(xí)效果；教學(xué)中通過理論與實踐的緊密聯(lián)系，便于將理論知識應(yīng)用到工程實踐中，要使學(xué)生對知識的掌握更加靈活牢固，并為以后課程的學(xué)習(xí)及工作打下堅實基礎(chǔ)。
（1）采用對比法。授課時，將相近或相反的定義、概念進行對比，加強學(xué)生對概念的理解和掌握。如講解流線和跡線、恒定流和均勻流、層流和紊流等概念時，采用比較法授課，避免學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的混淆。另外，還可將新舊知識進行對比，使學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識的同時，加深對新知識的掌握。如在講動量方程時，可將動量方程與能量方程的應(yīng)用前提條件、所能解決的問題進行比較，從而加深學(xué)生對這兩大基本方程的理解和掌握。
（2）采用聯(lián)系法。在講概念之前，先引入實例。如在講卡門渦街概念之前，先介紹電線在風(fēng)中發(fā)出聲響的原因；通過介紹汽車外形設(shè)計，講解繞流阻力的問題；在講表面張力的時候，聯(lián)系露珠是球形的現(xiàn)象；在講毛細(xì)現(xiàn)象的時候，聯(lián)系當(dāng)毛巾部分浸在水中時，未浸在水中的部分也會變濕的生活現(xiàn)象。通過對這些與生活緊密相關(guān)的流體力學(xué)問題的思考，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大為增加，并且要加深對所學(xué)知識的理解和掌握。另外，還可聯(lián)系新舊知識，如有壓管流的水力計算其實就是能量方程在實際工程中的應(yīng)用，同時聯(lián)系后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和日后所從事的工作，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識溫故知新，達(dá)到融會貫通的效能。
（3）采用“問題式”教學(xué)法。在授課過程中，針對某些易混淆、易理解錯誤的知識點和難點，適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍┱T導(dǎo)性問題，以提出問題、分析問題、解決問題為線索，達(dá)到學(xué)生掌握知識的目的。有些問題先提出來，留出適當(dāng)時間，再讓學(xué)生回答；有些問題提出來為引起同學(xué)注意，教師可自問自答。如在推導(dǎo)作用在平面壁上靜水總壓力公式時，公式得出后，可向?qū)W生提問“公式推導(dǎo)過程中所涉及的水深h和y值是否相同，若不同，它們之間有何關(guān)系”，讓學(xué)生回答，以加深學(xué)生對公式中各項符號的理解，避免應(yīng)用公式時混淆出錯；在講液體作用在曲面上的靜水總壓力時，先提出問題“能否用液體作用在平面上的靜水總壓力的求解方法來求解”，然后分析曲面和平面所受壓力的不同點，最后得出液體作用在曲面上的靜水總壓力的求解方法。
3.充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段。
在教學(xué)過程中，采用板書和現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式，充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段，將聲音、圖形和動畫等與授課知識靈活結(jié)合，提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)興趣。教師可以在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時采用傳統(tǒng)授課方式，而講授需要直觀形象的內(nèi)容時采用多媒體教學(xué)方法。如在講局部損失時，通過流體力學(xué)模型局部障礙處漩渦的形成演示，加深學(xué)生對造成局部水頭損失影響因素的理解；在講壓力體和靜水壓強分布圖繪制時，利用多媒體演示圖形的疊加、抵消過程，使學(xué)生一目了然，起到事半功倍的效果。
4.加強理論與實際的聯(lián)系。
由于學(xué)生缺乏對實際工程的感性認(rèn)識，對抽象的理論在理解上有一些困難，因此在講課時要加強所講授的理論知識與工程實際的聯(lián)系。例如，在講流線時，可讓學(xué)生在實驗室觀看流體力學(xué)模型的水流現(xiàn)象，或做成動畫演示，使學(xué)生對實際的水流現(xiàn)象有直觀的認(rèn)識，從而加深對流線概念的理解；對工程中常用到的流體力學(xué)知識，如能量方程，應(yīng)在推導(dǎo)及應(yīng)用條件等方面深入講解，并舉例講解該方程在實際工程中能解決的問題，如在城市給水管網(wǎng)中管道埋深確定方面的應(yīng)用等，加強學(xué)生對該方程的理解，做到靈活運用，增強學(xué)生解決實際工程問題的能力。在授課時，還應(yīng)盡量將流體力學(xué)的有關(guān)知識與后續(xù)專業(yè)課相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容更加充實，并可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。如將有壓管道的水力計算與后續(xù)課程給水管道的設(shè)計相結(jié)合；將無壓管道的水力計算與排水管道的設(shè)計相結(jié)合；將水頭損失計算與建筑給水系統(tǒng)中水箱的設(shè)置高度、水泵揚程選擇等相結(jié)合。
5.重視課堂習(xí)題和課后作業(yè)。
流體力學(xué)課程中的理論公式和概念比較多，為加強學(xué)生對基本概念的掌握，熟練運用理論公式解決問題，要重視課堂習(xí)題和課后作業(yè)對知識鞏固的作用。教師在講完理論知識后，應(yīng)選擇有代表性的例題，通過對典型例題的剖析，啟發(fā)學(xué)生舉一反三，達(dá)到靈活掌握所學(xué)知識的目的。另外，通過適量的課堂習(xí)題檢查，鞏固學(xué)生對知識的掌握程度，給學(xué)生提供課堂討論的機會，加強對學(xué)生思維的鍛煉。給學(xué)生布置適量的課后作業(yè)也非常重要。通過課后作業(yè)，可促使學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)過的知識，加深對所學(xué)知識的掌握。另外，教師通過對作業(yè)的批改，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的弱點和不足，再加以重點講解，從而在教學(xué)過程中可做到有的放矢，增強教學(xué)效果。
（二）實驗教學(xué)方法探討
流體力學(xué)課程具有很強的實踐性，其實驗教學(xué)效果對整個課程體系產(chǎn)生著直接的影響。實驗教學(xué)可以彌補理論教學(xué)的不足，增強學(xué)生對基本知識的理解和掌握，如雷諾實驗的演示，可加深學(xué)生對層流和紊流概念的理解。另外，實驗教學(xué)還可培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。目前流體力學(xué)實驗內(nèi)容多為驗證型和演示型實驗，綜合創(chuàng)新性實驗很少，基本上是學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的實驗步驟，一步一步做，而不是自己動腦設(shè)計并加以驗證，這樣就無法培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。為更好的培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，應(yīng)多開設(shè)一些綜合創(chuàng)新性實驗，由學(xué)生自己提出問題、設(shè)計實驗步驟、實驗操作、整理實驗成果、得出結(jié)論。學(xué)生在自主完成實驗的全部環(huán)節(jié)時，能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)的理論知識和學(xué)過的實驗技能有機地結(jié)合起來，動手能力、分析解決問題的能力均得到綜合訓(xùn)練。另外，在條件允許的情況下，實驗室可全天開放，學(xué)生可根據(jù)自己的時間安排完成實驗任務(wù)，教師負(fù)責(zé)答疑。學(xué)生的實驗成績應(yīng)由實驗操作和實驗報告綜合得出，以一定比例計入本門課的總成績。這樣可激勵學(xué)生對實驗的重視，調(diào)動其積極性。
三、結(jié)語
在流體力學(xué)課程的教學(xué)過程中，應(yīng)充分利用啟發(fā)式教學(xué)和現(xiàn)代化教學(xué)手段，加強與工程實際的聯(lián)系，改革實驗教學(xué)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的動手實踐能力和思維能力，提高本門課程的學(xué)習(xí)效果。
參考文獻：
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第3篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；多媒體；交互式學(xué)習(xí)
作者簡介：葉學(xué)民（1973-），男，河北邢臺人，華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，副教授；李春曦（1973-），女，河北唐山人，華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，副教授。（河北?保定?071003）
基金項目：本文系華北電力大學(xué)2010年本科教育教學(xué)改革教育教學(xué)重點項目的研究成果。
中圖分類號：G642?????文獻標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）22-0052-02
一、“流體力學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀
“流體力學(xué)”作為能源動力類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，以研究流體的運動規(guī)律為主要內(nèi)容，并為后續(xù)的傳熱學(xué)課程學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)。由于教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣，既有工程應(yīng)用性，又包括大量的理論性內(nèi)容，且運用高等數(shù)學(xué)知識較多，因此學(xué)生普遍感到該課程概念模糊、內(nèi)容抽象且理論性較強，這在一定程度上影響了教學(xué)效果。[1-3]究其原因，一方面，傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式雖然在公式推導(dǎo)、理清思路、強化記憶、深入思考方面具有不可替代的優(yōu)勢，但同時也存在缺乏生動、活潑、形象的一面；另一方面，由于學(xué)生尚未具備對多數(shù)基本概念的物理直覺、對于呆板文字描述的理解需要豐富的想象力，難以激發(fā)其積極性。
多媒體技術(shù)作為一種新的教學(xué)手段，通過教材內(nèi)容與動態(tài)文本、圖像、動畫、音頻、計算機模擬技術(shù)的有機整合，使得原來抽象的概念形象化、枯燥的方程式清晰化、晦澀的物理過程機理生動化，可從多方面激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新思維，并且通過與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合起到了相得益彰的作用。近年來，隨著多媒體技術(shù)在計算機輔助教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用，多媒體輔助教學(xué)模式在高等教育中發(fā)揮了愈來愈重要的作用。[4-5]本文通過介紹自行開發(fā)的多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)，分析了該輔助教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)實踐中的應(yīng)用效果，為進一步提高教學(xué)效果起到了積極的示范作用。
