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流体力学课题

流体力学课题

流体力学课题范文第1篇

关键词:流体力学 教学改革 教学方法

中图分类号:G641 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)12-0220-01

一、重视“绪论”课

在正式绪论课之前,先以“引子”的方式引入流体力学的概念,并列举生活中存在的流体力学现象,例如球类运动,运输行业,长距离体育项目激发学生对流体力学的兴趣,并强调流体力学存在于自身身边,并不是高深的学问,打消学生对学习困难的顾虑。

再列举流体力学在专业中的应用,例如水力学中的管道、渠道等,空气动力学中的气象污染扩散、室内通风等,强调流体力学对于专业来说是一门重要的专业基础课,在流体力学课程的基础上架设的多门专业课如《化工原理》、《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》均需要流体力学课程相关理论的支撑,使学生知晓学好流体力学课程的重要性与必要性。

之后再少量列举专业外流体力学的应用,如水力发电、火力发电、心脑血管疾病、石油的开采和运输、航空航天、给排水等向学生传达学好流体力学不仅可以在本专业有所发展,还可以向相关专业进行渗透,进一步激发学生学习的兴趣。

二、教学手段的改革

1.利用辅助教学手段,将抽象教学转换为形象教学

1.1针对流体力学课程制作助教型和助学型两套多媒体辅助教学软件。利用目前国际上比较前沿的软件Fluent(在美国的市场占有率为60%。凡跟流体,热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等)、Flash、虚拟现实、录像等手段针对流体力学课程制作助教型和助学型两套多媒体辅助教学软件。

1.2充分利用助学型教学软件,使授课系统化。授课前先将流体力学助学型教学软件下发至每一位学生,要求部分内容自学,部分内容课堂讨论、部分内容自行设计、搭建模型并求解,充分解决传统讲授部分学时占用过大,大部分的学时均被教师用来课堂推导、计算、分析、总结,没有充分调动学生的积极性和主动性的缺点。并将一些涉及到科技前沿应用的知识点、和日常生活非常接近的知识点以及涉及到的相似相近内容体现在助学型教学软件中,增加学生对课程学习的兴趣。

1.3充分利用助学型教学软件,加强学生实践环节训练。流体力学实验不仅涉及到经典的流体力学模型建立、计算、求解、验证还包括可以将各种模型相互组合,组合后验证经典流体力学经典公式、模型在新模型建立及求解过程中的应用。在助学型多媒体课件软件中,设计各种经典流体力学实验环节,规定学生在课余时间自己动手在虚拟的助学型教学软件中进行实验环节,达到使学生锻炼动手动脑能力的目的。另外,还可利用助学型课件软件中的典型模型组合功能,在课余辅导中,让学生自己动手建立模型。

1.4充分利用助教型教学软件,使教学不再枯燥乏味。在流体力学教学过程中,经常会遇到简单口述和简单二维图片无法阐述清楚的内容,在教学过程中辅助老师的讲授进行演示,不仅可以减少教师的无谓劳动也可以增强学生对这些知识点的理解。

2.增加习题课比例,注重实践性习题

之前的教学过程中只是对课后习题中出错率较高的习题进行课堂专门讲解,但经过一段时间的教学探索,发现这样的方式对学生的学习积极性并没有起到大的促进和改善,因此将课堂教学时间的一部分专门开设为习题课,选择有实践性甚至是直接从实践环节总结出的习题,习题给出后,并不由教师直接讲授解题思路与方法,而是选择学生上讲台,一边解题一边向大家介绍自己的解题思路,在解题的过程中有的学生就能够发现自己考虑的不周全的地方,或者下一位学生就能够指出上一位学生的出错点,这样全班学生的思想都被调动起来进行思考,题目也在大家的讨论中得到了正确的解答,学生对于这个知识点的掌握也就更加清楚明了。这样的做法虽然会压缩理论课教学时间,但是学生对于相应概念、公式、理论的理解却更加深入。让学生真正成为课程学习的主体,达到“教”与“学”的同步。

三、考核方式的改革

传统教学模式中,考试卷子可谓“分量最重”,学生对该门课程的掌握程度完全凭借一张试卷中的十几道试题体现,在题目的设置、试卷的审阅、批改过程中难免会遇到平时课堂表现不错但实际考分却并不理想的学生,因此,笔者将《流体力学》课程考核方式设定为40%平时成绩+60%考试成绩组成,平时成绩由课堂随机提问、习题课习题完成情况、作业成绩、课堂出勤率共同组成,强调在随机提问与习题课中,只要积极回答问题就会得到相应的加分,鼓励学生积极参与课堂讨论。考试试卷也由原先的重视计算题和应用题转为多种题型增强多种形式的考核,从多方面考查学生对知识的掌握程度。

也可以通过开卷或大作业形式考核学生灵活运用基本理论分析问题、解决问题的能力,题型可为一些综合性的计算题和分析题,如:简单管网的计算、简单管网系统运行工况的分析等,分值可计算入平时成绩并在平时成绩中占60%~70%的比例。

