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流体力学基本原理

流体力学基本原理

流体力学基本原理范文第1篇

关键词:电机及拖动基础;应用型专业;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0108-02

电机及拖动基础作为自动化专业及相关专业的一门基础性专业主干课程,在自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化等专业的人才培养过程中发挥非常重要的作用。传统的教学过程及教学模式今生学生对相关理论知识的掌握,忽视了对学生创新能力的培养。在国家中长期教育改革和发展规划纲要中提出:我国正处在改革发展的关键阶段,经济发展方式加快转变,高等院校要优化结构办出特色,重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。为响应国家的高等教育改革政策,作者所在的高校作为湖南省首批进行应用型转型试点的两所高校之一,大力推进学校向应用技术方向转型发展。为响应学校号召,本文结合对自动化专业电机及拖动基础课程多年的教学经验,以培养具有创新意识的应用型人才为培养目标,发挥学生学习的主观能动性,培养学生解决工程实际问题的能力,对电机及拖动基础课程的教学内容、教学方法与手段进行改革研究。

一、电机及拖动基础课程特点分析

电机及拖动基础是我校自动化专业、建筑电气与智能化专业的专业基础课程,属于专业必修课程。在当前版本的人才培养方案中,其理论课时为50学时,实验课时22学时,理论与实验独立考核。从教学内容上看,该课程以《电路原理》、《大学物理》为先修课程,后续课程包括《计算机控制系统》、《运动控制系统》,电机及拖动基础课程涉及到电路原理、磁路理论、电磁力学等,授课内容多,教学内容中包含一些较为抽象的概念,如磁路基本原理、磁动势、电磁力、电磁感应、感应电动势等等,学生的理解难度大;课程内容包括电机学原理及电力拖动两大内容板块,相关内容的相互衔接较为松散。

二、调整优化理论教学内容,突出工程应用的课程教学体系

电机作为电能与机械能之间的转换设备,在当前的社会生产与生活中占有重要的地位,是现代化生产活动中最主要及最广泛使用的动力设备,在国家大力推进应用型专业教育的转型及重视对学生开展工程实践能力培养的基本方针下,根据用人企业的实际需求,结合学校对专业人才的培养目标,即培养能为地方经济建设服务的应用型高级工程技术人才,对课程的教学大纲进行修订。按照对专业人才的培养目标,对理论教学内容体系进行调整,对相关知识点进行分类,对教学内容授课时数及授课重点进行规划,突出对学生工程应用能力及实践能力的培养,实现与企业的需求及行业资格考试内容的合理衔接。如直流电机的原理与组成结构部分的教学,对于直流电机的绕组结构及分布内容进行压缩,只需要介绍磁极对数及极距两个基本物理概念;对直流电动机的转动原理进行较详细的分析,而对电枢反应及直流电机的换向等内容,不对其产生原因进行深入分析,而只简单介绍换向不良产生的危害,电枢反应的影响,将理论分析困难的内容进行压缩,突出对工程应用能力的培养。

在电机及拖动系统的整体教学内容中,包括直流电机基本原理、变压器基本原理、交流电机原理、交流电机拖动系统等内容。在常用的经典教材中,章节顺序按直流电机的结构及原理、变压器、交流电机的基本结构及原理、直流电机拖动系统、交流电机拖动系统等章节内容编排,在教学执行过程中,如遵循按章节顺序进行教学的常规思路,即先讲述直流电机结构及原理、变压器、交流电机的原理及结构,再讲述电机拖动系统的相关内容,则教学内容会出现衔接问题,学生在学完交流电机的结构及原理部分内容后,对直流电机的相关原理内容已经出现了部分遗忘的情况,此时再讲述直流电机拖动内容,需要安排不少的时间对前面的运行原理部分的内容进行复习。对教学内容及教学顺序进行合适的调整,将直流电机的拖动内容安排到直流电机的结构与原理之后,将交流电机的拖动内容安排到交流电机的基本原理之后进行讲授,将整个课程的教学内容分成三大板块,即直流电机及其拖动系统,变压器,交流电机及其拖动系统。在教学过程中,讲授了相关的电机原理之后即开始讲授电机拖动系统,通过相应的电机拖动系统的实际应用案例强化对电机结构及运行原理的理解。

随着电力电子变流技术的发展,交流电机目前占据电机应用领域的主导地位,直流电机因为体积大、价格高,其市场占比逐步降低,但在一些对调速性能要求高的场合具有不可替代性,结合当前电机及其拖动系统在行业中的应用状况,对电机及拖动系统课程的整体教学课时进行分配,突出交流电机及拖动系统在整个课程体系中的核心地位,适当对直流电机及拖动系统的部分不常用的理论内容如绕组分布等教学内容进行删减。