二、輔助教學(xué)系統(tǒng)簡介
以Visual C++作為編程語言，結(jié)合Windows Media Player多媒體功能，在遵循軟件開發(fā)一致性、易用性、容錯和聯(lián)機幫助等設(shè)計原則基礎(chǔ)上，通過對教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性梳理，并參考國內(nèi)外多媒體流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，[6]開發(fā)了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)，其界面如圖1所示。該系統(tǒng)包括動力學(xué)、邊界層、運動學(xué)、名人堂、虛擬實驗室、演示、模擬、模擬器、圖片和表格、流動可視化等模塊，涵蓋了流體力學(xué)的絕大部分內(nèi)容。
動力學(xué)包含了流體的經(jīng)典研究方法、牛頓第二運動定律、納維爾-斯托克斯方程和各種邊界條件等。邊界層包含了邊界層概念、平板突然啟動產(chǎn)生的邊界層、層流邊界層、邊界層分離、不穩(wěn)定現(xiàn)象和紊流邊界層等，其中的教學(xué)短片不乏趣味性、生動性。運動學(xué)涵蓋了由質(zhì)點到場和由物質(zhì)導(dǎo)數(shù)到各種流動線等內(nèi)容，生動細(xì)致地描述了跡線、流線、脈線和等時線等抽象概念，通過運用豐富的流動顯示技術(shù)將運動過程展示出來。虛擬實驗室將動力學(xué)、運動學(xué)和邊界層等模塊中需要深入討論的部分細(xì)化出來，結(jié)合Java虛擬技術(shù)，讓使用者親自實現(xiàn)對流體流動等方面的模擬演示。演示將一部分錄像短片組織起來，作為特殊的演示呈現(xiàn)給使用者。模擬器基于Java虛擬機，將分子動力學(xué)模擬器、流體勢流構(gòu)造器和邊界層微分方程數(shù)值解等獨立出來，從使用者親自實踐。圖片和表格將一些紛繁蕪雜的圖片和教學(xué)短片有機地綜合起來，通過表格或視頻播放的形式，將這些信息歸納整理起來。流動可視化通過可視化手段將不可見的流體流動清晰演示出來。名人堂中闡述了十五位具有杰出貢獻的科學(xué)家的生平和卓越貢獻。
三、教學(xué)實踐效果分析
在“流體力學(xué)”的教學(xué)實踐中，適時地應(yīng)用了多媒體流體力學(xué)輔助教學(xué)系統(tǒng)（以下簡稱輔助教學(xué)系統(tǒng)），取得了良好的教學(xué)效果，現(xiàn)分析如下。
1.激發(fā)學(xué)生的求知欲
激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲是開展學(xué)習(xí)并獲得良好學(xué)習(xí)效果的前提。如果學(xué)生對于課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)缺乏基本的興趣，很難想象他能投入到課程的有效學(xué)習(xí)之中，更無從談起知識的綜合運用。因此，提高學(xué)習(xí)興趣就成了擺在授課教師面前的首要問題和關(guān)鍵所在。流體力學(xué)的內(nèi)容浩如煙海，涉及日常生活和工業(yè)應(yīng)用的方方面面，輔助教學(xué)系統(tǒng)的各模塊中提供了大量的鮮活實例，從而可有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲。
在講解緒論和各章節(jié)時，可通過觀看錄像、圖片集、名家事跡等提高學(xué)習(xí)興趣和動力。如因人體與外界環(huán)境存在溫差產(chǎn)生的自然紊流對流及鼻孔處的強迫紊流（圖2a），又如自然界中水蜘蛛在水面上運動形成的毛細(xì)波（圖2b），再如通過數(shù)值模擬獲得的肺部氣管和支氣管在呼吸過程中氣體的速度分布（圖2c）。這樣的生動活潑的實例讓學(xué)生感到大量有趣的流體力學(xué)現(xiàn)象就在身邊，但對其內(nèi)部物理機理的理解又需學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識，從而可激發(fā)學(xué)習(xí)動力。另外，輔助教學(xué)系統(tǒng)中的名人堂模塊，不僅可使學(xué)生了解諸如達(dá)芬奇（圖2d）、牛頓、馮卡門等15名著名流體力學(xué)家的生平，也使其對流體力學(xué)和其他學(xué)科的卓越貢獻有了較為全面的認(rèn)識，從而激發(fā)學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性和主動性。
2.建立物理直覺
第4篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：海洋科學(xué) 課程實踐 改革
隨著我國海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，對海洋類科技人才的要求也越來越高。流體力學(xué)是海洋科學(xué)類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)體系中占據(jù)重要地位。本課程的任務(wù)是通過學(xué)習(xí)，了解流體運動學(xué)和動力學(xué)的基本知識，掌握理想流體動力學(xué)的基本知識，掌握理想流體動力學(xué)的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無旋運動、粘性不可壓縮流體動力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門課程具有極強的理論性和實踐性，從而決定了這門課的教學(xué)目的既要使學(xué)生掌握理論知識，又要使學(xué)生學(xué)會如何運用到實際工程中去。然而，隨著教學(xué)體制的改革，學(xué)分制實施，流體力學(xué)的教學(xué)學(xué)時不斷縮短。課程教學(xué)多是為了滿足培養(yǎng)方案的要求，對系列化專業(yè)課程支撐不夠，教學(xué)效果不甚理想。因此，為了適應(yīng)新形勢下對人才培養(yǎng)的要求，我們對流體力學(xué)課程教學(xué)過程的各方面進行了改革和實踐，以達(dá)到以培養(yǎng)出合格的海洋類人才的目的。
1.教學(xué)理念改革
流體力學(xué)課程的特點是抽象概念多、理論性強、體系復(fù)雜、難度較大，許多知識點都包含了大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。也正是由于這些特點，所以需要改變傳統(tǒng)的以教師為中心的知識傳授型的教學(xué)理念，因為這種方式并不能使學(xué)生對所學(xué)知識留下深刻的印象，因而教學(xué)過程效率低，容易造成學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，不利于學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。新教學(xué)理念增強教學(xué)過程師生間的互動，突出學(xué)生的主體性，改變以往學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中被動接收的地位，合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，利用現(xiàn)代化的教學(xué)方式，是以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、科研素質(zhì)、創(chuàng)新意識為目的，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。希望通過流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握流體運動的一般規(guī)律及其有關(guān)的基本概念、基本理論、基本方法和基本實驗技能，同時具備較強的自學(xué)能力以及創(chuàng)新意識，為以后專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，打下牢固的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)內(nèi)容的改革
由于海洋科學(xué)類專業(yè)教學(xué)要體現(xiàn)海洋特色，海洋學(xué)的研究對象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動力海洋學(xué)研究宏觀海水的運動，所以無論在研究對象、研究目的還是研究方法上面，動力海洋學(xué)都是流體力學(xué)的具體應(yīng)用和發(fā)展。
針對這一教學(xué)內(nèi)容的要求，我們進行了流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革，使之適應(yīng)于當(dāng)前的海洋科學(xué)專業(yè)類的教學(xué)。考慮到目前國內(nèi)的流體力學(xué)課程內(nèi)容相當(dāng)寬泛，并不是特別適合海洋科學(xué)專業(yè)的教學(xué)需要，所以在內(nèi)容上作了調(diào)整，保留經(jīng)典流體力學(xué)的基本原理，同時加入了流體力學(xué)基本原理在海洋學(xué)中的具體應(yīng)用。例如，在講授研究流體運動的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時，介紹了兩種方法在海洋調(diào)查研究中的應(yīng)用；在講授有旋運動動力學(xué)中，將環(huán)流定理擴展到海洋和氣象等方面的具體應(yīng)用；在講授粘性流體動力學(xué)時，補充了柯氏力場中粘性流體的運動，并深入講授了風(fēng)生海流、地球轉(zhuǎn)動對梯度流方向隨深度變化的影響等。
這些內(nèi)容的加入和調(diào)整，使學(xué)生不但能夠深入理解相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，還能夠了解其具體的海洋學(xué)應(yīng)用，真正做到學(xué)以致用，并且可以平滑過渡到一些后續(xù)海洋類專業(yè)課程，如物理海洋學(xué)、海洋氣象學(xué)、大洋環(huán)流等，的學(xué)習(xí)當(dāng)中，同時也為將來考研或者研究生階段的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
3.教學(xué)方式的改革
教師教學(xué)方式就是教學(xué)中為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師所采用的一系列的教學(xué)行為和活動方式、方法的結(jié)合?？紤]到流體力學(xué)的學(xué)科特點，其基本方程、原理的推導(dǎo)較多，所以在傳統(tǒng)上以教師教授法為主，即以教師為主體進行知識的講授教學(xué)活動。但是單純的講授法存在一些問題，就是容易在課堂上與學(xué)生缺乏互動交往，從而不能有效的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此，在流體力學(xué)的教學(xué)過程中，轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，將以教為主的教學(xué)設(shè)計和以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計結(jié)合起來，通過多種方式實現(xiàn)教學(xué)的良性互動，提高教學(xué)質(zhì)量。
3.1多媒體教學(xué)改革
傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法的特點是推導(dǎo)過程細(xì)致、講解入微，這在一些復(fù)雜的定理推導(dǎo)過中可以有效的幫助學(xué)生理解整個推導(dǎo)過程，也有助于學(xué)生掌握推導(dǎo)方法和技巧。但是，板書教學(xué)也有不足之處，一是采用板書教學(xué)傳授的信息量不夠大，由于流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中存在大量的公式原理的推導(dǎo)，所以往往需要較多的課時才能滿足教學(xué)要求；二是部分教學(xué)內(nèi)容不夠直觀，流體力學(xué)的一門理論與實際結(jié)合的學(xué)科，所以很多的理論都有其對應(yīng)的實際流動現(xiàn)象，所以板書對此無能為力。
多媒體教學(xué)可以有效的彌補板書教學(xué)上存在的不足，單課時能夠提供較多的教學(xué)信息量，有效提高教學(xué)效率。另外，多媒體教學(xué)可以增加課堂教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)效果，通過一些多媒體素材展示了相關(guān)的流動現(xiàn)象，通過視覺、聽覺等多種信息傳遞方式，幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，這對于抽象的流體力學(xué)理論教學(xué)是一種相當(dāng)好的授課形式。但是多媒體教學(xué)也存在一些不足之處，在公式的推導(dǎo)過程中，翻頁式的教學(xué)明顯加快了教學(xué)節(jié)奏，使得學(xué)生對推導(dǎo)過程了解不夠深入，部分細(xì)節(jié)不明所以，學(xué)生的思考時間減少，另外就是多媒體教學(xué)的推廣，很多學(xué)生都沒有了記筆記的習(xí)慣。
針對以下兩種教學(xué)方式的特點，在海洋科學(xué)專業(yè)流體力學(xué)的教學(xué)過程中，我們采用了兩種教學(xué)方式相結(jié)合的方法。對于一些重要的基本原理，仍然采用傳統(tǒng)的板書式教學(xué)，力求傳授給學(xué)生流體力學(xué)的研究方法和研究思路。而對于推導(dǎo)結(jié)果，則采用多媒體的方式進行展示，在實際的教學(xué)中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學(xué)現(xiàn)象，如波浪、海流、臺風(fēng)等，將其以直觀的形式與對應(yīng)的流體力學(xué)理論結(jié)合，這樣既加深了學(xué)生的理解，也引發(fā)學(xué)生進行海洋學(xué)研究的興趣。實際的教學(xué)過程顯示，課堂教學(xué)效果較好。
3.2課堂教學(xué)過程改革
為了能夠使學(xué)生更好的融入課堂教學(xué)，在講授法的基礎(chǔ)上，采取了問答法、引導(dǎo)法多種教學(xué)方式作為輔助。
問答法是教師通過提出問題引導(dǎo)學(xué)生積極進行思考，學(xué)生自己得出結(jié)論來獲取知識，可以有效的使學(xué)生主動參與課堂學(xué)習(xí)。在流體力學(xué)的教學(xué)過程中，合理的設(shè)計課堂問題，避免問題過易或者過難，前者不能達(dá)到啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考的效果，后者會讓學(xué)生對流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生畏難情緒，不利于知識的深化教學(xué)。同時，問題的設(shè)計也要有啟發(fā)性、典型性，問題的數(shù)量一般控制在每節(jié)課2個左右，根據(jù)相關(guān)的知識點進行設(shè)計。
引導(dǎo)法是教師引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對獨立的形式學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，這種方法更能鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在流體力學(xué)的教學(xué)過程中，對于引導(dǎo)法的使用一般安排在內(nèi)容相對簡單，或者教學(xué)內(nèi)容有相似重復(fù)處。如將雷諾輸運定理應(yīng)用于連續(xù)方程、動量方程等的推導(dǎo)，教師講授連續(xù)方程的推導(dǎo)，而其后對于動量定理、能量定理等的推導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生獨立完成。通過這樣的引導(dǎo)過程，使得學(xué)生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養(yǎng)了自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。
3.3引入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法
為了能夠有效的利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行教學(xué)，推進課程的網(wǎng)絡(luò)化改革，建設(shè)了流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程。為避免網(wǎng)絡(luò)課程成為簡單的課堂內(nèi)容的重復(fù)再現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計過程中考慮與實際的課堂教學(xué)的互動性與互補性，除了提供課程教學(xué)視頻錄像供學(xué)生復(fù)習(xí)以外，還提供了非常豐富的相關(guān)多媒體教學(xué)資源、輔導(dǎo)資料，并將網(wǎng)絡(luò)課程作為學(xué)生自學(xué)的一個重要的課后輔導(dǎo)工具，提供在線答疑。另外學(xué)生還可以網(wǎng)絡(luò)課程提出對于教學(xué)過程的各種建議反饋，促進教學(xué)改革。網(wǎng)絡(luò)課程的開設(shè)，使得流體力學(xué)的整個教學(xué)過程具有了交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等特點。
4.結(jié)語
通過近幾年較為系統(tǒng)的流體力學(xué)課程教學(xué)改革，包括更新教學(xué)理念、調(diào)整和補充部分海洋特色的教學(xué)內(nèi)容、運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、改革課堂教學(xué)過程等途徑，大大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，顯著提升了教學(xué)效果，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。但仍需進一步完善教學(xué)體系，提高教學(xué)水平，將教與學(xué)有機結(jié)合，對海洋科學(xué)類專業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)改革進行不斷探索和實踐。
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第5篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：高等流體力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)模式
中圖分類號：G643 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0192-03
近幾年，計算流體力學(xué)與各種工程實際問題的結(jié)合越來越密切，已成為解決各種流體流動與傳熱問題的強有力工具，并已成功應(yīng)用于建筑、環(huán)境、流體機械等技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域。過去只能靠實驗手段才能得到的某些結(jié)果，現(xiàn)在已可以借助于計算流體力學(xué)的手段來完成。在高等建筑院校的土木工程、環(huán)境科學(xué)與工程等學(xué)科中，因涉及大量的流體流動問題，因此，普遍開設(shè)了研究生課程――高等流體力學(xué)（計算流體力學(xué)）。
多年來，計算流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要是有限差分法、有限元法、離散化方法等，重點仍然是算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、收斂性的證明及離散精度的討論。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對課程中涉及的大量數(shù)學(xué)推導(dǎo)感到乏味，課程學(xué)完后，如何采用計算流體力學(xué)方法對一個具體的流體流動問題進行模擬和分析，學(xué)生往往感到無從下手，并且難以正確采用計算流體力學(xué)的理論和方法解決工程實際問題，因此學(xué)生也不能學(xué)以致用。當(dāng)前的研究生課程教學(xué)，不僅在分析問題的深度和廣度上顯得不足，在教學(xué)方法上也存在靈活性不足，互動性不夠，缺乏新穎性等問題。因此，結(jié)合學(xué)科的發(fā)展特點對計算流體力學(xué)課程現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系及教學(xué)方法進行改革，并進一步將計算流體力學(xué)理論與解決工程實際問題緊密聯(lián)系在一起，培養(yǎng)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力顯得尤為必要。
我校研究生課程“高等流體力學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容緊密圍繞計算流體力學(xué)的內(nèi)容，課程組在重慶大學(xué)研究生重點課程和重慶市研究生重點課程教改項目“高等流體力學(xué)”的資助下，對教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革做出了一些嘗試，力圖使其教學(xué)內(nèi)容反映學(xué)科的特色，發(fā)揮計算流體力學(xué)本身應(yīng)有的優(yōu)勢。此外，由于研究生課程教學(xué)學(xué)時有限、學(xué)生基礎(chǔ)不均，因此，在教學(xué)過程中，合理選擇教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)效率、拓展課程的專業(yè)視野、增強學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，使得課程學(xué)習(xí)更好地服務(wù)于課題研究，是該課程必須考慮的幾個主要環(huán)節(jié)。本文圍繞高等流體力學(xué)課程教學(xué)改革進行了一些探討，并提出了一些建議。
一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）已經(jīng)超越了其傳統(tǒng)的外延和內(nèi)涵，不再僅僅是一些數(shù)學(xué)理論和概念，而正成為一門建立在經(jīng)典流體力學(xué)與數(shù)值計算方法基礎(chǔ)之上的新型獨立學(xué)科。就CFD本質(zhì)來講，流體動力學(xué)是建立能準(zhǔn)確描述具體流動過程的數(shù)學(xué)微分方程組，依據(jù)模擬幾何模型和流動過程特點給予相應(yīng)的邊界條件，最后，聯(lián)立求解方程組，得出一定精度的模擬結(jié)果[1]。CFD兼有理論性和實踐性的雙重特點。特別是隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展和數(shù)值計算方法的日趨成熟，出現(xiàn)了基于現(xiàn)有流動理論的商用CFD軟件，可以通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數(shù)值解，從而達(dá)到研究物理問題的目的。商用軟件的出現(xiàn)為學(xué)生學(xué)習(xí)掌握計算流體力學(xué)提供了有力的輔助手段，但是計算流體力學(xué)所依賴的基本流體力學(xué)知識和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)仍然是非常重要的。因此，為順應(yīng)科學(xué)的發(fā)展和工程問題研究的需要，計算流體力學(xué)作為一門重要的研究生學(xué)位課程，在教學(xué)中既要注重理論知識講解，還需拓展其實際應(yīng)用范圍。對于普通建筑工程類專業(yè)的研究生來講，最關(guān)心的是如何用CFD手段來解決本研究領(lǐng)域的實際問題，所以關(guān)鍵是掌握計算流體力學(xué)關(guān)于建模、離散、湍流模型的選擇、對流差分項的格式及時間積分格式的特點等內(nèi)容；學(xué)會如何編制自己的CFD程序；如何使用現(xiàn)有的商用軟件。
