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工程流体力学知识点大全11篇

时间:2024-01-08 11:20:14

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇工程流体力学知识点范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

工程流体力学知识点

篇(1)

0引言

“流体力学”课程是工科专业的一门重要的专业基础课,综合了张量、场论、复变函数、数值方法等数学知识,在水利、土木、建筑和热能等工程技术领域中都涉及许多流体力学问题。目前许多高校教师在讲授该门课程时还是采用传统的以教师为主导的单向传授方式,课堂中注重基本概念的讲解和公式的推导,课堂教学与实验教学环节联系较弱,导致学生学习过程中对所学知识点理解不够深刻,逐渐失去了学习兴趣。因此此次教学模式改革提出以工程实例为导向,在授课中采用工程案例分析、增加实践环节和第二课堂等综合形式教学模式,培养学生的学习热情,调动学生积极性,提高学生分析问题和解决问题的能力。

1教学改革思路

第一,由于在流体力学教学过程中,知识点比较抽象,学生难理解。因此,打破以往“满堂灌”式授课方式,针对某些重要知识点,首先教师课前布置任务,学生初步了解课堂内容,培养学生的发现问题和主观学习能力。在授课过程中,教师针对课堂讲授的内容,运用多媒体教学方式,向学生展示图片、视频、动画等信息,比传统方式更直观、更容易被学生接受,与传统板书教学方式相结合,优势互补,尤其对于推导繁琐公式,教师运用多媒体方式可以强化学生的理解。并且,教师应注重理论联系实际,通过工程案例分析和讨论等方法,讲授某些特定知识点对应的工程问题,培养学生学习流体力学课程的兴趣,激发了学习的主观能动性,加深学生对该课程内容的理解和认识,激发学生学习热情,培养学生分析流体力学问题和建立相应模型和分析计算的能力。学生通过工程案例分析,可以理解不同流态流体所对应的工程背景及其理论基础,利用课堂所学理论知识总结其流动规律。课中针对某重要知识点,教师布置相关综合训练内容,学生自主完成综合报告,在此过程中学生能够充分理解相关知识点,建立知识体系,掌握该知识点在实际工程中应用,并能够在实际生产生活中合理运用该知识点。另外,对于某些特殊的知识点,教师还可以从学生的生活经验出发,列举生活中的流体力学问题,联系生活进行讲授,具体内容为:

第二,通过理论与实践相结合的方式,在保证课堂教学的基础上,采用多种形式的实践活动,增加实验教学环节。实验教学是理论与实践相结合,是培养学生创新能力和工程实践能力的重要环节,巩固所学基础理论,能够帮助学生更好地理解理论知识,培养学生实践动手能力。在学校工科专业,实验教学显得尤为重要。在实验的教学过程中,为使学生更好地掌握重点和难点,加深学生对实验操作技能的掌握,采用“教”、“学”、“做”相结合的教学方法,以精讲多练为主。在实验操作之前,让学生理解实验流程中的每一步骤,培养学生发现问题和解决问题的能力,对知识的重点和难点有进一步的理解。此外,在实验教学环节中,重视培养学生创新能力,鼓励学生创新,为学生提供创新空间。学生通过工程流体力学实验,直观明了地观察不同流态的流动现象,量测不同流态的流动参数,分析其流动特点,再与理论相结合总结流动规律,培养学生的学习兴趣,激发学生学习的主观能动性与创新性,为学生将来更好地投入工程实际奠定基A。

第三,采用工程性质形式的试题帮助学生掌握知识点及其应用。同时,授课时增加课堂对话、采用互动式教学方法,及时了解学生掌握情况并对课程教学内容进行调整。另外,开设理论学习和实践操作的第二课堂,充分调动学生学习的积极性,并加大课外作业量,使学生通过作业消化课堂教学内容,每次作业批改结束后,通过习题课帮助学生辨析原理理解的误区、概念混淆之处等习题中出现的问题。任课教师定期进行教学研讨,对教学中的难点、重点进行讨论,群策群力,寻求好的解决方法。平时注意收集教学中的难点、重点问题,组织老师进行研究,在教学研讨时集中交流。

2教学组织过程

2.1课堂讲授

以学生为中心,以教师为导学、助学为主,利用工程案例分析、生活实例和小组讨论等形式,激发学生学习参与热情与积极性。课前布置工程案例分析,学生自行查阅资料,课堂上分组讨论,引导学生提出问题、分析问题、解决问题,培养学生主动获取已有知识和创造新知识的能力。以工程问题为主线,提出与之相互对应的课程内容,进而解释课程内容的性质、原理以及适用条件,总结解决此类工程问题的方法和规律,使得学生对于知识点内容的理解更加生动具体。

2.2增加实践环节

本专业流体力学课程共64学时,此次教学模式改革准备通过理论与实践相结合的方式,融入实践教学环节。传统体系中实验环节为辅助教学部分,各实验互相独立,综合性不强,造成学生被动学习,学生学习积极性较差。目前学校拥有两个流体力学实验室,不仅可以开展流体力学基础演示实验,学生还可以动手参与伯努利方程实验、毕托管测速实验等相关实验。在实验操作过程中,结合工程中流体流动问题,学生能够更加直观明了地观察到流体处于不同工程问题中所对应的流动现象和规律,量测不同流态的流动参数,进而结合课堂讲授的内容验证实践结果。同时,教师应为学生留有一定空间,学生可以在充分理解所需知识内容的基础之上,开展创新型实验设备的设计,这一过程充分调动学生科学研究热情,突出培养学生创新意识,教师引导学生提出问题并解决问题,培养学生科学严谨的逻辑思维及创新能力。

2.3第二课堂

流体力学课程包括流体静力学、流体运动学和流体动力学三大部分,课程讲述内容较多。针对这种知识内容多而学时短的情况,此次课程建设增加理论第二课堂和实践第二课堂。对于理论学习第二课堂,学生可通过微信或QQ等网络通讯工具,随时给授课教师留言或在线沟通,说明不懂的知识点,教师可以在网上给予学生详细的解答,既利用了课余时间答疑,又为同学提供了方便,同时又解决了课程学时的限制,极大地调动学生学习的积极性。实践第二课堂主要体现在实验室全天开放制度,在保证学生一定数量的前提下,学生可提前预约做实验。这样学生就有充足的时间来完成实验过程,既丰富了学生的课余生活,又充分地培养了学生自己动手的能力。

2.4增加综合训练

针对重点章节知识点,如伯努利方程、N-S方程等,结合工程案例,教师布置综合训练任务。学生通过上网、借阅相关书籍,获取相关资料并独立深入学习分析,再与小组成员讨论,集思广益,进而理解工程案例中方程应用原理,并与所学理论知识相联系,掌握相关知识点及模型建立方法,集中答辩汇报所学知识内容和实验数据。通过综合训练,学生可以构建相关知识体系,并联系工程实际,将其融会贯通,真正实现“理论联系实际”。在此过程中,也培养了学生团队合作、人际交往、自主探究、分析问题、解决问题及应用实践的能力。

2.5考核方式改革

对于流体力学课程考核方式,应注重教学过程中的质量控制,主要采取课堂考核、实验考核和期末考核相结合的形式,加大平时成绩所占比重,课堂考核主要包括工程案例分析大作业、课堂考试、出勤和课堂提问等形式;实验考核以培养学生动手能力为主,重点考核学生的实践操作能力和创新能力,如能设计出工程方面的创新型实验装置可以加分;期末考试就是学生的卷面成绩。

篇(2)

