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          流體力學的總結

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          流體力學的總結

          流體力學的總結范文第1篇

          (甘肅農業大學 工學院,甘肅 蘭州 730070)

          摘要:啟發式教學是現代教育研究當中的一個重要課題,尤其是在高等教育全面改革的大背景下,通過啟發式教學引導學生自主學習,勇于創新,讓學生的個性自由發揮,充分調動學習的積極性和熱情,促進學生身心的健康發展。本文主要探討的是啟發式教學在《工程流體力學》課程教學中的運用,徹底摒棄傳統的教學觀念,讓學生成為教學活動的主體,通過教師的啟發引導,讓學生更加主動地學習。

          關鍵詞 :工程流體力學;啟發式教學;教學實踐;運用

          中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-2596(2015)03-0274-02

          一、引言

          《工程流體力學》是我國普通高等學校工科專業的基礎課程,是一門研究液體和氣體的機械運動規律以及應用的學科。工程流體力學在土木工程、能源、動力、環境、設備、化工、航空以及國防等領域都有很重要的應用,尤其是熱能與動力工程專業的學生需要掌握系統、全面的《工程流體力學》理論知識,通過學習本課程,確保學生能夠熟練地掌握流體力學的基本概念和原理,通過實驗操作能夠將理論知識運用到實際當中,為日后的工作和學習打下堅實的基礎。鑒于此,本文主要探討啟發式教學在《工程流體力學》課程教學中的運用。

          二、《工程流體力學》傳統教學理念的轉變

          《工程流體力學》是工科專業的一門基礎學科,是力學的一個重要分支,主要目的是為了將流體力學知識充分運用到生產生活當中。工程流體力學的研究方法主要包括實驗研究、理論分析以及數值計算等。其中實驗研究主要是利用各種實驗儀器對流體現象進行觀測分析,總結出流體運動的規律,并在此基礎上進行預測,通常采用模型進行實驗分析;理論分析主要是根據質量守恒、動量守恒以及能量守恒等定律,加以數學分析的手段,對流體運動進行分析研究;數值計算則是利用數學語言將流體運動的普遍規律表達出來,從而獲得質量守恒、動量守恒以及能量守恒的計算方程,這些方程組合在一起成為流體力學基本方程組。《工程流體力學》課程設置的根本目的是為了讓學生熟練地掌握流體的機械運動規律,將其運用到實際生活當中,以此來解決各種與流體力學相關的問題,但是長久以來我們在課堂教學中所強調的是知識點的灌輸,學生進行機械化的記憶,缺乏創新,因此需要對傳統的教學理念進行徹底改變。

          (一)幫助學生建立流體力學的思維方式

          《工程流體力學》的教學大綱要求學生能夠了解及應用流體力學的基本運動規律,掌握流體力學的理論研究方法。在傳統教學理念中,課堂教學過分注重基本概念、基本理論和計算方法的學習,學生在應試教育的環境中對書本上的知識進行機械化的記憶,很大一部分學生對于知識點的記憶僅僅是為了完成考核任務,因此無法形成系統的知識體系,也無助于培養學生的科學的思維方式,使其在日后工作和學習當中遇到關于流體力學相關的問題時,無從下手。鑒于此,在現代教育理念下需要教師引導學生建立系統的流體力學知識體系,并學會運用科學的思維方式對流體力學相關的問題進行分析研究。①

          (二)提高學生綜合分析應用能力

          《工程流體力學》課堂教學不僅要求學生建立科學的思維方式,還需要具備對流體力學知識的綜合分析和應用能力。在傳統教學理念的影響下,學生被動地接受知識,嚴重缺乏學習的積極性和熱情,對知識和計算公式的機械化記憶,無助于培養學生的發散思維。②因此需要在《工程流體力學》課堂教學過程中引導學生對知識進行自主總結,通過對知識點的歸納總結,形成鮮明形象的記憶;與此同時在課后練習中需要增加綜合性,促進學生對流體力學知識的綜合應用。

          (三)培養學生的實踐操作能力

          實驗是《工程流體力學》教學活動的重要組成部分,通過實驗設計來檢驗一個理論或證實一種假設而進行的一系列操作或活動,從而更加清晰地理解和認識流體力學規律。通常實驗要預設“實驗目的”、“實驗環境”,進行“實驗操作”,最終以“實驗報告”的新聞形式發表“實驗結果”。③在傳統教學模式下,學生只能在有限的范圍內進行實驗操作,根本無法鍛煉學生的實踐操作能力,因此需要學生自主獨立的進行試驗操作,讓學生自行設計實驗內容,確定實驗方案,在實踐中不斷提高自己的操作和知識的運用能力。

          (四)充分體現學生的主體地位

          傳統教學與現代教學理念嚴重背離之處在于課堂教學活動中,教師往往處于主導地位,而作為教學活動關鍵核心的學生群體則成為了知識的被動接受者,單方面機械地完成課堂教學任務,無法真正達到教學的目的。這就要求,在課堂教學過程中,教師必須時刻關注教學同步,充分調動學生的參與熱情,通過討論、提問等方式,讓學生真正參與到學習活動當中,學會發現問題,解決問題的方法。④

