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《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。
（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。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”。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。
二、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。”憤與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。
（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。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。可以通過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。《工程流體力學》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。總之，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。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。
（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。
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流體力學是一門研究流體運動基本規律以及流體與物體之間的相互作用力的學科，它作為一門嚴密的且應用面很廣的專業基礎學科，是以數學、物理學為基礎發展起來的，也是土木、機械、動力、水利、環境等學科的一門技術基礎課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學實踐中都積累了豐富的經驗并取得了不少成果，但是在該課程建設中仍存在著許多問題。論文結合教學現狀，從學生興趣培養、教學方法改革以及師資隊伍建設三方面探討提高流體力學教學水平的方法。
一、 流體力學教學現狀
流體力學是一門主要研究流體平衡和運動規律及其實際應用的技術科學，具有理論性強、工程實際應用廣、概念和方程較多且易混淆、對學生高等數學知識及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點。流體力學建立在理論、計算、實驗三大技術手段之上，是化工、土木、機械等眾多學科或專業的基礎學科。另外，流體力學在環境工程設計和實際工程中也有著廣泛的應用，是水處理設備設計與應用的必備知識，以及生態分析的重要理論基礎。同時，流體力學是環境工程與其他學科體系溝通的橋梁，這個橋梁作用是其他基礎課或專業課無法替代的，直接影響到環境工程學科體系的完善性。因此，提高流體力學課教學質量，使學生學好本門課程，培養學生分析問題的能力和創新能力，對流體力學課程教學進行改革以適應學科發展顯得十分必要。
目前國內院校的流體力學課程教學過程大體可歸納為“課前預習、課堂教師講授、實驗室實驗、課后教師評閱”的四段串行模式。實踐證明，這種傳統的教學模式在強化理論教學成果以及動手能力的培養方面效果比較顯著，然而在創新意識培養方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學中注重經驗理論與公式的講解，而公式多且乏味，導致教師難教，學生難懂，課堂教學缺乏生動性。另外，本科流體力學理論教學模式多為填鴨式教育，對學生而言，流體力學課缺少客觀體驗，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現在流體力學課程教學的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學實驗教學多采用傳統驗證性實驗，每一學生進行的實驗完全相同，教師由實驗報告的數據評定實驗成績。雖然實驗有利于增進學生對理論知識的理解，但此手段不能激發學生的積極性，無法體現學生的主體性，也不能培養學生的創造性[1]。由于實驗教學內容多數為驗證性實驗，在按既定的理論知識和實驗方案實踐的過程中，學生所得到的主要是從理論知識到實踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識的傳授，具體實驗的演示、引導與糾錯，甚至有時會耳提面命，因此學生作為學習主體的創造性很難有機會得到展示。
因此，采用一種有效的教學方法進行流體力學理論和實驗教學的改革，激發學生的學習積極性和主動性，以提高流體力學課程教學質量，并對相關專業產生積極的影響，從而促進學生創新性的培養非常有必要。
二、 培養學生對邏輯思維的興趣
學生對任何概念和公式的形成、理解有一個過程，而在流體力學中，這些概念、公式又較為抽象，要求學生具備較強的邏輯思維能力，因此，根據學生掌握知識的快慢，耐心引導學生進行邏輯思維，培養學生對邏輯思維的興趣，使他們產生對邏輯推理的愛好，就成為教學中的關鍵。例如，流體力學中的三大方程――連續性方程、動量方程和能量方程需通過輸運公式逐步推導而來，如此的教學安排便使知識較為系統、連貫、緊湊，并有利于認識各個方程的物理意義。而輸運公式的推導由于邏輯性較強，講授時就需要花費較多的學時和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導中的物理含義和數學要領，使學生對輸運公式有一個清晰準確地理解。最后，將輸運公式中的物理量換成質量、動量、能量即可得出連續性方程、動量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學更加清晰明了，而且會使學生對將要學習的知識接受產生極大興趣，具有更加強烈的探索感和求知欲。
三、 教學方法探討
教學方法作為聯結教師和學生的重要紐帶，在提高教學質量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應學科發展要求，工科“流體力學”課程方法的改革勢在必行，作者結合自身多年的教學經驗，針對該課程特點，認為應該在以下幾個方面進行課程教學方法改革。
（1）重視緒論課的作用
部分教師認為緒論課僅是對流體力學的簡單介紹，作用不大，所以對緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實緒論課對整個教學活動的成功與否起了至關重要的作用，它不僅是學生了解流體力學課程的窗口，也是教師教學水平的第一次展示。
講授緒論課的較好方法是介紹流體力學的成就、發展方向、廣闊前景及其在國民經濟中的重要作用等。教師要注重講解流體力學知識在工程中的應用，特別是教師自己承擔的科研項目，以展示流體力學在科學和工程技術中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學理論在“神舟號”系列飛船上的廣泛應用，使學生明白流體力學這門相對古老的學科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風中倒塌的例子，說明在實際工程中忽視流體力學會造成巨大的災難[3]。另外，流體力學的發展史對于激勵學生的學習熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時，要善于借助互聯網，及時的將一些重要理論的發展過程、重要研究成果展現在學生的面前[4]。
（2）從實例中引出教學內容
流體力學雖有概念多、邏輯性強、理論上較難理解的特點，但卻與生活和生產實際密切相關。在具體教學內容的講解過程中，穿插一些生活中的現象，并結合課本中的理論“雙管齊下”，利用學生求趣、求新、求知的心理，引導學生學習并掌握教學內容。例如，在講流體粘性時，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學知識時，可講一些水庫垮壩事件，主要是設計時有缺陷和施工存在著質量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進行一些相關事例的延伸，如是否建設三峽工程時流體力學專家的爭論，通過分析得到的建設三峽工程必要性的結論等，使學生切實體會到學好流體力學的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學更生動、更有意義。
（3）師生互動，培養良好學風
調動學生主動的學習，培養學生良好的學風，提高學生綜合素質，是加強流體力學教學效果的重要條件。作者在每次講課后都會對本次課程的內容進行總結，然后下次課隨機抽取部分學生回顧上次課的內容，并讓其他學生作出補充和建議。在課堂上，多為學生提供隨堂練習的機會，師生互相之間進行探討和思考，針對練習中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補充。這種授課模式充分調動了學生的主觀能動性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學生的思維深度，查漏補缺。學風對于任何一門課程教學的成功與否都起到了非常關鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業就要嚴格要求學生，對作業的批改做到一絲不茍，指出其作業中的各種問題并要求其修改。例如，要求學生對作業中的每道題，在解答時必須寫出已知、求解，并畫出相應圖示，這些小細節可以幫助學生以簡明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。
（4）重視實驗教學
流體力學按研究方法可以分為理論流體力學、實驗流體力學和計算流體力學。實驗流體力學是理論流體力學發展的基礎，是計算流體力學的檢驗依據。因此，實驗教學在流體力學教學中有著極其重要的地位。流體力學中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實驗可以加強學生對公式的感性認識，有助于學生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實驗，可以使學生非常直觀的理解伯努利方程中每一項對應的意義。對于沒有開的實驗課，通過在網絡上收集照片、視頻等展示給學生，也可提高學生對理論知識的理解[6]。
（5）傳統教學方式和多媒體技術互補
過去，流體力學課程在教學手段上采用板書教學，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進學生的積極思維與參與意識，但對教學內容中比較抽象的概念、復雜的流動現象和流動規律，很難用語言和文字準確、形象地描述。多媒體教學最大的優點是形象、生動、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導過程和思維、學生對知識的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統教學方法和多媒體技術綜合應用于教學過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導過程的內容時采用傳統授課方式，而講授直觀形象的內容時采用多媒體教學方法，做到取長補短、優化組合，會獲得較好的教學效果[7]。
四、師資隊伍的建設