課程的教學(xué)目標(biāo)，要求學(xué)生完成高等流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)后，必須掌握流體力學(xué)的分析推理方法，常見湍流計算模型以及相關(guān)軟件（CFD）的使用，要具備利用高等流體力學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。在課程內(nèi)容方面的設(shè)計上，應(yīng)注意內(nèi)容的系統(tǒng)連貫和循序漸進，便于學(xué)生掌握基本理論和分析流體力學(xué)問題的基本方法。
優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容包括以下幾個部分：①矢量場論；②流體力學(xué)基本概念及運動描述；③流體力學(xué)基本方程組及其求解；④湍流現(xiàn)象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流體流動的數(shù)值分析方法；⑥離散化方法；⑦對流與擴散以及流場計算；⑧軟件――CFX及其應(yīng)用。其中，為了加深對流體力學(xué)的理性認(rèn)識和理解，掌握流體力學(xué)中的思維特點和較綜合的分析推理方法，使學(xué)生在理論修養(yǎng)和實際處理流體力學(xué)問題的能力上都有明顯的提高，課程組教師在教學(xué)過程中，新增了離散化方法、對流與擴散以及流場計算和軟件應(yīng)用三個部分的內(nèi)容。增加了CFD軟件的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生的對軟件的使用操作的理解，使其學(xué)以致用。減少了勢流計算、粘性流動解析解以及邊界層理論這部分內(nèi)容。加大了CFD應(yīng)用程序這部分內(nèi)容。
教材選用本校課程組編寫的《高等流體力學(xué)》，帕坦卡編寫的《傳熱與流體流動的數(shù)值方法》，和陶文銓編寫的《數(shù)值傳熱學(xué)》；參考教材選用吳頌平翻譯的《計算流體力學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用》，王福軍編寫的《計算流體動力學(xué)分析》，張兆順著的《渦流大渦數(shù)值模擬的理論和應(yīng)用》；實踐教材選用孫紀(jì)寧編著的《ANSYS CFX對流傳熱數(shù)值模擬基礎(chǔ)應(yīng)用教程》；此外，我們還建立了相關(guān)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，網(wǎng)站上有課程大綱、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)輔助材料等。
課程學(xué)時數(shù)共45學(xué)時，采用“兩段制模式”教學(xué)，即將計算流體力學(xué)課程分為既有關(guān)聯(lián)、又相互獨立的兩部分。第一部分以基礎(chǔ)知識為主，第二部分以應(yīng)用為主。兩部分獨立講授，第一部分著重講述流體動力學(xué)基本方程、離散化特征、對流差分格式、邊界條件的處理、紊流模型等，第二部分講述流體流動仿真與CFD軟件應(yīng)用。授課對象為學(xué)術(shù)型碩士、專業(yè)型碩士，授課對象是掌握較強流體力學(xué)知識的學(xué)術(shù)型碩士研究生時，強化第一部分內(nèi)容；授課對象是專業(yè)學(xué)位研究生時，則側(cè)重第二部分內(nèi)容。
二、豐富教學(xué)方法，注重自主學(xué)習(xí)能力
1.凝練教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)起點。為了使高等流體力學(xué)課程的知識更好地為建筑環(huán)境與設(shè)備工程、市政工程、環(huán)境工程等專業(yè)服務(wù)，需要對教學(xué)內(nèi)容進行凝練。通過參閱其他理工科院校相關(guān)院系的教材和講義，從中精選出適合專業(yè)需要的內(nèi)容編寫教材，并對某些不足進行改進，注重內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性，使之既能清晰反映高等流體力學(xué)的基本理論，又能結(jié)合上述幾個專業(yè)的實際應(yīng)用特點，與專業(yè)課進行有機銜接和整合。著重收集了與建筑土木工程相關(guān)的流體力學(xué)內(nèi)容。
考慮到研究生的知識水平和知識結(jié)構(gòu)與本科生有較大區(qū)別，并且多數(shù)學(xué)生已經(jīng)掌握了工程流體力學(xué)的一些基礎(chǔ)知識，選取的教學(xué)內(nèi)容具有較高的起點，使學(xué)生在較高的層面上學(xué)會應(yīng)用流體力學(xué)這個理論工具。
2.采用精講多練的教學(xué)方法。教學(xué)方法由講授、聯(lián)想、解疑、歸納、作業(yè)這幾個部分組成。其中講授要抓住重點難點，由淺入深的講解，由于課時較少，內(nèi)容多，要求學(xué)生在上課前充分準(zhǔn)備每一講的內(nèi)容。在課程教學(xué)中改變教師講、學(xué)生聽的習(xí)慣做法，使學(xué)生在課堂上積極思考、踴躍發(fā)言。
高等流體力學(xué)課程具有理論性強、數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力要求高的特點；但是另一方面，其課時相對較少，為了解決內(nèi)容深與課時少的矛盾，在授課方法上側(cè)重于精講多練。對關(guān)鍵的基礎(chǔ)理論部分（如流體力學(xué)基本守恒方程的推導(dǎo)），安排較多的學(xué)時講深講透，使學(xué)生能夠從本質(zhì)上掌握流體力學(xué)這個理論工具。同時，課后安排與基本理論密切相關(guān)的習(xí)題和工程問題讓學(xué)生加以訓(xùn)練，使學(xué)生加深對理論的理解和消化，同時提高應(yīng)用理論工具解決實際問題的能力。
3.利用板書、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段。高等流體力學(xué)課程是一門理論性和應(yīng)用性都很強的學(xué)科，授課手段不應(yīng)一成不變。在公式推導(dǎo)過程中較多地采用板書的方式更符合學(xué)生的思維習(xí)慣；對于一些實際工程問題或自然中存在的流體力學(xué)現(xiàn)象，采用動畫或視頻的形式展示更加生動形象，可以幫助學(xué)生較快地建立感性認(rèn)識，從而更好地理解復(fù)雜規(guī)律。同時，利用網(wǎng)絡(luò)及時向?qū)W生提供教學(xué)資源，包括：課程大綱、授課教案、講義、課后習(xí)題、國內(nèi)外相關(guān)教材等資料，旨在給學(xué)生提供一個全面、簡便、輕松的教學(xué)環(huán)境。
4.利用試驗和CFD模擬加深學(xué)生對基本理論的理解。本課程利用學(xué)校和學(xué)院的實驗設(shè)備資源，開設(shè)演示性實驗、驗證性試驗和設(shè)計性試驗。安排適量的CFD程序操作課程，并邀請國內(nèi)外大型設(shè)計院人員講解CFD軟件，加深學(xué)生對流體力學(xué)工程應(yīng)用的理解。此外，課題組任課教師所從事的科研活動，也給不少學(xué)生提供了實踐的機會和場所。收集了與建筑土木工程相關(guān)的工程案例，通過案例討論和分析，增強學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，提升課程教學(xué)的互動效果，增強學(xué)生運用理論知識分析并解決工程實踐問題的能力。
5.啟動雙語教學(xué)。為了便于學(xué)生快速準(zhǔn)確地理解國際上關(guān)于本學(xué)科的新知識和先進技術(shù)，使學(xué)科技術(shù)更好的與國際接軌，我們在教學(xué)中逐漸開展了雙語教學(xué)?？紤]到學(xué)校的實際情況、學(xué)生英語水平參差不齊等問題，一開始就全部采用外語教學(xué)，勢必會影響教學(xué)效果，因此在學(xué)生學(xué)習(xí)初期使用母語教學(xué)，然后逐漸地部分或全部使用第二語言（英語）進行教學(xué)。同時我們加強師資隊伍建設(shè)，培養(yǎng)年輕的老師出國深造，能夠更好地講解國外原版的專業(yè)教材，使學(xué)生能夠閱讀相關(guān)技術(shù)知識的英文文獻資料，在雙語教學(xué)實踐中并且結(jié)合工科專業(yè)特點，能熟練運用相關(guān)的英文編程工具和商業(yè)軟件，能夠應(yīng)用英文處理和交流相關(guān)問題，拓展課程中的專業(yè)視野。
三、教學(xué)模式：互動式教學(xué)
保羅?佛萊雷說過：“沒有了對話，就沒有了交流；沒有了交流，也就沒有真正的教育?！盵2]互動式教學(xué)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和協(xié)作能力，因此成為國際上大力推行的教學(xué)策略之一[3]。
相對于本科教育，研究生教學(xué)中更注重對學(xué)生獨立解決實際問題能力的培養(yǎng)，所以在研究生課程教學(xué)中更應(yīng)該采用互動式教學(xué)模式，可以更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作力和培養(yǎng)獨立思考能力。教學(xué)中改變一味地灌輸，注重方法，突出學(xué)生的主體地位，發(fā)揮其主動性，積極開展討論式、演講式、辯論式、案例式等多種形式的教學(xué)方法，激發(fā)其主動思維、辨析、討論的熱情。我們在課程教學(xué)中設(shè)計了以小組為單位，針對實際工程問題，進行仿真案例計算。在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)盡量將講授的新知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生感興趣的問題，使抽象的理論內(nèi)容借助生動具體的案例和多媒體場景形象化；關(guān)注學(xué)生的個體差異，創(chuàng)造出能夠調(diào)動學(xué)生積極性和學(xué)習(xí)興趣的課堂氛圍，使學(xué)生在寬松的環(huán)境中學(xué)習(xí)和探索。
四、結(jié)束語
在計算流體力學(xué)的教學(xué)實踐中，作者把握《高等流體力學(xué)》中的重要思想方法，流體力學(xué)問題的本質(zhì)，進行深入淺出、生動活潑的講解。同時結(jié)合作者的科研項目、生活、生產(chǎn)中的實際問題，向?qū)W生傳授治學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識，通過近年的實踐收到了良好的效果。
參考文獻：
[1]翟建華.計算流體力學(xué)（CFD）的通用軟件[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2005，26，（2）.
[2]保羅?佛萊雷.被壓迫者教育學(xué)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2001.