          三、啟發式教學的具體應用

          (一)啟發式教學的實質

          啟發式教學源遠流長,歷久彌新,“啟發”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟,不悱不發”。朱熹解釋說:“憤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。啟,謂開其意;發,謂達其辭?!睉嵟c悱是內在心理狀態在外部容色言辭上的表現。就是說在教學前務必先讓學生認真思考,已經思考相當長時間但還想不通,然后可以去啟發他;雖經思考并已有所領會,但未能以適當的言辭表達出來,此時可以去開導他。在現代教育理念當中,啟發式教學主要是指教學活動中教師依據課程學習的客觀規律,引導學生積極主動自覺地掌握知識的教學方法。啟發式教學可以很好地詮釋教育學之間的關系,通過設置問題情境,充分調動學生參與的積極性和主動性,啟發學生獨立思考,發展學生的邏輯思維能力,并且通過教師的適當引導培養學生的動手操作能力和獨立解決問題的能力。⑤

          (二)設置問題情境

          啟發式教學的關鍵在于設置問題情境,同時也是激發學生創新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學》課程教學中有目的、有意識地創設各種情境,鼓勵學生主動發現問題,讓學生獨立地進行探索分析。在《工程流體力學》課程教學過程中,學生遇到任何疑問都應該及時提出,向同學和老師進行探討。大量的教學實踐表明,提問可以充分調動學生的注意力和學習的積極性,通過提問鍛煉學生的探索欲和邏輯思維能力。⑥學生在啟發式教學模式下還應該增加主動性,尋找自己的興趣點,去鉆研。這樣學生才會有問題意識,可以提出問題,而不是在別人背后去解答問題。另外,設置問題情境要與實際生活相融合??梢酝ㄟ^創設生活或工作式的教學情境,讓學生真正感受到《工程流體力學》課程教學的多樣性以及前瞻性,通過不斷探索激發出學生潛在的學習興趣以及好奇心。

          (三)充分調動學生的主動性

          在啟發式教學過程中,需要充分調動學生的主動性和積極性,讓學生真正意義上成為學習活動的主導者?!豆こ塘黧w力學》課程需要打破傳統應試教育的束縛,讓學生的積極性和主動性得到充分釋放。教師組織學生進行討論時,要注意學生的反映,激發起學生發的求知欲望,引導學生通過收集資料了解流體運動的基本規律以及這些規律在工程實際中的應用,幫助他們對問題的獨立思考。例如教師可以列舉一些流體力學在生活和生產中廣泛應用的實例,使學生了解流體處于平衡及運動狀態下的力學規律,加強理論概念與現實生活的相互聯系??傊?,只有主動參與其中,學生才能對問題有一個深入的了解,并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設法去解決當前所面臨的問題,而教師則完全不用花費大量的精力進行講解,只需要進行適當的指引工作,使學生的自學能力能夠充分發揮。⑦

          實驗是檢驗學生動手操作以及對知識運用的最佳方式,借助實驗也可以充分調動學生學習的積極性和主動性。在問題情境環節中,學生大膽假設和創新提問以后,就需要通過實驗對問題進行模擬分析,并得到結論。在安全的保障下,進入實驗室,在教師的引導下,自己動手去做,積極探索。這樣會對學習更有幫助,而這一過程會提高學生的研究熱情,也可以提高學生團隊的協作能力。此外,在《工程流體力學》課程教學過程中,學生還可以自由組合進行某一問題的研究,當假設足夠成立的情況下,通過查詢相關的文獻資料,并進入實驗室去尋找答案。這樣一來,學生在今后的學習或者工作中,如果遇到問題,就可以真正獨立地進行思考和研究。⑧

          (四)建立輕松愉悅的學習氛圍

          建立輕松愉悅的學習氛圍是啟發式教學實現的前提。而長久以的來灌輸式教學,讓教師成為課堂教學的主體,其高高在上的形象,讓不少學生產生畏懼感,這也使得學習氛圍過于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學方式上需要打破傳統教學模式的束縛,改掉以往死氣乏味的課堂教學,教師應該是教學活動的組織者和設計者,通過營造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學生調動他們的主觀能動性和積極性,鼓勵學生親自動手,并且給學生提供更多的進行流體力學討論研究的空間和機會,讓學生在獨立思考、互相討論以及動手操作中完成問題的發現與解決過程。此外,教師還需要引導學生相互尊重、相互理解,課堂氣氛做到張弛有度。讓學生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學》的理論知識和基本技能,使他們真正成為學習的主人。⑨

          綜上所述,啟發式課堂教學強調學生在學習過程中的主體地位。只有充分調動起學生的積極性,才能夠提高《工程流體力學》課堂教學的質量。為此,本文總結了傳統教學模式下《工程流體力學》課堂教學的種種弊端,然后在此基礎上對啟發式教學的有效途徑進行了深入研究。通過營造和諧的學習氛圍以及建立良好的師生關系,使《工程流體力學》課堂教學變得更加生動、形象。

          注釋:

          ①張曉宏.高校研究型教學范式之探究——啟發式教學[J].教育探索,2007(3).

          ②朱昌流.論啟發式教學的有效實施[J].教育與職業,2007(18).

          ③李小川.工程流體力學教學改革模式的探索與實踐[J].中國現代教育裝備,2012(10).

          ④吳翊.啟發式教學再認識[J].中國大學教學,2011(1).

          ⑤劉全忠.關于工程專業流體力學課程教學改革的探討[J].教育教學,2014(1).

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

          ⑦朱輝,陳洪杰,劉飛.CDIO教育模式下工程流體力學課程教學改革與實踐[J].桂林航天工業學院學報,2013(12).