流体力学是工程技术专业的基础课程,其课程性质决定了其课堂教学的内容理论性知识多、记忆量大,比较枯燥。学生在进行学习的过程中,容易产生乏味感和懈怠感,导致流体力学的课堂效果不佳,学生对知识点的掌握情况不好等问题。在课堂上学生无法做到全神贯注地学习和理解,也就使学生无法做到对知识点的有效掌握,就会使学生的学习兴趣下降。特别是流体力学与其他学科和行业都有一定的联系,学生在学习过程中如果不能理解所学的知识点,对其在其他相关学科中的学习也有一定的阻碍。由于流体力学是一门基础性学科,学生在进行学习时,其基本的任务是要将流体力学的理论知识与重点深入地理解和掌握,但学生往往忽视了基础知识以及理论知识的重要性,过分地关注在例如方程推导等内容上,使学生的学习出现断层,无法做到整体的理解和掌握。针对这些问题,教师可以在课堂中进行一定的改革和变化。首先,教师可以在每日上课前对本次课程所要讲解的内容进行引导。通过精彩的引言,将本次课程所讲的内容与前后知识点相结合,使学生能够得到具有极大吸引力以及趣味性的课堂形式。在进行讲解过程中可以将流体力学知识与生活中的自然现象以及科学原理进行阐释,从生活中带入,使学生产生共鸣,进而做到有效的学习。而在课堂结束后,为了保证学生的学习效果,检查学生的记忆效果,则可以为学生进行别致的课后作业,在课后作业的帮助下,使学生能够有效地记忆知识点和概念,使学生能够改善知识点掌握不良的情况,为学生在其他学科的学习中增添助力。而教师在教学过程中,对学生的引导也十分重要。学生在学习过程中,容易出现学习内容理解偏颇、学习方法不当以及学习的重点掌握不明等问题,这时教师应对学生进行积极有效的引导,特别是在概念的记忆方面,引导学生以记忆概念为主的学习方法,防止学生过分追求解题而导致的知识点记忆断层。教师在每章节的教学后,应对学生进行一定的复习教学与指导,帮助学生明确每一章节的重要内容,并对学生的知识理解做到有效的掌握和补充。

二、多媒体教学与传统教学相结合

多媒体教学作为当前较为先进的教学方式,对丰富教学内容,增添教学形式都有重要的地位和作用。多媒体教学目前也成为流体力学教学过程中重要的教学形式之一。多媒体教学与传统教学不同的地方在于,教师不需要在课堂上利用板书进行教学内容的展示和讲解,在教学过程中,能够加快教师的教学进度,使学生能够轻松地完成繁重的教学任务,并通过多媒体教学形式,在较为复杂且理解性较强的知识点的学习过程中,能够通过动画、图像、视频以及声音等内容进行辅讲解,使学生更好地理解所要掌握的内容。但多媒体教学也存在着一定的缺陷,例如在多媒体教学的模式下,教师不需要通过板书进行讲解和推导,学生理解和记忆的时间短,无法保证所有学生都能够做到对所讲知识有效地理解和掌握,而多媒体教学在师生互动方面也存在一定的缺陷,学生与教师的互动减少,教师则无法通过学生的反馈调整教学的进度和速度,使学生在高压高速的课堂氛围下进行学习,长时间就会造成学生注意力不集中,教学效果大打折扣。可见,多媒体教学与传统教学,在教学过程中缺一不可。可以通过对二者的结合,将多媒体教学与传统教学的优势与劣势互补,以做到最有效最积极的课堂教学形式和效果。

篇(3)

1引言

“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课,它的重要性是众所周知的,作为力学分支,其在安全工程专业有着广泛的应用,与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系,是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化,对流体运动认识加深,测量手段更为先进,对流体运动分析和处理的能力空前强大,与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多,在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授,人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习,缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此,本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念,拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革,使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际,将知识教育和能力培养有机地结合起来,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Imple-ment)和运行(Operate)的简称。“C”构思指系统性的构想、思考,明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程;“I”实施是执行、施行实际的行为,指把设计转变为产品的过程;“O”运行是指产品实现之后(即实施之后)使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期,用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生,这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力,通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力,使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。

3基于CDIO理念的流体力学课程实施

3.1优化教学内容

在教学时,教材的选取是非常重要的,首先要选择一本好的教材,然后围绕教材的内容,进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》,该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识,并配有丰富的习题供学生课后练习巩固,另围绕教学大纲,每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发,内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向,结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少,学生文科生多,理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系,课程教学内容分为四部分:(1)流体静力学。掌握流体平衡的规律,对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。(2)流体动力学。研究流体在运动状态时,作用于流体上的力与运动要素之间的关系,以及流体的运动特征与能量转换等。(3)有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用,如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。(4)泵与风机工作原理及运行知识,重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限,其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力,不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习,只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器,面对新的问题将束手无策,学生没有创新能力,没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律,才能认识特殊规律,才能有分析实际问题的能力,才能正确应用和处理流体力学商业软件。

3.2转变教学方法

在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法,采用以问题学习的形式,要求学生基于问题学习。(1)首先要讲授该门课程的性质及作用,让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值,以及该课程与其他课程之间的关系,从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3],培养学生的系统思维能力。(2)各知识点的教学过程采用启发式教学法,先由老师设置问题,让学生带着问题进行学习;学完之后让学生思考学了什么,有什么用;除了基本的教学过程外,在课程中设置一些小专题讨论,培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)传统的教学模式由于缺乏对知识的应用,学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时,注重对各知识点的应用和拓展,各知识点多方面地与安全工程专业相结合(如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合;讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合),强调其对专业的支撑作用,要求理论知识必须服务于安全工作实际,将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。

3.3实验教学改革

实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分,学生工程能力的培养和综合应用能力的提高,有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室,将实践教学贯穿于学生的整个学习过程,实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单,能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律,但缺乏创造性,没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合,设计一个通风除尘管道模型,学生通过流体力学知识制定实验方案,使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合,解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂,采用团队协作的方式,通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题,发散思维,实验结束后进行汇报,培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室,为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。

4结论

1)安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课,其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标,引入CDIO理念进行教学改革,可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养,提高学生的工程意识及大工程观。2)基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥,以学生为主体、教师为主导,采用问题学习的形式进行教学,培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3)在“流体力学”课程教学改革中,应注重实验教学环节,实验教学除了基本的基础验证类实验外,组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验,教学中注重学生团队协作能力,人际交往能力和创新能力的培养。

参考文献

[1]顾佩华,等.重新认识工程教育一国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]张景钢.基于CDIO的创新型安全工程培养方式研究[A]//安全科学理论与创新[C].郑州:郑州大学出版社,2016:92-96.

[3]赵庆贤,葛秀坤,毕海普,等.“变焦式”教学法在专业基础课程教学中的应用[A]//第26届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:气象出版社,2014:262-265.