总之,改革课程考核内容是“流体力学”教学综合改革的又一项重要内容。必须多能力、全方位地考核学生,全面反映学生掌握该课程基本知识的程度和综合运用能力,动手能力。

四、结语

《流体力学》是面向应用型工程技术人才的课程,教师在教学时要注重教学理念的转变,不断进行教学方法的改革,使学生全面学习和掌握知识,进一步提高“工程流体力学”课程的教学水平。

参考文献

[1]朱俊锋,梅群,李一帆. 浅谈土木工程专业工程流体力学课程教学改革[J]. 山西建筑,2010, 36(23): 224~225

[2]施雯,王琪. 油气储运专业“工程流体力学”课程教学改革[J]. 中国电力教育, 2011, 16:129

流体力学课题范文第2篇

研究性阅读借鉴了研究性学习的理论,要求学生在教师的指导下,以研究探索的方式自主读书,生动地获取知识、能力,从而整体提高语文综合素养。研读的主要课堂教学形式是学生围绕教师提出的研读专题,依据课文和已学知识,进行自主探究和合作学习,然后进行课堂交流,教师则适时进行课堂点拨。

课堂交流是研读教学中最重要的环节,它能充分展示教师的教学水平和学生的学力层次,研读教学中的许多亮点也都是在这一环节中出现的。可以说,课堂交流效果的好坏直接影响着研读教学质量的高低。课堂交流又是研读教学区别于以提问、应答为主的传统语文课堂教学的显著特征之一。

所谓课堂交流,就是学生在课堂上的发言必须是一段相对完整、条理清楚、中心明确又具有说服力的话,相当于一个口头的研究报告。由于学生已习惯于简短的应答,课堂交流的能力很弱,因此培养学生的交流能力就成了研究性阅读教学的当务之急。笔者是研读教学的积极实践者,在实践过程中,摸索出了一些培养学生课堂交流能力的方法,现赘述如下。

一、研读专题具体

研读专题是研究性阅读课堂教学中的核心问题,如果说课前预热、主线提炼等环节是为了自然、适时地提出研读专题,那么学生的研读课文、合作讨论、课堂交流和教师的随机点拨、课堂小结等环节则都是为解决研读专题而展开的。由此可见,研读专题的设计直接影响着学生的研究效果,而学生的研究效果又决定了课堂交流的质量。因此,一个具体的、操作性强的研读专题对培养学生的课堂交流能力至关重要。

有位教师在教学《比金钱更重要》一文时设计的研读专题就很具体。这位教师在引导学生理解“纸条”的关键作用后,先后提出了两个研读专题:(1)这张纸条上只写明了“我”的姓名、电话,希望车主跟“我”联系。但这次交通小事故的原因是多方面的,到底有哪些原因?“我”为什么不把这些原因也写进纸条呢?请仔细阅读课文1-3自然段,从中找出答案。(2)车主拿到这张纸条,看到的只是“我”的姓名、电话,希望车主跟“我”联系。可他并不在现场,根本就不知道这次交通小事故的来龙去脉,为什么还要感谢“我”?请从课文4-10自然段中找出答案。

有位教师在教学《再见了,亲人》一文时,提出了这样一个研读专题:请仔细研读课文,想一想志愿军战士对朝鲜人民依依惜别的原因是什么。这个专题显然过于简洁,但随后教师提出的研读要求则将专题具体化了:(1)举一个事例。(2)读相关课文。(3)找关键词句。(4)说自己体会。(5)证惜别原因。

以上两位教师提出的研读专题都十分具体,便于学生操作。学生研究有了方向,课堂交流气氛活跃,交流能力也得到了很好的培养。

二、小组合作充分

受不同学力的影响,在同一个班里,有的学生善于研究,又善于交流;有的虽会研究,但不善于交流;有的则既不会研究,也不善于交流。在研读教学的起步阶段,不会研究又不善于交流的学生占了相当大的比例,我们暂且称之为研读课堂中的弱势群体。对这些弱势群体,教师决不能等闲视之,因为研读的一大特征是全员参与。只有提高了这类学生的研究、交流能力,研读教学才能深入开展下去。

开展小组合作是培养这类学生研究、交流能力的一条有效的途径。然而,在实际教学中,有的教师仍然使这一环节流于形式,只是匆匆走过场,没有给学生充足的时间在小组中进行讨论、交流,小组合作成了优等生说,其他学生听的单向活动,弱势学生根本没有机会发表自己的见解。久而久之,这些本来就不善于研究、交流的学生就会变得更加被动,甚至会变得不想研究,不敢交流。这势必影响研读教学的发展。因此,教师在教学过程中不但要安排小组合作这一环节,而且一定要使小组合作充分地开展,特别要保证弱势学生在小组中的优先交流权。唯有如此,才能树立这类学生的信心,让他们敢发言、多发言,逐步培养他们的课堂交流能力,从而提高全体学生的课堂交流水平。

要让小组合作能够充分有效地进行,教师一定要按照性别、学力等相对均匀地给学生分好组,同时要明确每一位组员的职责,“逼迫”全体成员主动参与小组合作学习。

三、话语框架明确

在研读教学的初始阶段,给学生提供一个明确的话语框架,有利于学生有序、有效地进行交流。话语框架可以是提示式的,也可以是填充式的。

有位教师教学《三顾茅庐》时,提出了这样一个专题供学生研读:你喜欢刘备或张飞吗?为什么?请任选一个人物,仔细研读课文,从文中找出依据来说明你喜欢或不喜欢的原因。由于没有明确的交流范式,面对善于交流者的侃侃而谈,不善交流的学生大多都不敢或不愿参加全班交流,影响了课堂交流的整体效果。其实,对于这样一个研读专题,教师可以给学生提供一个提示式的话语框架:先说说你喜欢(不喜欢)谁,再说说为什么喜欢(不喜欢),接着说说你从文中找到了哪些句子或词语来说明喜欢(不喜欢)的原因,最后读读这些句子或词语。教师也可以给学生提供一个填充式的话语框架:我喜欢(不喜欢)________因为他_______我从课文中找到了____条依据:_________这些句子(词语)应该这样读:(朗读 )。

如果教师能为学生提供这样明确的话语框架,课堂交流的难度就会降低,学生交流的欲望就会被激发,学生课堂交流的能力也将会在一次又一次的尝试中得到锻炼和提高。

四、交流形式多样

课堂交流的形式应该多种多样,不拘一格,灵活运用,这样才能活跃课堂气氛,使学生的交流更全面、更到位,课堂交流的能力得到更有效的培养。

1.个体交流式。即让学生在课堂上逐个交流,其他学生倾听。这一形式有利于学生把自己的观点讲清楚、讲全面,更有利于培养学生的倾听能力,也有利于教师对学生的研究进行有针对性的及时评价。开展个体交流时,可以先让能力较强的学生交流,为不善交流的学生作示范,也可以让能力较强的学生后交流,为不善交流的学生作补充和修正。

2.全员交流式。即让全体学生站起来自由地把自己的研究成果说一遍。这一形式为那些不会或不敢交流的学生提供了一个交流的机会,是逐步培养这类学生自信心的有效办法。开展全员交流时,教师一定要鼓励不善交流的学生,无论自己研究的成果是否正确,都要大胆地说出来,只有多说多练,才有可能让自己能说会道。当然,全员交流式不能常用,否则容易流于形式,不利于学生个体课堂交流能力的继续提高。

3.结果展示式。即把自己或集体研究的结果用语言展示给全班学生。这是课堂交流开始进行时的必然形式,也是最常用的交流方法。

流体力学课题范文第3篇

关键词:流体力学;多媒体课件;学习理论

作者简介:宿程远(1981-),男,河北晋州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师;黄智(1972-),男,壮族,广西桂林人,广西师范大学环境与资源学院,教授。(广西 桂林 541004)

基金项目:本文系新世纪广西高等教育教改工程项目(项目编号:2011JGB018)的研究成果。

中图分类号:G642.1?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0088-02

“流体力学”是环境工程专业一门重要的专业基础课程。其主要任务是通过各教学环节运用各种教学手段和方法,使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法;培养学生分析、解决问题的能力和实验技能,为学生学习后继课程、从事工程技术工作和科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。该课程具有较强的理论性和工程实际意义,具有理论不易掌握、概念和方程较多、对学生高等数学和物理知识要求较高等特点。在实际教学过程中,如果只借助于书本、教师的语言和板书这些方法难以实现良好的教学效果,学生也会因枯燥的理论及公式推导而产生厌学的现象。因此,本文提出了基于“情·知·感”理论的“流体力学”多媒体课件的制作与开发。

一、设计理念

本课题以“情·知·感”为支撑,以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导,将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中,同时注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合,重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了先进的手段,为加强学生的自主学习提供了现实可能,可以充分发挥学生学习的主动性,培养学生“乐学”、“会学”的能力;[1,2]同时向学生展示教学情境,使学生“闻其生、见其形、入其境”,更快、更准、更深地把握“流体力学”教学的重点和难点。

二、实施措施

1.“情”——以多种学习理论为指导

在设计制作“流体力学”多媒体课件时,充分运用多种学习理论为指导,制作出既适合学生自主学习,也适合“流体力学”课堂教学使用的多媒体课件。[3]

(1)基于认知学习理论的观点,组织“流体力学”多媒体课件内容与目录导航设计。制作“流体力学”多媒体课件时,将流体力学基本教学内容划分为四个模块:流体的物理性质及分析方法、流体静力学、流体运动学和流体动力学。这种结构以图示的方式在课件中显示,使学生对课件内容形成清晰的概念,养成“流体力学”课程的思维图式。学习流体力学的关键是理解和掌握核心的基本的概念、原理、态度和方法,抓住它们之间的联系,形成一个有联系的整体。如在讲解等压面时,可以将等压面的基本概念、特征及应用紧密联系在一起,形成一个有机的整体,以加深学生的认识。

(2)基于建构主义学习理论的观点,在设计课件时,提供丰富的多媒体情境资源以支持学生的学习。在制作与开发“流体力学”多媒体课件时,将北京奥运会“水立方”水面扰动时产生的阻力情况、中央电视台记录片《水问》以及“神舟七号”飞船的资料等,以优美的文字、活灵活现的画面、动听的声音进行展示,能使教师轻松地授课、学生愉快地学习。而且能够将教学重点和难点化难为易,向学生展示教学情境、提供丰富感知、激发形象思维,使学生闻其声、见其形、入其境,让学生更快、更准、更深地把握教学的重点和难点,能够起到很好的教学效果。

(3)基于人本主义学习理论,设计与表达流体力学知识的价值与文化。人本主义学习理论重视学生学习时的情感需求,主张教育的目的不只限于教授学生知识或谋生技能,更重要的是针对学生的情感需求,从而培养其健全的人格。[3]在“流体力学”多媒体课件制作中,增加其人文色彩、文化意味,以适时地向学生传达人生哲理,开启他们的心智。在绪论部分,可用古代的诗词引出学生对流水的思索,“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,“问君能有几多愁,恰似一江春水向东流”,“抽刀断水水更流,举杯消愁愁更愁”;在讲授虹吸原理时,可向学生讲述宋代苏轼《东坡志林》卷四中,四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面的故事等,这样我们的课堂教学就被赋予了灵气。

(4)基于行为主义学习理论的观点,在课件中设计练习模块。在“流体力学”多媒体课件中设计练习模块,以提供覆盖重要知识点的习题及反馈。让学生的学习有了一个循序渐进的过程,给学生留有思考余地。同时也突出了“流体力学”课件的交互性,将更能促进学生的横向思维,延长课件的生命周期;同时设计了部分流体力学的英语题目,实现了双语教学理念的渗透。

2.“知”——以“三引入”与“一结合”为指导

为了结合课程内容有效地实施素质教育,培养学生的兴趣,激发学生的思维与创造力,在“流体力学”多媒体课件制作中强调“三引入”与“一结合”,以突出“流体力学”教学的宽泛性、时代性和应用性。[4]

(1)将身边问题引入多媒体课件。在“流体力学”多媒体课件制作时,结合具体课程内容,设计具有新颖、独特、能够牢牢抓住学生注意力的问题,力争做到在每一章的“流体力学”课件开讲前都提出一个问题,启发学生的思维,避免平铺直叙地讲授。同时在教学中注意收集身边有趣的流体力学问题,比如一滴牛奶的流体力学问题,让学生认识到其实流体力学离我们并不遥远。

(2)将工程实例引入多媒体课件。为了将所学的理论与实际相结合,扩大学生的知识面,增加学生的学习兴趣,增强学生运用流体力学知识解决问题的能力,可将工程实例引入多媒体课件。如在讲授液体作用在平面上的总静压力和恒定总流动量方程时,补充三峡水坝的视频,让学生对恒定总流动量方程有更为深刻和直观的认识。

(3)将教学科研成果引入多媒体课件。在多媒体课件制作时,适时地介绍一些教师的研究成果以及正在开展研究的工作,一方面可以调节课堂教学气氛,另一方面也会极大地提高学生学好课程的积极性,让学生对当前相关学科的热点问题有一定的了解,从而引发学生的思考,激起他们对科研的浓厚兴趣。正如张爱玲所说“出名要趁早”,对于学生科研素质的培养,也要趁早。

(4)注意多媒体课件和实验教学的有机结合。实验教学是学习流体力学不可缺少的重要环节,贯穿于课程始终。采用多媒体方式如录像、Flas等增加演示性实验,既丰富了实验内容、扩展了学生视野,又可达到意想不到的教学效果。特别是在讲解流体力学最重要的“伯努利方程”时,除了传统的公式推导之外,可辅以实验、Flash等多种教学手段,从而实现教学重点与难点的突破。

3.“感”——以美学理论为指导

教学是一种艺术,课件也应是教学与艺术的完美结合。要实现“流体力学”多媒体课件中科学性和艺术性的和谐统一,关键在于设计中美学的运用。[5]

(1)“流体力学”课件制作的简约美。“流体力学”多媒体课件开发时,背景画面的设计要做到:简单大方,清新淡雅,不能分散学生的注意力;同时“流体力学”多媒体课件的文字内容应言简意赅,简明扼要。

(2)“流体力学”课件制作的和谐美。首先背景图片应服务于课件内容,不能喧宾夺主,在色调处理上应保持统一性,不出现突跃;其次应根据各种字体的表现力,选择一种与课件内容相和谐的字体;再次应选择与背景色协调的文字颜色;最后应注意文字经投影仪投影后的效果。

(3)“流体力学”课件制作的立体美。图像所表现的内容应围绕课件内容展开,通俗易懂,可将水利工程、航天工程等工程图面以及身边的流体力学图面有机的穿插到多媒体课件中,简洁明快地使学生认识、理解和掌握主题。首先动画设计在构图上要做到布局合理,造型优美,以求达到最佳的视觉效果。其次动画构图要形象且具有鲜明的直观效果,并符合学生的视觉规律,如在雷诺实验、伯努利方程的讲述中,应合理运用动画技巧,以扩大课件的表现力。

三、结语

以“情·知·感”为支撑,以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导,将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中,同时应注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合,重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了较为先进的手段,为加强学生的自主学习提供了现实可能,将充分发挥学生学习的主动性,培养学生“乐学”、“会学”的能力;同时向学生展示教学情境,提供丰富感知、激发形象思维,以促进“流体力学”教学。

参考文献:

[1]张婷婷.情·知教学理论指导下的网络课程之情感设计[J].现代教育技术,2008,18(10):47-51.

[2]赵青.多媒体教学软件的研究[J].中国现代教育装备,2008,(2):153-155.

[3]叶涛,刘传明,章战士.基于多种学习理论的多媒体课件设计实践探讨[J].中国医学教育技术,2009,23(2):157-159.

流体力学课题范文第4篇

关键词:工程流体力学;教学模式;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0148-02

一、引言

“工程流体力学”是航天航空、水利、能源、环境、机械、土木等学科的一门专业基础课,是一门既有很强的理论性又有很强的实践性的课程。该课程是在学生掌握高等数学、理论力学的基础上开设的,目的是使学生了解流动现象、认识流动机理,为后续的“发动机原理”等专业课程的学习奠定坚实基础。该门课程处于学生从基础课学习向专业课学习的转换阶段,起着承上启下的重要作用。因此,学习该门课程不仅要让学生掌握住流体力学的基本概念、计算方法等基础理论,还要注重培养学员理论联系实际,分析、解决问题的能力和技能,为学生专业课的学习以及从事工程技术工作奠定良好的基础。为此,国内外许多院校和教师针对该门课程做了很多的教学改革与尝试,如教学内容的改革、教学方式的改革、创新型实验室的建立、多媒体教学课件的引入,等等。这些改革取得了一定的成果,但由于该门课程理论比较抽象,公式繁多,推导过程复杂,使得工程流体力学的教学仍然存在诸多问题。

二、工程流体力学教学存在的主要问题

从笔者调研的情况来看,该门课程在教学内容、教学方法和教学手段、实践教学以及该门课程与其他课程的融合等方面均不同程度地存在一些问题。

1.理论教学内容过于陈旧,与工程实际联系不够紧密。现在工程流体力学教学内容主要包括流体力学的基本假设、流体静力学、流体力学基本方程的推导和经典流体力学问题的分析,有的还在此之前补充矢量和张量的基本知识。在课堂讲授的过程中,仍然偏重于传统理论的分析和公式的推导,教学内容比较抽象和单一,信息的表现形式过于静态化,不能反映出当前流体力学发展的最新趋势。此外,由于课程的专业性比较强,要举出与我们日常生活中和工程实际有密切关系,又具有一定深度的具体事例来讲授,并不是一件容易的事情,需要老师进行大量的课前准备工作,而许多老师比较繁忙,并不愿意花费大量的精力来准备。这样不仅会对学生的学习产生一定的影响还会造成一些抽象的概念只能依靠老师的讲述和学生的想象来完成,这不符合学生从具体到抽象、从感性认识上升到理性认识的认知过程,进而会影响到学生的学习热情,使学生对该课程的学习产生畏惧心理。

2.实践环节相对薄弱,不能适应学生创新能力培养的需求。目前该课程的主要实践环节是实验课,而现在开设的实验课多是让学生严格按照实验操作指南的操作规程测量一些简单的数据,然后把这些实验数据按照实验报告的要求进行简单处理,实验课的开设开始流于形式。一方面与课程的联系不够紧密,无法发挥实验课加深巩固理论课所学内容的作用;另一方面,学生的主动性和创造性发挥不够,不能真正起到激发学生创造性思维的作用。

3.工程流体力学课程与其他课程的融合不够,不能根据专业的特色形成比较完善的课程体系。“工程流体力学”是多个专业的专业基础课程,但这些专业开设的课程内容大同小异,没有体现相应的专业特色。由于工程流体力学课程与相应的专业课衔接不够,使得学生在工程流体力学学习过程中感到内容乏味枯燥,概念抽象;另一方面在专业课的学习过程中,学生感到流体力学课的理论基础不够扎实,不能利用相应的理论解决专业课过程中所遇到的实际问题。

针对目前流体力学课程教学存在的主要问题,笔者以及所在教学团队从培养高素质复合型人才出发,结合部队实际,深入进行教学模式和教学内容等方面的探索和研究,提出了构建该课程“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式,以顺应时代的要求,走出自己的特色。

三、应用型教学模式的主要内容

1.教学内容的优化重组。工程流体力学是理论性很强的课程,如果没有相关理论知识的讲解,学生不可能深入理解各种流动现象的本质。同时,工程流体力学主要面向工业生产的各个方面,希望学生能够用理论指导实践,因此,又具有相当强的应用性。因此,我们通过人才方案和课程标准的修订,对课程的内容进行优化调整。具体做法是:(1)本课程主要面向发动机专业的学员,因此,压缩了传统流体力学中关于水利、能源方面的内容。同时,根据后续发动机相关课程需要,加强了“相似原理量纲分析”和“粘性流体流动”章节的讲授力度,新增加了流动显示、典型流动的介绍等内容。(2)注重课程的继承性,加强了与其他相关课程联系较密切部分内容的讲解。例如,在工程流体力学之后,要开设气体动力学过程,因此,关于二者的联系与区别,可以在相关内容的讲解中提及,使学员提前了解后面所学内容。(3)压缩了“绪论”的讲授。前面的课程标准中,绪论大约占了3个学时,在学时整体压缩、注重实践的大背景下,压缩了绪论的学时数。(4)引入了数值仿真、CFD的概念和应用等内容。一方面,通过相关数值算例的相关介绍,使学员了解流体力学的最新研究成果和发展方向;另一方面,通过流体力学最新成就的介绍,激发了学员的专业热情。(5)瞄准学员任职的需要,注重与部队实际的结合。将已有的科研成果和部队装备的应用纳入教学内容,如液位的测量、压力表的校验、负压失稳破坏机理等,丰富了教学内容,突出了工程应用。

2.教学模式的改革。在广泛调研国内外院校流体力学改革和建设的基础上,我们根据本单位学生的特点,依托课程改革的环境,提出了“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式,培养学以致用的复合型人才。为了培养学员的“三个层次能力”,使理论和实践相辅相成,我们将理论授课、实践教学、毕业设计和创新研究等多种教学模式相结合,形成一个有机整体。课程学习以理论授课、实践教学为主,并在课程授课过程中启发、鼓励学员选择相应的知识点和突破点作为毕业设计和创新研究的内容进行深入研究。通过这种方式的培育,可以使学员将工程流体力学的相关基础理论与科学研究、工程实践结合起来,既巩固了基本的理论,又增强了学生解决实际问题的能力。这样不但提高了学生的创新思维,而且使积累了一定的工作经验。经过几届学员毕业设计的应用和完善,该方法取得了很好的成效。

3.实验和实践平台的搭建。一方面通过军队“2110工程”三期建设等机遇,完成了“流体力学开放型实验室”的实验教学条件建设。另一方面通过整合教学资源,加强与完善实践教学环节等方式,为学员搭建实践平台,充分发挥学员的自主性和创造性,使学员在实践中提高应用能力和创新能力。有利于学员素质的不断提升。下一步,将进一步完善相关的仪器和设备,并开设流体力学创新性实验,构建学生的创新实践拓展平台,鼓励学生将自己的新想法、新观点付诸实践行动。青年学生具有求知欲强、好奇心重的特点,通过这种方式的引导,可以激发他们的求知欲望和学习兴趣,并充分发挥他们的创新能力和实践能力。

4.科研创新条件的提供。一方面,根据“渗透融合”的教学理念,将“工程流体力学”与其他相关课程进行融合,为学员提供较为综合性的研究课题;另一方面,在科研项目中提取较为简单的内容作为学员的研究课题,让学生直接参与到科研项目中去。并通过学员自拟和教员制定下发研究课题等方式,让学员在毕业设计、模拟工程项目和创新研究中开展相关研究工作,以培养学员的科研能力和创新能力。这样有利于提高学员的动手能力和创新思维能力。将科学与教学相结合,不仅可以使课程中枯燥的知识点变得生动、鲜活些,还可以使教学的内容与时俱进,富有时代的气息。

四、结语

总之,作为工科院校的一门重要的专业基础课,工程流体力学在专业培养计划中占有非常重要的地位。通过“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式的构建,有效地解决了理论教学和工程应用联系不够紧密的问题,解决了实践环节薄弱、学员应用能力和创新能力不高,以及“工程流体力学”课程和实验与其他课程融合度不高的问题,为革新教学手段和教学方法提供了重要的平台,为提高教学水平和教学质量以及培养学员的实践创新能力奠定了坚实的基础。同时,该应用型教学模式的实施也可以为学校其他相关专业的专业课教学训练提供有力的借鉴和指导。

参考文献:

[1]李伟锋,等.依托科研优势建设面向应用特色流体力学课程[J].化工高等教育,2010,113(8):20-25.

[2]赵存有,等.工程流体力学课程创新实践平台的构建[J].实验技术与管理,2012,29(9):135-137.

[3]苏新兵,等.“应用流体力学”课程教学改革情况和几点体会[J].中国电力教育,2011,(19):90-92.

[4]王明波,等.流体力学基础课程教学研究与实践[J].潍坊学院学报,2009,9(6):142-143.

流体力学课题范文第5篇

论文摘要:“工程流体力学”作为能源学科的专业基础课,在本科生整个培养体系中起着举足轻重的作用,是一个很重要的教学环节。现结合成人教育对象的特殊性对“工程流体力学”课程在成教热能专业中的教学进行了探讨,综合考虑教育对象和本课程的特点对教学内容进行了补充和修正。并结合实践经验,在教学中采用互动教学的方法,以学生为主体,通过自主学习,让学生结合自己的现场经验在课堂上“讲授”,然后对教学效果进行评价,最后由老师精讲。以期达到理论与实践、专业与课程的统一。

流体力学的研究对象包括液体和气体两大物质形态,流体力学的基本任务是建立描述流体运动的基本方程,确定流体经各种通道及绕流不同物体时速度、压强的分布规律,探求能量转换及各种损失的计算方法,并解决流体与限制其流动的固体壁之间的相互作用问题。[1]在实际工程的许多领域里,流体力学一直起着十分重要的作用。无论是水利工程、动力工程、航空工程,还是化学工程、机械工程等都在日益广泛地应用着流体力学。就某种意义而言,也正是在流体力学的研究工作不断取得成就的前提下,才促进了这些工程领域的大力发展。工程流体力学是在阐述流体力学的基本理论的基础上,重点阐述和研究流体力学在工程上的应用,工程流体力学广泛应用于动力、水利、机械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、气象、环境等众多领域,是这些领域相关专业的主干技术基础课程。

一、教材与教学内容选取

“工程流体力学”教材种类繁多,[2]但是目前为止还没有一本针对能源类本科成人教育《工程流体力学》教材,笔者通过对多种教材的研读,以及往年成教上课的经验,根据各教材所涵盖的基本理论,及描述流体特性表达式推导过程的深度和难度、教材内容的广度,最终选用杨建国等人编著的《工程流体力学》(北京大学出版社,2010年1月第1版)作为成教热能专业的临时教材。

“工程流体力学”的内容繁杂、学科综合性强,流体力学内容很抽象,偏微分方程几乎贯穿全部课程。流体力学欧拉方法的思路与物理及其他力学不同,学生理解、掌握起来有困难。[3]鉴于成人教育对象数学基础和力学基础相对薄弱的特点,在授课中应尽量避免大量的数学公式的推导和微元的受力分析,把第七章相似原理与量纲分析作为自学内容,在讲解动量定理、动能定理和质量守恒定理时,把输运定理作为主要的公式推导工具,着重强调基本概念和基本原理的学习和掌握。

二、授课目标及教学方法

1.明确教育目标的职业性和教育内容的实用性

成人教育是以提高社会从业人员的履职能力和适应职业变化能力为目标的教育,其教育内容与职业需求联系紧密,以补充、改善成人的职业知识和技能为目的,实用性较强。[4]

对于成人教育一定要明确教育目标的特点,做到有的放矢,才能起到事半功倍的效果。成人教育对象(以下称为“成人”学生)的特点可以归结为以下几点:

第一,“成人”学生职业性强;

第二,“成人”学生都有固定的工作岗位,有着丰富的实践经验,在某些方面的认识和能力要强于授课老师;

第三,“成人”学生专业基础课,例如数学和物理等的基础知识比较薄弱,很难理解深度较高、难以理解的原理和公式推导;

第四,“成人”学生渴望获取知识,尤其是能帮助其解释工作中遇到的实际问题的理论知识;

第五,“成人”学生一般工作繁重,上课时间一般是挤出来的,因此课堂授课的效率尤为重要;

第六,“成人”学生学习目的性很强,对于不相关的内容很少去涉猎,因此造成了知识面相对狭窄,从而增加了授课的难度;

第七,“成人”学生的自主学习能力强,这跟现在在校大学生的自主学习能力差形成了鲜明的对比。

因此,要时刻谨记以上七条“成人”学生的特点,在教学中要时刻把握住“成人”学生的职业性,并注意授课内容的实用性。在教学学时有限的情况下,在提高教育目标理论水平基础上,使其掌握并能运用这些理论分析在生产实践中遇到的各种实际问题,提高预判生产中出现重大问题的能力,对于某些技术人员,应使其具备流体设备及机械系统和装置的设计、运行管理的工程技术能力。技术人员经过理论知识的强化学习,再加上自身实践经验,最终可成为基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新意识的复合型人才。

如何增强授课内容的实用性是授课的关键问题之一,因为授课对象是能源类“成人”学生,因此笔者认为授课内容应该结合世界目前面临的重大问题:能源危机和环境污染,也就是国家的重大政策——节能减排。当今世界能源越来越紧张,污染越来越严重,而且世界的大气污染形势和应对政策一直在变化,因此在授课中适度加入相关节能减排的内容,使“成人”学生了解世界,尤其是我国大气污染的严峻性,树立节能环保意识。增加我国最新政策和法规的讲解,如“十一五”期间的烟气脱硫;在“十二五”期间,我国将对氮氧化物进行总量控制等,以及解决这些问题所用到的必备知识之一就是流体力学。例如要想取得好的脱硫除氮的效果,就要把握烟气的流动,研究烟气流动正是流体力学的责任。我国的科技水平迅速提高,需要让学生了解污染物控制的发展趋势,如哪些理论问题仍需深入研究,哪些技术是当今热点,使“成人”学生在未来的学习研究和工作中容易找准方向。就笔者以往的授课经验,“成人”学生大多为热能专业的学生,而且大多来自发电厂或与发电厂相关的单位,他们对烟气脱硫设备比较熟悉,有可能在今后的工作中参与脱硫塔设计或运行,因此将该部分作为本课程的一个重点。通过大量图片、动画和视频讲解各种常用烟气脱硫中气体流动的特点,加入影响脱硫效果的设计思路和方法,主要是讲解烟气流动的流场、流线、流型的相关概念及理论,使“成人”学生系统掌握烟气脱硫技术中流体力学的作用。

总之,授课内容的实用性是教学的关键问题之一,授课内容实用“成人”学生才爱听,效果才好。

2.教学手段和教学方法

(1)加强理论知识的讲授。成人教育的对象多数为参加工作多年和未受过正规高等教育的成年人,即“成人”学生,他们又有着丰富的实践经验。“成人”学生虽然专业经验丰富,但是专业理论相对薄弱,尤其是专业基础知识比较薄弱,用现在本科教育的术语讲,就是专业基础课不过关。从笔者实际函授授课的经验来看,“成人”学生专业基础课尤以高等数学的基础最为薄弱,然而流体力学的主要工具就是数学。 转贴于

因此,要加强理论知识的讲授,对一些概念和基本理论要细讲精讲,为了提高他们的理解和记忆,在授课中多用一些现实生活中生动形象的实例,并加入一些图片和视频。例如在讲授流体的概念时,可以用“给他一点阳光他就灿烂,给他一点山花他就烂漫”这样朗朗上口的词句来形象说明流体的流动性;在讲授流线和迹线时,可以引用唐代大诗人王维写下的千古流传的名句“大漠孤烟直,长河落日圆”来形象地说明迹线的概念。这样既提高了学生的学习兴趣又加深了印象。此外,还可以在授课中适当插入一些图片和视频,来激发他们学习的兴趣。

(2)采用导学+启发式方法授课。实行“导学式”教学模式。即,贯彻“学生为主体、教师为主导”的教学理念,[5]在教学中实行启发式教学,充分发挥现代教育技术在提高教学效率和教学质量方面的重要作用。凭作者多年的授课经验可知,单纯采用教师讲、学生听的课堂教学模式,即使加入大量实例,教学效果仍然较差,所以讲授中进行启发互动式教学。所谓互动式教学,是在教学中教与学双方交流、沟通、协商、探讨,在彼此平等、彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上,通过理性说服甚至辩论,不同观点碰撞交融,激发教学双方的主动性,拓展创造性思维,以达到提高教学效果的一种教学方式。这种讲课的方式,不是老师一个人讲,而是启发学生思考。[6]

“工程流体力学”基础理论讲解比较枯燥,为了提高教学效果,经常在课堂上提出问题和例题,鼓励学生积极回答,并展开讨论,激发学生的主观能动性,从而加深理解。在教学中要把握“成人”学生的独特特点:那就是有自己固定的工作岗位,有着丰富的工作经验,对设备的结构和运行了如指掌,对设备处于非常规运行时有自己的处理方法,但是为什么这么处理他们并不清楚。例如,笔者在宁夏灵武电厂进行调研时,一个空冷岛运行专工在说到如何预测和解决空冷机组夏季出力不足的问题时,他们的经验就是大量喷水,但是他们不知道造成此现象的原因,也不清楚最佳的喷水量,也不知道雾化质量的重要性。因此在授课中就要充分发挥“成人”学生实践经验丰富的特点,让他们提出问题,然后通过自学解决问题并把自己的内容在课堂上“讲授”,教师对结果加以评论,并指出这些方法的优缺点,提高学生的创新意识;接下来精讲教材中的理论知识以及补充内容,并配以图片、动画、视频,鼓励学生思考,进行可行性分析,指出它们的优势和缺陷,并再次简要讲解相关理论,使学生的短时记忆转化为长时记忆。

(3)考核方式。由于成人教育不同于一般高校,因此采用平时成绩、期末考试成绩各占一定比例的考核方式,最终合理地给出学生的期末总成绩。平时成绩包括学生考勤、课堂讲授和问题回答情况、课下作业尤其是资料搜集情况、实验等,对整个教学过程中表现突出的学生,提高他们的平时成绩。

三、实验教学

“工程流体力学”课程的理论性和实践性都比较强,很多理论知识需要通过实验去理解、消化。因此实验教学是提高学生对知识掌握情况的必备环节。

实验教学主要的目的是通过直观的现象来理解课本知识,本课程精心选择了如下五个实验。

1.伯努利方程实验

观察液体在管道中流动时能量守恒和转换的物理现象、测绘玻璃水管管路上测压管水头线及总水头线。

2.流速和流量的测定实验

了解文丘里流量计及毕托管的测速原理。

3.雷诺实验

观察各种流态、测定流态与雷诺数的关系、观察层流时管道断面流速分布。

4.沿程阻力损失实验

加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失随平均流速变化的规律。

5.局部阻力损失实验

对圆管突扩局部阻力系数的经验公式和突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。

四、结语

针对热能与动力工程专业“成人”学生的特点,对“工程流体力学”的教学进行了探讨,使课程更适合“成人”学生的特点,扩大了他们的知识面,增强了其主动思考的能力,丰富、深化了“成人”学生的理论知识,也为成人“工程流体力学”教学探索出有益手段。在今后的教学过程中要进一步探索新的教学方法和手段,学习和借鉴优秀教师的教学成果,不断提高自身的综合素质和专业理论知识,立足学校特色优势,继续努力进行“工程流体力学”课程的建设和探索,以期积累更多的经验和取得更大的成绩。

参考文献

[1]陈卓如,等.工程流体力学[M].北京:高等教学出版社,2006.

[2]杨建国,张兆营,等.工程流体力学[M].北京:北京大学出版社,2010.

[3孙恒朱,鸿梅,舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育.2010,(5).

[4]黄裕华.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技术教育,2005,(7).