          ⑧劉瑩.解立平.基于“卓越工程師”培養計劃的工程流體力學課程教學改革初探[J].時代教育,2014(2).

          流體力學的總結范文第2篇

          【關鍵詞】工程流體力學 石油教學 學習 改革

          【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)12-0231-02

          近幾年隨著后備儲量持續增長,我國的石油工業以前所未有的速度向前發展,這就要求石油工程技術人員必須掌握扎實先進的專業知識。石油工程專業有其自身濃郁的行業特點,其目標是培養能在石油工程領域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、油氣儲運等方面人才。在油氣勘探開發儲存運輸過程中,存在廣泛而復雜的流體流動現象,所以工程流體力學一直以來都是石油工程專業的核心基礎課。

          一、上好“緒論”課

          “緒論”是教材的開篇之言,通常對全書有一個概括性的介紹。包括內容的設置、該學科的發展簡史、與相關學科的聯系和今后的發展方向及動態。在教學過程中,充分備課,形象生動地上好緒論課,使教師在后繼的教學工作中事半而功倍。總結多年的實踐經驗,講好“緒論”可從以下幾個方面對教學產生積極的作用和影響:1.可激發學生的學習興趣和求知欲。知之者不如好之者,好之者不如樂知者,三個層次呈遞進狀態,樂學是最高層次的學習熱情,濃厚的興趣能推動學生獨立進行探索性的學習,而且在學習中主動克服困難,排除干擾;2.可促使學生在學習過程中將流體知識運用到專業課中,使知識融會貫通,有利于加深對專業知識的理解;3.可幫助學生了解學科的前沿動態,吸收最新知識,有利于學生對個人求學生涯的整體規劃,優化職業生涯。

          二、定位教材,擴展內容

          很多工科院校都開設了工程流體力學,針對不同的專業,流體力學的學習側重點肯定不一樣,那么對于石油工程專業而言,流體力學知識服務于鉆井、采油,偏重于工程運用,所以在講授過程中不必要求學生熟練掌握每一個公式的推導過程,只需了解就可以,更多講解與專業相關的實際運用,那么教材的選擇就很重要了。廣泛閱讀流體教材,選擇與專業最匹配的教材是首要任務。目前市面上有很多版本內容不同的教材,在定位教材后,難免教材在編排上不是盡善盡美,那么就要對選定教材的內容進行適當的擴展,可以加深加寬知識體系,更有利于激發學生的學習熱情。

          三、講究課堂內教學方法和手段

          自工作來,對于教學方法和手段進行了不斷的摸索完善,工程流體力學側重于應用流體力學的基本原理、理論與方法研究,解決工程實際問題。研究方法也遵循“實踐-理論-實踐”的基本規律。在實際教學過程中,發現學生最大的問題在于――不知道怎么學,不是學不會,而是沒有找到適合這門課的學習方法。所以需要教師講究課堂教學方法,采用合適的教學手段,讓學生不至于感到知識晦澀難懂,繼而失去學習興趣。例如:每次上課前提問回答上次課的學習重點內容,集中學生的注意力,在此同時給了學生收拾情緒的時間,以利于新課的講授;在上課過程中對于有散發性的問題,可以采用提問的方式調動學生主動思考,并給予一定的獎勵;如果章節內容相對簡單易懂,可以促使學生自己上臺講授,一方面激發學生自主學通學透,另一方面建立學生強大的自信心。

          四、積極收集反饋信息

          一方面在課間與學生主動溝通,了解學生的思想動態,拉近與學生的距離,才能最廣化地獲得反饋信息,師生關系。另一方面及時布置練習,既要起到鞏固的作用,又要充分發現學生的學習難點,然后有的放矢的解決難題。要想獲得預期的效果,教師在布置作業前必須精心研究習題內容,布置有代表性的習題,既不重復也不遺漏,然后盡快批改作業,在知識遺忘的截止時間前糾正錯誤,使學生形成正確的知識結構。

          五、善用多媒體工具

          隨著科技越來越發達,原本的板書形式慢慢遠離學生的視線,取而代之的是多媒體教學,在充分享受信息化的同時,要考慮學生的接受能力與接受程度。目前學生普遍反映多媒體教學雖然信息量大,但對于較大的信息量,學生難以全部接受,更容易形成抵觸心理。在充分征求學生的意見后,得到的結論是:善用多媒體工具――用于展示圖片、動畫和教學影像。

          將板書與多媒體合理地結合在一起,板書用于基礎知識的學習,多媒體展示流體復雜的流動狀態與工程實際運用,便于學生的理解接受,最大化地保持學生的學習熱情。

          六、重視實驗課

          目前,學生中普遍存在重理論輕實踐的心理,做實驗敷衍了事,寫實驗報告只用粘貼復制就可以了,無論數據合理與否,應付交差就完事了,數據不正常也不思考,實屬本末倒置。流體力學是一門以實驗為基礎的力學分支,實驗探究不僅是教學的內容,更是培養學生科學素養的手段。加強實驗教學有利于激發學生學習興趣、有利于培養學生動手能力、有利于概念的構建、有利于模型的建立、有利于定律的導出、有利于結論的檢驗、有利于創新能力的培養。特別是流體力學中很多經驗公式,都是大量做實驗總結出來的,所以實驗是理論的源泉。現在實驗課均是實驗教師演示給學生看,然后學生參照實驗指導書依葫蘆畫瓢做一遍,遇到問題依賴于教師,不主動思考,完全失去了做實驗的意義。

          七、結論

          工程流體力學是一門專業基礎課,對專業知識的學習有著至關重要的意義,對工程流體力學的教學思考是永無止境的,作為一線教師,要在工作中不斷摸索實踐,積累豐富的教學經驗,在教學中實踐改革,提高教學質量,使學習工程流體力學的過程充滿樂趣與動力。

          參考文獻:

          [1]李會芬.熱能動力類《工程流體力學》課程學習的幾點建議[J].廣西大學學報,2007,(10).

          [2]黃衛星,肖澤儀,伍勇,魏文韞.過程裝備專業工程流體力學課程的地位與教學要求[J].化工高等教育,2010,(1).

          流體力學的總結范文第3篇

          關鍵詞:流體力學;課程教學;課程考核;改革

          中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)17-0091-03

          《流體力學》是我校環境工程專業一門重要的基礎理論課程。流體力學是應用力學的一個分支,它以物理學為基礎,力學為依據,以數學、科學實驗及計算機為工具,研究流體平衡和運動的基本規律,以及流體與固體的相互作用力。作為一門實用的工程科學,流體力學有比較完整的體系,它不但可以獨立解決一些工程實際問題,而且可以為學習多種工程專業課打下必要的基礎。其任務在于使學生掌握流體力學的基本理論、基本計算方法、基本實驗技能以及在工程實際中的初步應用。通過該課程的學習使學生初步具備分析和解決實際流體力學問題的能力,并對后續專業課程的學習以及將來從事相關專業的工作和科研打下良好的基礎。多年來,流體力學的教學內容主要是經典的流體力學理論和傳統的實驗分析方法,偏重于理論分析,教學內容比較抽象和單一,不能反映當前流體力學學科發展的趨勢,不利于拓寬學生的知識面、提高學生的學習能力和創新能力。具體可以概括為以下幾點:

          1.流體力學的教學大綱不適應高等教育改革發展的需要,對教學目標和教學基本要求的定位不準,與培養目標的要求不太一致。

          2.流體力學教學與環境工程其他專業課程結合不緊,導致許多畢業生在從事環境工程過程中感覺到流體力學對環境工程的指導作用不明顯。

          3.流體力學中的部分概念與化工原理中的內容相重復。

          4.流體力學教材中缺乏反映近代科技成果的新內容和流體力學的新發展,與現代科學技術的發展聯系不緊密。

          5.教學方法和教學手段沒有考慮到學生主體。

          6.流體力學教學中沒有引入演示實驗,將其中抽象的物理過程和物理圖像形象化、直觀化,學生不容易深刻理解和掌握。

          7.成績評定形式單一,不能全面地考核學生所學知識和綜合運用知識的能力。考核形式基本上是通過學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內容點的選擇題、填空題、計算題、證明題等,這種考核形式有引導學生死記硬背的傾向,缺乏對學生綜合應用能力與創新能力的考核。

          這些問題的存在導致在學生心目中,流體力學似乎沒有其他專業課重要,是一門可學可不學的課程。因此,傳統的教學大綱、教學內容、教學方式、成績評定不能適應流體力學教學的需要,必須進行適當地改革,構建面向工程的教學體系,注重實踐環節訓練,搭建能力培養平臺,建立更科學的考核機制,以適應形勢的變化發展。目前,我國高校所使用的流體力學教材主要有毛根海編著的《應用流體力學》、李玉柱、苑明順編著的《流體力學》、丁祖榮編著的《流體力學》、汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》。我校選用汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》作為指定教材。2012年,在認真梳理流體力學、化工原理及環境工程相關學科教學內容與環境工程專業培養目標的基礎上,對流體力學教學大綱進行了修訂、對教學手段進行改進,制作完成了與汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學》相配套的多媒體課件,并在教學中投入使用,取得了良好的教學效果。