篇(4)

一、现状及问题

流体力学课程具有非常强的科学性和系统性,有极强的理论性与实践性,作为专业基础课,为后续专业课学习提供理论基础,这决定了这门课的教学目的既要使学生掌握基本理论知识, 又要使学生学会应用这些知识解决实际问题。

目前流体力学课程教学存在两个极端:一是偏重于数学推导,忽视理论的物理意义阐述和工程实例的引入,教学内容枯燥无味,理论与实际脱钩,学生只为学而学,没有学习欲望; 二是偏重强调课程为专业服务,过多泛泛地讲述案例,不深究理论基础,没有达到培养人才的教学目的。在教学课时一再压缩情况下,

如何将流体力学课程内涵贯穿于理论学习、实践训练、创新精神、实际动手能力的培养整个学习过程,本文提出几点看法。

二、教学研究

在教与学的关系上,最终目标是能真正调动学生、老师的积极性,保证教学的有效实施。

大学的流体力学课程进程快、信息量大,一环紧扣一环,有的知识点偏重基础理论,有的偏重生活常识,还有的偏重工程应用。如何将枯燥的理论内容和实验过程转变为生动描述,使学生便于记忆、掌握,作者认为基于教师对教学内容深刻理解和深厚语言技巧,对于不同类型的知识点可采用相应方法进行教学。

1.用形象的教学方法,加深基础理论的理解

流体力学是一门基础课程,是后续许多专业课程的基础,所以教学中要重视奠定扎实基础,重视学生对物理现象的认识、物理概念的建立及规律分析,借助先进的教学手段,对加深基本理论的理解和掌握意义重大。

多媒体教学因其形象、生动、具体、直观,越来越得到广泛的使用,在流体力学课程中引入多媒体教学,可以将很难用语言描述的物理现象,如涡量和紊流等搬上屏幕,帮助学生建立清晰的物理概念,缩短认识过程,激发学生学习欲望,为教学质量提高提供了保障。如湍流这个流体力学中100多年来公认的难题,授课老师可以利用高速摄像仪拍摄的各种流体流动图像和利用热线风速仪采集的湍流脉动信号,向学生展示湍流的基本概念和理论。

2.用启发式教学形式,加深与生活常识密切相关的知识点的理解

高等教育中采用直观有趣的事例参与教学过程,较为少见,因为对于像流体力学这样的基础理论课,要列举出与日常生活密切相关,且有一定深度的有趣事例,并不是一件容易的事。这就要求授课老师有深厚的理论基础和责任心,采用启发教学形式,依据学习过程的客观规律,引导学生主动、积极、自觉地掌握知识,通过具体事例,使学生能充分意识到本课程对今后工作和学习的重要意义,激发其学习欲望。如讲述某一理论时,可由日常生活中的有趣事例或历史上的重大事件慢慢引入到理论机理。

另一方面,为了提高大学生的实践能力和创新能力,授课老师可根据课程进度,开展各种级别的趣味课题。这些课题分为两种类型:一种是修完流体力学课程的学生根据兴趣,通过查阅相关资料后自拟研究课题,写读书笔记,采用头脑风暴式课堂讨论,并不断解答分析问题,最终形成研究结论;另一类课题是授课老师自拟题目,供学生选择,其讨论过程与上面相同。学生通过参加这些趣味课题,巩固了书本知识,实践能力和创新能力得到了较大提高。

3.加强教学过程中的实验环节

实验是理论的摇篮,作为工科学校的大学生,其实验能力的培养为其成为创新人才起着举足轻重的作用。

在实验过程中实现基本理论与工程应用有机结合,丰富了教学内容, 提高了学生学习积极性,增强了学生的感性认识,大大提高学生对本门课程的兴趣。实验课要注重培养学生的动手能力,培养学生独立操作能力。

另一方面,改革实验课考核的方法,考核过程中增加师生间互动,由原来只看实验结果,变成由授课老师和实验教师共同对学生的操作能力、理解能力、创新能力进行全面考核。

篇(5)

作者简介:张明辉(1972-),女,河北沧州人,山东科技大学机械电子工程学院,副教授;陈庆光(1969-),男,山东临沂人,山东科技大学机械电子工程学院,教授。(山东 青岛 266590)

基金项目:本文系山东科技大学省级机械电子工程品牌专业建设项目的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0064-02

“流体力学”课程是我国高等院校工科各专业的一门主干专业基础课。该课程是联系前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带,在学生能力培养和知识体系构建过程中起着“承上启下”的作用。[1]当前的“流体力学”主要以经典理论或实验内容为主,教材中包含大量的计算公式及理论推导,这就要求学生具备一定的高等数学知识及较高的综合分析和处理问题能力。但由于大多工科学生数学知识相对薄弱,再加上学生自主学习的能力较差,导致教师难教、学生厌学成为较普遍的现象。如何提高学生的学习兴趣,让学生正确理解和掌握流体力学知识,使“流体力学”课程的教学水平迈上一个新台阶,是教育工作者的责任和使命。许多文献[2][3]为了提高流体力学的教学效果,在课堂教学模式、教学手段、实验教学等方面进行了探讨和研究。通过多年来在“流体力学”教学中的若干思考和实践,笔者提出了构建多元化教学模式的教学理念,即将启发式教学、对比分析法教学贯穿课堂教学中,以加深学生对理论知识的感性认识。同时,为了适应个性化发展和高素质教育,培养学生创新能力,在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时,还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。另外,为了提高教学效果,课堂教学中还运用多媒体技术作为辅助教学手段,工程图片、计算机动画和视频素材等各种教育信息使得教学更加生动、直观和多样化,开阔了学生的视野,激发了学习兴趣。

一、启发式教学模式

启发式教学就是让学生充分运用他们拥有的知识和能力去正确比较、分析、综合、判断、概括、归纳和解决问题,探索结论。一方面可以使学生开动脑筋,积极思维,另一方面也能够开发学生的智力,培养学生的能力。笔者在教学过程中将启发式教学贯穿始终。例如,流体微团运动分析是流体力学中的一个难点问题,很多学生对微团运动过程中发生的角变形很困惑。为了让学生更好地理解角变形的原因,笔者将矩形流体微团四个角点的速度全部写出,如图1所示。然后分别用红笔标出C、D点和A、B两点X方向速度的第三项,让学生观察两者的差别,学生很快发现D点比C点、A点比B点在X方向的速度大,这势必产生一个与垂直方向的夹角。接着,笔者又用蓝色笔标出,C、B点和D、A两点Y方向速度的第二项,让学生观察两者的差别,学生很快发现B点比C点、A点比D点在Y方向的速度大,这势必产生一个与水平方向的夹角。这样,学生很自然就画出了流体微团的角变形图,如图2所示。最后,笔者又把问题引申到三维,让学生写出其他两个方向上的角变形公式。这样学生在学习过程中,在理解和接受理论知识的基础上,学会了发现、解决和总结。除了在分析问题时采用启发式教学外,也可以启发学生对所学的概念、理论、公式进行对比,在加深理解的同时找出它们的内在联系和区别。譬如,在推导伯努利积分方程时先让学生回忆流体静力学基本方程。这样学生很快发现两者之间仅相差动能项。从而明白在流体静力学中满足势能守恒,而在动力学中转换为机械能守恒。通过对比分析,学生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意义,也对静力学基本方程加深了印象。

二、对比分析法教学

由于“流体力学”课程涉及的知识比较广,如材料力学、大学物理、线性代数、工程热力学、高等数学等多学科的知识,再加上“流体力学”比较抽象,理解起来相当困难。在教学中“流体力学”这门课教师难教,学生难学。为了便于学生掌握流体力学的概念和基本原理,在讲授流体力学知识时,笔者经常采用对比分析教学法,让学生通过思考与对比增强所学知识的连贯性,提高学习效果。由于流体力学是力学的分支,因此力学的定律也适用流体力学,但流体的特性决定了流体力学在与固体力学有千丝万缕联系的同时,又有它独有的一些特性。所以,笔者在授课时会让学生先回忆相关的固体力学知识,再将固体力学定律引申到流体力学当中,让学生轻松地理解和掌握流体力学中的概念和原理。例如在讲授流体静平衡微分方程这一章节时,笔者就会问学生:在理论力学中,如果物体处于平衡状态应满足什么样的条件?学生很自然地想到要所有的合外力为零。然后笔者又会引导学生流体力学的研究对象为流体质点,而流体质点在空间上是很小的,需要对微元体建立平衡方程。换句话说就是微元体要保持平衡,其所受的合外力也需要为零,由此就可得到流体静平衡微分方程。这样静平衡微分方程的物理意义就很直观地展现在学生面前。除了将流体力学和固体力学进行对比分析外,笔者还会将流体力学中的一些概念通过列表的方式进行对比,让学生了解这些概念的异同点。比如,笔者在讲到流体运动学这一章节时讲解两种描述流体运动的方法,就给出了表1。学生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和欧拉法各自的特点。通过对比分析法不但有助于学生理解和掌握流体力学知识,还能让学生将所学知识融会贯通,提高分析问题、解决问题的能力。