為適應素質教育的需要，教師不僅要掌握先進的教學手段，而且要努力研究實施素質教育的教學方法。在實際教學過程中，要靈活應用各種教學方法，并且要善于歸納總結教學經驗，虛心向有經驗的教師請教，同時要高度重視學生的反饋信息，不斷調整自己的教學思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學水平。社會發展對教師的自身素質提出了更高的要求，教師要明確教學水平的提高和發展是一個畢生的過程，教師應該不斷開闊視野，更新知識體系，才能形成對流體力學更深層次的理解和認識。
五、 結論
論文結合流體力學教學現狀，從學生興趣培養、教學方法改革及師資隊伍建設三方面論述的教學方法，將教與學有機結合起來，使枯燥的流體力學課堂變得生動活潑，多方面激發學生的主動性、積極性及創造性。將上述方法運用于教學實踐后發現，該方法能夠有效的提高流體力學課程的教學效果。
參考文獻
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一、前言
隨著計算機技術的普及和網絡技術的迅速發展,多媒體教學已被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。因此,利用多媒體教學手段開發學習資源,構建新的教學模式,達到最佳教學效果,成為國內外提高教學質量、改革教學方式的重要手段。
本文通過工程流體力學教學實踐,探討多媒體教學在授課過程中產生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術與傳統教學手段相結合,活躍課堂氣氛,提高學生學習的積極性和主動性。達到優化教學效果的目標。
二、傳統教學模式的利與弊
傳統教學模式歷史悠久,教育理論成熟,已經積累了豐富的經驗。在傳統教學中,通過教師的形象、生動的講述,學生易于接受,師生之間可以面對面地探討疑難問題。對于工程流體力學而言,教學內容不可避免地會涉及到數學公式的推導,傳統的板書教學方式即可以留給學生更多的思考時間,同時又可以加深學生對公式推導過程的理解,加強記憶。然而傳統式教學主要依靠粉筆與黑板的教學條件,是以教師為主體的教學模式,從而大大降低了教學效率,也扼殺了學生個性的發揮和創意的產生。
三、多媒體教學的特點
多媒體教學以其鮮明的教學特點,豐富的教學內容,形象生動的教學情景,在教學過程中發揮了重要的作用:
第一,激發學習興趣,有利于提高課堂效率。興趣是學生獲取知識、拓寬視野、豐富心理活動最主要的推動力。多媒體技術綜合應用文字、圖片、動畫和視頻等資料來進行教學活動,激發學生的學習興趣,從根本上改變了傳統教學模式的單調性。而且多媒體教學可以充分發揮學生聽覺、視覺等器官對信息的接收,對學生的眼、耳等器官進行多重刺激,從而活躍學生的思維,增強學生記憶力,提高課堂效率。第二,直觀、易懂,有利于提高教學質量。流體力學是從力學的觀點出發,主要研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學,在日常生活和各種工程實際中具有廣泛的應用領域,是動力工程和流體機械專業一門重要的專業基礎課。與固體的運動規律相比,流體在運動過程中存在諸如激波、接觸面間斷、兩相流體之間相互摻混等復雜現象。
多媒體教學手段能夠通過圖片、動畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復雜的流動現象,使學生較容易地掌握相關內容,提高教學質量。第三,增加教學容量,節約空間和時間。工程流體力學研究內容較多,涉及范圍較廣,在有限的課時內傳授給學生的信息量較大。傳統教學中知識的傳播主要靠教師的口授與黑板板書,在一定程度上限制了課堂信息的含量,多媒體教學充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優勢,授課的信息量明顯增多,教學內容更加豐富,使學生在有限的時間內接收更多的知識,開闊了學生視野,增加課堂知識的容量,提高了教學的效率。
四、多媒體教學手段與傳統教學方式相結合
多媒體教學的發展并不意味著摒棄一切傳統的教學方法和手段,而是將多媒體教學與傳統教學方式相結合,揚長避短,發揮各自的優勢,更好地服務于教學工作。
工程流體力學教學內容主要包括兩大部分,理論教學和流體力學實驗教學。
工程流體力學理論教學部分包含大量流體力學的基本概念、基本方程和一些復雜的流動現象。例如在教學過程中,流體靜力學基本方程的推導過程依然使用傳統教學中的板書,這樣既可以留給學生足夠的思考時間,又可以加深學生對公式推導過程的理解,加強學生的記憶能力。而對于某些基本概念和特定的流動現象,可以通過多媒體教學手段,加深學生對基本概念和流動現象的理解。
流體力學實驗是流體力學教學中的重要組成部分之一,貫穿于課程始終。現行流體力學教學實驗多為驗證性實驗,實驗方法單一,同時,還受實驗老師較少、實驗課時有限以及設備等多種因素的影響,學生選擇的范圍極小,在很大程度上制約了學生思考問題、分析問題、解決問題的能力,不能很好地達到流體力學實驗教學的要求。然而引入多媒體教學手段以后,學生可以靈活地改變實驗條件,演示各種實驗現象。
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一、前言
《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學，它建立在現場觀測、實驗室模擬、經典理論分析、數值計算基礎上，具有嚴謹的理論性、原理的抽象性、概念多、方程推導繁雜等特點，對學生具備高等數學知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學理論的感性認識，都有某種程度的畏懼感，導致教師難教、學生難懂成為較普遍的現象。
我校機械設計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環境工程、礦物加工工程、建筑環境與設備工程、工程力學等專業的學生都須具備不同程度的流體力學知識和技能，它是各專業后續課程如：液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調節、傳熱學等課程的基礎。
為此，作者通過教學實踐，就多樣化的教學方法、更新的教學內容、引入高科技的教學手段等方面進行探討，以期提高《流體力學》的教學質量。
二、以傳統課堂教學為主
《流體力學》的課程體系分為基本理論、基本應用和專門課題三大知識模塊，它要求學生具備扎實的微積分知識、力學知識等。學生在接觸流體力學課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導過程容易厭煩，因而《流體力學》的教學應該以傳統教學方法為主。因為在傳統的課堂教學中，學生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導公式、突出重點、強調難點，以學生容易接受的講課速度，留給學生更多的思考和消化的時間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動，會達到很好的教學效果。
(一)結合實例，講清楚基本概念
流體力學的概念多、現象多，且很多概念和現象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進行講解，例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時，學生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時筆者以城市公共交通部門統計客運量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時刻（站點）上下車人數，此法類似于拉格朗日法的質點跟蹤，它與跡線的定義對應；②在每一公交站點安排記錄員，記錄不同時刻經過該站點車輛的上下車人數，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應。
在講解伯努利方程原理的時候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠洋輪相撞的船吸現象，讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越小；反之亦然。
概念是公式推演的基石，沒有準確的概念，后續的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內部聯系和區別，教師易教、學生易懂，將會達到事半功倍的效果。
（二）以用為度，重點突出理論公式的應用
伯努利方程是能量守恒定律在流體力學中的具體應用，是流體靜力學和流體動力學的基礎，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候，先從容易理解的靜力學平衡微分方程推導開始，強調公式所依據的原理是牛頓第二定律，假設條件是平衡、理想、靜止的流體，重點引導學生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義，掌握公式的實際應用。這樣學習到后面的動力學伯努利方程時，先易后難、循序漸進，學生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規律時，就要求學生必須掌握推導過程，因為它在解決一般平衡流體內部的壓強分布規律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續性方程和動量方程的學習，只強調記住結論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導給學生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點突出。
不可否認，依靠粉筆與黑板的教學條件、以教師為主體的傳統教學模式，教學形式單一，教學手段不先進，教學效率不高，適應不了課程教學學時少、受教育學生數增加的情況。
三、以現代化的教學手段為輔
當前以計算機多媒體技術為主的現代化教學手段已經普遍地應用于高校的教學中。制作教學用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學有力的輔助教學手段，可以在有限的時間內，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內容及有關背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學習者，將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發學生學習興趣，使得學生能夠從感性認識開始，逐步上升到理性認識，進而能夠達到運用知識解決問題的能力。
結合流體力學精品課程的建設，教學團隊制作了流體力學多媒體電子教案，并在教學過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學效果。在設計與制作多媒體課件時，遵循課堂教學的基本規律，既發揮傳統板書教學中容易帶動學生思路、逐條在黑板上書寫的特點，在課件制作中根據講解的進度逐條展現公式條目等內容，同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現出來，幫助學生建立清晰的印象。教學團隊收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據的時候，制作了雷諾實驗的fliash素材，以動畫的形式向學生展示了流體流動的兩種不同狀態，以及流態判據—雷諾數與流動速度、管徑、流體種類有關系。運用多媒體輔助手段表達后，能夠幫助學生很好地理解課程的重、難點，提高教學效率。利用多媒體技術，還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內容，提高了教學效率。