第6篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；項目教學(xué)；教學(xué)方法；合作學(xué)習(xí)；考核評價
作者簡介：徐硯（1961-），女，黑龍江呼蘭人，哈爾濱電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系，副教授；王洪旗（1964-），男，河北河間人，哈爾濱電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150030）
中圖分類號：G642.0?????文獻標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）33-0057-01
在電廠熱能動力裝置專業(yè)（簡稱熱動專業(yè)）開展的基于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)試點工作中，根據(jù)熱動專業(yè)人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)，認(rèn)真研究和分析了本專業(yè)崗位的典型工作任務(wù)和職業(yè)素質(zhì)需求特點，將原“工程流體力學(xué)”課程進行分析論證整合，調(diào)整為學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程“流體流動能量分析”，旨在強調(diào)流體作為電力生產(chǎn)的重要工作介質(zhì)所起的能量輸送和轉(zhuǎn)換的重要作用。采用更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學(xué)方法和內(nèi)容，先進的教學(xué)設(shè)計理念和現(xiàn)代教育手段，小組合作學(xué)習(xí)的方法，注重學(xué)習(xí)過程和素質(zhì)能力的評價方式，全面提升教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程、考取本專業(yè)相關(guān)的“職業(yè)資格證書”、完成本專業(yè)相關(guān)崗位的工作任務(wù)打下良好基礎(chǔ)。
一、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容
電廠熱能動力裝置專業(yè)主要面向發(fā)電、電力建設(shè)等企業(yè)，培養(yǎng)能夠完成熱力設(shè)備安裝、檢修、運行、調(diào)試和技術(shù)管理工作任務(wù)，德、智、體、美全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才?！傲黧w流動能量分析”課程是本專業(yè)進行職業(yè)崗位能力培養(yǎng)的一門核心課程，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課的范疇，不直接對應(yīng)典型的工作任務(wù)，反映部分典型工作任務(wù)的某些共性內(nèi)容與要求。在本專業(yè)主要崗位群中（汽輪機運行值班員、鍋爐運行值班員、除塵脫硫值班員、鍋爐檢修工、汽輪機檢修工、泵與風(fēng)機檢修工等）都必備流體力學(xué)知識。按照本專業(yè)崗位的實際工作任務(wù)需求構(gòu)建課程體系、組織教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)項目，采取了項目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、行動導(dǎo)向的教學(xué)模式，注重學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實際工作的一致性，使理論教學(xué)與實驗教學(xué)緊密聯(lián)系，為崗位需求提供職業(yè)能力，為培養(yǎng)高端技能型人才提供保證。
采用將教學(xué)內(nèi)容模塊化、層次化的教學(xué)方式，面向電力生產(chǎn)技術(shù)，根據(jù)工作任務(wù)和工作過程確定教學(xué)內(nèi)容，再通過歸納、總結(jié)、提煉并遵循認(rèn)識規(guī)律將教學(xué)內(nèi)容總結(jié)為教學(xué)項目，依據(jù)電廠熱力設(shè)備和系統(tǒng)的實際水力分析及計算的工作任務(wù)設(shè)計教學(xué)項目和學(xué)習(xí)任務(wù)。針對每個學(xué)習(xí)任務(wù)按照咨詢、決策計劃、實施、檢查評價等進行教學(xué)組織設(shè)計。本課程共設(shè)計了“流體及其壓力的認(rèn)識”、“靜止流體勢能轉(zhuǎn)換分析”、“流動流體機械能轉(zhuǎn)換分析”、“流動阻力損失的計算”、“繞流運動分析”、“氣體流動特性分析”六個教學(xué)項目（含18個教學(xué)任務(wù)），每個教學(xué)項目設(shè)有知識目標(biāo)、專業(yè)能力目標(biāo)、職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)。知識目標(biāo)側(cè)重于應(yīng)知，重在基本概念、基本原理的掌握和理解；能力目標(biāo)側(cè)重于應(yīng)會，能用所學(xué)的流體力學(xué)知識分析和解決工程實際問題；素質(zhì)目標(biāo)強調(diào)團隊精神、職業(yè)道德、交流和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。緊密圍繞本專業(yè)崗位需求，學(xué)習(xí)實際工程所涉及到的流體力學(xué)的基本概念、基本原理，并具有一定的流體能量分析能力和管路水力計算能力。在完成相關(guān)訓(xùn)練項目的過程中學(xué)習(xí)有關(guān)的技術(shù)知識，分別對應(yīng)理論驗證和單項技術(shù)運用能力的培養(yǎng)、動手能力與設(shè)計計算能力的培養(yǎng)、知識拓展能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
二、教學(xué)方法和教學(xué)手段
采用工學(xué)結(jié)合、理實一體的教學(xué)模式，根據(jù)不同項目內(nèi)容，在教學(xué)中靈活運用項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、案例分析、多媒體演示、分組討論、實驗、啟發(fā)引導(dǎo)、邊講邊練等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實踐，提高教與學(xué)的效果。授課前一周向?qū)W生下達(dá)項目任務(wù)書，內(nèi)容包括學(xué)習(xí)任務(wù)描述，學(xué)習(xí)場地、設(shè)備，知識、素質(zhì)、能力目標(biāo)，咨詢問題和途徑等，學(xué)生按照任務(wù)書的要求，咨詢信息形成學(xué)習(xí)筆記，小組討論形成項目實施方案。做到課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)相結(jié)合，自主學(xué)習(xí)與指導(dǎo)教學(xué)相結(jié)合。通過貼近崗位工作的電力生產(chǎn)實際案例導(dǎo)入知識，訓(xùn)練分析和計算能力，使能力培養(yǎng)與工程實踐相結(jié)合。選題、選材注重共識性、綜合性、工程性、創(chuàng)新性，同時體現(xiàn)新穎性、趣味性、互動性。將實踐性強、技能訓(xùn)練要求高的內(nèi)容，通過模擬實驗、實驗操作、邊講邊練的方式，提高學(xué)生的動手能力。將傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教育技術(shù)相融合，向?qū)W生提供教學(xué)資源庫（包括教學(xué)課件、自學(xué)指導(dǎo)書、習(xí)題集、實驗指導(dǎo)書、模擬實驗軟件、相關(guān)電力生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)視頻和圖片、國家精品課網(wǎng)址、其他參考教材等），開闊學(xué)生視野，拓寬學(xué)習(xí)渠道。充分利用多媒體課件、錄像片、圖、表、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，通過視覺、聽覺，全方位加強學(xué)生對知識的理解和記憶，同時結(jié)合板書等傳統(tǒng)授課手段，揚長避短，獲得最佳效果。
三、學(xué)習(xí)方法和考核評價
以學(xué)生為中心，支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)，每個項目的實施都采用小組合作學(xué)習(xí)的方法，強化學(xué)生的團隊協(xié)作精神，增強學(xué)生主動參與和個性發(fā)展。班級40人，分成4個小組，課上先由小組派代表匯報咨詢信息情況、存在問題，再由教師適時講解、分析，最后小組討論總結(jié)，實驗和水力計算項目由小組自行設(shè)計方案，分工合作完成。事實證明，試點班學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)積極性和主動性明顯提升。
突破傳統(tǒng)考核模式，加強過程考核，注重素質(zhì)和能力培養(yǎng)，全面公正評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。職業(yè)能力評價占總成績的70%，職業(yè)素養(yǎng)評價占總成績的30%。
1.職業(yè)能力評價
（1）基礎(chǔ)知識評價。主要側(cè)重于對各個工作任務(wù)中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解，如連續(xù)性方程、能量方程、阻力損失計算等。考核方式為期中測試和期末考試。
（2）專業(yè)能力評價。主要側(cè)重于用所學(xué)的流體力學(xué)知識分析和解決工程實際問題。包括實驗項目的操作能力表現(xiàn)，設(shè)計計算能力，分析和解決問題的能力?？己朔绞綖橥瓿擅總€教學(xué)項目過程中的咨詢問題回答、學(xué)習(xí)檔案檢查、實驗操作檢查、課業(yè)報告檢查。
2.職業(yè)素養(yǎng)評價
（1）平時考勤評價。根據(jù)平時上課和實驗出勤率進行評價。
（2）學(xué)習(xí)態(tài)度評價。根據(jù)每個學(xué)習(xí)任務(wù)完成過程的實際表現(xiàn)，如學(xué)習(xí)態(tài)度、是否遵守紀(jì)律、是否團結(jié)互助等進行評定?？己朔绞綖閭€人評價、教師評價、小組評價和小組互評。
四、結(jié)束語
工學(xué)結(jié)合作為職業(yè)教育的重要特征已被大家所認(rèn)識，探索和建立適合國情、符合工學(xué)結(jié)合要求的新型職業(yè)教育課程模式，成為廣大職業(yè)院校提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。對熱動專業(yè)的“工程流體力學(xué)”課程進行了基于工作過程系統(tǒng)化的改革研究與實踐探索，旨在找到更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，全面提升教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)、能力。
參考文獻：
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[2]徐國慶.職業(yè)教育項目課程開發(fā)指南[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009.