三、多层次多视角分析问题

现代教育观念认为,高等教育应当融知识的传授和能力的培养于一体。[4]为了适应个性化发展和高素质教育,培养学生创新能力,在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时,还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。为此,笔者除了讲授基本方程、基本定理的推导,还会将问题进一步深化、演绎,将枯燥乏味的理论知识点进行归纳整合,建立学生的哲学思维观。例如,在学习静止流体对平面的总压力这一节时要求学生能够计算总压力大小、方向和作用位置。讲授首先从求解矩形水平面的总压力入手,再延伸到求解矩形垂直面总压力,再到求解矩形斜平面总压力,最后求解任意平面的总压力,如图3所示。这种层层剥茧的讲授让学生不知不觉中掌握了求解总压力的方法和技巧。逐层分析的方法教会了学生如何将一个复杂问题分解,然后再借助已有的知识进行求解,达到触类旁通的效果。同时,为了让学生更加深入、全面地了解平面所受的静压力,讲授时又分别采用了解析法和压力图法进行求解。通过这一章节的学习,学生明白了解决许多工程问题可以从多个侧面、多个视角分析,尽管采用的方法和理论不尽相同,但都可以获得正确的结果,殊途同归,增强了创新意识。

除了在教学过程中改变传统的教学方法,构建多元化的课堂教学模式以外,为了提高教学效果,运用多媒体技术为基础的立体化辅助教学手段也非常重要。随着计算机技术的发展,工程实际图片、动画和视频素材使各种教育信息的表达更加生动、直观和多样化,能很好地刺激学生的感官,激发学生学习的兴趣,开阔学生的视野,可以收到纯板书教学所无法达到的效果。因此,“流体力学”教学过程中对于难以理解的概念,如势流与旋流、流线与迹线的概念、流场的演示、流态的判别和波的传播、边界层的形成等内容均利用计算机动画给学生进行演示,起到了画龙点睛的作用。

四、结束语

多元化课堂教学模式是一个先进的教学理念。本文提出的启发式教学、对比分析和多视角教学模式将原本抽象的概念、复杂的理论推导直观地展现在学生面前,让学生在分析比较与思考中学会将固体力学遵循的原理定律融会贯通到流体力学中,寻求概念之间、知识点之间和章节之间内在的关联性,举一反三,把原本杂乱的概念形成清晰的知识体系。这种多元化的教学模式在很大程度上提高了学生的学习兴趣和学习积极性,培养了学生分析、解决工程实际问题的能力,改善了教学效果。

参考文献:

[1]王发辉,桑俊勇,等.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育,2009,(12):102-103.

篇(6)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0039-02

流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学,是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中,涉及到的数学公式很多,过程较为复杂。历年来,学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味,难以学懂,兴趣不大,导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知,目前,该课程体系教学中存在着较大弊端:一方面,太偏重于数学推导与公式的理解,忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合;另一方面,忽视了课程的基础作用,片面强调课程的专业性。为此,本文结合材料科学与工程专业的课程设置,对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。

一、优化教学内容

纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系,可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中,笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容,将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确,针对性强,而且学时数相对较少,容易提高学生的学习效率。当然,各个模块之间并不是孤立的,在教学实施过程中,模块是相对独立的,但从课程的整体架构上来说又是有机关联的,步步为营,内容丰富,难度螺旋式上升,使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前,国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿:流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动:一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一,所形成的体系由简到繁、由易到难,并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时,可以先从实际流体流动的基本方程入手,使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程,后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理,将理想流体、一元流动的条件代入有关方程,即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点,条理清楚。这样一来,教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题,就可略去大量的公式推导过程,节省了大量的课时,内容组织层次感较强,讲起来重点更突出,教学过程却相对简化。

二、更新教材结构

同时,考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴,非常有必要对教材内容进行优化处理,根据材料科学与工程的课堂要求,淡化一些理论推导过程,以工程应用为根本。从学生的学习规律来看,一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高,在学习时花费时间较长,但随着课堂内容的推进,学生们的兴趣减弱,教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识,主要讲授流体流动的基本原理与基本思路,并侧重于工程应用。因此,教材的选取要更具科学性,要根据专业特点和需要,结合学生兴趣与学习层次,有针对性地选取讲义,教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用,做到简单易懂,实用性较强。

三、激发学习兴趣

在流体力学教学的开始,教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣,在紧扣教学计划的基础上,以当前热点问题为引导,充分调动学生们的学习积极性。因此,在流体力学教学的过程中,如何将教学内容与工程实践相结合,与热点问题相结合,激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候,可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象,增强学生对流体力学的感性认识与兴趣,如汽车为什么要做成流线型的;高尔夫球为什么在表面有很多坑;火箭为什么能够上天;海岸为什么是弧形;战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的,通过这些问题的设计与引导,可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么,能解决什么样的实际问题,让学生们带着疑问和兴趣去学习,效果将事半功倍。

四、改革教学手段

目前,流体力学教学过程中教学手段较为丰富,但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主,板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象,所传输的信息量巨大。同时,伴随着信息网络化大形势的进一步深化,网络电子资源更加丰富,这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处,最主要表现在多媒体授课速度偏快,学生尚未形成知识结构体系就一带而过,课堂上考虑的时间不足,很难形成师生之间的互动。相对而言,板书备课时间较长,课堂上书写时间也较长,对于一些较难理解的内容,可以给学生们足够的思考空间,并在课堂上按照既定授课思路进行,这样能够涵盖较为琐碎的知识点,易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此,在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式,对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式,而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式,真正做到对该知识点的侧重讲解,疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量,又有重点突出,进而提高学生的学习效率。

五、重视实验与工程教学

流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此,在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型,但教学方法单一,限制了学生分析问题、解决问题的能力;同时,由于长期以来实验教学从属于理论教学,实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先,实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下,是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的,这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通,因此,可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目,用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次,有效利用高校科研优势,促进实验与工程教学的发展。以学科为依托,实现科研与教学互补,将科研成果引入实验教学,这样可以开阔学生视野,激发学生的创新思维。第三,实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上,开展一些更具有研究性和综合性的实验,这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充,同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力,积极调动学生们的学习积极性。

参考文献:

篇(7)

中图分类号:G424 文献标识码:A

To Investigate the Effect of Improving the

Teaching of Engineering Fluid Mechanics

GUO Liping

(School of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318)

Abstract The characteristics and teaching practical engineering fluid mechanics courses, combining the current teaching problems arise on how to improve teaching effectiveness programs were studied. Can take advantage of advanced research tools aided teaching to enhance students 'interest in learning, using a combination of multimedia and traditional teaching methods to improve classroom teaching through innovative practices to improve students' ability to apply knowledge and innovation.