多媒體教學的內容一定要做到提綱挈領、重點突出，有所為有所不為。多媒體技術沒有好壞之分，只有合理使用與不當使用之別。但是實踐應用中，發現有的教師完全拋棄以往的黑板式教學模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學重點；也有的教師忽略學生對課件內容理解消化的時間，致使學生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學效果。上述現象將會造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。
四、總結
流體力學作為一門專業基礎課程，其重要性不言而喻。傳統教學模式能夠將前后知識貫通，突出重點，化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理，促進知識的系統化進程；多媒體教學能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現出來，幫助學生理解性記憶。借助于先進的教學手段，將多媒體輔助教學手段與傳統教學方法有機地結合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學效果、提升教學質量。以上是筆者在流體力學教學實踐中的體會，愿與同行共同切磋。
基金項目：2009年安徽省教育廳《流體力學》精品課程
[參考文獻]
篇5
Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application
中圖分類號：TQ021.1 文獻標識碼：A
1 計算流體力學概述
作為流體力學的一個分支，計算流體力學主要負責，在固定的幾何形狀空間內，求解流體的動量方程、熱量方程、質量方程以及其它的一些相關方程，然后通過進行計算機模擬，得到在特定條件下流體的有關數據。計算流體力學主要根據動量、能量、質量守恒方程，通過數值計算方法來求解出流動主控方程，并最終得到各種流動現象的規律。
計算流體力學主要包括3種計算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個涉及到多個領域的學科，它不僅包括計算機科學、流體力學等專業學科，還有計算幾何學、數值分析以及偏微分方程等數學理論知識。通過計算流體力學進行模擬，主要是為了作出預測和獲得信息，來更好的控制流體流動。理論的預測主要來自于數學模型結果，并不是來源于實際的物理模型結果。
起初，計算流體力學主要用在航天事業、核工業以及汽車制造業上，解決一些涉及空氣動力學方面的流體力學問題。計算流體力學的計算與實驗研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實、理想條件，所以，在各種流體現象的研究過程中，計算流體力學成為對各種流動系統和流動過程，進行設計、操作和研究的有利工具。
在上個世紀60年代末期，在流體力學各相關行業中，計算流體力學已經得到了廣泛應用，直到上世紀90年代后期，才開始對于化學工程的模擬計算，現在化工領域中，計算流體力學已經成為流體流動和傳質的重要研究工具。
在各種化工裝置中，計算流體力學都可以進行模擬、分析、預測，比如說，可以在流體流動過程中，對于其中的傳質、傳熱進行預測，比如在蒸餾塔中進行的兩相傳質流動狀態的模擬，在模擬加熱器里進行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設備可以進行模擬設計、放大；可以對化學反應及反應速率進行描述分析，并在反應器中進行模擬，比如可以在燃燒反應器、生化反應器，可以進行反應速率的模擬；另外，還可以進行一些設備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內流體流動的模擬。
2 計算流體力學在化學工程中的應用
2.1 計算流體力學在攪拌槽中的應用
由于攪拌槽內部流動比較復雜，現在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對一些混合設備，比如攪拌槽等，進行放大設計的時候，往往經驗成分要多于理論計算。在實際的工業體系中，尤其是快速反應體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業規模的反應器中，而且，不均勻性的嚴重性是隨著規模的增大而增大的。所以，目前經驗放大設計的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰，這就更有必要需要，更深入的對攪拌槽的內部流場展開研究。
最初，Harvey等對攪拌槽內的流場，利用計算機進行二維模擬，這些年來，通過采用計算流體力學的方法，對攪拌槽內的流場進行研究的技術，取得了較快的發展，這種方法在節省大量研究經費的同時，也可以獲得實驗所不能得到的數據。之后，Sun等針對攪拌槽氣液兩相流動，利用計算流體力學的湍流模型進行了三維模擬，實驗結果顯示，計算流體力學能很好地對攪拌器上部氣體分布進行預測，對攪拌器底部區域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計算流體力學軟件Fluent，對Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時間相關的三維數值預測，和實驗結果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項結果一致，但在湍動能的結果上，計算值和實驗結果還是存在一定差異的。
之后，又進行了許多類似的實驗，實驗證明，通過計算流體力學與數字粒子圖像測速儀相結合，有益于更深入地對攪拌裝置進行研究。通過數字粒子圖像測速儀的測量數據，可以對計算流體力學的計算結果進行驗證，另外，數字粒子圖像測速儀的測定點速度，也可以作為計算流體力學的邊界條件。除此之外，多普勒激光測速儀也可以與計算流體力學相結合，用于研究攪拌。
2.2 計算流體力學在換熱器中的應用
在化學工程中，換熱設備應用比較廣泛，它可以詳細、準確地對殼程的流動、傳熱特性做出預測，這不僅有助于設計經濟和可靠的換熱器，還有助于對現有管殼式換熱器的性能做出評價，在工業的應用過程中起著十分重要的作用。
管殼式換熱器不僅具有比較復雜的幾何結構，而且流動、傳熱的影響因素也比較多，通過計算流體力學，利用計算機對換熱器殼側流場進行模擬，這就有助于對殼側瞬態的溫度場、速度場加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對換熱器的機理分析以及結構優化。
其中，一些國外專家針對換熱器內，流體流動的計算流體力學模擬展開過一些研究。熊智強等專家，針對換熱器弓形折流板流場，利用該技術進行了數值模擬，研究結果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動死區，導致一些區域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計算流體力學計算結果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側壓降有了明顯降低。
一般來說，管殼式換熱器中流體流動為湍流，與此同時，在實際的應用過程中，管殼式換熱器中管的數量又比較多，這就給計算增加了難度。現在，針對于管殼式換熱器殼程流動的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計算流體力學模擬應用的還是比較少的。
2.3 計算流體力學在其他方面的應用
在其它的一些化工領域中，計算流體力學的應用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應用，在薄膜蒸發器中的應用，在燃燒反應器中的應用，在生化反應器中的應用，如下進行簡要概述。
在精餾塔氣液兩相流動、傳質的研究過程中，計算流體力學是其中的一項重要工具，通過進行計算流體力學模擬，可以微觀的檢測到塔內氣液兩相流動狀況。當然，在模擬精餾塔內流體流動上，計算流體力學模擬也存在一些不足，比如說，在規整填料塔內流體流動的模擬上，模擬結果與實驗值還是存在一定偏差的。這主要因為數學模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學的理論分析上，還是實驗研究，都需要進一步加強。
通過計算流體力學的應用，對薄膜蒸發器內各種場分布實現成功預測，這就在薄膜蒸發器內，進一步滿足了對液膜流動、傳熱、傳質機理的研究。但是由于在薄膜蒸發器內，蒸發過程比較復雜，無論國內還是國外，基于計算流體力學技術，針對薄膜蒸發器流體流動特性所展開的研究還是比較少的。
在各種燃燒系統中，計算流體力學的應用也是比較廣泛的。通過計算流體力學，在燃燒過程中，可以對各種狀態參數進行模擬，對燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實現對燃燒反應器的優化，還可以相應的控制污染物排放量。
另外，在生化反應器模擬研究的過程中，計算流體力學也是一個重要的手段。生物反應器包括攪拌式生化反應器、氣升式環流反應器等，通過對計算流體力學技術的應用，不但可以獲取速度場、溫度場、濃度場等方面的詳細信息，還有助于對生化反應器優化、設計、放大等方面的研究。
但是，目前計算流體力學技術仍然不是很成熟，比如說，一些復雜物理、湍流、反應等現象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應用上，數學模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對研究對象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計算流體力學技術已經成為不可缺少的工具，相信隨著科學技術的發展，在化工領域中，計算流體力學技術將會得到更廣泛的應用。
參考文獻
[1] 張少華.化學鏈燃燒系統設計與計算流體力學模擬.華中科技大學碩士學位論文.2011(07).
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在西部大開發的推動下，石油工業也以驚人的速度迅猛發展，培養高素質的應用型石油工業人才已迫在眉睫。特別是榆林學院（以下簡稱“我院”）所在的榆林市，作為重要的國家能源化工基地，對油氣儲運人才的需要更加突出。在學院領導的努力下，我院的油氣儲運專業已被評為陜西省特色專業。為了加強油氣儲運專業學生能力的培養，造就工程型人才，對油氣儲運專業的教學進行了全面的改革，將專業理論與實踐教學有機地結合起來，統籌規劃，使學生能更深刻地理解和掌握專業理論知識，培養工程意識，提高學生獨立實驗能力，強化學生工程實踐能力，全面提高專業素質。但是，由于我院油氣儲運專業的發展相對榆林市石油工業的發展具有一定的滯后性，導致畢業學生不能達到目前油田企業的要求。因此，提高我院油氣儲運專業的教學水平具有重要的意義。鑒于這樣的形勢，本項目提出對油氣儲運專業課程最重要的專業課程之一工程流體力學課程的教學改革。
一、教學中存在的問題
在油氣儲運的課程編排中，《工程流體力學》課程是可以將儲運專業理論知識與實踐相銜接的很好橋梁。目前該課程的授課方式有所不妥，使得這門課不能充分發揮應有的作用。因此，在理論知識與實踐相結合的條件下，應該配套一系列仿真課件，與教學相結合，學生才能更好地將書本知識融入腦海。仿真課件可以使學生掌握難以理解的抽象理論，從而更好地學習該專業最重要的基礎課程，以便為將來的其它專業課程打下堅實的理論基礎。