三、采用多种教学方法,教学过程中面向实际应用,提升教学效果

电机及拖动课程涉及到电学、磁学、动力学、热力学等多门学科,电机拖动系统与实践联系密切,其先修课程主要包括电路理论、大学物理,课程中抽象性的概念内容较多,为了提高学生学习的积极性及学习效率,在教学过程中需要用到多种教学方法,善于运用对比教学法,如电路与磁路理论的关联性强,并存在很强的对应关系,如表1所示,通过学生所熟悉的电路参数及欧姆定律,引导学生理解磁路的基本特性及磁路欧姆定律。

对重要及基础的概念,在讲述时既要做好基础知识的铺垫,又要做好知识点的凝练与归纳,要做到深入浅出,如直流电机的基本运行原理,涉及到能量的变换、电磁力学、运动力学等多个知识点,在电机的起动过程中,内部磁场、通电的电枢导体、电刷与换向片三个要素缺一不可。对知识点进行归纳时,根据电动机运行的三要素,总结出电机运行原理性口诀:电生磁;电磁生力;变磁生电。电生磁,即电机运行过程中,依靠励磁电流产生气隙磁动势,形成空载内部磁场(运行要素一);电磁生力,指载流导体在磁场中受到电磁力的作用(运行要素二);变磁生电,即电枢绕组内的磁通变化时在绕组内部产生感应电动势,完成电动机的能量转换任务(将电能转换为机械能)。结合电动机的电刷与换向器结构(运行要素三),归纳总结出电机在运行过程中的电磁关系及连续旋转的基本要素。在后续的教学过程中,对相关的知识点进行放射式展开,如励磁方式知识点的讲授,可先复习直流电机运行的三基本要素,指明内部磁场属于直流电机连续运行的三个基本条件之一,随后则可引出电机的励磁方式,指明内部磁场的必要性及内部磁场形成的技术手段,形成课程知识点的发散及串联。

将相关的工程应用案例情景引入到课堂中,通过对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动,加深对基本原理和概念的理解,培养学生分析问题和解决问题的能力。在电动机的运动方程平衡部分,有转矩平衡公式:Te-TL=J■,在进行公式的深入分析之前,需要对电磁转矩、负载转矩及转速正方向的定义,并根据公式确定系统运动的平衡状态、过渡状态,随后引入负载转矩特性分析内容,对不同负载的转矩特性进行分析,按照恒转矩负载、通风机类负载、恒功率负载三类分析负载转矩与负载转速之间的关系,在分析过程中,对于不同的负载,可结合专业的实际情况引入对应的实际生产机械图片,增强学生对课程的兴趣。

在对电机的基本运行原理及调速知识有了一定掌握之后,教师可结合专业定位情况,挑选一些实际应用中的相关案例,使得学生加深对课程理论知识的理解,同时能应用所学知识,并在教师的引导下对相关专业知识进行创新应用。比如结合目前国内电动助力车及电动摩托车等旺盛的市场需求与销售情况,给学生提供一款用于电动摩托车的直流电机的铭牌数据,让学生根据铭牌数据回答问题:降低电枢电压时电动机的瞬时转速及电枢电流数据是多少?稳定后有何变化(负载不变)?直流电动机的调速方式怎样实现?调速过程中能量损耗及能量转换关系有何变化?通过回答上述问题,使学生学会应用相关知识分析解决实际工程问题。在此基础之上,可进一步拓展学生解决应用问题的能力,载人用的轻便电动自行车与主要用于载货运输用的“爬坡王”电动车的电机在选型上应该注重哪些方面的参数区别?对一些学习能力强的学生,则可继续引导:为了提升一次充电的行驶里程,可否将回馈制动应用于电动自行车?并指导其设计一些小型的验证性实验装置。通过以上的教学过程,将课程的理论教学与实际应用紧密联系,增加学生学习的兴趣,提升学生解决实际工程问题的能力。

四、结论

电机及拖动基础课程是自动化及相关专业的一门专业基础课,与实际应用联系紧密,为满足专业人才培养向应用型转型的需求,在新的培养体制下,将专业课程的教学内容进行有机整合,采用多种教学方法与手段,打造重点突出、与应用密切结合的课程内容体系,增强学生学习的兴趣,提升学生运用相关知识解决实际工程问题的能力,经过实际的教学试验,验证了改革的课程教学比常规教学效果显著提升。

参考文献:

[1]顾绳谷.电机及拖动基础(第四版)[M].北京,机械工业出版社,2013.

流体力学基本原理范文第2篇

摘要:化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面总结了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

化工原理主要介绍化工生产过程当中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计计算等知识ti.-I,教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节,不仅与化工原理课程的内容紧密相连,还要运用计算机编程.AutoC aD机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_L设备机械基础、化工制图等先修课程的知识,是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和文献资料利用能力,逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。

在完成课程设计的过程当中,学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质,比如工具书、国家标准和规范的使用,经验公式和经验数据的选择,专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等,因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_L程问题的解决能力,是对学生的一次综合训练,也是对所学专业基础知识的一次总结,更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。

1 加深学生对“三传理论”和单元操作的理解

动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容,虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解,但由于课堂教学的内容多,理论知识比较抽象,学习任务较繁重,学生自觉完成课程学习的动力明显不足,教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计,愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容,经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程,因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”,并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果,课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化,从而加深学生对理论知识的理解。

2培养实验设计和设备选型能力

实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时,通过讲解、动画演示和参观等教学手段,学生熟悉了常用设备的基本操作规程,但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题,在确定课程设计内容时,有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作,给学生下达一个明确的任务,让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_L作。如,为加强学生对干燥单元操作的理解,可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段,为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算,并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计,然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位,还要求进行辅助设备选型与计算,最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明,学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。

3提高工程设计能力

化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节,也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论,并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制,学生在设计过程当中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路,设定和收集操作参数,完成具体的设计工作:

经济效益是判断设计质量的重要指标,其中设备建设费和使用操作费是其中的关键,而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如,精馏操作是化_工生产中常用的单元操作,其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数C合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中,操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量,随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费,一般随着回流比的增大而降低。为此,在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练,学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力,同时学会了主动寻求解决实际问题的方法,缩短了理论与实践的距离,也体会到理论在解决实际问题中的重要作用,提高了理论课程的教学质量。

4培养创新能力

在完成化工原理理论课和实验课的同时,为了满足部分学有余力,且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要,教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台,即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目,鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台,以创新为目标”的原则,有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计计算之后、整理设计说明书之前,要求全体课题组进行交流和总结,即每个设计课题组里选派1-2名学生代表,将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计,并在规定时间内着重讲解自己设计的特点,对设计结果进行技术经济分析,突出自己的创造性。交流过程中,指导老师也主动指点设计要领,并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题,对其它设计课题也有一定程度的了解,更有效地开拓了学生的设计思路。

流体力学基本原理范文第3篇

关键词:电工基础;教学;学习兴趣

技工学校学生大多数文化基础知识薄弱,学习积极性不高,对学习兴趣不大,加之电工基础中包含大量抽象的概念和定理,与中学物理相比,更加抽象难懂。由于电工基础的这些特点,就要求学生在学习过程中必须改变过去的思维习惯和学习方式,由直观形象思维转换成抽象推理思维,由应试型学习变为技术应用型学习。但是学生作为学习的主体,其掌握知识和发展能力必须靠自己努力,老师无法包办,所以教师在教学中要充分运用各种方法、通过多种途径调动学生学习的积极性,激发学生的兴趣[1]。只有这样,学生学习电工基础的热情才能被调动起来,以达到良好的教学效果。因此如何在电工基础教学中运用正确的教学法则激发学生的学习兴趣,是达到良好教学目的的关键。以下是本人对此的几点看法:

一、运用比喻,激发兴趣

想要激发学生的学习兴趣,提高教学效果,老师的课堂教学必须生动有趣,引人入胜。这不仅要求教师专业基础知识牢固扎实,还要求教师具有把书本知识灵活运用于各种客观实际的能力。[2]在教学过程中,恰当地运用比喻,将乏味的知识兴趣化、抽象的概念具体化、深奥的理论形象化。如此不但可以降低教学难度,简化教学内容,提高教学质量,还能培养学生的思考能力,拓展学生的思路,调动学生的学习积极性。

比如,“电流”这一节内容,在讲解导体内电流产生的条件时,学生最不容易理解的就是“电位”的概念。此时不难想到日常生活中学生所熟悉的“水流”和“水位”,若老师将“水位”同“电位”类比来解释这一概念,学生就可以清楚直观的理解“电位”的含义。为了加深学生印象,教师还可以在课堂上用两个杯子和一根胶管做“水位”演示实验并引导学生观察实验结果。实验时教师把盛满水的A杯放在高处(上水位),B杯放在低处(下水位),然后把胶管一端插入A杯中,另一端插B杯,这时只要给胶管一定的吸力,A杯里的水便会流向B杯,即所谓的“水往低处流”。如果我们把B杯放到与A杯同一水平位置上,A杯里的水就无法流动进B杯里。在这一实例中,上水位与下水位之差就是水位差,有水位差的两水位之间才能有水流动。通过演示,观察水位差的现象,教师可引出电位差的概念:电路中任意两点之间电位的差值便是这两点的电位差,有电位差就有电流产生。从而得出结论:导体内产生电流的条件是导体两端必须有电位差。

这些直观、具体的比喻使抽象的概念具体化,学生能够看得见、摸得着,比枯燥单调的照本宣科更能吸引学生的兴趣,加深理解。

二、运用实验,培养能力

实验往往能取得“响、动、亮”的效果。很容易吸引学生的注意力,激发他们继续探索的兴趣。不仅如此,实验还能将瞬时的兴趣“凝固”下来,令学生印象深刻。[3]实验是电工基础教学中的重要手段,教师应充分利用这一手段,除加强演示外,还应当用探索性实验替代验证性实验。对于电工基础中的定律和概念,不一味要求学生机械记忆,而是引导学生理解,在理解的基础上转化为自己的语言。比如楞次定律,该定律不仅是本章的重点,更是难点。在多年的教学实践中发现,学生最不易理解的是定律的含义,尤其是定律中“阻碍”两字的含义,更不用说很好地应用定律去解决问题了。基于这些原因,我在教学中把教师演示实验改为学生自主探索性分组实验,全班同学分为甲、乙两组,每组一套实验器材(线圈、条形磁铁、电流表、导线),甲组实验内容为条形磁铁缓慢插入线圈;乙组实验内容为条形磁铁缓慢拔出线圈。两组同学积极投入试验并且及时进行观察记录。与此同时,教师巡回指导并引导学生用安培定则判断感应电流的磁场方向并与原磁场方向比较。学生通过亲自动手实验并积极探究、讨论,甲组可得出结论:当原磁通增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,起阻碍原磁通增加的作用;乙组可得出结论:当原磁通减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向一致,起阻碍原磁通减少的作用。通过将两组同学的实验结果进行比较、概括,最终引导学生得出楞次定律的内容,理解定律的含义。实践证明,这种教学方法在很大程度上提高了学生分析和解决问题的能力,极大地锻炼了学生动手操作的能力。

三、利用多媒体,灵活创新

电工基础课堂教学是培养学生创新能力的重要环节。这门课课程中的许多概念和原理较为抽象和复杂,若仅用传统的教学手段和抽象的语言文字很难生动形象地说清其中的意义和变化过程。但是利用多媒体课件作为教学载体,就可以很好地解决这一问题,吸引学生的兴趣,培养学生的创新能力。[4]多媒体课件可以把文字、声音、色彩、图像、动画有机的结合起来,使复杂抽象的物理过程条理化、动态化,还可将抽象的概念过程模拟出来,大大强化了教师教学效果,方便教师突破教学重难点。比如,在讲解电路中的基本物理量这一节内容时,“电压是电路中产生电流的原因”是学生不容易接受的知识点。使用传统教学方法,学生普遍感到难以理解。对此,教师可以通过多媒体制作模拟抽水机水流的动画以及电路中电流流动的动画,在讲解时用水流比作电流,水压比作电压,抽水机比作电源,讲解的同时向学生展示模拟动画。运用电路动画化的手段,生动形象地展现了电荷运动这一抽象概念,加深了学生对知识的认识和理解。

通过运用多媒体教学,可以弥补传统教学的不足,化解教学难点,激发学生的学习兴趣,提高学生的求知欲,培养学生的创新能力。

四、运用比较,分析归纳

比较,是确定对象之间异同点的逻辑方法。在电工基础教学中运用比较法,可以从表面上差异极大的事物之间,找出它们在本质上的共性;从表面上极为相似的事物之间找出它们在本质上的差异。正所谓有比较才有鉴别,要使学生系统地总结和掌握各种抽象概念和规律,我们通常采用比较法。例如:电路与磁路的比较,“电压源”与“电流源”的比较,串联电路和并联电路的比较等。[5]这种比较可以是表面上的直接比较,也可以是学生通过教师设计的专项题目,归纳异同点,找出概念或规律间的区别与联系。

综上所述,教学的方法多种多样,但最终的目的都是相同的:增加学生的学习兴趣,使学生达到学习知识提高技能的目标。教师在教学过程中并不拘泥于单一的某种教法,应根据不同的内容,不同的对象选择相应的教学方法。无论采用哪种方法,都要注意详略及深浅程度,使其具有启发性、趣味性和新颖性。此外,教师更应根据教学的需要灵活教学,对方法加以变更创新,使之更符合教学的目的,让学生更容易接受,以期取得良好的教学效果。(作者单位:郑州商业技师学院)

参考文献:

[1]张素琴 《刍议如何提高电工基础的教学质量数理化学习》(教育理论)2011(6)c

[2]朱刚《引导探究教学模式在电工基础教学中的应用》(职教通讯)2011(16)

[3]冯跃军《电工基础教学中的能力培养》( 学园:教育科研)2011(15)

流体力学基本原理范文第4篇

关键词:物流管理;应用型本科;课程体系

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)25-0067-03

在我国,应用型本科教育是一种尚在探索中的新的高等教育类型。由于起步较晚,研究更多地停留在政策层面和理念层面,从高校专业设置、教学环节、课程体系、教学内容、教学模式、队伍建设、基地建设、招生方式等内容层面和实施层面进行的系统研究还非常欠缺。目前,培养学生应用能力已经成为应用型本科高校的共识,各校也加大了资金投入以改善教学条件,但是我国应用型本科人才的培养仍显得不尽如人意。本文将围绕应用型本科课程体系构建这一主线,以物流管理专业为例,分析和阐述物流管理专业应用型本科人才培养的特点,在此基础上探索构建适应物流管理专业应用型本科的课程体系。

一、我国高等教育应用型本科人才培养的特点

联合国教科文组织公布的《国际教育标准分类法》根据人才类型和培养目标,将高等教育第5级分为5A1、5A2和5B三种类型,分别培养学术研究型人才、应用型专门人才和实用型职业技术人才。其中应用型本科的人才培养特点如下:

1.培养目标:应用型本科培养的是各行各业中应用科学理论从事高技术专业工作的应用型专门人才,属于“理论应用型”人才。

2.培养规格:知识结构方面。应用型本科以行业需求为本位,由于行业具有复合性和跨学科性,因此应该特别注重知识的复合性、现时性和应用性。能力结构方面,应用型本科以面向行业培养学生综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力为主,同时培养学生要有较强的技术创新能力。素质结构方面,应用型本科人才应具备更强的社会能力,如语言表达能力、自我表现力、团队精神、协调能力、交际能力等。

3.教学体系:应用型本科面向行业设置专业,以适应行业需要为目标来组织教学,以“理论应用”为主旨来构建课程和教学内容体系,培养学生应用科学理论解决实际问题的综合能力和实践能力。

尽管高等学校的分类及相应人才培养的标准已经做出明确界定,但我国的应用型人才培养各个方面如课程体系构建仍然存在不足之处,以传统教学、经验教学为基础的课程教学过程存在许多不能适应应用型本科人才培养的问题,以物流管理专业为例,在研究过程中笔者就发现该专业课程体系存在以下几个方面的问题。

1.教学理念陈旧。现在多数学校物流管理类课程的教学理念不能适应应用型本科的需要,尤其有的教师知识结构过于老化,专业素养较落后,还有的教师认为学生学会理论、能通过考试就达到教学目的了,这与提高学生实践能力、培养学生完成设计成果的应用型本科教育目标还有很长一段距离。

2.教材体系、课程体系相对落后。物流管理类课程体系建设是一个与时俱进、不断发展完善的过程,现在有许多学校对这些课程几年不进行调整,物流管理类课程跟不上时代的发展,培养的学生自然不能适应社会的需求。而且在教学过程中只注重本门课程的教学,基础薄弱、课程层次不够分明、相关课程联系不够紧密,因此学生基础不牢固、知识点重复、能力提升达不到要求的高度。

3.教学方法重理论轻应用。许多学校还处于理论为主、实践为辅,设计成果为空的一个状态。课堂讲授是单向的信息传输方式;教师通常以教材为中心,根据教学大纲精心策划、认真备课,并形成完整的教案,再按教案进行教学;信息资源局限在教材或多媒体屏幕上,信息传递形式局限于课堂中教师对学生进行面对面的口头传授,这样的信息传递方式在很大程度上受时间和空间的限制,不利于课堂教学的延伸、拓展和学生自主学习能力的培养。对于提高学生应用能力的实践教学内容单一、课时较少。考核体系以理论答卷为主,实践操作为参考,这与应用型本科实践能力强的目标不相适应。

鉴于以上现状,我们强烈地意识到物流管理专业应用型本科教学课程体系构建的缺失,这直接影响了学生实践能力及综合培养质量的提高、毕业生就业的竞争力的加强、学校品牌及专业品牌的提升等。因此,加强物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建工作需要大力开展研究并尽快付诸实施。

二、物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建

(一)体系构建的理论依据

现代课堂教学重在理论知识的传授,但最终要应用于实践。理论知识的掌握和实践能力的提高是相辅相成的,理论知识来源于前人的实践,人们掌握了相应的理论知识需要到实践中加深理解;通过实践,不仅促进对理论知识的理解和运用,且对实践中出现的新问题能依据前人的方法论创新性地进行总结,使理论知识得以升华。这种循环式、渐进式的认识规律完全适应对物流管理专业应用型本科教学课程体系构建研究的指导;同时,学习情境理论认为,学习的实质是个体参与实践,与他人、环境等相互作用的过程,是形成参与实践活动的能力、提高社会化水平的过程,学习更多的是发生在社会环境中的一种活动;从教学的角度来看,则强调给学生提供真实的学习环境。传统教学中强调的直观教学方法是学习情境理论的一种体现,但学习情境理论在物流管理专业本科教学中的运用却又有其更丰富的内涵,突出表现为学习环境的真实、客观、适用、实用等。

(二)体系构建的基本原则

1.面向实际需要的原则。物流管理专业应用型本科教学课程体系的构建首先应该做到应现实社会之需和应时之需。随着国际国内经济环境的不断变化,物流实务也在不断变化之中。传统的物流业务在进一步深化,第三方物流、第四方物流、冷链物流等新业务层出不穷,物流管理专业应用型本科教学课程体系需要有针对性地去适应这种现实的变化,体现面向实际需要的原则。

2.与传统教学课程体系的相容性原则。处理好理论教学课程体系与实践性教学课程体系之间的关系,是贯彻和实施整个教学课程体系必须考虑的问题。需要在有限的学时安排下做出相应的调整,做到既保持理论知识体系传授的完整性,又让学生得到较充分的实践性课程的训练,保持总学时不增,传统教学课程体系与实践性教学课程体系相容,相互补充,改进教学效果。

3.课程体系内容的多样化与全面化原则。课程体系应该覆盖当前物流管理本科生培养的每一个专业及方向。就教学课程体系的表现形式来看,应该尽量体现多样化原则,形式多样灵活有利于提高学习兴趣,增强学习的主动性。

三、物流管理专业应用型本科教学课程体系的框架

以广州工商学院物流管理专业本科教学为例,针对不同课程类型,结合应用型本科教学的特点,设计了相应的课程体系。详细内容参见表1。

在具体课程的设置方面,重点要突出应用型本科教育对于学生基本素质和职业能力的培养。与学术性本科教育相比,应用型本科的实践类课程在形式上更加丰富,内容方面更加注重与社会物流企业实际工作内容的接轨。

1.通识教育课程的设置。该类课程着重培养学生德、智、体全面发展,关注国内政策和国际形势,规划未来职业,妥善处理人际关系,培养高尚的职业道德,具备逻辑思考与判断分析的能力,提高写作水平和表达能力。因此该类课程应该在课程体系中占有较大比重。在该类课程中,应该设置思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学语文、大学英语、大学体育、军事技能训练、形势与政策、计算机应用基础、大学生职业生涯规划、大学生职业发展与就业指导等课程。

2.学科基础课程的设置。设置学科基础课程应涵盖管理学、经济学、统计学等与物流管理专业相关的课程以及物流管理专业较为基础的课程。应包括如下课程:线性代数、概率论与数理统计、微观经济学、宏观经济学、管理学、统计学、现代物流概论、运输管理、供应链管理等。

3.专业技术课程的设置。专业技术课程是物流管理专业区别于其他专业的关键所在,其设置的目的是为了系统地向学生传授物流管理专业知识,使其能够全面地掌握,并具备从事本专业实际工作的基本能力。对于专业技术课程,广州工商学院物流管理专业主要针对学生毕业后可能从事的职业岗位,结合物流的重要功能,设置不同类型的课程,主要包括以下课程:仓储与配送管理、第三方物流、物流营销、物流设备与技术、采购管理与库存控制、物流信息管理、物流成本管理等。除此之外,为了拓展学生的专业知识面,改善知识结构、开拓专业视野,培养创新能力以及紧密结合现代物流的发展趋势,还开设了如冷链物流管理和冷链物流设备与技术等特色课程。

4.综合应用课程的设置。物流管理专业是实践性很强的专业,教学中应该注重理论教学和实践教学相结合,突出实践教学,着重培养学生的动手能力。综合应用课程是物流管理本科专业课程体系中不可或缺的部分,是培养应用型人才的重要途径。笔者将物流管理专业的综合应用课程分为三个层次:第一,课堂内综合应用课程。课堂内实践性教学课程主要穿插在各专业课程中进行,该部分课程是学生后续应用型课程的起点,属于应用性教学课程的第一层次,具有基础性和启发性的作用。第二,课堂外的综合应用教学课程。例如,提供实践性课程平台,例如物流业务单据制作、模拟物流业务流程、校物流协会定期活动、物流业发展热点问题讨论交流、实习基地与校企合作单位专家讲座专等,这些应用性课程的创办与开设将进一步扩大学生视野,巩固理论知识,加强理论知识与专业实践之间的对接,最终走出校门参与专业实践服务。第三,校外综合应用性课程,这是校内应用课程的进一步提升,包括暑期社会调查、社会实践、毕业实习等。

“三个层次”使得整个教学课程体系要求做到层层推进,步步为营,环环相扣,以求实效。以广州工商学院物流管理专业本科教学为例,设计特定的综合应用教学课程。详细内容参见表2。

四、物流管理专业应用型本科教学课程体系构建的评价与调整

1.建立物流管理专业应用型本科教学课程体系评价模型。为了对物流管理专业应用型本科教学课程体系进行动态的质量监控与调整,以具体的综合应用性课程体系为例,可以利用表2所提供的课程体系设计项目,通过建立某个归一化的数学模型来予以实施。例如,简单的加权平均模型可以提供一个归一化的指标用以评判体系的质量。或者,通过对表2层级结构的细化,利用层次分析法也可以得到无量纲的归一化指标。实际操作中,每个权重的赋予可以利用专家咨询法与师生意见反馈相结合的办法进行。如果指标值相对前期下降了,从模型的计算中找到导致指标值下降的原因,这些原因可能来自管理与执行方面,这就需要改进相关管理工作,增强执行力度;可能是因为某些项目已经过时需要淘汰,某些项目需要增加进来,以及项目与项目之间的权重结构已经偏离真实水平,因而需要重新对项目及其权重进行结构性的调整,以改善课程体系。

2.提供校内师生及校外专家评价的平台,实现信息的反馈。在课程体系建立之后,评价模型实际操作的关键在于项目权重的赋予。像目前课堂教学评估操作一样,利用类似的学生网上评教系统可以解决师生对课程体系每个项目权重的调查取样;通过建立网上专家咨询系统同样能解决专家的赋权打分问题,不必再采用陈旧的纸质问卷调查。

3.根据实际需要,对课程体系做出相应调整。需要强调的是,在社会实际需要发生变化的情况下,对物流管理专业应用型本科教学课程体系做出相应调整是必要的。学校教务处可以通过选取部分具有丰富实践课教学经验的教师建立相对稳定的实践性课程体系评价小组,定期(例如,每年一次)对课程体系进行调整,做到与时俱进,推陈出新。

参考文献:

[1]Greeno,J.G.The situativity ofknowing,learning and research[J].Amer-ican Psychologist,1998,(53):121-126.

[2]苏绠,张金霞,黄其新.旅游管理专业实践教学创新模式研究-“三三二”模式的构建与实践[J].时代经贸,2007(79):1-3.

流体力学基本原理范文第5篇

化工原理属于化工技术基础课程,该课程的内容是利用某些自然科学的原理,如数学、物理和化学,研究化学工程中通用的基本规律,研究分析各种化工单元操作的基本原理和典型化工设备的结构原理,给出工艺过程设计和设备设计的计算方法。这门课在化工类专业的教学计划中起到承前启后、由理及工的“桥梁”作用,是从自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。化工原理课程研究化工过程中的原理及规律时,研究者多采用建立“模型”的研究方法。正确地建立所研究问题或对象的模型是描述问题和解决问题的关键。学者们认为在该课程的教学中强化建立模型的概念和重要性,对于培养学生利用基础科学理论研究工程问题的能力,养成工程思想方法有着重要的意义。

一、化工原理教学内容性质特点

从理论知识体系来看,先行的数学、物理和化学等课程主要是揭示自然界中的普遍规律,属于自然科学的范畴。而化工原理课程中所研究的问题是在化工过程设备中工艺物流内或物流之间所发生的多因素、多变量的物理过程,因此,分析和处理问题的方法也就与理科课程有较大的差异。动量传递、热量传递及质量传递等三种理论是贯穿于各单元操作的一条主线,是研究各种化工单元操作的理论基础。研究各单元操作中的动量、热量及质量传递现象,剖析认识其微观过程规律,对于所研究的微观过程进行“模型化”描述是非常有益的方法。化工过程中的某些物理体系,其影响因素比较少或者便于进行恰当地简化,可以直接引用已有的基础理论进行分析描述。而某些工程问题是多因素、多变量的综合性问题,力求准确地形象地“模型化”表征问题,探求合理的研究方法,是这门工程学科发展的核心。

二、化工原理教学中典型的建立“模型”的研究方法

1、流体静力学方程式的导出在化工原理中,流体流动是最常用和最重要的化工单元操作。为了研究流体流动过程中的规律,在工程上最关注流体能量的转换规律,而流体能量恰好通过流体流动参数如流速u、静压强p及相对于某一水平基准面的位高z等进行反映。首先从研究处于特殊状态的流体———静止流体入手,因为从力学的角度来考虑,静止流体恰是处于受力平衡的状态,处于一种特殊的运动形态。根据牛顿第二定律,力、运动位移和功(机械能)存在着内在的联系。机械能有三种基本形式,即位能(势能)、静压能和动能。对于静止的流体不会涉及到动能。能量守恒这是自然界中的基本规律,在静止的流体中是如何反映这一规律的呢?必须面对静止的流体这一物理体系,恰当地建立一模型作为分析描述的对象。从静止的流体(设流体为不可压缩性流体,其的密度为ρ)中任意取出一立方体形状的流体微元,其三个边长分别为dx、dy、dz,将其放置于空间三维直角坐标系中,并且dx边、dy边及dz边分别平行于x轴、y轴及z轴。该流体微元的中心点坐标为(x,y,z),该中心点流体的静压强为p。如图1所示。显然对于该流体微元在x轴、y轴z及轴上的受力分析是相似的。就以z轴方向上的分析为例。流体所受到的力分为表面力和体积力。从牛顿粘性定律来考虑,在平行于z轴的4个侧面上均不存在着剪切力,因为静止的流体微元与相邻的流体之间没有相对运动。上截面abcd上存在的静压力(式略)该式表明作用于单位质量静止流体在z轴方向上的力等于零。同理,设作用于单位流体质量上的体积力分别在x轴、y轴上的分量分别为X、Y,通过同样的分析可以得出作用于单位质量静止流体分别在轴、轴上的力的表达式为(式略)尽管在各方向上的力均等于零,但是,也要强调力的方向性,而一旦根据力×位移=功(机械能)的概念,将力转换成为功(机械能),则转变成了无方向性的标量。作如下的处理,分别在x轴、y轴及z轴方向上,设在力的作用下发生位移分别为dx、dy及dz将所得到的功(机械能)加和起来,得到下式(式略)静止流体微元受力模型的建立,也为研究定常态流动流体的基本规律奠定了基础。首先研究理想流体(粘度μ=0)定常态流动,这样,可暂时避免考虑在运动方向上流体层与层之间的剪切力,使得对于定常态流动着的流体微元受力分析结果的表示式仍然与静止流体微元的相同,但是,因为是运动着的流体,在运动方向上的力、加速度的关系则仍然根据牛顿第二定律来定。例如,在z轴方向上,可写出(式略)2、通过圆筒壁定常态热传导速率表达式的导出化工管道和多种化工设备的形状都是圆筒形的,很多化工过程需要涉及通过这种圆筒壁传热的问题。为了利用傅立叶一维热传导定律来描述通过圆筒壁热传导速率的问题,需要建立合适的模型,并且考虑采用相适宜的坐标系。根据发生传热的实际情况,热量沿着圆筒壁的厚度方向,从壁的一侧传到另一侧。在整个圆周横截面上是完全相同的情形,在圆筒壁的长度方向上几乎不存在温度的差异,故一般视为均匀一致。因此,建立“圆筒壁”模型,将其巧妙地放置于柱坐标系中(如图2所示),圆筒的中心轴与Z轴相重合。假设圆筒内有稳定的热源,保持内壁温度为t1,圆筒壁外环境条件保持稳定,外壁温度为t2。圆筒壁材料在平均温度下的热导率为λ。热量仅沿着壁的厚度方向,即圆筒壁半径r方向发生传递,传热面为圆筒壁面,即2πrl,半径r方向即为传热面的法线方向。因此,在所建立的这样的模型中,热传导仍然为定常态一维的问题。选取了柱坐标以及恰当的圆筒壁模型摆放方式这是关键。在这种定常态温度场热传导的过程中,传热面积是随着半径的变化而变化的,所以,热流密度q值在这样的温度场中是变化的,但是在总传热面积上的传热速率Q为一不变的值,即Q既不随时间变化,又不随半径变化。写出表达式为(式略)3、气体吸收模型和传质速率的研究在研究气体吸收传质速率之前,首先要明确传质发生的机理。研究者普遍认为,流体的分子扩散和质点对流是引起传质的根本原因。膜理论是研究分子扩散传质的最直观的简化模型。膜理论认为,如果气相和液相的流动状况保持稳定,则传质过程能够保持为某一定常态。膜理论假定在气液相界面的两侧,分别存在着一层静止(近似静止)的气膜和液膜。在膜内存在着溶质组分在传质方向上(如图3所示z向)的分子扩散和主体流动。考虑单位时间内、穿过单位膜面积的溶质组分A的量NA(kmol/s.m2),其由两部分组成,一是分子扩散,由费克定律来描述(式略)4、流体穿过颗粒层压降(机械能损失)的研究在固定床反应器、过滤等操作中遇到这种问题。流体在通过固体颗粒床层所形成的弯曲交错的网状结构通道的过程中产生机械能损失,对于这样的流动直接进行如实的数学描述几乎是不可能的。根据流体力学的理论,某流体穿过某种颗粒床层时,有两个关键的因素决定着流体的机械能损失:(1)流体在网状结构通道中流过时对于流体产生粘滞力的颗粒的所有表面积;(2)流体在网状结构通道中的实际流速。借鉴相关问题的研究成果,建立合理简化的物理模型(如图4所示)。研究流体流动机械能损失的问题,自然容易联想到流体流过直管时的机械能损失问题。设法建立合理简化的物理模型,诚然,必须保持要保持简化的物理模型与原型中在产生流体的机械能损失这个问题上要具有等效性。为了确保简化的物理模型与原模型的等效性,就要保持影响流体机械能损失的两个关键因素不变。将厚度为L的固定床中的所有不规则通道,简化成为Le长度为的一组平行细管,并规定:(1)所有细管的内表面积等于床层颗粒的全部有效表面积;(2)所有细管中供流体流动的全部空间等于颗粒床层的空隙容积。采用已有的理论,描述简化的物理模型的机械能损失(即原模型的机械能损失)。根据流体力学,并联管路的机械能损失等于其中某一支路的机械能损失,所以,只描述简化模型中任意一根细管的机械能损失即可。根据直管机械能损失的表达式可以写出物理模型的机械能损失(压降)(式略)