Key words engineering fluid mechanics; teaching effects; teaching approach

1 工程流体力学教学现状

1.1 课程难于学习

工程流体力学以高等数学、线性代数、大学物理、工程力学、工程热力学等多门课程为基础,通过本课程的学习培养学生具有初步对工程问题的简化能力,具备一定的分析与计算能力,是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。由于该课程中的理论推导部分应用了较多微积分、微分方程等数学知识,再加上大多数学生没有实际的工程概念,在实际教学过程中,大部分学生反映:该课程的理论知识抽象、难于理解,概念和方程占的比例较多,对高等数学、线性代数知识要求较高,理论知识与工程实践结合难度较大。①总而言之,在传统的注入式教学模式下,对大部分学生来说,“工程流体力学”是一门非常不好学的课程。

1.2 理论知识与实际应用脱节

在大部分工科院校的工程流体力学课程教学中,课题主要教给学生讲授本课程的基本概念、基本理论及公式推导,这些在教学实际过程及考核时基本都可以完成。这种指导思想下完成的教学效果是,学生可能只会对考核中出现的知识点做机械的符号记忆,如果在后续专业课的学习时或工程生产实际中,涉及到工程流体力学的相关知识,学生们会无从下手,找不到合适的解决问题的方法。

1.3 传统教学方式的缺陷

传统的板书教学模式已有悠久历史,教学理论非常成熟,已经积累了大量的教学经验。在传统教学过程中,一般是通过教师的生动、形象的讲述,学生相对易于接受,老师与学生之间也可以面对面地探讨一些疑难问题。而对于工程流体力学这门课程而言,教学内容不可避免地会涉及到一些类似数学公式的推导,传统的板书教学方式能够留给学生更多的思考时间,同时,也能够加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。由于传统的教学模式主要是依靠粉笔与黑板的教学条件,教师是教学模式的主体,教师表达能力的好坏、知识的丰富程度严重影响教学效果,与此同时,教学效率也非常低下,在有限的学时,很难使教学内容丰富,由此也扼杀了学生创意的产生和个性的发挥。②

1.4 多媒体应用的弊端

多媒体是一种把文本、图像、视频、动画和声音等信息的媒体集成在一起,并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术。多媒体教学具有教学形象、生动、具体、信息量大、易于理解的优点。在各高等院校专业课的教学过程中得到了广泛应用,给教学工作带来了极大的方便。一方面,借助于多媒体教学不仅可以在一定程度上吸引学生的注意力,减轻教师板书的劳动量,另一方面是可以将一些复杂的、难于形象描述的流体流动现象和工程实际的图像资料清晰地展现给学生,使教学内容直观明了。同时,课堂气氛动静结合、增强互动性。与此同时也存在一些弊端:③由于大学课程教学内容进程快,信息容量大,一环紧扣一环,即使是传统的教学模式下,在中、小学课堂上出现的活泼、互动的启发式教学场面,在大学课堂教学时很难出现。

2 如何提高工程流体力学课程教学效果

2.1 充分利用先进的科研手段辅助教学

工程流体力学这一课程中涉及到的流场描述等知识点理论抽象、方程较多,仅借助于多媒体演示等手段教学,效果并不很好。如果将先进的科研手段辅助教学,例如将先进的激光粒子测速技术(PIV)应用到“工程流体力学”的教学过程中,④比如可应用拉格朗日描述流体流动和欧拉描述流体流动、紊流和层流流动的特点、圆管中流体紊流和层流轴向速度分布特征等相关章节中,借助于先进流体流动测试技术,能够使学生对抽象的理论进行深刻的理解,同时可激发学生对课程内容进行深入探索、从事科学研究的兴趣。

2.2 传统教学方式与多媒体教学手段相结合

多媒体教学技术的发展并不意味着必须摒弃一切传统的教学手段和方法,如果将传统教学方式与多媒体教学手段相结合,扬长避短,发挥各自的优势,提高课堂教学效果。对于工程流体力学这门工科专业基础课程,在进行复杂的理论公式推导教学时,经验证明:如果教师使用板书的教学方式,在黑板上一步一步推导,而不是使用多媒体,打出一系列的数学符号,这样既可以给学生更多的思考时间,又能够使学生理解公式推导过程,使学生的记忆加强。而对于一些基本概念和特定的流体流动现象,可以借助于多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流体流动现象的理解与认识。

2.3 构建学生创新实践操作平台

工程流体力学是一门建立在实验研究基础上的学科,也是一门实验科学。很多流体力学理论都是通过实验研究建立起来的,一些理论分析得出的结论也需要实验来证实,而实验又必须在理论分析所得出结论的指导下进行。因此实验是工程流体力学课程的必不可少部分,是非常重要的教学环节。它不但可以验证理论研究结果,同时,在帮助学生学好工程流体力学这门课程的基础上,培养学生进行科学探索、创新能力和独立工作重要环节。虽然目前大多数高校都把实验教学列为工程流体力学课程教学的一部分,贯穿于课程始终。但大多以验证性实验为主,实验教学方法单调,又有师资力量、实验课时和实验设备等多种因素的制约,学生实际可选择的范围很小,在很大程度上限制了学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,不能很好实现工程流体力学实验教学的目的。因此,建立学生创新实践操作平台,在完成课程基础理论验证实验的基础上,结合不同专业学生知识体系和将要从事的领域,开设创新实验,以此来激发学生的学习兴趣,培养创新能力。

3 结束语

为提高工程流体力学课程的教学效果,可以通过利用先进的科研手段辅助教学来提高学生学习兴趣,采用传统教学与多媒体教学相结合方式进行“教”,通过学生创新实践来提高学生对知识的应用能力和创新能力。

注释

① 黄芬霞.石油工程专业流体力学课程的教学改革探讨与实践[J].考索・探微,2013.12(1):231-232.

篇(8)

2.安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001)

【摘要】流体力学作为工科院校的一门专业基础课程,其理论性强,内容丰富,知识点多,难度系数大,学生不易理解和接受。结合教学实践与学生专业素养培养要求,从师资队伍建设、教学大纲改革、绪论课讲解和完善实验教学环节等方面对专科教学中的流体力学课程改革进行了探讨。

关键词 流体力学;专科教学;课程改革

The Exploration on the Specialised Teaching of the Course of Hydromechanics

FANG Fei1.2LI You-bing2JI Min-min2

(1.Xinjiang Institute of Engineering,Department of Mechanical Engineering Urumqi, Urumqi Xinjiang 830092, China;

2.Anhui University of science and Technology, School of Materials Science and Engineering, Huainan Anhui 232001, China)

【Abstract】As a professional basic course in engineering colleges,hydromechanics is difficult for students because of its strong theory , rich content, more knowledge points and a large degree of difficulty coefficient.According to teaching practice and professionalism training requirements for students ,this paper explores the construction of the faculty, curriculum reform, teaching to introduction and improvement of the experiment teaching of the course of hydromechanics.

【Key words】Hydromechanics; Specialized teaching; Reform of teaching;

流体力学是一门综合性的专业方向必修课,属于专业基础课。通过本课程使学生掌握流体平衡与运动的基本理论、基本知识和基本技能,为学生学习后续课程和掌握专业知识以及为今后解决工程实际问题奠定初步的流体力学理论基础。本科压缩型的专科生在理论知识掌握成熟度上不如本科生, 而实践动手操作能力和到基层的吃苦敬业精神不如中专生。为了适应社会形式的发展和面临教学对象的不同,专科教学中的流体力学课程改革势在必行。为此,我们结合教学实践与学生专业素养培养要求,认为可以从以下几个方面进行课程教学改革。

1加强师资队伍建设

流体力学课程目前的任课教师队伍基本分为两类,一类是专门研究流体的科研人员,另一类则是相关专业的专业课教师。而实践反应出的问题是,这两类教师在教学过程中都存在着各自的缺陷。前者本身确实有很坚实的理论基础,但是缺乏对所授学生相应专业的了解,以至于在课堂上无法列举出与学生所学专业相关的工程实践实例,这必然导致学生无法学以致用,与后续专业课的学习脱节,在某种程度上可能造成学生认为学习该门课程是否必要。后者可以很好的弥补前者专业知识的匮乏,但是一般专业老师在自身学习流体力学的时候也是作为专业基础课程来对待,因此对于基础知识的掌握同样存在着明显的不足。对于任课教师的选择,我们提出的建议是加强学科交叉。在学校邀请资深专家做学术报告和专题讲座时,可以组织该专业所有任课老师都参加,加深他们对所授学生专业的了解,以便在课堂上讲解时能结合专业实际,从而打造出一支理论基础知识扎实,专业性强的师资队伍。