在加強工程流體力學課程理論教學的同時，還要加以仿真課件的訓練，再配合實踐教學環節。通過該課程的學習，結合實習與畢業設計環節，可以綜合地將課本理論知識與實際相結合，以利于提高學生綜合素質，對于他們今后的工作或繼續深造發揮潛移默化的作用。
分析目前我院工程流體力學課程與實踐教學之間的現狀，發現存在的主要問題是：教學體系、內容與實踐課之間存在脫節現象，具體表現在以下方面：首先，作為專業最重要的課程之一，《工程流體力學》課程是學習其它專業課程的基礎，如果這個基礎打不好，那么其它課就很難學習。據調查發現，學生很多都不太明白課程中一些具體的流態名詞，以及抽象的流體損失問題，如果有了仿真課件，這些疑難問題就一目了然了。其次，我院儲運專業的實驗室設備中，有些由于廠家設計問題造成數據不準確，所以原本剛夠學生分組實驗的儀器數目，現在只能增加每小組的人數才可以維持正常開設實驗課程。由于該課程中涉及的實驗數目較多，也導致了場地的嚴重不足。再次，教學中不能很好地將理論課知識與生產實習相互滲透。而《工程流體力學》課程作為本專業的基礎課程，與生產實習的相互滲透又甚為重要。
二、改革教學方法，激發學生的學習興趣
為了更好地發揮該課程的作用，針對我院工程流體力學課程開設的現狀，以及國內一些知名高校開設這門課程的情況，筆者提出幾點改革建議，以使學生能夠把學到的知識活學活用，提高他們分析問題和解決問題的能力。
1.按照實用、新穎、精練的要求，著力進行教學內容的提煉與更新
課程建設旨在突破學科專業局限，又要照顧到專業需要，對課程進行整合、優化，合理安排教學內容。例如在本課程中加入非牛頓流體部分的教學內容，形成課程的特色。
2.強調計算機在流體力學教學中的應用
應該在教學中加入一部分符合我院具體專業情況的仿真模擬課件的使用量，學生可以將所學的知識和課件相結合，更加深他們對知識的理解和應用。這樣，不但順應時代的發展，也節省了學生花在琢磨流型變化上的很多時間。鑒于課程自身的特點，對于各種工藝流程圖的介紹，傳統的板書方法已不能完全滿足教學需求。筆者因此針對不同專業的教學大綱，制定了相應的教學課件，通過多媒體教學，以彌補傳統教學方法中抽象、晦澀、枯燥的缺點，使學生從動態的畫面中，比較輕松地理解教師在教學中要傳授給學生的知識內容。
3.有效組織實踐環節至關重要
工程流體力學是一門綜合性和實踐性均非常強的課程，因此有效組織實踐環節至關重要。學生通過在工廠的實習，可以將在學校中學到的理論知識與工廠中實際生產有效地結合起來，增強對理論知識的理解。應盡快解決實驗設備結論不準確的現象，使教學儀器百分之百地準確投入到學生的學習當中去，盡可能地將流體力學作為向外專業進行開放實驗，讓有興趣的學生也能參與。
通過該項目制定的措施實施于油氣儲運專業教學中，使每屆油氣儲運專業學生受益。提高學生對專業理論知識的理解深度，增強他們的專業技能，并能夠將所學知識活學活用。此舉對學生的就業和繼續深造具有非常重要的意義。
三、教學效果的考核
前已述及，這門課程主要是油氣儲運學科的專業基礎，這門課程的培養目標旨在為以后的專業課打好扎實的基礎，樹立學生的應用能力。因此，在考試方式上，更注重應用能力的測試，考察學生與社會的接軌程度。這樣，考試題型多是一些發揮性的，讓學生用“漁”的本領去為本門課程的學習畫上休止符。
四、結語
總之，對于《工程流體力學》課程教學內容改革的初步探索分析，可以促進教學觀念的改變，按此目標授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設、實驗室建設及其儀器設備的更新，提高學生的動手能力及科研能力，從而實現“學有所用”，“教學相長”。
高等教育教學改革，特別是專業課程體系及教學內容的改革，是一個系統和長期艱巨的實踐過程，專業教師任重而道遠。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條提高油氣儲運工程專業教學質量、更加富有成效的新途徑，而且可以取得更好的教改成果。
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“流體力學”作為理工科的一門專業基礎課和必修課，它的重要性是眾所周知的，作為力學分支，其在安全工程專業有著廣泛的應用，與泄漏、火災、爆炸、通風等有著密切的關系，是后續工業通風、消防工程等專業課程學習的重要基礎。近年來流體力學學科發生深刻變化，對流體運動認識加深，測量手段更為先進，對流體運動分析和處理的能力空前強大，與工程應用結合更加緊密。然而“流體力學”這門課程概念抽象、數學公式多，在以往課程教學過程中更多重視理論知識的傳授，人才培養過程中存在著過分偏重理論知識學習，缺乏對學生工程能力的培養等不足之處。因此，本文借鑒國際流行的CDIO工程教育理念，擬對安全工程專業“流體力學”課程進行教學改革，使理論知識服務于后續的安全知識學習及工作實際，將知識教育和能力培養有機地結合起來，增強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，使學生專業理論知識的學習真正地更好地融入之后的安全工作中。
2CDIO工程教育理念
CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Imple-ment）和運行（Operate）的簡稱。“C”構思指系統性的構想、思考，明確產業需求。“D”設計是把將要被實現的計劃通過視覺的形式描述出來的活動過程；“I”實施是執行、施行實際的行為，指把設計轉變為產品的過程；“O”運行是指產品實現之后（即實施之后）使用其來達到想要的價值的過程。從構思、設計、實施到運行的全過程就是產品的整個生命周期，用它來代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養具有較高專業理論水平和符合產業需求的綜合性應用能力并重的高等工程教育專業學生，這種模式在安全工程專業領域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強調在系統和產品構思、設計、實施、運行的真實工程實踐環境中培養學生的工程能力，通過引導學生以主動的、實踐的、知識之間有機聯系的方式培養學生的工程能力，使學生在創新思維能力、終生學習能力、團隊合作能力和工程實踐能力等方面得到全面的訓練和提高。
3基于CDIO理念的流體力學課程實施
3.1優化教學內容
在教學時，教材的選取是非常重要的，首先要選擇一本好的教材，然后圍繞教材的內容，進行全方位的內容設計。湖南工學院安全工程專業選用的教材為蔡增基、龍天渝主編的《流體力學泵與風機》，該教材詳細介紹了流體力學及泵與風機的基礎知識，并配有豐富的習題供學生課后練習鞏固，另圍繞教學大綱，每章設置了思考題。但教材內容多是從供熱通風空調類專業角度出發，內容較多。按照安全專業職業能力與素質需求為導向，結合我校安全工程專業對該課程課時安排較少，學生文科生多，理科基礎薄弱的特點、安全工程專業需求及其與后續專業課程之間的關系，課程教學內容分為四部分：（1）流體靜力學。掌握流體平衡的規律，對其中與安全工程關系不大的小節進行刪除。（2）流體動力學。研究流體在運動狀態時，作用于流體上的力與運動要素之間的關系，以及流體的運動特征與能量轉換等。（3）有關流體靜力學和流體動力學在生產和生活中的應用，如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業通風、消防、安全工程中常見的泄漏等問題相結合。（4）泵與風機工作原理及運行知識，重點掌握如何選擇泵與風機。由于課時有限，其他知識可通過學生自主學習來完成。內容設置注重培養學生的創新能力、學習能力和分析解決問題的能力，不因課時少而刪除其物理背景、力學建模和求解過程等方面的學習，只講授結果、計算公式、圖表等這種短視的做法培養出來的學生只是現成公式的計算機器，面對新的問題將束手無策，學生沒有創新能力，沒有利用所學知識解決實際問題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運動一般規律，才能認識特殊規律，才能有分析實際問題的能力，才能正確應用和處理流體力學商業軟件。
3.2轉變教學方法
在課堂教學中注重學生綜合思維、系統思維和工程能力的培養。結合傳統的教學方法，采用以問題學習的形式，要求學生基于問題學習。（1）首先要講授該門課程的性質及作用，讓學生掌握該課程在整個專業培養中的作用以及工程實踐中的具體應用價值，以及該課程與其他課程之間的關系，從而在學生的整體知識架構中建立起清晰的課程邏輯聯系[3]，培養學生的系統思維能力。（2）各知識點的教學過程采用啟發式教學法，先由老師設置問題，讓學生帶著問題進行學習；學完之后讓學生思考學了什么，有什么用；除了基本的教學過程外，在課程中設置一些小專題討論，培養學生分析問題、解決問題的能力。（3）傳統的教學模式由于缺乏對知識的應用，學生通常將通過考試作為學習目標而專注于記憶考試內容。因此在教學中注重相應知識點的講解的同時，注重對各知識點的應用和拓展，各知識點多方面地與安全工程專業相結合（如在講述孔口管嘴出留時與危險化學品物質泄漏進而導致火災、爆炸、中毒事故相結合；講述流動阻力時與工業通風管道設計、消防水管道設計相結合），強調其對專業的支撐作用，要求理論知識必須服務于安全工作實際，將知識教育和工程能力培養有機地結合起來。
3.3實驗教學改革
實驗環節是CDIO模式下教學環節的非常重要的組成部分，學生工程能力的培養和綜合應用能力的提高，有賴于此環節[4]。實驗教學方面通過建設流體力學實驗室，將實踐教學貫穿于學生的整個學習過程，實現對學生的動手實踐能力、技術應用能力、研究創新能力的培養。實驗模塊分為基礎驗證類實驗模塊、綜合性實驗模塊和開放性實驗模塊。基礎驗證類實驗主要包括雷諾實驗、能量守恒驗證實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗、文丘里管實驗、流量計實驗、離心泵實驗等[5]。這些實驗過程簡單，能幫助學生更好地理解流體力學的基本原理和定律，但缺乏創造性，沒有與安全工程專業實際相結合。綜合性實驗如與工業通風課程相結合，設計一個通風除塵管道模型，學生通過流體力學知識制定實驗方案，使用儀器測量風速、壓強等相關參數計算通風阻力。讓學生把流體力學知識更好地與安全工程專業相結合，解決專業實際問題。綜合類型的實驗相對較復雜，采用團隊協作的方式，通過互相交流討論解決實驗過程中遇到的問題，發散思維，實驗結束后進行匯報，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。開放性實驗模塊通過建設開放性實驗室，為學生參加各類學科競賽、科技創新活動、自主實驗、參與大學生研究性與創新性實驗項目、參與教師科研項目提供實踐平臺。如學生可進行計算機虛擬流體力學實驗、利用flunet軟件模擬火災發生時煙氣流動過程。開放性實驗可鍛煉學生創新能力。
4結論
1）安全工程專業“流體力學”課程作為一門學科基礎課，其教學改革應以專業能力需求為導向、學生能力培養為目標，引入CDIO理念進行教學改革，可提高學生創新思維能力、系統思維能力、和工程能力的培養，提高學生的工程意識及大工程觀。2）基于CDIO理念的“流體力學”課程教學改革應注重學生主體作用的發揮，以學生為主體、教師為主導，采用問題學習的形式進行教學，培養學生用基礎理論分析、解決實際問題的能力。3）在“流體力學”課程教學改革中，應注重實驗教學環節，實驗教學除了基本的基礎驗證類實驗外，組織學生做一些綜合性、設計性、開放性實驗，教學中注重學生團隊協作能力，人際交往能力和創新能力的培養。
參考文獻
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[3]趙慶賢,葛秀坤,畢海普,等.“變焦式”教學法在專業基礎課程教學中的應用[A]//第26屆全國高校安全工程專業學術年會論文集[C].北京:氣象出版社,2014:262-265.
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工程流體力學課程在我校這一工科院校中，長期以來，本科生在未學習之前，已經從他人那里了解到，這門課很難，不好學，不好過關。學生認為流體力學難學的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報考我校工科流體力學方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學方向后續人才短缺，學科建設出現重重困難。那么作者希望學生在學習這門課程的過程中，是輕松、主動而有興趣地去學習。為了幫助學生克服畏難情緒，對工程流體力學課程學習產生興趣，輕松學好這門課，作者在十幾年的教學過程當中，積累了一些經驗。開好頭，為課程打好良好的第一印象非常關鍵，所以作者非常重視第一次課的講授內容，以增強學生學習信心和培養學習興趣為主要目的，為順利完成該課程的學習奠定基礎。
一、第一次課的教學內容
在第一次課，首先自我介紹，然后點名相互認識，留下聯系方式，介紹教材和參考書，授課的章節和學時安排等常規內容外，講授內容主要分為兩大塊：（1）上課要求；（2）緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學習目的和意義、出席和上課紀律要求、作業和實驗報告要求、考核方法等內容。①學習目的和意義。學習目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學的基本知識，及其解決問題的基本方法和基本實驗技能。強調“基本”的含義，因為是首次接觸本課程，系統介紹流體力學知識，對大家的要求是“基本”的，同時也強調僅這些即將學的基本知識也能夠解決一些工程應用的問題，并簡單舉例。②出席和上課紀律要求。出席和上課紀律應該遵守學校規定，但是考慮到學生個體的不同。所以有必要讓學生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的，不要出現行為困難的問題。③作業和實驗報告要求。作業和實驗報告會出現抄襲現象，回避是沒有用的，所以上課時直接指出來，希望將抄襲現象弱化。指出要借鑒，而不是抄襲。這樣大大降低了學生不經過理解地抄襲作業現象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學生，是平時成績和課程結束后的閉卷考試成績各占一定比例，綜合評出成績。并計算出考核通過的最低考試成績。同時強調不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現象發生，一是學生會盲目認為很難學，不能過關而放棄學習，二是成績差的學生會因為排名總在后面，而放棄學習。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學研究內容、課程特點、研究方法、解題步驟、學習方法和大學生認知階段，等等方面。重點講前三點涉及的內容。①流體力學研究內容。講述工程流體力學研究內容首先展開講解的是研究對象為流體，此時雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請學生舉例哪些物質是流體？讓學生從最簡單的問題開始流體力學知識的學習。學生說對了予以肯定。學生會將多相流和塑性物質列進來，也要說清楚與本課程所學流體的區別和聯系，并將學生想不到的流體補充出來，還告訴學生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體，以簡化流固交界面的處理；還有已有研究表明固體顆粒的高速運動遵循流體力學規律，以及當車流量和人流量很大時，被稱為交通流，猶如流體流動一樣，那么在后續課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現象用來形象化的闡述流體的運動規律，幫助學生理解抽象的流體運動規律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時無刻不處于空氣和水當中，提醒學生在學習的過程中，可以將所學知識放到自己熟悉的環境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識與生活結合起來，既能幫助理解所學知識，又能將知識應用起來，提高學習興趣。②流體力學課程特點。流體力學課程的特點主要講三點，一是一門技術（專業）基礎性課程；二是用場的觀點研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業基礎課，從實踐中抽象出來，再應用到實踐中去；所以課程知識可用于解決工程實際問題。用場的觀點研究問題。首先提問，說到“場”大家會想到什么？有的同學很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場，那我繼續問還有呢？有的學生開玩笑說操場，好像在說操場不夠檔次、不夠科學。而我肯定“操場”，因為是相同的“場”字嘛，而且還有工場、商場、廣場等。然后引導學生思考，既然用相同的“場”字，其中必有共同點，它是什么？學生想出來了，是某某占據的空間。以此類推，流體占據的空間就是“流場”，概念很容易就被理解了。同時還讓學生意識到科學不是高不可攀的，做科學時不要端起架子，它是很貼近生活的。流場的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學生思考：海洋是海水占據的空間，是一個流場嗎？大氣層是空氣占據的空間，是一個流場嗎？其實流場的大小與我們要研究的空間范圍有關。比如，我們現在想知道教室內空氣的溫度分布，那么要分析的流場就是教室內空氣占據的空間；如果要預報中國天氣，那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場；如果想了解南海海洋環流、潮汐流動等，南海海水占據的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實際結合，在易于理解的同時，引起學習興趣。在此基礎上，進一步與物理量場聯系起來，流場中的物理量，比如速度，是時間和空間函數，被稱為速度場，還有壓力場，等等。場是具有連續無窮維自由度的系統，那么流場的速度場、壓力場，等等具有連續性，與第一章中連續介質假設內容一致，在這里提到，為后面學習埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因為在以前的學習過程中鮮有接觸與流體力學有關的知識，導致大量的專業術語集中出現。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質點的概念與以前物理中所學的質點概念是很一致的；多的公式其實是質量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理，等等在流體力學中的表達形式，比如連續性方程是質量守恒定律的表達形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運動定律的表現形式，動量方程是動量定理的表達，把要學到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學生有個初步接觸，為后續學習打下鋪墊。③流體力學研究方法。流體力學研究方法主要有三種：解析方法、實驗方法和數值計算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實驗研究方法的，而數值計算方法本課程幾乎不涉及，由計算流體力學講解。并強調，求解的基本方程是連續性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程，那么為什么基本方程一樣，可以求解出各種不同的流動？于是提出邊界條件和初始條件的概念，使邊界條件和初始條件的重要性一目了然；也為后續學習打下基礎，并引起學生的興趣和重視。
二、結論與展望
通過第一次課，使學生對整個課程的要求、特點、內容有一個整體了解，做到心中有數，克服不良情緒，從不同方面讓學生做好學習的心理準備。第一次課，如果是一個良好開端，并為后續學習做了大量鋪墊，使學生獲得了自信，并激發了其學習的興趣，學生后面的學習將會順利很多。工程流體力學是大部分工程專業的重要基礎課程，作者希望學生靈活掌握流體力學知識，并能夠在工作中活學活用。
參考文獻：
[1]許維德.流體力學[M].北京：國防工業出版社，1979.
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通過《工程流體力學》的學習，學生應熟悉流體運動的基本概念、基本原理、水力計算方法，掌握一定的分析、解決工程實際中流體力學問題的能力，為后續專業課程的學習和工程技術、科學研究工作及開拓新技術領域打下堅實的基礎。但由于該課程對學生的高等數學、大學物理、工程力學等方面的知識，以及綜合分析和處理問題能力的要求較高，學生普遍反映難學。這不但對學生專業知識的學習乃至日后工作都造成較大影響，而且使期末考試對學生造成極大的心理負擔，形成惡性循環。所以，為了提高課程的教學質量，激勵學生學習的積極性，不僅需要對教學內容和教學方法改革，而且需要對課程考試進行改革，以減輕學生的考試壓力。
一、傳統考試存在的問題
1.考試方法單一
該課程以期末筆試考卷作為主要的考核手段和評價尺度，不注重對學生學習過程投入狀態和平時學習成績的考評，最多是將平時上課的考勤記錄納入考核成績當中。單一的筆試試卷的弊端是機械死板，強調對基本概念與原理記憶的考核，忽視了對應用能力的考核。學生習慣了教師考前劃重點，突擊復習的備考模式，基本靠死記硬背獲得高分，對課程的知識體系根本沒有理解，更不可能有綜合應用的能力。
2.考試內容單薄
教材是教師命題的主要范圍，教材以外的知識往往被排斥在命題范圍之外。教師在教學過程中以教材為主，在考試內容上仍依賴教材，不出學生沒見過的題目，必然會使學考分離，也扼殺學生分析解決實際問題的能力。
3.考試形式固定
期末的考試形式無非閉卷與開卷兩種，但《工程流體力學》是一門理論性和實踐性都很強的課程；如果只以一種形式進行考試，必然會缺失對課程某種能力的掌握程度的考核，考查得不全面。
二、改革考試方式的研究
1.增加實踐環節考核
考試不應只局限于教師對學生傳授的基本知識理論，可根據課程與專業特點，增設課程實踐動手環節，加大實踐環節的考核比重，充分調動學生主動學習，培養學生對知識的綜合分析能力和工程綜合應用能力。將部分章節留給學生自學，查閱資料，撰寫報告，比如孔口與管嘴的出流問題，教師適當引入研究方法，提出某工程應用要求，由同學自學完成各種管嘴的分析、計算，提出應用策略。
2.豐富期末考試內容
對于期末試題的內容，不再拘泥于教材，更貼近于日常生活。例如問答題中有這樣的題目：杜甫在《茅屋為秋風所破歌》中說：“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅。”試用伯努利定律解釋其中的道理。再如選擇題：當隕星在天空中下墜時，其劃過的白線是什么？備選答案有流線、跡線、等勢線、等流函數線。以上兩道題新穎生動，比單純地考查伯努利定律和流線與跡線的概念更具有創造性，更能考查學生分析問題的能力。在考試內容上也應適當體現油氣儲運的專業性，比如可以在拱頂罐模型上考查靜力學基本公式的應用，在輸油管線上考查水頭損失的計算，等等。
3.完善期末成績評定
考核總成績中適當比例計入期末試卷成績、小測試成績、調查報告（或小論文）、課后作業、課前提問、平時出勤成績，綜合評定學生對學科知識的學習能力及實踐能力。其中，期末考試成績只占50%，其他五部分各占10%。對于在總成績中所占比例最大的期末考試，可采用閉卷和開卷相結合的考核方式。通過閉卷形式考核學生對基本概念和基本理論的接受和理解能力，題型可以是填空、判斷、選擇、問答和簡單計算。通過開卷形式考核學生靈活運用基本理論分析問題、解決問題的能力，題型可為一些綜合性的計算題和分析題，如：簡單管網的計算、簡單管網系統運行工況的分析等。對學生容易不認真對待的作業和出勤兩項，做出詳細的規定。在課后作業方面，要求學生獨立完成每次作業。如果發現作業雷同，此次成績記為0分。每缺交1次作業，直接扣3分；缺交3次作業，不允許參加期末考試。在出勤方面，缺席1次，直接扣3分；缺席3次以上，不允許參加期末考試。多元化全方位地評定學習成績，不但可以在學習過程中增加師生互動，提高學習的積極性和主動性，而且可以保證公平公正性，降低考試的功利性。
三、考試改革的實施與探索
新的考試方式在油氣儲運09級與10級實行，取得了較好的效果。（1）上課無人缺席，同時杜絕了不交作業及抄襲作業的現象。（2）學習熱情高，效果好。在學習過程中，學生更善于思考，與教師的知識探討增加。學生普遍反映對于流體力學知識的掌握扎實全面，在日后專業課的學習中受益匪淺。（3）整體成績與08級對比有所提高，及格率升高，優秀率升高。
新的考試方式雖然有一定的成效，但是對教師提出了更高的要求。全面的考核方式必然會增大教師的工作量，這就要求教師有更多的責任心和奉獻精神。在考試改革實施過程中，可能還會出現一些難以預料的問題，所以在已嘗試的考核方法的基礎上，還要進一步充實完善，使《工程流體力學》的考試更能促進學生平時努力學習，激發學生的學習興趣，公正客觀地評價學生學習的優與劣，并且有利于學生能力的培養，實現專業的人才培養目標。
參考文獻：
篇10
前言
流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續存在，其變形便會隨時間持續增大，不像固體那樣，一定的受力只能產生一定的變形。流體力學的基本理論非常嚴密，描述流體流動現象的數學方程非常復雜，高度非線性[1]，因此學生對流體力學敬而遠之的現象比較嚴重。此外由于因特網及電子計算機的普及，各種虛擬現象泛濫，在這樣的環境下成長的學生接觸和感受實際發生的各種流體流動現象的機會大大減少，對自然現象的觀察和理解能力很弱。很多學生在接受流體力學教育之前所受的應試教育的影響下[2]，學習只是為了在短時間內對給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來許多學者從教育學的角度提出了疑問[2]。只有直面實際的流體流動現象，抓住問題的本質，才能誕生真正的學問和研究。筆者基于對本科和研究生的流體學教學中存在的難點和問題，指出了重視流體流動現象的觀察和理解對提高流體力學的教學效果的必要性和重要性。
一、流體力學教學面臨的問題
（一）新形勢下學生所處的社會環境變化
學生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時間和機會大大超過了自己親自動手制作道具及模型的體感玩耍時間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現象的機會大大減少。
因特網的普及使得在短時間內獲得大量的信息或實時獲得信息成為可能，近年來出現學生過度依賴因特網的傾向，疏遠了紙質圖書及相關文獻這些知識比較系統邏輯性也有保證的傳統信息載體。但因特網上除了正確的信息外，還有很多不準確甚至錯誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統性，因此學生僅通過因特網難以建立系統的知識體系的。
手機在學生中的普及也使得學生們在實際問題時，不是自己獨立分析問題，找出問題發生的原因，而是直接利用手機詢問他人求得答案，這樣很難培養獨立制定計劃，對可能事態進行預測，獨立進行解決問題的能力。這恰恰是對一個未來走向社會成為一個優秀的技術人員的必經的磨礪之道。
（二）流體力學教學面臨的問題
流體流動的力學模型及其運動的物理意義難以理解[3]。流體粘性產生的模型與牛頓粘性定律之間的對應關系就是最好的一個例證。大多數學生雖然能夠使用牛頓粘性定律進行計算，但對運動的流體為何會產生粘性卻不能正確的理解。的確，對于涉及到流體力學的某些技術或產品設計，只要懂得一定的計算即可，但是對于開發和設計全新的產品，如不能準確把握所涉及到的相關流體流動的物理本質，有時會產生完全錯誤的設計結果。
流體的運動狀態繁多，流體力學融合領域廣，要求學生掌握更多的學科預備知識，尤其對數學知識的要求更高，使部分學生覺得流體力學是難以接近的一門課。同一流動現象常常可以從多個角度進行解釋，容易使學生產生混亂。比如對翼型的流體力學工作原理，可以從流體流動的動量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個方面進行解釋，解釋方法之多反而會使學生產生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個本質，只有完全理解各種解釋方法所依據的理論，才可以解除認識上的混亂，將學到的知識條理化、系統化。
描述流體流動的數學方程高度非線性化，數學上求解比較困難。描述流體流動的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數學解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數學功底，但近年來學生的數學和力學基礎存在下降的趨勢。
學生在進入大學前所接受的應試教育的影響很大，以考試成績自評學習效果的認識根深蒂固[4]。實際的流體流動現象往往沒有單純的標準答案，有時甚至存在多個解，重要的是抓住流動現象的物理本質，系統的理解流體力學的基本原理。
二、教學方法對應
解決上述問題的根本方法，筆者認為只有從流體力學教學上，直面涉及流體的各種現象，使學生準確的把握物理本質。為此在流體力學課堂上，廣泛采用流體模型教學和實例教學，增加學生觀察理解各種流動現象的機會，喚起他們對本門課的興趣的同時，讓他們形成為探究流動現象背后的物理本質進行思考的習慣，這對解決流體力學教學所面臨的問題至關重要。
使用電吹風斜向上吹一個讓學生事先準備好的氣球模型，沒經驗的學生會意外的發現氣球會向斜上方飄起。這一流體流動現象可從風從氣球上部通過時，由于氣球表面的影響風的流向會產生變化，也就是流線產生彎曲，根據風的動量變化必然產生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應得到解釋。從這一簡單的模型教學，還可以解釋飛機的機翼通過改變空氣的流向進而獲得升力的流體力學上的工作原理。
在一個裝滿水的塑料瓶內分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個可移動桌面上，使桌面等直線加速運動，可發現鋼球運動較慢留在瓶底，而泡沫球運動較快停在瓶嘴附近。觀察這一個現象引導學生：泡沫球運動得較快是因為等加速運動瓶內流體的靜壓在運動方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進方向的壓力大于等加速運動產生的慣性力，因此小球相對于塑料瓶向前運動；而作用于鋼球的前進方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進方向的靜壓力，因此鋼球相對于塑料瓶向后移動。這一模型教學比一般教科書上關于流體等加速直線運動流體的靜壓分布的例題更容易使學生抓住問題本質，且能培養學生獨立思考之習慣，使學生體會到透過流體流動現象來正確觀察和理解把握流體力學基本規律的樂趣。
經常使用立式洗衣機的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會被掏出來[5]。把這個實例在課堂上講出后，學生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當教師根據伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學家、數學家、力學家及醫學家于一身的瑞士的大科學家的基本情況后，學生們頓時對這位科學家充滿了崇敬之情，通過大量這種實驗模型及實例教學，學生們對學習流體力學這門課更有了興趣和信心，教學效果的提高自不待言。
三、結語
本文詳盡的分析了計算機、因特網、手機等現代化通訊工具普及后對學生產生的影響，由于流體力學課程知識體系的特點，這種影響產生的負面問題很多，尤其是教授成長在應試教育體制下走入大學的學生，更需要轉換認識，改變教學觀念，在課堂教學中廣泛植入實驗模型教學和實例教學，讓學生直面實際存在的各種流體流動現象，通過實際的流體流動現象的觀察和理解，達到生動及形象的把握這些流動現象背后的流體力學的基本定理，有效提升教學效果的同時，通過簡單實驗模型的制作還可提高學生的動手能力，這對學生走向社會成為一個具有創造性思維能力、獨立思考的優秀技術人員也是一個必不可少的雛形磨礪。
[參考文獻]
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[2]李丹,楊斯瑞.應試教育與創造性人才的培養[j].繼續教育研究, 2009, 25(2): 180-185
篇11
基金項目：本文系黑龍江省高等教育學會高等教育科學研究“十一五”規劃重點課題（課題編號：115C-174）、黑龍江科技學院教研課題“《工程流體力學》課程任務式教學內容的改革與實踐”的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0105-02
“工程流體力學”為黑龍江科技學院（以下簡稱“我校”）機械、采礦、環境、安全、土建等專業重要的專業技術基礎課程。由于面向的專業范圍廣、學生層次多，因此要將該課建設成省級精品課程，對師資隊伍和教學條件等要求高，需要改革的環節多，課程建設的難度大。我們在深入解讀省級精品課程指標內涵的基礎上，圍繞課程建設的目標和任務，結合課程自身特點，根據各專業具體培養方向和要求，從課程教學的關鍵環節和基礎工作入手，立足學生知識和能力的全面培養，狠抓師資隊伍建設、教學內容、教學方法、教學手段以及學生成績的考核改革，強化實驗室、教材、多媒體課件、網絡資源等教學條件的建設，構建多元化的教學體系，在2007年實現了課程建設目標。
一、加強師資隊伍建設
我們將精品課程評審指標體系中所有二級指標的主要觀測點概括為“德”、“才”、“勤”、“能”四個方面，并從這四個方面打造一流的師資隊伍。通過對課程組教師進行優化組合，充分發揮每個人的特長，并進行重點培養，使課程組每個參與建設的教師都能從事最能發揮其才能的工作，各盡所能，使每個人都能有成就感，成為某個方面的行家里手。尤其對青年教師，使其能力在課程具體建設過程中得到充分的發揮和鍛煉，業務能力和教、科研水平顯著提高。
根據實際情況，我們將拓寬知識領域、提高知識層次（重點是專業理論知識、實踐能力、教學能力、教研能力以及學歷、職稱的提高）作為“工程流體力學”師資隊伍建設的內容及目標，并采取如下具體措施：
（1）導師制培養，實行“一帶一”、“多幫一”工程，由老教師對青年教師進行一對一、多對一的指導，尤其是課程負責人在教學的各個環節、論文的撰寫及教科研立項等方面對青年教師進行全方位的指導。
（2）制定助課、互相聽課及集體備課制度，課程負責人聽課程組成員的課每學期至少一次，年輕教師聽老教師的課每學期至少一次，利用教研室活動時間經常進行集體備課及教學研討。
（3）送出去培養與在職提高相結合，通過讀碩、讀博，努力提高課程組教師的學歷水平。
（4）鼓勵課程組教師積極參加學院及學校舉辦的教師教學技能大賽，參與實驗室建設，指導“工程流體力學”創新設計大賽和指導大學生科技活動。
（5）鼓勵青年教師在各項工作中勇挑重擔，為青年教師創造展示才能的機會。
二、完善教學條件
1.教材及資料庫建設
“適用”的教材才是一流的教材。遵循功能和諧原則、整體和諧原則、環境和諧原則、市場和諧原則和經濟和諧原則，為不同專業選用了不同版本的教材。同時注重紙質及電子資料的收集和整理，注重教學研究成果的總結和提煉，創建了“工程流體力學”紙質及電子資料庫。
2.實驗室建設
將實驗室建設納入課程建設規劃。與課程需要相適應的實驗室建設才是科學、合理、有序、有度的建設，避免與課程建設相脫節的實驗室建設，杜絕重復性建設。根據專業需求補充購置相應的實驗教學儀器，用于開展常規實驗、綜合性實驗和設計性試驗。根據現場教學的需要，補充測壓儀表、保留管路實驗系統。為開展“流體力學創新設計大賽”和指導“大學生科技立項”等第二課堂活動創建虛擬實驗室和創新設計實踐基地。
3.輔助教學資源建設
基于“精”、“新”、“奇”的指導思想，應用多媒體技術制作高質量多媒體課件及教學網站。[1]我們根據不同專業具體要求的不同，制作了分別與自編教材及與不同專業選用教材配套的多套多媒體課件及電子輔導資料，利用第二課堂活動，指導學生制作了大量的演示基本概念、流動現象、基本原理的Flas和典型實驗的Flash模擬軟件。在網站上提供必要的圖片、實物照片，鏈接媒體素材、實驗錄像、演示流動現象及進行虛擬實驗的Flas，插入重大流體事件、背景知識及相關學科前沿知識。教學網站上提供豐富的相關教學內容、鏈接國內外著名流體力學網站，為學生及時了解反映流體力學發展前沿和最新動態的科技文獻資料提供便利，同時為考研的學生提供學習指導。教學網站板塊全，內容豐富，實用性、可操作性強，而且嵌套有在線測試及網上考試系統，所有教學及輔導資料全部掛在網站上，成為學生課外自學和復習的良好平臺。2007年利用學校webCT網絡教學資源又開展了網絡教學，進一步拓展了教學空間。
三、深化教學內容
任何課程的教學內容都不是一成不變的。教師所講授的內容應是經過提煉和加工過的本門課程的精華部分。我們注重與專業的對接，根據各專業側重點的不同，合理確定教學內容；根據生源質量的區別，以學生為本，實行分層次教學。根據我校應用型人才培養目標，明確課程為專業服務的目的和地位，以適合該門課程的思維方式來組織教學內容，并進行模塊式整合，為不同專業設置相應的可選模塊。在教學過程中注重有效知識和長效知識，壓縮經典內容，充實應用實例，并將教改、教研成果及學科最新的前沿成果滲透到課程的教學當中，做到內容精煉，難易適中，主線突出，理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體。
四、改革教學方法、手段和考核方式
教學有法，教無定法，只有科學的方法和適用的手段相結合才是最優的組合，也只有方法的“靈活化”和手段的“多樣化”才能體現出個性化教學。
教學方法上：在理論教學中，“精講寬練、注重實踐，教學互動、多元考核”。根據課程內容和學生特點，采用適當的教學方法靈活組織課堂教學，注重工程背景及實踐應用，注重有效知識和長效知識，不盲目模仿和刻意追求。在實驗教學中，根據實驗性質的不同，由“問題”導入實驗，著重強調實驗目的、原理應用，注重實驗技能和方法、數據分析和處理，啟發學生獨立思考，培養學生獨立分析問題、解決問題的能力和創新精神。
教學方式和教學手段上：采用多媒體課件與板書相結合的授課方式。同時，鼓勵學生充分利用虛擬實驗室、課程網站等輔助教學資源進行預習、復習和自我測驗。目前我們每學年面向全校5個教學單位的8個專業方向、30多個班級講授“工程流體力學”，應用多媒體課件與板書結合進行授課的比例達100%。
在學生成績考核上：采用“知識與能力并重”的“多元化”考核方式，平時成績占總成績的30%，其中課堂表現（包括出勤、聽課情況和平時測驗、回答提問等）滿分10分，作業成績滿分10分，實驗成績滿分10分。課堂表現及作業成績由任課教師給出，而實驗成績由實驗教師給出，如果學生實驗成績不合格，則不允許其參加期末考試。
五、構建多元化的教學體系
結合課程自身特點以及專業需求的不同，對實踐教學過程進行科學規劃，拓展外延、豐富內容，充實內涵，設置了“實驗教學+現場教學+第二課堂活動”的多元化的實踐教學環節。
結合學校開展的大學生科研立項等素質教育活動，積極對學生進行創新意識和綜合能力的培養，鼓勵學生在各實踐環節中，綜合運用各種知識和手段創造性地分析問題、解決問題。自2002年起，課程組在全校范圍內成功舉辦了五屆“流體力學創新設計大賽”。流體力學虛擬實驗室擁有專用微機及相關軟件；創新設計實踐基地現有工作臺、臺鉗、鉆床、手電鉆等簡易設備及錘、銼、鋸、螺絲刀等常用工具，為學生創新及科技制作提供常用耗材，基本能夠滿足Flas制作、演示、文字處理、實物加工制作的最基本要求。2007年，課程組開始指導大學生科技立項并有多項成果結題驗收。
課程建設的目的是提高教學質量，歸根結底是提高培養的學生的質量，而學生質量的衡量標準則是其綜合素質及創新能力。運用“小課程大工程”的教學理念，從課堂教學、實驗教學、網絡教學、課外實踐活動和學術講座五個方面，將學生綜合素質及創新能力的培養貫穿到課程教學的全過程。[2，3]總結出精品課程建設的“多元化”學生綜合素質和能力的培養模式，即：
（1）正確處理經典與現代的關系，在課堂教學中，利用多媒體課件，融經驗教學及現代教學為一體，開闊學生的視野，培養學生綜合素質和能力。
（2）改革實驗教學內容，增加實驗項目，豐富實驗教學方式，增強學生的實踐動手能力。
（3）拓展課堂教學空間，利用網絡資源，開闊學生的視野，豐富學生的學科知識。
（4）以創新設計大賽和大學生科技活動為載體，引導學生參加第二課堂活動，激發學生創造熱情，培養學生科學素質和創新精神，提高學生獲取知識、運用知識的能力和創新能力。
（5）通過科技講座，豐富學生的專業和學科知識，培養學生的科研意識和科學精神。
六、結束語
精品課程建設是時代的要求，具有豐富的內容，并隨著時代的發展而不斷更新。精品課程建設是一個復雜過程，是一項系統工程，其中涉及大量的管理問題。精品課程建設作為中國教育發展史上的新生事物，需要廣大教師投入大量的時間、精力，不斷探索，不斷創新，是一項永無止境的工作。如何針對不同地區、不同高校、不同教師學生，分層次、多樣化地建立精品課程評價指標體系，如何更好地發展和完善現有的精品課程，如何更好地發揮各級各類現有精品課程的作用，將是未來精品課建設研究的發展方向，因此精品課程建設的研究與實踐也是一項沒有終結的研究課題。
參考文獻：
篇12
計算力學的新模型、新理論、新方法和軟件開發研究；
大規模復雜結構的數值仿真研究與求解技術；
CFD的新理論、新模型、新算法和新應用；
固體流體相互耦合作用的機理、計算方法與工程應用；
多物理場耦合力學問題的數值仿真；
材料和結構優化設計方法與應用；
材料本構模型的宏、細觀研究與數值仿真；
CAE軟件開發與工程應用；
計算納米與生物力學；
有缺陷材料的力學演化規律與數值計算；
沖擊動力學的理論、方法與應用；
巖土結構和流體力學中的反問題研究；
工程隨機力學計算方法及工程結構的安全評估；
各類非線性問題的數值模擬與應用；
多體系統復雜動力學問題與動力穩定性的研究；
各類工程中的施工力學、工藝力學問題研究和應用；
復合材料、智能材料及其結構體系的數值方法；
海洋、地下空間和太空開發的力學分析；
路橋計算力學、環境計算力學與災害計算力學；
模型確認和驗證的方法與應用研究；
多尺度理論與模擬研究；
實物實驗、測試與控制中的仿真；
其他計算力學問題.
3 注意事項
(1)應征論文應未公開發表.
(2)本次會議直接征集論文全文，篇幅不超過8 000字（含圖表）.應征論文全文請于2012年8月31日前提交會議秘書處，并提供論文作者的通信地址、工作單位、郵政編碼、電話、傳真和Email等.
(3)論文經專家評審通過且作者本人到會參加交流后，將分別發表在《固體力學學報》計算力學專輯或《計算力學學報》增刊上，并推薦其中的優秀在《計算力學學報》《固體力學學報》《中國科學》和《計算機輔助工程》等期刊的正刊上.投稿時請注明發表意愿，并按所要求的格式排版.
(3)會議擬安排考察參觀活動（詳細路線將在下一輪通知和網站上給出）.
(4)會議最后一輪通知將委托承辦單位重慶大學發出.
篇13
所謂研究型教學模式是指在教學中引導學生逐步深入研究某一個問題的教學模式，是以具體的實例為研究對象，利用所學的基礎理論知識，并結合現代的研究手段進行逐步的深入研究，并對結果進行分析，目的是培養學生從事科學研究的思維模式和嚴謹的科研態度。這是將現代科研研究方法和研究內容引入課堂的重要途徑，也是達到培養研究型人才的重要過程。本文在流體力學的教學實踐中進行了相關的嘗試，并獲得了較好的教學效果。
一、 研究題目的選取
由于是課堂教學，受時間的限制，研究題目要求適當，即簡單易懂、清晰明了，又有實用價值和深入研究的前景，在具體教學中選取了如下的問題。
結構如圖1所示，閥門A固定，閥門B可上下移動，水在閥門A、B所開啟的通道內流動。若閥門A入口處的來流速度為已知，試分析流域內的壓力分布、速度分布，并計算閥門B所受到的合力。
對于這個問題，在引導學生對流動進行分析的同時，提出了如下的問題：
（1） 水流對閥門B的作用力是促使閥門B關閉還是開啟？
（2） 水流在a、b處的流動方向如何？
（3） 水流對閥門B的作用力與閥門開啟之間的關系如何？
這個題目是來自于工程實踐中的閥門控制問題，在進行閥門開啟的自動控制設計中，要求確認閥門B的受力大小及方向。問題提出后，可要求學生根據自己對問題的理解，先猜想一下結果，然后再進行深入的計算研究加以驗證，并利用流體力學基本原理進行理論的分析和解釋。
二、 研究手段應具有先進性
介紹先進的研究方法，把現代研究工具融入到日常教學中，是教學改革的重要內容和任務。就本問題而言，這個問題看似簡單，實際是一個比較復雜的紊流流動問題。鑒于理論求解的復雜性和實驗研究的局限性，采用數值模擬的方法即體現了先進的研究手段，又適合于課堂研究討論和對問題的深入研究和引導。
目前流體力學的研究方法有三種，一是理論的方法，二是實驗的方法，三是數值的方法。傳統的流體力學教學內容與方法，基本上是基于理論的教學，并輔之以部分簡單的實驗。利用理論解析的方法求解流體流動問題，由于受到求解非線性方程沒有成熟的數學方法的制約，研究進展緩慢，到目前為止，也只有極少數的特例得以進行理論求解。對于利用實驗方法進行研究，由于受到實驗的局限性，以及大量人力物力的消耗，不適于本問題的課堂教學研究和教學目的。近年來，隨著計算技術的飛速發展，社會生活和科學研究方法也產生了巨大的變化，利用數值模擬計算的方法已經是當前各個研究單位的首選研究手段。
鑒于以上論述，在對問題進行分析的基礎上，同時介紹現代的研究方法和數值模擬計算平臺（例如Fluent，CFX等），即給學生深入研究提供了研究手段，又達到了將教學內容與現代研究方法相結合的目的，對培養研究型人才具有重要意義。
三、 計算結果應有合理的解釋和分析
本文利用數值模擬的方法，通過對流域的建模、計算和后處理，對本問題進行了流動過程的研究。對這一部分教學內容，應該對流場的邊界條件、邊界類型、紊流模型和計算方法等進行較詳細的介紹和講解。鑒于大學本科教學內容和流體專業知識的限制，可對流場的邊界條件和邊界類型多做一些講解，例如速度邊界、壓力出流邊界等；對紊流模型的來源及其應用做簡單介紹，而對諸如SIMPLE、PISO算法等僅僅介紹一下怎樣選取和使用即可。
經過數值模擬計算，有如下發現：
（1） 水流的流動對閥門B產生一個向下的力，促使閥門B趨向于關閉
對此結果，必須要有合理的解釋。通過計算，發現通道內的壓強分布如圖2所示。對于閥門B來說，其上部為低壓區，而下部為高壓區，在這個壓力差作用下，迫使閥門B有向下運動的趨勢。
這一部分的流動，由于通道的變形，迫使水流改變原有的流動方向，在沖擊閥門B下端壁面的同時，也使閥門B上端壁面產生了低壓區，從而產生一個向下的合力。
（2）下部a處，水向通道內流動
數值模擬計算結果表明，經過口b的流動方向是向上的，這很好理解，但經過口a處的流動方向也是向上的，而不是向下的出流，流動情況如圖3所示，這就可能與最初的猜想相悖。
對此情況，可利用伯努利方程進行解釋。當水流流經閥門A、B相接處時，由于通道的變窄，使得流動速度加快，并產生一定的真空度。由于設定a處為大氣壓，則在此真空度的作用下，迫使水流向通道內流動。
四、 指出進一步的研究內容
通過前面的教學，使學生對數值模擬這一現代研究手段及研究過程有了初步的了解，達到了將現代研究方法引入課堂的目的。為了更加有效的掌握教學內容，在介紹完數值模擬平臺的使用，并對問題進行了初步研究之后，還必須引導學生進一步思考和研究。
具體到本次教學，提出了閥門B的受力大小與閥門開啟之間有什么樣的關系，要求進一步深入研究。這里首先要定義閥門的開啟度，應該是一個無量綱的量。然后利用數值模擬平臺，進行逐步的研究，并把計算結果繪制成曲線。這一部分工作，可留給同學課后完成，并要求以科研論文的格式寫出研究報告。實踐證明，這樣的要求激發了學生的研究熱情，也使學生對科學研究的方法和內容有了更深的體會。
本科生寫出科研論文是卓越工程師計劃的一部分，因此，這一部分的教學內容對參與卓越工程師計劃的專業尤為重要。
五、 教學實踐中應該注意的一些問題
采用這種研究型教學模式，有如下的體會。
1、 教學時機的把握
采用這種教學方法，應該是在講授完流體力學基本內容之后進行。這里的流體力學基本內容包括流體流動的連續性方程、伯努利方程和動量定理，并對粘性流動的層流和紊流等進行介紹之后進行。
2、 教學方式即可以采用演示的方法，也可以采用師生互動的方法
對于有條件的，應該盡量采用師生互動的方法進行教學，從方案的設定，到計算結果的處理和分析，要求師生一起進行，并進行充分的討論，這樣的教學效果是最好的。
3、 題目的選取
采用研究型教學模式進行教學，應以講解研究方法和研究過程為宗旨。其中題目的選取至關重要，一般來說，題目不易選得過于復雜，最好是來自于工程實際，并具有一定的代表性和后續研究內容。
4、 教學后期的把握
這種教學過程的重要一環是學生的課后練習和對題目的進一步深入研究。另外，在要求完成本課題的后續研究并形成報告的同時，還應鼓勵學生獨自去發現問題，并利用學到的工具去解決問題。對于所完成的研究報告，應影響到本門課程的最終成績。
本文所闡述的研究型教學方法，通過幾年來的教學實踐，對培養學生的研究能力起到了積極的作用，取得了較好的教學效果。教學效果在本科畢業設計階段得到較充分的體現，受到師生的好評。