第7篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞 流體力學(xué) 工程實例 教學(xué)模式改革
0引言
“流體力學(xué)”課程是工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，綜合了張量、場論、復(fù)變函數(shù)、數(shù)值方法等數(shù)學(xué)知識，在水利、土木、建筑和熱能等工程技術(shù)領(lǐng)域中都涉及許多流體力學(xué)問題。目前許多高校教師在講授該門課程時還是采用傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的單向傳授方式，課堂中注重基本概念的講解和公式的推導(dǎo)，課堂教學(xué)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)聯(lián)系較弱，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對所學(xué)知識點理解不夠深刻，逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣。因此此次教學(xué)模式改革提出以工程實例為導(dǎo)向，在授課中采用工程案例分析、增加實踐環(huán)節(jié)和第二課堂等綜合形式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動學(xué)生積極性，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
1教學(xué)改革思路
第一，由于在流體力學(xué)教學(xué)過程中，知識點比較抽象，學(xué)生難理解。因此，打破以往“滿堂灌”式授課方式，針對某些重要知識點，首先教師課前布置任務(wù)，學(xué)生初步了解課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題和主觀學(xué)習(xí)能力。在授課過程中，教師針對課堂講授的內(nèi)容，運用多媒體教學(xué)方式，向?qū)W生展示圖片、視頻、動畫等信息，比傳統(tǒng)方式更直觀、更容易被學(xué)生接受，與傳統(tǒng)板書教學(xué)方式相結(jié)合，優(yōu)勢互補，尤其對于推導(dǎo)繁瑣公式，教師運用多媒體方式可以強化學(xué)生的理解。并且，教師應(yīng)注重理論聯(lián)系實際，通過工程案例分析和討論等方法，講授某些特定知識點對應(yīng)的工程問題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)課程的興趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的主觀能動性，加深學(xué)生對該課程內(nèi)容的理解和認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析流體力學(xué)問題和建立相應(yīng)模型和分析計算的能力。學(xué)生通過工程案例分析，可以理解不同流態(tài)流體所對應(yīng)的工程背景及其理論基礎(chǔ)，利用課堂所學(xué)理論知識總結(jié)其流動規(guī)律。課中針對某重要知識點，教師布置相關(guān)綜合訓(xùn)練內(nèi)容，學(xué)生自主完成綜合報告，在此過程中學(xué)生能夠充分理解相關(guān)知識點，建立知識體系，掌握該知識點在實際工程中應(yīng)用，并能夠在實際生產(chǎn)生活中合理運用該知識點。另外，對于某些特殊的知識點，教師還可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，列舉生活中的流體力學(xué)問題，聯(lián)系生活進行講授，具體內(nèi)容為：
第二，通過理論與實踐相結(jié)合的方式，在保證課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，采用多種形式的實踐活動，增加實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)是理論與實踐相結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)基礎(chǔ)理論，能夠幫助學(xué)生更好地理解理論知識，培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力。在學(xué)校工科專業(yè)，實驗教學(xué)顯得尤為重要。在實驗的教學(xué)過程中，為使學(xué)生更好地掌握重點和難點，加深學(xué)生對實驗操作技能的掌握，采用“教”、“學(xué)”、“做”相結(jié)合的教學(xué)方法，以精講多練為主。在實驗操作之前，讓學(xué)生理解實驗流程中的每一步驟，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，對知識的重點和難點有進一步的理解。此外，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，為學(xué)生提供創(chuàng)新空間。學(xué)生通過工程流體力學(xué)實驗，直觀明了地觀察不同流態(tài)的流動現(xiàn)象，量測不同流態(tài)的流動參數(shù)，分析其流動特點，再與理論相結(jié)合總結(jié)流動規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性與創(chuàng)新性，為學(xué)生將來更好地投入工程實際奠定基A。
第三，采用工程性質(zhì)形式的試題幫助學(xué)生掌握知識點及其應(yīng)用。同時，授課時增加課堂對話、采用互動式教學(xué)方法，及時了解學(xué)生掌握情況并對課程教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整。另外，開設(shè)理論學(xué)習(xí)和實踐操作的第二課堂，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并加大課外作業(yè)量，使學(xué)生通過作業(yè)消化課堂教學(xué)內(nèi)容，每次作業(yè)批改結(jié)束后，通過習(xí)題課幫助學(xué)生辨析原理理解的誤區(qū)、概念混淆之處等習(xí)題中出現(xiàn)的問題。任課教師定期進行教學(xué)研討，對教學(xué)中的難點、重點進行討論，群策群力，尋求好的解決方法。平時注意收集教學(xué)中的難點、重點問題，組織老師進行研究，在教學(xué)研討時集中交流。
2教學(xué)組織過程
2.1課堂講授
以學(xué)生為中心，以教師為導(dǎo)學(xué)、助學(xué)為主，利用工程案例分析、生活實例和小組討論等形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)參與熱情與積極性。課前布置工程案例分析，學(xué)生自行查閱資料，課堂上分組討論，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取已有知識和創(chuàng)造新知識的能力。以工程問題為主線，提出與之相互對應(yīng)的課程內(nèi)容，進而解釋課程內(nèi)容的性質(zhì)、原理以及適用條件，總結(jié)解決此類工程問題的方法和規(guī)律，使得學(xué)生對于知識點內(nèi)容的理解更加生動具體。
2.2增加實踐環(huán)節(jié)
本專業(yè)流體力學(xué)課程共64學(xué)時，此次教學(xué)模式改革準(zhǔn)備通過理論與實踐相結(jié)合的方式，融入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)體系中實驗環(huán)節(jié)為輔助教學(xué)部分，各實驗互相獨立，綜合性不強，造成學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較差。目前學(xué)校擁有兩個流體力學(xué)實驗室，不僅可以開展流體力學(xué)基礎(chǔ)演示實驗，學(xué)生還可以動手參與伯努利方程實驗、畢托管測速實驗等相關(guān)實驗。在實驗操作過程中，結(jié)合工程中流體流動問題，學(xué)生能夠更加直觀明了地觀察到流體處于不同工程問題中所對應(yīng)的流動現(xiàn)象和規(guī)律，量測不同流態(tài)的流動參數(shù)，進而結(jié)合課堂講授的內(nèi)容驗證實踐結(jié)果。同時，教師應(yīng)為學(xué)生留有一定空間，學(xué)生可以在充分理解所需知識內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，開展創(chuàng)新型實驗設(shè)備的設(shè)計，這一過程充分調(diào)動學(xué)生科學(xué)研究熱情，突出培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，教師引導(dǎo)學(xué)生提出問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S及創(chuàng)新能力。
2.3第二課堂
流體力學(xué)課程包括流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)和流體動力學(xué)三大部分，課程講述內(nèi)容較多。針對這種知識內(nèi)容多而學(xué)時短的情況，此次課程建設(shè)增加理論第二課堂和實踐第二課堂。對于理論學(xué)習(xí)第二課堂，學(xué)生可通過微信或QQ等網(wǎng)絡(luò)通訊工具，隨時給授課教師留言或在線溝通，說明不懂的知識點，教師可以在網(wǎng)上給予學(xué)生詳細(xì)的解答，既利用了課余時間答疑，又為同學(xué)提供了方便，同時又解決了課程學(xué)時的限制，極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實踐第二課堂主要體現(xiàn)在實驗室全天開放制度，在保證學(xué)生一定數(shù)量的前提下，學(xué)生可提前預(yù)約做實驗。這樣學(xué)生就有充足的時間來完成實驗過程，既豐富了學(xué)生的課余生活，又充分地培養(yǎng)了學(xué)生自己動手的能力。
2.4增加綜合訓(xùn)練
針對重點章節(jié)知識點，如伯努利方程、N-S方程等，結(jié)合工程案例，教師布置綜合訓(xùn)練任務(wù)。學(xué)生通過上網(wǎng)、借閱相關(guān)書籍，獲取相關(guān)資料并獨立深入學(xué)習(xí)分析，再與小組成員討論，集思廣益，進而理解工程案例中方程應(yīng)用原理，并與所學(xué)理論知識相聯(lián)系，掌握相關(guān)知識點及模型建立方法，集中答辯匯報所學(xué)知識內(nèi)容和實驗數(shù)據(jù)。通過綜合訓(xùn)練，學(xué)生可以構(gòu)建相關(guān)知識體系，并聯(lián)系工程實際，將其融會貫通，真正實現(xiàn)“理論聯(lián)系實際”。在此過程中，也培養(yǎng)了學(xué)生團隊合作、人際交往、自主探究、分析問題、解決問題及應(yīng)用實踐的能力。
2.5考核方式改革
對于流體力學(xué)課程考核方式，應(yīng)注重教學(xué)過程中的質(zhì)量控制，主要采取課堂考核、實驗考核和期末考核相結(jié)合的形式，加大平時成績所占比重，課堂考核主要包括工程案例分析大作業(yè)、課堂考試、出勤和課堂提問等形式；實驗考核以培養(yǎng)學(xué)生動手能力為主，重點考核學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力，如能設(shè)計出工程方面的創(chuàng)新型實驗裝置可以加分；期末考試就是學(xué)生的卷面成績。
3結(jié)語
第8篇：流體力學(xué)的基本概念范文
論文關(guān)鍵詞: 流體輸配管網(wǎng) 時間安排 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)方法
論文摘要: 《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門主干課程，但目前卻存在著授課時間安排不合理、授課內(nèi)容急需調(diào)整等突出問題。因此。合理安排授課時間、對授課內(nèi)容進行調(diào)整、使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法等是擺在任課教師面前的一項重要任務(wù)。
《流體輸配管網(wǎng)》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)一門主干課程，該課程將《空調(diào)工程》《燃?xì)廨斉洹贰锻L(fēng)工程》《建筑給排水》《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》《建筑消防工程》《工廠動力工程》等課程中的管網(wǎng)系統(tǒng)原理抽出，經(jīng)提煉后與《流體力學(xué)泵與風(fēng)機》中的“泵與風(fēng)機”部分進行整合、充實而成。如何講授好本課程，處理好本課程與其他專業(yè)課程之間的銜接問題，進而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)質(zhì)量，是任課教師急需解決的難題。