2改革教学大纲内容

2.1模块化教学内容

所谓模块化,即将流体力学划分为流体物理学性质、流体静力学、流体动力学、理想流体动力学、 粘性流体动力学、 流动阻力相关计算、 压缩气体管路、 管路系统水力计算等几个模块。根据不同的专业要求, 进行不同的取舍和组合[3]。比如给排水专业可以将明渠流部分作为学习重点,而热能动力专业则需要将气体部分作为重点学习内容。由于教师在专业基础课上有针对性的教学,学生在后续的专业课学习中就能轻松做到理论联系实际,达到预期的教学效果。

2.2多样化教学手段

积极推行多媒体技术与传统的板书授课方法相结合的手段。随着计算机科技的发展和普及,多媒体教学方法已经广泛的应用在各种课堂教学中。同样,通过多媒体演示功能,能够生动、具体、形象、直观的解决流体力学教学进程中的一些抽象的难点部分。但传统教学方法的教学效果不能因此被忽视,尤其在理论分析、公式推导上,仍然是教师利用板书进行教学的方法占明显优势。教师通过传统的教学方法,一方面能够很好的把握课程节奏,与学生互动;另一方面也便于学生做好笔记,易于知识点的消化吸收。

2.3变更考核方式

目前我校的专科考核方式与本科一致,统一采用的都是闭卷考试成绩占70%,考勤、作业、实验占30%,而实际实验部分只占了10%。但从专科学生的专业培养素养要求来看,既要重理论,又要重实践。因此,对于流体力学这类专业基础课的考核方式要做到两手都要抓。我们建议的考核方式是闭卷考试成绩占60%,实验占30%,考勤、作业占10%。

3把握绪课讲解

经过多年的教学总结,学生反馈回来的信息是流体力学难度太大,部分专业术语太抽象。甚至部分学生在还没有开始学习的时候,就已经产生了退怯心里,这对接下来的学习极为不利,以至旷课的现象普遍。流体力学虽然理论性较强, 但却是一门及其贴近生活的学科。然而绪论作为一本教材的概述,是学生最先接触到的部分,是对教材整体内容的高度浓缩和概括,贯穿整个教学过程,更对学生的学习起到引领、提示和导向等作用,所以讲好一堂绪论课至关重要。物质包括固液气三项,而流体就占液体和气体两项,可见流体占据了我们生活中的大部分空间。教师在讲课时,应侧重于多列举一些生活中的实例来说明流体力学基本理论知识及其应用。比如,我们每天呼吸的空气,喝的水,都是流体;而我们能呼吸到新鲜的空气,喝到水,这体现流体具有流动性的特点。另外教师在讲授绪论课时,务必要介绍整本书的内容纲要,以实用为目的,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为原则,并列举工程实际中可能遇到的需要用教材理论知识解决的问题。在此基础上学生能对要学什么知识、能解决什么样的问题做到心中有数,能积极调动学生的求知欲和学习的兴趣。这样的方式也可以用在后续课程讲解上,教师在每堂课结束前留下悬疑,并随着课程的进展逐步解开疑问,层层递进,一边解决问题一边学习新的知识点,一举两得。

4完善实验教学环节

专科学生毕业后一般都工作在相关专业的一线岗位,这就注重学生的实操能力。要做到理论与实际融会贯通,实验课的教学环节不容忽视。传统的实验教学模式基本都是验证实验,以班级为单位,分组进行,部分实验甚至只由老师进行演示,负面的抑制了学生的自主创新能力。当然,验证实验的开设非常必要,而且要与课程内容形成很好的衔接。但是除此之外,还应开展一些拓展学生发散能力和创新思维的实验,让很多有想法的学生自主实验,激发他们的学习兴趣,培养他们的创新思维。另外,教师要严格要求学生端正实验态度,尊重实验结果,让其养成严谨的实验习惯,才能对以后专业中的流体力学现象做出科学的定性分析及精确的定量计算,才能正确地解决工程中所遇到的流体力学方面的设计和计算问题。

5结束语

目前,随着各本科院校逐年扩招,每年大批应届毕业生流向社会,我国当前就业形势普遍严峻。从技术可信度来讲,用人单位会优先录用本科生;从岗位稳定性的角度出发,用人单位则会优先录用中专生,这一直是专科毕业生面临的挑战。本文从强化师资队伍,改正教学方法,多种教学手段的有机结合以及实验教学环节的完善等方面进行教学改革,以提高专科学生专业能力竞争力,适应人才市场的需求。

参考文献

[1]邢国清.流体力学泵与风机[M].中国电力出版社,2009,2.

[2]张敏,李好学.流体力学教学初探[J].河南机电高等专科学校学报,2008(11):157-158.

篇(9)

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.

篇(10)

作者简介:尹雪梅(1979-),女,四川资中人,郑州轻工业学院机电工程学院,讲师;张文慧(1980-),女,河南焦作人,郑州轻工业学院机电工程学院,讲师。(河南郑州450002)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)10-0098-02

目前,郑州轻工业学院(以下简称“我院”)的制冷与低温工程专业已被评为国家级特色专业。为了加强制冷与低温工程专业学生能力的培养,造就人才,有必要对制冷与低温工程专业的教学进行全面的改革。

“流体力学”是制冷与低温工程专业的一门重要的专业基础课,主要分为流体静力学和流体动力学,研究流体平衡、运动规律、流体和周围物体之间的相互作用力及其实际应用的科学。由于流动现象和流动规律及其影响因素十分复杂,故其具有理论性强、概念抽象和公式较多、实际工程应用广、对学生的综合分析处理问题的能力要求较高等特点。[1]加上学生对流体流动机理普遍缺乏感性认识,导致“流体力学”课程历来被公认为是教师难教、学生难学难懂的课程之一。[2]因此,迫切需要进行“流体力学”课程教学改革,使学生学好本门课程,提高课程教学质量,使学生能更深刻地理解和掌握专业理论知识,培养学生的综合分析应用能力和创新能力,全面提高专业素质。

分析目前我院制冷与低温工程专业“流体力学”课程教学的现状,发现存在以下主要问题:首先,“流体力学”理论性强,概念多而抽象,难以理解,学生普遍缺乏对流体力学问题的感性认识,学习兴趣不高;其次,课程中公式繁多,推导过程复杂,且大多涉及到“高等数学”的偏微分方程,另还涉及到“大学物理”、“理论力学”、“材料力学”等方面的知识,学生理解困难;另外,学生对所学的知识不能灵活应用。因此怎样激发学生的学习兴趣,选择合适的教学模式组织教学,全面实现该课程教学目标,提高教学质量,是该课程教学亟待解决的问题。

一、改革教学方法

学好“流体力学”这门课对于制冷与低温工程专业的学生来说至关重要。让学生理解流体静止和运动的规律及其影响因素,不仅能为学生学习后续的专业课程提供必要的理论基础,也能为学生以后分析解决实际工程中的实际问题提供理论指导。怎样才能让学生学好这门课,笔者结合自己的教学经验,认为可以从以下几方面着手。

1.激发学生学习兴趣

学生是学习的主体,而“流体力学”又是大家公认难学的课程,因此学生的学习积极性高低决定着“流体力学”这门课教学的成败。

要提高学生学习“流体力学”的积极性,首先要上好“绪论”课。“绪论”课是学生接触和了解“流体力学”这门课的窗口,也是教师的教学水平和教学方式的第一次展示,“绪论”课上得好不好直接影响到“流体力学”课程教学的成功与否。通过“绪论”课让学生对“流体力学”的发展及其广泛的工程实际应用有一个大致的了解,使他们充分意识到“流体力学”知识和我们的生活及国家的建设密切相关,深刻理解“流体力学”知识在今后的学习和解决实际工程问题中的重要作用。[3]