          一、修訂教學大綱

          根據環境工程專業培養目標修訂原有的教學大綱,使教學目標的工科特色更加明顯。

          二、改革教學內容

          1.刪減與化工原理重復的內容,對這部分知識點,把講授的重點放在深化和提高上。

          2.將流體的物理性質、靜力學、動力學、水頭損失和水力計算作為教學的重點。

          3.大幅增加適應環境工程實踐需要的內容,引入一些環境工程案例,讓同學們未進入社會就能體會到流體力學對環境工程的指導作用

          三、改革教學方法

          新生入學開始就召開師生見面會,讓學科負責人講解專業培養方案,有經驗的教師教授如何進入大學里的學習狀態,引導新生盡快適應大學的教育環境和人文環境,樹立全面人才培養的理念以及與之對應的教學模式、考核體系等內容。讓新生對自己的大學生活作全局規劃,從獲得知識、提高專業技能的方式方法上不斷開拓思維,尋求自己的努力方向。改變傳統的“注入式”傳授知識的教學方法,采用注重培養實踐能力的教學方法,針對具體教學內容,靈活采用內容講授、課堂討論、雙向交流、問題思考、習題訓練、器材設計與制作、企業觀摩考察等多種形式,使學生能較好地掌握流體力學的基本概念、基本規律,掌握分析解決流體力學問題的方法和思路,并使解決問題的能力得以提高。每次上新的章節時,先提出一些與環境工程實踐密切相關的問題,然后告訴學生這一章節要學習的內容,通過這些內容的學習,就可以運用所學的相關知識解決這些實際問題,讓學生帶著問題學習,就不會盲目地學,激發學習的興趣。如在流體的物理性質一章導入的階段提出“為什么經驗豐富的司機,總是要發動機預熱一段時間后才開始行駛”?在流體靜力學章節以“為什么點滴吊瓶的液體逐漸減少時而藥液的流速卻不變”?流體動力學中以“為什么飛機的頭部有一根長長的針狀物”等來導入。學完一個章節后,再告訴他們由于課堂教學時間有限,還有很多問題的解決需要更多的知識,引導大家自學。特別是課程教學已經過半以后,學生的基本流體力學知識有些儲備后,要鼓勵、啟發、指導有興趣的同學做一些拓展性的學習和思考,參與老師的科研或自己做些發明創造,如教學模具、實驗器具等科技作品,培養學生的創新能力和解決實際問題的能力。這時我會帶些有興趣的同學到污水處理廠、環保科技公司去參觀考察,了解企事業的技術需求和科技難題,和同學們一起思考探索問題的解決方案。針對流體力學中的概念和規律比較抽象和枯燥的特點,采用多媒體輔助教學與傳統教學方式相結合的教學手段,綜合運用圖像、文字、動畫等展現圖文并茂的教學內容,運用視覺效應加強教學效果、擴大知識面。例如,流體動力學章節中講述流線的性質時,我引入草原上的老鼠在夏天躲在洞穴里納涼的圖片。洞穴靠下風口堆了一個土包,外面涼爽的風能吹進洞穴,若下風口沒有土包,涼風進不去。以這種生動的形式展現課程內容,而不是簡單地播放幻燈片。學生不僅學到了知識,而且感受到知識的生動有趣性。對于重點內容,要嚴格進行板書推導,一方面有利于學生理清思路;另一方面,有利于培養學生嚴謹的科學作風,不能簡單地把熱熱鬧鬧當做生動有趣。對一些工程或生活中碰到的案例或常識,也不太容易做課堂實驗時,可以通過一些課件來模擬。將理論知識與視頻、動畫、工程案例、生活常識相結合,調動了同學們的學習激情,使其從被動式聽課轉變為主動式欣賞知識。如在流體動力學章節,我引入了美國南北戰爭時期的彼得斯堡戰役的一段視頻:講述一個叫普萊曾茨的士兵,運用流體力學知識解決地道通風的問題,巧妙地將叛軍的防御陣地炸毀。這些視頻、動畫、案例中的氛圍、情景不僅啟發了他們的思維,更讓他們享受到聽課的樂趣,激發了其學習的積極性。

          四、引入演示實驗

          整合現有的實驗中心、環境工程實驗室、環境科學實驗室的資源,自行搭建或購置一些演示實驗裝置,將演示實驗引入流體力學課堂,使流體力學中抽象的物理過程和物理圖像變得形象、直觀和可信,使教學內容更有表現力,便于學生深刻理解和掌握。若暫時沒有條件,也要積極引入一些相關實驗或實例的視頻,播放給同學們學習。如伯努利方程式是流體力學教學中的一個難點,非常抽象。因此,在學習這部分內容時,我就在課堂上做些表面上看起來匪夷所思的實驗,但卻可以用伯努利方程式很容易解釋這種現象。例如嘴用力吹一個漏斗,乒乓球而不落地。學生非常驚詫這個現象,立刻想知道為什么會這樣,學習的積極性立刻被調動起來。然后在黑板上畫出示意圖,再用伯努利方程式解釋,學生就會理解透徹、記憶深刻。

          五、加強素質拓展

          鼓勵學生積極與工程、生活、生產實際相結合,制作小發明小創造,參與科學研究、社會調查等。如在教學過程中,我多次組織學生參與各類科研論文大賽、發明大賽,取得了不錯的成績。通過這些鍛煉,不僅加深了學生對課程的理解,更重要的是培養了學生的能力,增強了學生的自信心。積極組織學生參與本科生創新創業訓練計劃、優秀畢業論文培育計劃、大學生科研論文大賽、大學生專利發明大賽以及環境與健康協會等;參與污水處理廠、環保部門、環保企業及各類生產單位的科研、生產工作。通過創建實習基地、培訓基地、現場調研、技術咨詢、項目合作等形式,獲得與流體力學有關的技術難題。再以這些問題為范例,通過現場考察、技術交流、故障診斷、問題分析、解決方案、實施效果等環節,供學生學習參考。不僅解決了工程實際問題,而且開闊了學生的視野。讓學生預先進入工作角色,以業務需求帶動求知欲望。只有在實際工作中,學生才能對專業知識的應用、交叉學科之間的作用以及教學科研的關系有越來越明晰的認識,對于專業課程的學習重點、專業知識的獲取有更明確的思路。

          六、改革考核方法

          教學內容、教學方法與教學手段的改革,必須與課程考核方法的改革相配套。為了提升考核環節對于人才培養的支撐度,推動教學理念與內容、方式與方法的變革,切實發揮課程考核對教學效果的檢驗與評價作用,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質量的實施意見,2014年學校啟動教學考核改革試點工作,《流體力學》是我校第一批立項的課程考核改革試點課程。在新的考核方案中,我更加注重學生對基本概念、基本規律的理解,學生分析、解決實際問題的能力。實行過程化考核、多種形式的考核。全面考察學生對知識的掌握程度、概括能力和綜合應用水平??梢詥卧獪y試時采用開卷考試,期末考試采用半開卷考試,試題有一半是自己出的試題??己嗽囶}中的開發性試題就是用所學流體力學知識解釋、處理日常生活、工程中的現象等。

          1.豐富考核方式。緊扣課程目標,選擇能夠全面衡量學生學習效果的考核方式。將筆試、討論、口試、項目設計、調查報告等多種形式相結合,將知識理論識記的考察與分析解決問題能力的檢驗并重,對學生進行系統地評價。

          2.強化全程評價。把課程考核貫穿于教學的全過程,將過程評價與終結評價相結合,設計不同階段、不同方式考核的分值比例,對學生的學習效果進行有效評價,改變“一考定成敗”的現象,扭轉“期末突擊死記硬背”的不良學風。過程考核在評定學生綜合素質和能力的同時,加強了對學生學習態度等非智力因素的考察,分課堂表現和課下表現,各占總成績的10%。過程考核成績占總成績的30%,期末考核占總成績的50%。過程考核有章節考核、期中考核和歸納總結考核。章節考核分3次進行,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,一半學生用A試題,一半同學用B試題,學生預先不知道自己拿到何種試題;歸納總結能力考核,學生根據自己對課程的把握、見解出一份合適的試卷,教師據此評分,滿分為5分。期末考核的考試形式為半開卷(一張復習紙的開卷考試),試題范圍覆蓋教學大綱,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用課本知識,強調知識的綜合應用和實踐運用。題型包括選擇題、計算題、作圖題、項目設計型和開放性試題。建立電子試題庫,實行抽題組卷,實現教考分離。試題庫中有一半是學生出的試題(由教師篩選出優質的試題,或稍作修改),一半為教師出的試題。

          3.優化考核內容。以促進學生全面發展為原則,選擇考核內容。在評定學生對基礎知識、基本理論和基本技能的同時,突出對學生分析解決問題、動手能力及綜合素質的考察。采用體現創新特點的考試題型,以適應學科專業與相關行業發展的新要求。堅持合理性原則,考核內容的選擇符合考核課程目標的要求。理論知識考核的重點為課程知識體系中核心要點、基本原理的理解與運用;實踐知識方面突出對操作流程的熟悉程度、實踐結果分析運用能力的檢測;綜合素質方面的考察堅持以能否有效支撐專業發展為標準。課程考核綜合考慮各方面因素,首先是課堂表現,即學習態度,考核實行扣分制,滿分為10分。如上課曠課、玩手機、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。其次是作業考核,滿分為10分。作業次數為7,交1次作業得1分,總作業次數分為7;質量分為3,視工整度、正確率給分。

          4.暢通信息反饋。考核結果及時上網公布,學生可以查看自己的考核成績,對自己前段時間的學習效果有一個清醒的認識,及時調整學習態度、學習方法,激發學生學習的主動性與積極性。切實發揮課程考核對教學效果的檢驗與評價作用,對教學內容與方式改革的推動作用,對學生學習投入的引導作用,促進本科教學質量的不斷提高。在教學過程中,選擇適當時機向學生征求關于教學方法、考試考核模式等方面的意見或建議,以及前段時間學習的感受,我再根據學生反饋來的信息,及時調整教學方法、手段、進度等,認真處理好教與學的關系。并根據學生的意見、可采納程度、對教學的關注程度進行打分,并計入該門課程的平時成績。

          七、結束語

          流體力學是一門系統性、理論性很強的應用力學課程,體現了力學、數學、物理等交叉學科在工程中的應用。因此,如何將知識傳授與提高學生應用能力、培養學生科研意識、適應社會需求相兼顧,對于教師自身素質、教學水平和教學方法是一個嚴峻的挑戰。以環境工程專業學生流體力學的工程應用能力及創新能力為目標進行教學改革,并對考核方式、內容、過程和反饋進行配套改革,推動教學理念、方法的變革。加強學生學習的積極性和主動性,對所學知識的理解和應用,真正掌握相關知識,為日后工程,科研和工作打下良好基礎。

          參考文獻:

          [1]王燁,李亞寧.流體力學實踐教學改革網絡體系的構建[J].力學與實踐,2013,35(3):89-91.

          [2]謝翠麗,倪玲英.工程流體力學本科課程引入CFD教學的探討[J].力學與實踐,2013,35(3):91-93.

          流體力學的總結范文第4篇

          關鍵詞:農林高校;熱工基礎及流體力學;課程教學;實踐創新

          當前,在“綠色發展理念”深入人心的時代背景下,農林類高校迎來了很好的歷史發展機遇;同時社會和企業對農林類專業人才的需求更加重視質量,對人才的知識深度、廣度和對專業基礎課、專業特色課核心知識的實踐運用能力,均提出了更高要求。提高機械設計制造及其自動化專業學生林業裝備系統總體及其子系統技術的掌握程度,拓展學生在林業裝備系統上運用專業基礎課、專業特色課中核心知識的科研能力,是農林類高教工作者面臨的共同課題[4]。

          1課程教學剖析

          1.1課程內容

          “熱工基礎及流體力學”這門課程是機械設計制造及其自動化專業的一門綜合性專業基礎課,是后續液壓與氣體傳動、泵與風機、林業機械等專業及特色專業課的重要基礎。課程目標包括:掌握工質的熱力學性質、熱力學第一定律、第二定律、熱工轉換的規律和理想氣體的熱力學過程,學會基本的理論分析與計算方法;通過對熱量傳遞的三種基本方式、導熱基本理論、對流換熱基本規律、黑體輻射基本定律等內容的學習,使學生具備對基本的傳熱學問題進行分析和總結的能力;掌握流體的主要物理性質和流體靜力學的基本理論知識,學會流體上的作用力分析,能夠推導流體動力學方程的連續性方程和伯努利方程,針對黏性流體,能對管內流動狀態進行判斷;能夠對“傳熱學”“工程流體力學”的實驗結果進行分析和解釋,通過實驗數據綜合分析工程中的現象及問題,并得到合理有效的結論??傮w來看,本課程講授內容包括工程熱力學、傳熱學以及工程流體力學三大板塊的內容,是在高等數學、大學物理、理論力學、材料力學的基礎上進行深化學習,拓展到實際的工程問題,所以本課程不僅理論性強,而且工程應用性也很強;與機械設計制造及其自動化專業其他課程相比,該課程涵蓋了本應三門獨立開設的課程內容,知識難點聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學生融會貫通掌握難。但是,學生對課程內容的掌握程度直接影響后續專業特色課程的學習情況。

          1.2教學思路

          目前,本課程總學時為48學時,理論授課42學時,實驗授課6學時。三大板塊的教學內容多,理論授課課時較少,矛盾突出:(1)學生由固體學科切換到流體學科的學習需要較長適應期;(2)課程中較多章節內容抽象,且涉及大量公式推導及專業的概念鋪墊,加之為了跟上教學進度教學內容更新較快,學生普遍反映課程難度較大;(3)教學內容和后續專業及特色專業課內容銜接性不夠緊密;(4)從內容的充實性和課程的結構上來看,“熱工基礎及流體力學”這門課程的教學內容已經滿足要求,但是對接林業機械領域最新技術,強化學生創新思維方面,當前的課程建構仍無能為力;(5)由于本課程的學習不涉及具體的機械裝備系統,使得同學們對本課程在專業中的地位認知不足,學習積極性欠佳,這些現狀使得提升教學效果難度較大。針對上述課程特點及教學現狀,結合農林類高?!皺C械設計制造及其自動化”專業的實際情況,制定了如下教學思路:(1)授課時,使學生從機電系統、固體力學等學科的思維中切換出來,將空間觀測法跟同學們探討透徹,基于空間觀測法開展“熱工基礎及流體力學”的課程教學。(2)在教學大綱中刪除過于抽象、應用面較窄的教學內容,深入講解與后續“液壓與氣體傳動”“泵與風機”“林業機械”等課程關聯度較深的內容,為專業及特色專業課的學習做好扎實鋪墊。(3)結合在林業機械領域與“熱工基礎及流體力學”緊密關聯的科研經歷,探索寓教學于科研、科研反哺教學的授課模式,強化同學們對“熱工基礎及流體力學”在“機械設計制造及其自動化”專業里占有重要地位的基礎認知,顯著提升同門們自愿學習、自主學習的熱情。(4)注重思維方式、終身學習意識的培養。教學過程中注重切入問題角度的講解,使得同學們在明白問題的同時更養成學習思考問題方法的習慣;從固體學科到流體學科是一個較大的跨越,在跨越的過程中,使同學們樹立終身學習意識,為以后培養同學們提出、解決林業機械領域學科前沿性、熱點性問題的能力打下堅實基礎。

          2課程構建探討

          在“碳達峰、碳中和”的硬性發展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發展理念加速推進的浪潮之下,農林高?!皺C械設計制造及其自動化”專業的畢業生在高等教育系統中的地位不斷提升,所以基礎專業課程構建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面,基礎專業課課程構建要體現基礎知識的深度和廣度;另一方面,內容要很好銜接并服務于核心專業課、特色專業課,為學生后期畢業設計、研究生科研深造做好鋪墊。

          2.1課程內容深度銜接核心專業課

          “林業機械”是南京林業大學“機械設計制造及其自動化”專業的核心專業課,內容涵蓋林業動力、整地、清理、苗圃、造林、撫育、保護、防火、采伐、采摘、智能化等機械。其中,和“熱工基礎及流體力學”專業基礎課相關的包括動力、清理、保護、采摘等板塊。林業動力機械(包括泵、風機)涉及“工程熱力學”中熱能和機械能之間的轉化問題,同時也涉及“工程流體力學中”可壓縮混合氣體壓強、溫度變化和裝置的動力匹配問題;林業清理機械涉及“工程流體力學中”不可壓液態水在管道內部的流動,在霧化器內的流態分布、出口后霧化粒徑分布等復雜多相流問題,如圖1所示;林業保護機械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學中”可壓縮流體空氣的外部流動及耦合風場、霧滴的多相流動問題,如圖2所示;林業采摘機械中,基于負壓的采摘系統涉及可壓縮流體空氣的管內流動問題。從銜接核心專業課的角度來看,一方面,農林類高校“熱工基礎及流體力學”這門專業基礎課程應該深耕“工程熱力學”和“工程流體力學”,而“工程流體力學”應該是重點中的重點;另一方面,也好兼顧課程內容的完整性,“傳熱學”也要適度調整。

          2.2匹配三大板塊關系,優化課程結構

          建議協調、平衡三大板塊的課時占比,同時明晰課程內容的內在邏輯關系,在此基礎上進一步優化課程結構。在“工程熱力學”(熱能的間接應用)板塊中,我們將實現熱力學能向機械能轉化的媒介稱之為“工質”,媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”,熱力學第一定律、熱力學第二定律、工質熱力學性質及理想氣體的熱力過程等課程內容和專業核心課程林業機械吻合度較好?!肮こ塘黧w力學”中,對流體的終結性定義是“抓不起來的物體”,一般性的定義是“氣體和液體”的總稱,但課程內容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學、流體運動學、流體動力學及黏性流體等課程內容都是基于不可壓的液體,同為流體,但氣體和液體的性質及研究重點相差甚遠,“氣體”這種流體相關課程內容的缺失為后續專業核心課程的學習帶來很大知識結構缺陷?!皞鳠釋W”(熱能的直接應用)中,對導熱、對流傳熱(混合傳熱,主要是流體和固體之間)、輻射傳熱的基本原理、工程應用等課程內容做了比較詳細的講解,但是后續專業核心課程對傳熱學中的知識需求很少,僅僅在脈動燃燒技術這一研究領域有所涉及??傮w來看,不管是“工程熱力學”中的“工質”,還是“工程流體力學”中的“氣體”,再或者“對流換熱”中的“流體”,其中“氣體”是課程的“最大公約數”,也是和林業機械這一專業核心課程相關的“最大公約數”。鑒于此,“工程熱力學”教學內容總體上可以維持不變,部分章節可以簡化,不重要的知識點減少不必要的推導,側重理論、公式概念的理解和應用,這樣可省出一部分課時??傉n時不變的情況下可以合理縮減“傳熱學”的課時,對輻射傳熱只做一般性介紹;考慮到相似原理在流體力學的試驗研究中也有重要應用,可以在這里對相似準則進行深入講解,省出較多課時。將“工程流體力學”放在最突出的位置,省出來的課時分配給這一部分;增加可壓縮流體“漩渦勢流理論”“相似理論中的量綱分析法”、包括氣體動力學中“擾動在外空間流場中的傳播”及“管內氣體的流動”等內容,以匹配林業機械核心專業課。

          2.3樹立自主學習、終身學習意識

          目前,流體力學板塊中關于可壓縮流體的課程內容匱乏,教學中會鼓勵同學們在MOOC上尋找優秀資源進行線上學習,使同學們樹立自主學習意識。通過工程流體力學板塊,我們在體力學的范疇內將研究運動的方法由拉格朗日法提升到歐拉法,這是一個顯著的改變,也是重要的進步,通過這一步,有助于培養同學們的終身學習意識。

          結語

          流體力學的總結范文第5篇

          對比分析法教學

          筆者經常采用對比分析教學法,讓學生通過思考與對比增強所學知識的連貫性,提高學習效果。由于流體力學是力學的分支,因此力學的定律也適用流體力學,但流體的特性決定了流體力學在與固體力學有千絲萬縷聯系的同時,又有它獨有的一些特性。所以,筆者在授課時會讓學生先回憶相關的固體力學知識,再將固體力學定律引申到流體力學當中,讓學生輕松地理解和掌握流體力學中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節時,筆者就會問學生:在理論力學中,如果物體處于平衡狀態應滿足什么樣的條件?學生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導學生流體力學的研究對象為流體質點,而流體質點在空間上是很小的,需要對微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡,其所受的合外力也需要為零,由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現在學生面前。除了將流體力學和固體力學進行對比分析外,筆者還會將流體力學中的一些概念通過列表的方式進行對比,讓學生了解這些概念的異同點。比如,筆者在講到流體運動學這一章節時講解兩種描述流體運動的方法,就給出了表1。學生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點。通過對比分析法不但有助于學生理解和掌握流體力學知識,還能讓學生將所學知識融會貫通,提高分析問題、解決問題的能力。

          多層次多視角分析問題

          現代教育觀念認為,高等教育應當融知識的傳授和能力的培養于一體。[4]為了適應個性化發展和高素質教育,培養學生創新能力,在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時,還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此,筆者除了講授基本方程、基本定理的推導,還會將問題進一步深化、演繹,將枯燥乏味的理論知識點進行歸納整合,建立學生的哲學思維觀。例如,在學習靜止流體對平面的總壓力這一節時要求學生能夠計算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手,再延伸到求解矩形垂直面總壓力,再到求解矩形斜平面總壓力,最后求解任意平面的總壓力,如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會了學生如何將一個復雜問題分解,然后再借助已有的知識進行求解,達到觸類旁通的效果。同時,為了讓學生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力,講授時又分別采用了解析法和壓力圖法進行求解。通過這一章節的學習,學生明白了解決許多工程問題可以從多個側面、多個視角分析,盡管采用的方法和理論不盡相同,但都可以獲得正確的結果,殊途同歸,增強了創新意識。除了在教學過程中改變傳統的教學方法,構建多元化的課堂教學模式以外,為了提高教學效果,運用多媒體技術為基礎的立體化輔助教學手段也非常重要。隨著計算機技術的發展,工程實際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達更加生動、直觀和多樣化,能很好地刺激學生的感官,激發學生學習的興趣,開闊學生的視野,可以收到純板書教學所無法達到的效果。因此,“流體力學”教學過程中對于難以理解的概念,如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態的判別和波的傳播、邊界層的形成等內容均利用計算機動畫給學生進行演示,起到了畫龍點睛的作用。

          結束語