一、授課時間安排方面存在的問題
以往，《流體輸配管網(wǎng)》課程曾安排在第二學(xué)年第二學(xué)期，也有安排在第三學(xué)年第一學(xué)期與第二學(xué)期的。有學(xué)者與教師認(rèn)為，這門課程是專業(yè)課程 ，應(yīng)安排在第四學(xué)年第一學(xué)期 ，這樣可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過各專業(yè)課程之后集中學(xué)習(xí)管網(wǎng)理論知識 ，達(dá)到使學(xué)生融會貫通并激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力的目的。
l將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前存在的問題
《流體輸配管網(wǎng)》包括“泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)知識”“管網(wǎng)系統(tǒng)組成”“管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計理論”及“管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論基礎(chǔ)知識”等主要內(nèi)容。將本課程安排在《流體力學(xué)》課程之后、相關(guān)專業(yè)課程之前，與專業(yè)基礎(chǔ)理論課程《傳熱學(xué)》《工程熱力學(xué)》與《熱質(zhì)交換設(shè)備》等放在同一學(xué)年授課，優(yōu)點是提前學(xué)習(xí)“泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)知識”“泵與風(fēng)機和管網(wǎng)的匹配”等主要內(nèi)容，可以為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)帶來方便 ，因為學(xué)習(xí)專業(yè)課程需要學(xué)生具備一定的泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)知識。
將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前存在的問題是，在講授 “流體輸配管網(wǎng)系統(tǒng)類型及裝置”“流體管網(wǎng)水力特征與水力計算”等內(nèi)容時學(xué)生普遍反映，雖然課程理解起來不難．但要將課程前后內(nèi)容聯(lián)系起來達(dá)到融會貫通卻十分困難，原因主要有兩點：一方面，學(xué)生對管網(wǎng)系統(tǒng)還十分生疏，沒有前期專業(yè)課程的鋪墊便突然要學(xué)習(xí)管網(wǎng)類型、裝置及管網(wǎng)系統(tǒng)知識，對學(xué)生來說顯然有困難，因而達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目的；另一方面，目前《流體輸配管網(wǎng)》的授課主線不太突出，學(xué)習(xí)時需要學(xué)生具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識。
2．將本課程安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后存在的問題
針對學(xué)生反映的問題．筆者所在的教研組及時修正了教學(xué)計劃，將該課程安排在第三學(xué)年第二學(xué)期 ．從教學(xué)效果上來看還是很好的．但在其他專業(yè)課程授課過程中有部分學(xué)生反映 ．由于缺少“泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)知識”．在學(xué)習(xí)“管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析”與“系統(tǒng)工況調(diào)節(jié)”等內(nèi)容時有一定的難度。根據(jù)這些問題，筆者所在的教研組決定將《流體輸配管網(wǎng)》課程安排在第三學(xué)年第一學(xué)期，與專業(yè)課程同時講授，并對其中部分章節(jié)的順序和內(nèi)容進行調(diào)整 實踐證明，這種安排的優(yōu)點比較突出。
3．對本課程授課時間安排的一些想法與建議
《流體輸配管網(wǎng)》為專業(yè)課程，其目的就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過各專業(yè)課程之后集中學(xué)習(xí)管網(wǎng)理論知識，以使學(xué)生融會貫通，激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此筆者認(rèn)為，本課程應(yīng)該安排在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，也就是應(yīng)該安排在第四學(xué)年第一學(xué)期，然后將本課程內(nèi)容靈活分為兩大部分，分別在不同學(xué)年講授，其中一部分是“泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)知識”．可以安排在第二學(xué)年第二學(xué)期專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前或與專業(yè)課程同時講授：另外一部分就是“管網(wǎng)系統(tǒng)及管網(wǎng)設(shè)計與管網(wǎng)工況調(diào)節(jié)理論知識”，可以安排在第四學(xué)年第一學(xué)期專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后。
二、授課內(nèi)容存在的問題
提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，合理安排教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)生掌握本課程理論知識、提高解決實際工程問題能力具有至關(guān)重要的作用。因此筆者認(rèn)為，本課程的授課主線與 目的必須突出、明確，與專業(yè)課程的銜接必須恰當(dāng)。
1．對本課程授課章節(jié)順序進行調(diào)整
本課程是在專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)完之后開始講授，或與主要專業(yè)課程的學(xué)習(xí)同時進行，或在主要專業(yè)課程學(xué)習(xí)完成之后進行，其主要基礎(chǔ)知識是流體力學(xué)，流體力學(xué)內(nèi)容已經(jīng)包括了簡單管路、復(fù)雜管路及環(huán)狀管路組成與水力計算基礎(chǔ)理論部分，學(xué)生對管網(wǎng)知識已有了初步的了解。因此．可以結(jié)合其他專業(yè)課程的需要，對授課章節(jié)順序進行相應(yīng)調(diào)整 ，以使授課主線與目的更加清晰 、明確 可以將第五章“泵與風(fēng)機理論基礎(chǔ)”、第六章“泵與風(fēng)機與管網(wǎng)的匹配”、第七章“枝狀管網(wǎng)水力工況分析與調(diào)節(jié)”中第一節(jié)“管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布”等內(nèi)容放在前面講授．一是因為學(xué)生已經(jīng)具備了掌握這些知識的能力，二是因為開設(shè)的其他專業(yè)課程需要學(xué)生首先具備這些專業(yè)理論基礎(chǔ)知識。這樣調(diào)整之后 ，有關(guān)管網(wǎng)類型、裝置，枝狀、環(huán)狀管網(wǎng)水力計算與工況分析調(diào)節(jié)等內(nèi)容即可放在專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后或與專業(yè)課程同時講授。從筆者這幾年的教學(xué)實踐來看，這種調(diào)整具有一定的優(yōu)勢。
另外，有學(xué)生反映，第二章“氣體管網(wǎng)水力特征與水力計算”中第二節(jié)“流體輸配管網(wǎng)水力計算的基本原理和方法”應(yīng)單獨列為一章，因為這一節(jié)的內(nèi)容是氣體與液體管網(wǎng)水力計算的基礎(chǔ)理論知識，而這也是流體力學(xué)的主要內(nèi)容。筆者認(rèn)為這個意見提得較好，調(diào)整后可以使本課程授課主線更加突出與明朗。但筆者建議 ，可以將“流體輸配管網(wǎng)水力計算的基本原理和方法”“枝狀管網(wǎng)水力共性與水力計算通用方法”和“環(huán)狀管網(wǎng)水力計算的基本原理與方法”相結(jié)合，列為單獨的一章，這樣設(shè)置更合理，也使授課主線更突出。
2．對本課程授課內(nèi)容進行調(diào)整
《流體輸配管網(wǎng)》是從各專業(yè)課程中將管網(wǎng)系統(tǒng)原理抽出經(jīng)提煉后形成的課程，因而不可避免地會造成各門課程之間的沖突。筆者認(rèn)為，本課程中“管網(wǎng)類型及裝置”可在專業(yè)課程中講授．“管網(wǎng)的水力工況分析及調(diào)節(jié)”應(yīng)在本課程中講授．這樣可以更好地突出管網(wǎng)的水力工況分析與調(diào)節(jié)共性，使學(xué)生掌握不同管網(wǎng)設(shè)計、管網(wǎng)水力分析與調(diào)節(jié)的基本規(guī)律。
三、學(xué)習(xí)方法的問題
《流體輸配管網(wǎng)》課程實踐性、應(yīng)用性較強，管網(wǎng)系統(tǒng)千差萬別。因此 ，要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 ，使學(xué)生牢牢掌握管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)基本原理和方法 。學(xué)習(xí)方法尤為重要。
有學(xué)生反映，這門課程理解起來并不難，但要將課程前后內(nèi)容聯(lián)系起來達(dá)到融會貫通卻十分困難。筆者認(rèn)為原因有兩點：一方面，盡管管網(wǎng)系統(tǒng)千差萬別，但管網(wǎng)系統(tǒng)水力特征、水力計算及管網(wǎng)調(diào)節(jié)理論分析卻是流體力學(xué)的基本知識，都主要是一元穩(wěn)定流動能量方程的運用 ，學(xué)生對這個基本規(guī)律的運用可以說是得心應(yīng)手，無論是動力確定還是壓力分布等都難不倒學(xué)生，因此“理解起來并不難”：另一方面 ，授課時間安排不合理 ，學(xué)生沒有見過這個系統(tǒng)，分不清系統(tǒng)形式與系統(tǒng)裝置的區(qū)別 ，這就使得學(xué)生上課時能夠理解，下課后就忘記了。要想解決這個問題。筆者認(rèn)為應(yīng)加強兩項主要教學(xué)工作：第一是加強學(xué)生對基本概念 、專業(yè)術(shù)語的掌握。第二就是加強實踐教學(xué)，做到理論聯(lián)系實際、實踐與理論結(jié)合、課堂與實踐結(jié)合。傳統(tǒng)的實驗臺實驗滿足不了教學(xué)要求，因此教師在授課時應(yīng)加強實踐教學(xué)內(nèi)容。如安排2~4學(xué)時或課后時間讓學(xué)生參觀不同類型的管網(wǎng)系統(tǒng) ．繪制管網(wǎng)系統(tǒng)圖，找出系統(tǒng)設(shè)計合理 、不合理之處，校核泵 、風(fēng)機與管網(wǎng)是否匹配。有條件的話還可以讓學(xué)生自己動手調(diào)節(jié)管網(wǎng)流體參數(shù)，在管路系統(tǒng)中安裝調(diào)節(jié)閥。通過實踐 ，將課本知識上升到理論分析的高度 ，這樣就能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。
參考文獻
第9篇：流體力學(xué)的基本概念范文
關(guān)鍵詞：高校 教學(xué) 學(xué)科交叉 素質(zhì)教育
面臨重大復(fù)雜的科學(xué)問題、社會問題和全球性問題，學(xué)科交叉往往是突破點和科學(xué)前沿。在我國， 雖然高校交叉學(xué)科的發(fā)展受到長期以來傳統(tǒng)單學(xué)科觀和學(xué)科分類體制的限制，但交叉科學(xué)研究的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。而與之適應(yīng)的高校教學(xué)改革卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于交叉學(xué)科的發(fā)展。面臨高校科研和教學(xué)現(xiàn)狀，作為一名高校教師，同時也作為一名交叉學(xué)科的科研工作者，我一直在思考，如何在日常教學(xué)中滲透學(xué)科交叉，拓寬學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。基于以上想法，在自己的教學(xué)中做了一些嘗試，得到了一些啟發(fā)。
一、教師必須加強學(xué)習(xí)，增強學(xué)科交叉意識
我國高校教學(xué)改革滯后于交叉科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀要求教師加強學(xué)習(xí)，增強學(xué)科交叉意識。在科學(xué)研究方面，從20世紀(jì)80年代開始，人們開始認(rèn)識到交叉科學(xué)的重要性。至今，交叉科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。我國在錢學(xué)森、烏家培、劉仲林等前輩的努力下，一些交叉科學(xué)學(xué)會很早就成立了。1985年，在北京召開了我國首屆交叉科學(xué)學(xué)術(shù)討論會，當(dāng)時參加會議的交叉科學(xué)學(xué)會多達(dá)17個。隨后，一些理論研究專著相繼出版，1985年，劉仲林論述了“跨學(xué)科學(xué)”；1989年，李光和任定成出版了《交叉科學(xué)導(dǎo)論》；1990年，劉仲林出版了《跨學(xué)科學(xué)導(dǎo)論》。21世紀(jì)以來，交叉科學(xué)得到了國家相關(guān)部門的大力支持，更多的跨學(xué)科機構(gòu)應(yīng)運而生，優(yōu)秀的交叉學(xué)科的研究者層出不窮。雖然我國高校目前學(xué)科交叉建設(shè)中仍然存在著許多困難和問題，但已基本實現(xiàn)了社會科學(xué)與自然科學(xué)間的交叉，同時實現(xiàn)了社會學(xué)、化學(xué)、物理、生物、哲學(xué)、地理學(xué)和工程學(xué)等多學(xué)科間的交叉。
在交叉科學(xué)的發(fā)展形勢下，教學(xué)改革勢在必行，在我國，高校教學(xué)仍處于封閉式的專業(yè)教學(xué)，各專業(yè)、各學(xué)科均朝著單一化發(fā)展。教師在長期封閉、單一的專業(yè)分化體制下工作、學(xué)習(xí)，形成了單一的價值觀念、單一的工作方式，甚至單一的思維方式。這種傳統(tǒng)的、封閉的教學(xué)方式大大限制了交叉科學(xué)的發(fā)展。所以為適應(yīng)科學(xué)的發(fā)展，改善目前的教學(xué)狀況，教師要做出很大努力，首要任務(wù)是加強學(xué)習(xí)，不僅要掌握自己專業(yè)知識，同時要了解其他專業(yè)的相關(guān)知識和前沿發(fā)展，做到心中有數(shù)，并能融會貫通。
近年來，高校的招生就業(yè)現(xiàn)狀要求教師加強學(xué)習(xí)，增強學(xué)科交叉意識。高校擴大了招生規(guī)模，問題隨之而來。以前的精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的大眾教育，畢業(yè)生面臨更為嚴(yán)峻的就業(yè)壓力。高校的管理人員以及全體教師，應(yīng)該思考適時調(diào)整工作方式和教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉意識，拓寬學(xué)生的知識面，也就拓寬了學(xué)生的就業(yè)面。注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)，努力提高學(xué)生的科學(xué)研究能力，也就提高了學(xué)生在就業(yè)市場的競爭能力。
二、注重與其他專業(yè)教師的交流與合作，增強學(xué)科交叉意識
在教學(xué)中滲透學(xué)科交叉意識，目前存在的問題大體有以下幾個方面，首先，高校傳統(tǒng)的、固化的專業(yè)設(shè)置限制了教學(xué)改革，我國長期以來，大學(xué)的專業(yè)分化太細(xì)，不適應(yīng)交叉科學(xué)的發(fā)展，限制了教學(xué)改革。其次，教師固化的思維模式成為當(dāng)代教學(xué)改革的絆腳石。解決這些問題一個有效的途徑是注重不同專業(yè)教師和學(xué)生們之間的交流與合作。
首先教師要認(rèn)識到不同專業(yè)教師間的交流與合作是“雙贏”的，也就是說，對雙方都是極其有益的。通過交流與合作，雙方都可資源共享，經(jīng)過思維碰撞，均可達(dá)到取長補短的目的。有了這樣的認(rèn)識，要積極主動地行動起來，去與其他專業(yè)的教師就教學(xué)改革進行交流與合作。把原來封閉的、固化的教學(xué)模式變?yōu)殚_放的，適應(yīng)科技發(fā)展的教學(xué)模式。具體的做法有很多，比如可以邀請其他專業(yè)的教師共同開設(shè)一些公開課，通過評課實現(xiàn)交流。也可以就實現(xiàn)教學(xué)交叉開展一些經(jīng)驗交流和討論。以下是我的一個教學(xué)實例：熱力學(xué)中熵的教學(xué)。
在物理熱力學(xué)課程中根據(jù)熱力學(xué)第二定律引入了一個態(tài)函數(shù)――熵，根據(jù)卡諾定理可以證明：當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)從一平衡態(tài)經(jīng)絕熱過程到達(dá)另一平衡態(tài)時，它的熵永不減少；如果過程是可逆的，則熵的數(shù)值不變；如果過程是不可逆的，則熵的數(shù)值增加。
講到這一內(nèi)容時，我聯(lián)系了生命信息的內(nèi)容：薛定諤在1943 年就提出， 生命以負(fù)熵為生，即有機體是依賴負(fù)熵為生的。所謂新陳代謝，就是通過吃、喝、呼吸不斷地從環(huán)境中汲取負(fù)熵，目的是抵消在生活中產(chǎn)生的熵的增加。因為按照熵增加原理， 演化總是朝著混亂、無序和衰退方向進行，如果有機體沒有不斷吸收負(fù)熵，必然會衰退和死亡。這就是生命的熱力學(xué)基礎(chǔ)，也是從生命活動的角度對熵這一概念很好的詮釋。
以上講解中，一方面能使學(xué)生對物理概念――熵有一個更全面、更深刻的理解， 另一方面開拓了他們的思維，很自然地實現(xiàn)了學(xué)科的交叉。邀請生命科學(xué)院的教師來聽課，由于聯(lián)系到了他們熟悉的生命信息內(nèi)容，使他們對課程內(nèi)容倍感親切，輕松地拉近了學(xué)科距離，改變了原來“隔行如隔山”無法交流的局面，并激發(fā)了教師間交流與合作的積極性。讓教師們意識到，學(xué)科本來沒有分界線，引導(dǎo)他們積極開展學(xué)科間的合作，激發(fā)他們使用學(xué)科交叉的新方法、新思路去看待和解決教學(xué)改革問題。
三、教師在教學(xué)實踐中，增強學(xué)科交叉意識
為改變目前封閉式的專業(yè)教學(xué)，高校教師首先要意識到教學(xué)改革的重要性，然后從點滴做起，勤于學(xué)習(xí)、善于思考，最終要從自己的每一節(jié)課做起，勇于探索、敢于創(chuàng)新，養(yǎng)成良好的學(xué)科交叉思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科交叉意識。多年的高校物理教學(xué)實踐和交叉科學(xué)研究經(jīng)歷，讓我意識到了教學(xué)改革的重要性。于是，近年來，在教學(xué)中做了一些改革的嘗試，以下是我在近幾年來物理教學(xué)中的幾個實例，供大家分享和借鑒，希望它們在教學(xué)的改革中，起到拋磚引玉的作用。
1.在力學(xué)中流體力學(xué)教學(xué)中加入血液流動的原理
在力學(xué)課中講過流體力學(xué)，其任務(wù)在于研究流體的規(guī)律以及它與固體間的相互作用。反映流體力學(xué)基本規(guī)律的兩個重要方程為：
（1）黏滯定律
（1）
黏滯定律給出了流體內(nèi)部不同部分間的摩擦力的變化關(guān)系，其中，f為流體內(nèi)面元兩側(cè)的相互黏滯力，η為黏滯系數(shù)， 為流體的速度梯度，為面元面積。
（2）泊肅葉公式
（2）
泊肅葉公式描述的是水平圓管內(nèi)流體流速的變化規(guī)律，其中，v為流速， p1，p2分別表示圓管兩端的壓強，R為圓管的內(nèi)半徑，r為考察點距離圓管中心軸線的長度，l為圓管的長度，η為黏滯系數(shù)。
血液的流動不正是一種黏滯液體在一段圓管中的流動嗎？所以學(xué)習(xí)這一內(nèi)容時，我們會很自然地想到生物學(xué)中的血液流變學(xué)。于是，可以用公式（1）分析血液流動中血管內(nèi)血液流動速度的分布，以及不同部分血液間的摩擦力。利用公式（2）計算血管中各點的血液流動速度，進而揭示血液的流動性和黏滯性在各種疾病中的變化規(guī)律，揭示潛伏在這些宏觀現(xiàn)象下面的微觀機制和發(fā)生原因。
通過這樣的學(xué)習(xí)，使學(xué)生們深刻理解流體力學(xué)的基本規(guī)律，同時使學(xué)生領(lǐng)悟到， 各學(xué)科的知識不是相互獨立的， 而是相互滲透、相互聯(lián)系的， 一個學(xué)科的發(fā)展會帶動其他學(xué)科的發(fā)展， 人類對自然界的認(rèn)識過程越深， 學(xué)科間的滲透就越多。
2.在電磁學(xué)中的電位教學(xué)中加入神經(jīng)信息傳輸?shù)脑?/p>
電位是電磁學(xué)中的一個基本概念，當(dāng)一根導(dǎo)線兩端的電勢不相等時，導(dǎo)線的兩端就存在著一定的電勢差，也就是電位不為零，產(chǎn)生電位的方法可以通過導(dǎo)線兩端連接電勢不同的帶電體，也可以在導(dǎo)線兩端連接電源。由于這一概念比較抽象，初學(xué)者對電位的理解往往有一些困難。
學(xué)到電位這一概念時，我們不妨聯(lián)系神經(jīng)細(xì)胞的電信號系統(tǒng)。其實，神經(jīng)細(xì)胞在不活動和活動狀態(tài)下，細(xì)胞膜兩端對應(yīng)不同的電位。當(dāng)細(xì)胞膜不活動時，如果選膜外為電勢零點，則膜內(nèi)電位大約為-50～-70mv，此電位被定義為靜息電位，這時細(xì)胞膜處于極化狀態(tài)。而當(dāng)施予細(xì)胞一個足夠大的刺激時，在非常短的時間內(nèi)，膜發(fā)生了一個去極化過程，此時膜對離子的通透性發(fā)生了變化，使得Na+從膜外大量地涌入膜內(nèi)。結(jié)果使膜內(nèi)電位升高，出現(xiàn)了動作電位。
通過神經(jīng)細(xì)胞活動的實例，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并有效拓寬了學(xué)生的視野，同時對物理概念的理解達(dá)到了一個新的高度。也可以使學(xué)生以一個良好的思維習(xí)慣投入到對其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
從以上實例可以看出，如果教師能夠在日常教學(xué)中注重滲透學(xué)科交叉意識，既可以提高學(xué)生對本學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，又能夠有效拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和較高的科研能力。這樣一舉兩得的事情，我們何樂而不為？
近幾年的教學(xué)中，筆者一直嘗試在物理課堂中滲透學(xué)科的交叉，在我的教學(xué)實踐中已經(jīng)初見成效，具體地說，通過努力，首先提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，我的課堂對學(xué)生的吸引力增強了，選課人數(shù)逐年增長。其次，學(xué)生對交叉學(xué)科更感興趣了，表現(xiàn)為我院的學(xué)生報考交叉學(xué)科專業(yè)的比例增多。學(xué)科交叉是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的趨勢，各學(xué)科之間是緊密聯(lián)系，相互滲透的，各學(xué)科之間是沒有界限的。隨著科學(xué)的發(fā)展，學(xué)科間的滲透會不斷增加。這就要求我們做出適應(yīng)這種科學(xué)發(fā)展的教學(xué)改革。
面臨高校教學(xué)和科研現(xiàn)狀，作為高校教師，我們只有不斷拓寬自己的思維，不斷地調(diào)整和增加新的內(nèi)容，不斷引進新的教學(xué)方法，才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的思維，使之適應(yīng)當(dāng)代科技的快速發(fā)展和進步。作為高校教師，為適應(yīng)科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，我們要從日常的教學(xué)做起，從點滴做起，經(jīng)過我們?nèi)w教師的不懈努力，展現(xiàn)出與當(dāng)代科學(xué)發(fā)展相適應(yīng)的教學(xué)模式。
基金項目：自然科學(xué)基金（項目編號：2012MS0115）
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