教师在讲授一些理论知识之前,可先举出很多贴近生活的有趣实例或者先提一些问题来激发学生的学习兴趣,启发引导学生积极地思考。例如在讲液体的粘性之前,可以先问学生:在水中游得快还是在油中游得快?为什么?又如在描述流体运动有两种方式――拉格朗日法和欧拉法时,可以将在座的学生和教室里的每个座位作为研究对象来进行类比,从而让学生很容易的理解两种方式。通过举例和提问的方式,让学生带着问题去学习,让学生亲身感受到参与教学活动是一件乐事、趣事,由愿学到爱学再到乐学。实践表明:列举事例或提问的方式可以避免学生学习的枯燥感,活跃课堂气氛,不仅可以吸引学生的注意力,激发学生学习的主观能动性,还可以使学生充分意识到本课程对今后学习和工作的重要意义,并且能加深学生对所学知识的理解和记忆,使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。

另外,还应充分利用多媒体,通过图片、动画让学生直观了解各种流动现象,而不是停留在抽象层面,从而提高学生学习“流体力学”的兴趣。

2.巧妙讲解公式

为了定量地描述流动现象和分析流动机理,需要应用数学工具。学生要真正理解基本概念、重要公式,首先就要读懂数学,然而读懂了数学不一定意味着明白了数学符号背后所代表的物理意义。“流体力学”教学实践表明,学生从读懂数学到理解流动问题的物理本质有一个过程。教师的一个重要任务就是做好各方面的工作,帮助学生完成从读懂数学到理解流动的物理本质这一过程的转变,进一步建立起科学的思维方式。

“流体力学”在分析介绍欧拉平衡微分方程、欧拉运动方程、连续方程、动量方程、伯努利方程等理论知识时都有大量的公式,这些公式涉及一些高数、物理、力学方面的知识,特别是大量的偏微分方程,加上“流体力学”的公式推导采用欧拉法,与物理及其他力学不同,学生的观念不易改变,而且推导过程复杂,学生理解掌握很困难。如果过分强调“流体力学”知识的严密性和完整性,对每个公式的每个推导细节都逐一介绍,推导过程将会枯燥无味,学生只会被弄得糊里糊涂,兴趣全无。而如果直接给出公式,让学生死记硬背,只能让学生不知其所以然,当然也就不能真正用所学知识来解决实际问题了。

根据多年的教学经验,笔者认为:“流体力学”中公式的讲解应将重点放在概念引入、理论模型建立的思想、基本原理和主要步骤以及公式的物理意义与应用限制上。首先对基本概念力争讲透,概念清楚了,公式的讲解推演才有意义。然后重点使学生明确公式的物理意义及公式中各项参数的物理意义和几何意义,只有真正理解了公式的物理意义,才能灵活使用公式解决实际工程问题。最后应强调公式的应用范围及应用注意事项。由于流动的多样性,“流体力学”中的很多方程都是在一定的条件下得到的,如伯努利方程就有多种形式(理想流体、实际流体、流体是否可压等),在具体运用时,要根据具体情况选用正确的形式。

3.充分利用作业

学习的最终目的是让学生能够独立自主地解决实际工程问题。如果基本原理掌握了,接下来就是如何用这个原理去解决实际问题。课后作业是检查学生对所学知识理解、掌握程度的一种手段,同时也是培养学生分析、解决问题能力的一种方法。

首先应由学生独立地完成一定量的课后练习题,这是“流体力学”学习过程的重要组成部分,解题过程实质就是利用“流体力学”的基本原理和基本方程分析和解决实际问题的一个训练过程,课后习题可以帮助学生加深对基本概念和基本理论知识的理解。

然后再由教师通过习题课的方式,利用具有代表性的习题和一些学生普遍认为困难、出错多的习题,讲述流体力学原理在工程实例中的应用。在讲解习题时,重在提供条理清晰的解题思路、详细具体的解题步骤,使学生在此过程中掌握解决问题的正确方法和技巧,以便在以后的学习工作中举一反三、触类旁通、学以致用。这一过程增强了学生对流动过程物理本质的理解,将物理问题与数学工具有机地结合起来,有助于学生对与专业相关联的实际工程问题进行认真思考,有效的增强了学生分析并解决实际问题的能力。

二、改革教学手段

多媒体教学以其形象、直观、生动、具体、易于理解的教学特点,丰富的教学内容,被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。[4]

多媒体教学在“流体力学”教学过程中发挥着重要的作用。利用多媒体,可将“流体力学”中那些难以用语言描述的流动图像、抽象难懂的知识点,如拉格朗日和欧拉法的描述,流线与迹线、层流、湍流等,通过图片、动画和视频资料直观形象地展现给学生,使其从感性认识开始建立清晰的物理概念,较容易地掌握相关内容,并使学生的逻辑思维、综合分析能力得以提升。另外一些需占用大量时间写板书表述的和不易通过板书表述的内容也可利用多媒体制作Power Point课件。如莫迪图、水头线、各种流场和一些典型的例题习题等。采用多媒体教学,授课的信息量增多了,教学内容更丰富了,学生在有限的时间内接收的知识更多了,学生的学习兴趣提高了,学生的思路拓宽了,教学质量也提高了。

多媒体教学的发展并不意味着要摒弃传统的板书教学。有很多学生认为板书能让他们有更多的时间去思考消化一些抽象的东西,更有利于对基础知识的理解和掌握。根据“流体力学”既有抽象复杂的流动机理又有大量的基本概念、基本方程的特点,在教学过程中应将多媒体教学与板书教学相结合,扬长避短,发挥各自的优势,为教学工作更好地服务。如对某些特定的流动现象,可以通过多媒体教学,加深学生对流动现象和机理的理解。而对于较重要的公式及一些重点难点内容还是采用板书教学,例如流体力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,有利于学生集中注意力,让学生更清楚地看清步骤、方法和解题思路。这样既可留给学生足够的思考时间,又可加深学生对重要知识的理解,从而获得良好的教学效果。

三、 结束语

总之,高等教育教学改革,特别是专业课程的教学改革,是一个长期而艰巨的实践过程。“流体力学”是制冷与低温工程专业的一门重要的专业基础课,在教学中要根据学校的具体情况改革教学方法和教学手段,借助现代教育技术与手段,充分调动学生的学习兴趣,结合生活、生产、科研中的实际问题,进行深入浅出、生动活泼的讲解,揭示问题的本质,向学生传授治学方法,扩大学生的知识面,培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生的创新精神,以取得更好的教学效果。

参考文献:

[1]王伟.土木专业工程流体力学课程教学研究[J].山西建筑,2008,34(21).

篇(11)

中图分类号:642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)03-0030-02

“工程流体力学”课程是以高等数学、大学物理、工程力学、工程热力学为基础,集概念、公式、实际应用于一体的一门专业基础课。该课程基本概念抽象,公式结构复杂,实际应用众多,尤其在石油行业尤为突出。石油工业中的许多问题都要采用流体力学理论解决,诸如钻井液循环压力和流速的设计,套管强度的校核,采油过程中油井采出的流体在泵或井筒内的流动规律分析,地面管线的布设,管径设计,管线强度的校核,压差与流量之间关系的确定,输液泵的选择和安装位置的确定,储油罐强度的校核,油品装卸时间的计算,油品和天然气的计量,气蚀和水击等现象的预防等。解决这些问题,要求从事石油工程技术的科学工作者必须具备“工程流体力学”知识,以便在石油工程的建设和管理中更好地发挥作用。为了使学生能够更好地学习掌握该课程的内容,教学环节尤为重要。对如何设计教学环节,本文主要从以下四个方面加以说明。

一、教学由多媒体与板书共同完成

教学板书是教师教学思路的整体反映,是教师在教学过程中引导学生学习,帮助学生理解和记忆,以及启发学生思考的重要手段,是教学过程中不可缺少的组成部分。教学板书以文字、符号、图表等手段将教学内容直接诉诸学生的视觉,丰富了学生的感知表象,有助于学生吸收和掌握知识信息。在授课过程中,笔者把学生对使用板书和多媒体的意见进行调查,90%的学生更倾向于使用板书教学。

由于“工程流体力学”课程,基本概念多、难理解,公式复杂难懂,采用板书边写边讲解,给学生留有足够的时间去理解,去认知,接受起来更容易一些。但是流体本身运动复杂,没有固定的形状,在外力作用下,流体流动状态、流动规律是什么样的,在板书上表达起来可能不够准确,不够形象、逼真;而采用多媒体[1],将其制作成图片或动画课件,则直观明了,生动具体,给学生在视觉上以新颖的感觉,在头脑里的印象会更深刻一些。比如:讲工程流体力学的发展史,单纯讲授枯燥无味。此时,制作多媒体课件展示给大家, 比如弧线球也称香蕉球,找一个足球明星踢弧线球的视频放里面,边放映边讲解,学生很感兴趣,还学到了知识,同时也激发了学生的学习热情,起到了很好的引导效果。

二、将计算流体动力学软件融入到理论教学中

“工程流体力学”一般采用理论方法、实验方法和数值计算三种方法研究,其中,数值计算就是使用计算流体动力学软件计算[2],是当今比较常用也比较流行的方法。计算流体动力学(简称CFD)是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD可以看作是在流动基本方程控制下对流动的数值模拟。通过这种数值模拟,可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上基本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布,以及这些物理量随时间的变化情况,确定漩涡分布特性、空化特性及脱流区等。CFD方法克服了理论方法和实验方法的局限性,在计算机上实现一个特定的计算,就好像在计算机上做一次物理实验。例如,机翼的绕流,通过计算机并将其结果在屏幕上显示,就可以看到流场的各种细节;如激波的运动、强度、涡的生成与传播、流动的分离、表面的压力分布、受力大小及其随时间的变化等。数值模拟可以形象地再现流动情景,与做实验没有区别。

目前,CFD软件中比较著名的就是Fluent软件。所以可以在教学中使用Fluent软件模拟,给学生展示流动规律和流动结果。例如:冯・卡门涡街,不同形状物体绕流使用Fluent进行模拟,既直观又能清楚地展现流动规律,同时对流体本身产生无限的向往,对“工程流体力学”课程充满了期待和兴趣,为学生以后学习软件打下了基础。

三、实施双语教学

随着我国与世界的接轨,随着世界一体化进程,迫切需要大量精通两种以上语言的人才,作为一种培养国际化人才的有效手段,双语教学势在必行。高等教育作为教育的前沿阵地,也要同国际接轨。双语教学本身就是我国高等教育国际化趋势的客观要求,对高校来讲,可以加强国内高校和国外高校的教学合作,高校之间的合作项目越来越多,有助于国内外专业领域知识体系的统一和完善;对教师来说,可以促进国内高校教师同国外高校教师的学术交流,国内高校教师可从中了解到很多世界前沿知识,并有效地传递给学生;从学生自身来看,打破了语言障碍,学生能够在专业技术领域内较好地将母语和英语这两种语言之间根据交际对象和工作环境的需要进行切换,有效地开展交流与合作,并且多掌握一种语言,就多了一份生存的手段,多了一份了解外部先进世界的途径,多一份机会。双语教学不仅可以培养学生运用外语解决实际问题的能力,而且有利于学生学习、掌握、精通一门外语(主要是英语),能够多一种思维方式,学会从多种角度,用不同观点看问题,进而提升竞争能力,同时也为培养“复合型”人才奠定了基础。

现今实施“双语教学”,既符合与时俱进的要求,又能够提升教学水平,这意味着在教学中实施“双语教学”势在必行。在“工程流体力学”专业基础课教学中改变使用单纯母语(汉语)的教学方式,将外语(主要是英语)运用于其教学的全过程之中,使之与母语教学互相融合、互相促进,既体现专业基础课教学的特色和针对性的同时,又能够全面提高学生的外语应用能力和综合素质,使教学更好地适应新世纪人才培养目标的要求。在“工程流体力学”教学中推行双语教学,使学生在双语教学课堂中提高英语水平,学会用英语表达专业知识,继而过渡到用英语去思维、求知、交流,以便熟练地用外语来解决实际问题。这种教学模式既符合经济迅速发展对涉外人才基本素质的要求,也符合大学各专业交叉融合的发展方向,是教学改革的重要内容。

根据“工程流体力学”课程的特点,在其教学中可以使用综合型教学模式。即对一些基本概念、基本理论,比较好理解的,可以采用浸入型;而对一些公式的推导,专业性比较强的,难于理解的采用过渡型。另外,将一些流体发展的历史、实例用多媒体教学手段进行授课,达到直观的效果。

四、注重实验环节

“工程流体力学”也是一门实验科学[3]。很多流体力学理论都是以实验为基础建立起来的,理论分析得出的结果需要通过实验来验证,而实验的进行又需要用分析得出的理论来指导。因此,实验是“工程流体力学”课程的重要组成部分,是必不可少的教学环节。它不仅是为了验证理论,有助于学生学好流体力学,而且是培养学生进行科学研究、提高独立工作和创新能力的重要环节。

随着大学教育的普及,受教育的人数迅猛增长,而实验教学设备与人数增长不成比例,导致教学和实验的间隔周期较长,使得实验前,有些学生并没有做好充分的准备,并且缺乏必要的理论复习,对即将做的实验相关知识没概念,致使理论和实验严重脱节,实验效果不佳。但是对学生的考核仅仅是一份实验报告,导致有些报告抄袭严重,甚至有些学生做实验,看别人怎么做就怎么做。这样,学生的动手能力、实践能力怎么能培养出来?更不用说培养学生的创新能力和发散思维。实验课是教学的必要环节,也是重要环节,不容忽视。

1.实验前,回顾与实验相关的知识点,让学生在短时间内了解本次实验和相关理论,这里的相关理论不是本实验的结论,实验结论应该由学生通过做实验总结出来;也可以将本实验过程录制成一段视频,让学生提前看一下,熟悉一下实验过程,视觉在人心中留的印象会更深刻一些,做到心中有数,这样真正自己动手做实验就不会茫然。

2.由于时间和设备的限制,实验只能就某一种情况进行操作,对其他条件变化时会有什么样的规律不能面面俱到,这时在实验教学中应用计算流体动力学软件演示也会收到很好的教学效果。所以,计算流体动力学软件不仅在教学中,在实验中的作用也是显著的。

3.在实验课教学改革的同时,实验课考核的方法也应该相应地加以整改。通过纯粹的书面实验报告和出勤率进行考核,学生互相抄袭,敷衍了事,实验做完后真正的原理还没弄明白。为了避免此类情况的发生,一方面,考核每个学生亲自动手做实验,边做实验边讲解,不仅能够锻炼学生动手的实验能力,语言表达能力相应地也有所提高,为此应该增加实验教师的人数;另一方面,除了增加实验课在最终成绩的比例(10%)外,还要在期末试卷中增加实验内容,以检验学生对实验的理解能力和掌握情况。

为了使学生能够更好地掌握“工程流体力学”课程的内容,教学需要改革,这就要求当代大学教师不断地尝试、不断地探索新的教学模式,充分调动学生的学习热情。本文针对“工程流体力学”这门专业基础课程的特点,提出了几点教学建议,希望对工作在一线的流体力学教师有点帮助。

参考文献: