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流體力學(xué)的現(xiàn)象范文1

[論文摘要]結(jié)合學(xué)習(xí)主體所處的時代環(huán)境變化和流體力學(xué)知識體系的學(xué)科跨度大以及對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識要求很高的特點，分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的問題和難點，提出大量采用實驗?zāi)Ｐ秃蛯嵗虒W(xué)以加強流體流動現(xiàn)象的觀察理解對提高流體力學(xué)教學(xué)效果的必要性和重要性。

前言

流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會隨時間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴密，描述流體流動現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，高度非線性[1]，因此學(xué)生對流體力學(xué)敬而遠之的現(xiàn)象比較嚴重。此外由于因特網(wǎng)及電子計算機的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長的學(xué)生接觸和感受實際發(fā)生的各種流體流動現(xiàn)象的機會大大減少，對自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2]，學(xué)習(xí)只是為了在短時間內(nèi)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(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問[2]。只有直面實際的流體流動現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問和研究。筆者基于對本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點和問題，指出了重視流體流動現(xiàn)象的觀察和理解對提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。

一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題

（一）新形勢下學(xué)生所處的社會環(huán)境變化

學(xué)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(xiàn)象的機會大大減少。

因特網(wǎng)的普及使得在短時間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學(xué)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠了紙質(zhì)圖書及相關(guān)文獻這些知識比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)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(tǒng)性，因此學(xué)生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識體系的。

手機在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們在實際問題時，不是自己獨立分析問題，找出問題發(fā)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(yǎng)獨立制定計劃，對可能事態(tài)進行預(yù)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(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。

（二）流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題

流體流動的力學(xué)模型及其運動的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對應(yīng)關(guān)系就是最好的一個例證。大多數(shù)學(xué)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(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計，只要懂得一定的計算即可，但是對于開發(fā)和設(shè)計全新的產(chǎn)品，如不能準確把握所涉及到的相關(guān)流體流動的物理本質(zhì)，有時會產(chǎn)生完全錯誤的設(shè)計結(jié)果。

流體的運動狀態(tài)繁多，流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣，要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識，尤其對數(shù)學(xué)知識的要求更高，使部分學(xué)生覺得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動現(xiàn)象常常可以從多個角度進行解釋，容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對翼型的流體力學(xué)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(xué)生產(chǎn)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(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認識上的混亂，將學(xué)到的知識條理化、系統(tǒng)化。

描述流體流動的數(shù)學(xué)方程高度非線性化，數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)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(shù)學(xué)功底，但近年來學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢。

學(xué)生在進入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大，以考試成績自評學(xué)習(xí)效果的認識根深蒂固[4]。實際的流體流動現(xiàn)象往往沒有單純的標(biāo)準答案，有時甚至存在多個解，重要的是抓住流動現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。

二、教學(xué)方法對應(yīng)

解決上述問題的根本方法，筆者認為只有從流體力學(xué)教學(xué)上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學(xué)生準確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上，廣泛采用流體模型教學(xué)和實例教學(xué)，增加學(xué)生觀察理解各種流動現(xiàn)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(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進行思考的習(xí)慣，這對解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問題至關(guān)重要。

使用電吹風(fēng)斜向上吹一個讓學(xué)生事先準備好的氣球模型，沒經(jīng)驗的學(xué)生會意外的發(fā)現(xiàn)氣球會向斜上方飄起。這一流體流動現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過時，由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風(fēng)的動量變化必然產(chǎn)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(yīng)得到解釋。從這一簡單的模型教學(xué)，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(xué)上的工作原理。

在一個裝滿水的塑料瓶內(nèi)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生：泡沫球運動得較快是因為等加速運動瓶內(nèi)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(chǎn)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(xué)比一般教科書上關(guān)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(xué)生抓住問題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考之習(xí)慣，使學(xué)生體會到透過流體流動現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂趣。

經(jīng)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(xué)生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后，學(xué)生們頓時對這位科學(xué)家充滿了崇敬之情，通過大量這種實驗?zāi)Ｐ图皩嵗虒W(xué)，學(xué)生們對學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心，教學(xué)效果的提高自不待言。

三、結(jié)語

本文詳盡的分析了計算機、因特網(wǎng)、手機等現(xiàn)代化通訊工具普及后對學(xué)生產(chǎn)生的影響，由于流體力學(xué)課程知識體系的特點，這種影響產(chǎn)生的負面問題很多，尤其是教授成長在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生，更需要轉(zhuǎn)換認識，改變教學(xué)觀念，在課堂教學(xué)中廣泛植入實驗?zāi)Ｐ徒虒W(xué)和實例教學(xué)，讓學(xué)生直面實際存在的各種流體流動現(xiàn)象，通過實際的流體流動現(xiàn)象的觀察和理解，達到生動及形象的把握這些流動現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理，有效提升教學(xué)效果的同時，通過簡單實驗?zāi)Ｐ偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動手能力，這對學(xué)生走向社會成為一個具有創(chuàng)造性思維能力、獨立思考的優(yōu)秀技術(shù)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(yīng)試教育與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)[J].繼續(xù)教育研究， 2009， 25(2): 180-185

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流體力學(xué)的現(xiàn)象范文2

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型大學(xué) 流體力學(xué) 教學(xué)改 革CFD

應(yīng)用型教育是以培養(yǎng)知識和能力全面發(fā)展，面向生產(chǎn)實踐一線的應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高等教育。流體力學(xué)作為我校理論與應(yīng)用力學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，非常廣泛地應(yīng)用在實際工程中，如管道水力計算以及城市管網(wǎng)設(shè)計等。流體力學(xué)基本概念多、公式復(fù)雜、內(nèi)容抽象，有較強理論性和較強工程實際意義。然而作者在多年的流體力學(xué)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍感覺該課程比較枯燥難學(xué)，學(xué)習(xí)積極性不高，期末考試及格率較低，應(yīng)用性不。因此，在我校向“應(yīng)用型特色科技大學(xué)”轉(zhuǎn)型的大背景下，如何適應(yīng)“應(yīng)用型本科教育”的要求，是流體力學(xué)教學(xué)及實踐中必須面對的問題。

1目前，我校流體力學(xué)課程教學(xué)存在的問題

（1）教材內(nèi)容設(shè)計偏重理論推導(dǎo)。目前我校使用的流體力學(xué)教材主要強調(diào)課程的完整性和系統(tǒng)性，偏重于理論推導(dǎo)，選用的例題和練習(xí)題的設(shè)計過于理想化，與實際應(yīng)用相脫離，應(yīng)用性設(shè)計不夠突出，偏重于介紹流體力學(xué)可以解決工程問題這一點，造成學(xué)生剛接觸工程問題時就手足無措，這與應(yīng)用型大學(xué)的培養(yǎng)要求不相適應(yīng)。

（2）課堂教學(xué)效果不好。作者在流體力學(xué)課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，通過緒論課的大量工程實例以及視頻教學(xué)能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，開學(xué)初期，教學(xué)效果相對較好，而隨著課程的進行、課程難度的加深，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性越來越低。主要原因有：①學(xué)生對流體力學(xué)涉及的高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)等課程的知識掌握不盡如意；②流體力學(xué)理論性較強，公式推導(dǎo)多，與實際應(yīng)用相脫節(jié)。

（3）缺乏計算流體力學(xué)仿真軟件實踐教學(xué)。計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)作為一種數(shù)值模擬方法，在實際工程中的應(yīng)用越來越廣泛，借助CFD技術(shù)，可以得到流動細節(jié)，如速度、壓力、能量損失、湍動量、漩渦等，從而在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化方面發(fā)揮重要的作用。這就要求技術(shù)人員掌握流體力學(xué)分析、數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計的能力。而現(xiàn)階段我校的流體力學(xué)教學(xué)中并未引入CFD技術(shù)，僅安排了一次課來介紹計算流體力學(xué)的內(nèi)容，且完全進行理論教學(xué)，學(xué)生學(xué)了一大堆理論公式，但拿到實際工程問題卻無從下手。

2教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容設(shè)計

針對上述問題，作者在結(jié)合本校“應(yīng)用型特色科技大學(xué)”的發(fā)展方向下對流體力學(xué)課程課堂教學(xué)方式及實踐環(huán)節(jié)進行改革。從課程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式方法，實踐環(huán)節(jié)等方面進行設(shè)計，解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，課堂教學(xué)效果較差，理論與應(yīng)用相脫離的問題。同時，通過借助CFD豐富教學(xué)內(nèi)容，增強實用性，使學(xué)生會用仿真軟件求解工程問題。具體改革內(nèi)容：

2.1突出應(yīng)用性教學(xué)

以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合流體力學(xué)的課程特點，將教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)理論教學(xué)部分和考慮應(yīng)用的專題教學(xué)部分。

基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容包括流體力學(xué)基本概念、基本原理和基本方程，這是應(yīng)用的基礎(chǔ)，要求學(xué)生重點掌握。授課過程中強調(diào)對基本概念的理解和基本理論的應(yīng)用，而弱化對方程的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，但應(yīng)明確方程的意義、適用條件以及如何應(yīng)用方程解決實際問題。專題教學(xué)以實際工程問題為切入點，例如以均質(zhì)液體對平壁和曲壁的總壓力為例，從為什么對平壁和曲壁總壓力進行計算（壓力容器，水壩，潛艇等結(jié)構(gòu)安全），引申出相關(guān)知識點（平壁和曲壁總壓力的大小、作用點、壓力體等）和基本理論（流體靜力學(xué)基本方程、歐拉平衡方程等），以此加強學(xué)生解決實際工程問題的能力。

2.2課堂教學(xué)方法設(shè)計具有針對性

課堂教學(xué)方法也是影響教學(xué)效果的重要因素。傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師主講為主，缺乏與學(xué)生的有效互動和交流，教學(xué)效果較差。本課程采用師生互動的方式進行教學(xué)，對理論教學(xué)部分采用教師主講和提問、學(xué)生回答的方式；對專題教學(xué)的課后練習(xí)，集中安排一次課進行分組上講臺匯報，學(xué)生自己當(dāng)評委，自己打分，鍛煉學(xué)生主動思考和動手能力，增強對課程應(yīng)用性的理解。同時，采用多媒體授課，圖片和視頻能形象直觀地表現(xiàn)文字和語言不能描述的現(xiàn)象，如雷諾實驗、卡門渦街等。在成績的構(gòu)成上除課后作業(yè)和專題匯報外，還布置一個課外小任務(wù)一觀察生活中的流體力學(xué)，例如空調(diào)掛機安裝位置問題，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的流體力學(xué)現(xiàn)象，并結(jié)合課堂所學(xué)理論知識進行分析，增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

2.3將CFD技術(shù)引入課堂教學(xué)

在理論教學(xué)和專題教學(xué)完成后將CFD技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)之中，做到數(shù)值仿真計算與理論推導(dǎo)相結(jié)合，增強流體力學(xué)的應(yīng)用性。

（1）授課時對流體力學(xué)商用數(shù)值仿真軟件Fluent的操作步驟做簡要介紹，結(jié)合我校的數(shù)值仿真中心，完成代表性例題的數(shù)值分析計算，將數(shù)值仿真結(jié)果與理論解進行對比。

（2）將工程實際問題引入流體力學(xué)教學(xué)，提高學(xué)生面對具體問題的實際操作能力。每學(xué)期邀請兩位具有豐富工程實際問題經(jīng)驗的校外人員來校給學(xué)生做一次報告，向?qū)W生介紹其建立工程問題的簡化模型和簡化過程，以及采用Fluent求解過程和結(jié)果，讓學(xué)生學(xué)會面對工程問題時準確建立力學(xué)模型的能力，同時開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)習(xí)積極性。

3主要特色

（1）突出實用性。在流體力學(xué)課程教育中調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，添加CFD技術(shù)的實踐，同時邀請經(jīng)驗豐富的校外人員進課堂，為學(xué)生講解企業(yè)中的實際問題，教會學(xué)生學(xué)以致用，學(xué)生通過課程教學(xué)掌握該工具之后能更好地跟進企業(yè)工作并提高就業(yè)質(zhì)量。（2）主次明確。強調(diào)實用性的同時，也不完全放棄對公式推導(dǎo)能力的教學(xué)，采取理論聯(lián)與工程實際相結(jié)合的方式，在提高學(xué)習(xí)主動性的同時，增強對基礎(chǔ)理論的認知。

流體力學(xué)的現(xiàn)象范文3

關(guān)鍵詞:多媒體教學(xué);工程流體力學(xué);教學(xué)效果

中圖分類號:G642.0　文獻標(biāo)志碼:A　文章編號:1673-291X(2010)03-0247-01

一、前言

隨著計算機技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體教學(xué)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(xué)手段開發(fā)學(xué)習(xí)資源,構(gòu)建新的教學(xué)模式,達到最佳教學(xué)效果,成為國內(nèi)外提高教學(xué)質(zhì)量、改革教學(xué)方式的重要手段。

本文通過工程流體力學(xué)教學(xué)實踐,探討多媒體教學(xué)在授課過程中產(chǎn)生的效果。提出了在工程流體力學(xué)教學(xué)活動中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。達到優(yōu)化教學(xué)效果的目標(biāo)。

二、傳統(tǒng)教學(xué)模式的利與弊

傳統(tǒng)教學(xué)模式歷史悠久,教育理論成熟,已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。在傳統(tǒng)教學(xué)中,通過教師的形象、生動的講述,學(xué)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(xué)而言,教學(xué)內(nèi)容不可避免地會涉及到數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式即可以留給學(xué)生更多的思考時間,同時又可以加深學(xué)生對公式推導(dǎo)過程的理解,加強記憶。然而傳統(tǒng)式教學(xué)主要依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件,是以教師為主體的教學(xué)模式,從而大大降低了教學(xué)效率,也扼殺了學(xué)生個性的發(fā)揮和創(chuàng)意的產(chǎn)生。

三、多媒體教學(xué)的特點

多媒體教學(xué)以其鮮明的教學(xué)特點,豐富的教學(xué)內(nèi)容,形象生動的教學(xué)情景,在教學(xué)過程中發(fā)揮了重要的作用:

第一,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,有利于提高課堂效率。興趣是學(xué)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(shù)綜合應(yīng)用文字、圖片、動畫和視頻等資料來進行教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式的單調(diào)性。而且多媒體教學(xué)可以充分發(fā)揮學(xué)生聽覺、視覺等器官對信息的接收,對學(xué)生的眼、耳等器官進行多重刺激,從而活躍學(xué)生的思維,增強學(xué)生記憶力,提高課堂效率。第二,直觀、易懂,有利于提高教學(xué)質(zhì)量。流體力學(xué)是從力學(xué)的觀點出發(fā),主要研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué),在日常生活和各種工程實際中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,是動力工程和流體機械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。與固體的運動規(guī)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(fù)雜現(xiàn)象。多媒體教學(xué)手段能夠通過圖片、動畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復(fù)雜的流動現(xiàn)象,使學(xué)生較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量。第三,增加教學(xué)容量,節(jié)約空間和時間。工程流體力學(xué)研究內(nèi)容較多,涉及范圍較廣,在有限的課時內(nèi)傳授給學(xué)生的信息量較大。傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優(yōu)勢,授課的信息量明顯增多,教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生在有限的時間內(nèi)接收更多的知識,開闊了學(xué)生視野,增加課堂知識的容量,提高了教學(xué)的效率。

四、多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合

多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著摒棄一切傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,而是將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合,揚長避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,更好地服務(wù)于教學(xué)工作。

工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要包括兩大部分,理論教學(xué)和流體力學(xué)實驗教學(xué)。

工程流體力學(xué)理論教學(xué)部分包含大量流體力學(xué)的基本概念、基本方程和一些復(fù)雜的流動現(xiàn)象。例如在教學(xué)過程中,流體靜力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過程依然使用傳統(tǒng)教學(xué)中的板書,這樣既可以留給學(xué)生足夠的思考時間,又可以加深學(xué)生對公式推導(dǎo)過程的理解,加強學(xué)生的記憶能力。而對于某些基本概念和特定的流動現(xiàn)象,可以通過多媒體教學(xué)手段,加深學(xué)生對基本概念和流動現(xiàn)象的理解。

流體力學(xué)實驗是流體力學(xué)教學(xué)中的重要組成部分之一,貫穿于課程始終。現(xiàn)行流體力學(xué)教學(xué)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(shè)備等多種因素的影響,學(xué)生選擇的范圍極小,在很大程度上制約了學(xué)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(xué)實驗教學(xué)的要求。然而引入多媒體教學(xué)手段以后,學(xué)生可以靈活地改變實驗條件,演示各種實驗現(xiàn)象。

參考文獻:

流體力學(xué)的現(xiàn)象范文4

關(guān)鍵詞：行業(yè)類高校；高等流體力學(xué)；電力特色

作者簡介：張莉（1973-），女，河南商丘人，上海電力學(xué)院能源與機械工程學(xué)院，教授；李永光（1957-），男，湖南長沙人，上海電力學(xué)院科研處處長，教授。（上海 200090）

基金項目：本文系上海電力學(xué)院研究生學(xué)位課程建設(shè)項目（項目編號：YKJ-2012004）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0086-02

2007年，上海電力學(xué)院（以下簡稱“我校”）熱能工程二級學(xué)科首次招生，“高等流體力學(xué)”首次開課，授課人數(shù)20余人，隨后幾年間授課人數(shù)逐年增長。2012年我校動力工程與工程熱物理一級學(xué)科又增設(shè)了工程熱物理、動力機械及工程兩個二級學(xué)科，“高等流體力學(xué)”授課范圍擴大的同時，授課人數(shù)也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數(shù)量較少、研究生培養(yǎng)歷史較短以及師資力量相對薄弱等方面的原因，課程教學(xué)的教材只能選用已有的教材。在組織教學(xué)內(nèi)容的過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教材普遍存在一些問題，如過于強調(diào)基本理論、對數(shù)學(xué)知識的要求偏高、工程應(yīng)用方面涉獵很少，或者有些工程學(xué)科專業(yè)的相關(guān)研究生教材又往往缺乏理論深度，工程應(yīng)用背景針對性強，有的強調(diào)高速氣動、有的強調(diào)水動葉柵流動、有的強調(diào)渦動力學(xué)等等。鑒于此，作為行業(yè)類非重點高校，在“高等流體力學(xué)”課程的教學(xué)中有必要結(jié)合我校電力特色進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的研究和探討。

一、課程教材的調(diào)研

為了能更好地做好此次教學(xué)研究工作，課程組首先對高校相關(guān)研究生專業(yè)的“高等流體力學(xué)”教材進行了調(diào)研，分別對清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、華北電力大學(xué)、東北電力大學(xué)等國內(nèi)若干所大學(xué)相關(guān)課程的教材及內(nèi)容做了簡單分析。

從調(diào)研情況看，所有高校都對流體力學(xué)的基本理論很重視，主要教學(xué)內(nèi)容均包括了流動的基本概念和基本方程、流體運動學(xué)、勢流理論、渦旋流動、理想流體流動、粘性流體流動等，目的是使研究生通過學(xué)習(xí)流體的運動規(guī)律，掌握研究流動的方法進而分析解決實際的工程流動問題。同時，各高校的教材和主要教學(xué)參考書還注重與自身學(xué)科研究方向的結(jié)合，課程的某些重點內(nèi)容與培養(yǎng)方向相接軌，突出了自身的特色。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“高等流體力學(xué)”作為研究生學(xué)位課，其教學(xué)內(nèi)容在注重理論基礎(chǔ)的同時，還必須要與自身的相關(guān)學(xué)科研究方向相結(jié)合，在注重通用理論的基礎(chǔ)上，形成自己的特色。

二、我校授課對象的情況分析

做好此次的教學(xué)研究工作，還必須對我校的授課對象有一個清楚的認識。目前，“高等流體力學(xué)”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程三個二級學(xué)科的研究生學(xué)位課程。盡管上述三個二級學(xué)科涉及能源、動力、機械等寬廣的工程領(lǐng)域，但結(jié)合我校的電力特色，這三個二級學(xué)科主要是為電力行業(yè)培養(yǎng)高級的專業(yè)人才，而在電力行業(yè)中流動現(xiàn)象多存在于流體機械、動力機械、換熱設(shè)備、容器、管道等部件，因此，在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)在透徹講解流體力學(xué)微分方程組的基礎(chǔ)上，注重聯(lián)系工程實際，偏重于講解流體在上述部件中的流動以及與這些部件間的相互作用。

研究生生源的實際情況也是教學(xué)過程中需要考慮的因素。到目前為止，我校共招收6屆研究生，通過向歷屆學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)有以下情況存在：部分同學(xué)跨專業(yè)（如：數(shù)學(xué)專業(yè)、電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)、計算機與信息專業(yè)等）考入學(xué)校，本科階段沒有學(xué)習(xí)過“工程流體力學(xué)”課程；即使是研究生與本科專業(yè)背景相同的同學(xué)，他們也普遍認為”工程流體力學(xué)”較難，碩士入學(xué)考試時，大都不選考“工程流體力學(xué)”，這也使得他們可能在大三、甚至大二學(xué)完以后，再也沒有系統(tǒng)地梳理過流體力學(xué)知識。由于各高校專業(yè)方向的側(cè)重點不同，大部分同學(xué)對電力行業(yè)內(nèi)的流體知識也不是特別了解；考入學(xué)校的學(xué)生多數(shù)為調(diào)劑生，入學(xué)成績整體不高。這些情況都表明，我校碩士研究生入學(xué)時的流體力學(xué)知識基礎(chǔ)相對比較薄弱，需要在授課過程中講授深層次新知識的同時，及時地對基礎(chǔ)知識進行回顧和提醒。

三、教學(xué)內(nèi)容的組織

基于以上的調(diào)研和分析，課程組首先對教材進行了選取，對教學(xué)內(nèi)容進行了組織。

1.教學(xué)目標(biāo)的明確

“高等流體力學(xué)”是為工程熱物理、熱能工程以及動力機械與工程專業(yè)研究生設(shè)置的專業(yè)學(xué)位課程。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合長期本科教學(xué)的經(jīng)驗，確定了課程的教學(xué)目標(biāo)：通過對流體力學(xué)的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動、粘性不可壓縮流體的流動、層流邊界層與紊流流動、理想可壓縮流體等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，深化學(xué)生對流體力學(xué)基本內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的理論水平，為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎(chǔ)。

2.教材的選用

“高等流體力學(xué)”是動力工程及工程熱物理學(xué)科的一門傳統(tǒng)課程，有很多課程教材可供選用。通過調(diào)研比較，西安交通大學(xué)有關(guān)電力生產(chǎn)的學(xué)科研究方向與我校的研究方向比較吻合，其在“動力工程及工程熱物理”一級學(xué)科中的學(xué)位課 “高等流體力學(xué)”選擇了西安交通大學(xué)出版社出版、張鳴遠等編著的《高等流體力學(xué)》一書作為教材，課程組通過對該書內(nèi)容的分析，也一致認為張鳴遠等編著的《高等流體力學(xué)》比較適合我校側(cè)重于電力人才培養(yǎng)的需求，因此決定選用該書作為本校“高等流體力學(xué)”課程的教材。與此同時，將調(diào)研中搜尋到的各有特點的教材作為參考書目推薦給學(xué)生供他們參考使用。

3.教學(xué)內(nèi)容的組織

在進行“高等流體力學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的組織時，結(jié)合我校研究生培養(yǎng)方案和學(xué)科建設(shè)，既照顧到經(jīng)典流體力學(xué)的通用知識，又重視課程知識的針對性、行業(yè)應(yīng)用的特殊性、學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣以及與學(xué)校其他研究生課程的關(guān)聯(lián)性。課程內(nèi)容的組織主要從以下幾個方面考慮：

（1）奠定扎實基礎(chǔ)?！案叩攘黧w力學(xué)”是一門系統(tǒng)性、邏輯性較強的課程，作為碩士研究生的學(xué)位課，在加深學(xué)生對流動所伴隨的物理現(xiàn)象的認識、概念的建立及規(guī)律分析的同時，還應(yīng)努力加深學(xué)生學(xué)科知識分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解決流體力學(xué)問題的水平及能力。

（2）突出電力生產(chǎn)特色。針對我校研究生的專業(yè)背景和學(xué)科研究方向，強調(diào)本學(xué)科與電力生產(chǎn)流程和設(shè)備的結(jié)合，強化學(xué)生應(yīng)用流體力學(xué)知識，認識并解決相關(guān)電力工程問題的能力。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實踐相結(jié)合，保持基礎(chǔ)理論知識與工程應(yīng)用知識的相對平衡。

（3）注重課程的關(guān)聯(lián)性和完整性。在關(guān)聯(lián)性方面，首先與本科階段的教學(xué)內(nèi)容要有恰當(dāng)?shù)姆止ず豌暯樱浯我苊馀c其他相關(guān)課程之間缺乏銜接；在自身內(nèi)容體系的完整性方面，既要注意到對數(shù)學(xué)知識回顧和補充的必要性，又要對工程中不常見的復(fù)雜流動概念的介紹有所兼顧。

考慮以上幾個方面，課程組將教學(xué)內(nèi)容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量運算分析”、“場論知識”的回顧以及曲線坐標(biāo)、張量分析知識的補充；第二部分“流體力學(xué)的基本方程”主要介紹流體力學(xué)的基本概念，流體力學(xué)的控制方程組以及一些相關(guān)的重要定理；第三部分“理想不可壓縮流體的流動”介紹平面勢流，空間軸對稱勢流和理想流體中的旋渦運動，其中對平面勢流里的復(fù)位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點講解；第四部分“粘性不可壓縮流體的流動”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解，小雷諾數(shù)流動，層流邊界層流動和紊流，其中對工程中應(yīng)用較多的層流邊界層流動和紊流做重點講解；第五部分“理想可壓縮流體的流動”分別介紹一維流動和平面流動，其中對一維流動做重點講解。

四、教學(xué)模式的探討

學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在不斷地發(fā)生變化，這就需要教師不斷根據(jù)實際情況，進行教學(xué)模式的探討，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，使他們在有限的學(xué)習(xí)時間中學(xué)習(xí)好內(nèi)容繁多的“流體力學(xué)”。

1.教學(xué)方法

“高等流體力學(xué)”是一門基礎(chǔ)課，基本概念和基礎(chǔ)理論部分內(nèi)容較多，涉及的公式推導(dǎo)也比較多，傳統(tǒng)的“黑板板書”的教學(xué)手段對教學(xué)信息的處理和呈現(xiàn)都比較單一，造成學(xué)生對于傳熱學(xué)內(nèi)容的理解和掌握有一定的難度。為此，課程組以教材為藍本編制了電子課件，教學(xué)中采用板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)模式，突出傳統(tǒng)板書中能夠清晰講解復(fù)雜理論推導(dǎo)的優(yōu)點，充分利用多媒體教學(xué)信息量大、圖像清晰生動的特點。經(jīng)過一段時間的嘗試，這種教學(xué)方法既達到了避免研究生在課堂上因長時間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞的問題，又有利于他們理解并掌握復(fù)雜的流體力學(xué)基本理論的教學(xué)效果。

2.教學(xué)手段

盡管本課程以課堂講授教學(xué)方式為主，但要避免“填鴨式”的講授，要注重以啟發(fā)式講授為主的多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，提高課堂教學(xué)的趣味性，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性。課程組結(jié)合本科“工程流體力學(xué)”多年的教學(xué)經(jīng)驗，在教學(xué)過程中注意做到幾個注重：注重物理概念與數(shù)學(xué)方法的有機結(jié)合，強調(diào)物理含義的數(shù)學(xué)表示以及數(shù)學(xué)內(nèi)容的物理解釋；既注意嚴格的理論推導(dǎo)，又注意敘述的深入淺出；注重教學(xué)思路，教學(xué)方法，在引進概念介紹方法時，突出解決問題的思維方法及推理要點；注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內(nèi)容，以豐富學(xué)生思維和聯(lián)想能力；注重引導(dǎo)學(xué)生圍繞課程內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，同時再結(jié)合課程組教師的科研積累，搜集并提煉出了大量與電力生產(chǎn)緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，提升課堂教學(xué)的互動效果，增強學(xué)生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。

3.輔助教學(xué)

僅僅通過課堂上對教材的學(xué)習(xí)是遠遠不夠的，還必須配套地做大量的習(xí)題，才能較好地使學(xué)生掌握具有理論性強、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的“高等流體力學(xué)”課程?？紤]到我校研究生教學(xué)的特點，課程組根據(jù)教材的主要內(nèi)容編寫了典型習(xí)題集。習(xí)題集力圖做到習(xí)題具有典型性，能夠?qū)?yīng)教學(xué)內(nèi)容的各個知識點，學(xué)生通過習(xí)題的練習(xí)，能有效地掌握教材中的基本知識。此外，習(xí)題集中的習(xí)題也盡可能地結(jié)合電力生產(chǎn)中的流動問題，幫助學(xué)生對專業(yè)關(guān)聯(lián)工程問題進行認識和思考，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。

4.課程考核

課程考核成績應(yīng)該能夠較為客觀地反映學(xué)生對課程的整體學(xué)習(xí)情況。為了全面地反映學(xué)生的全程學(xué)習(xí)過程和最終的學(xué)習(xí)效果，課程組經(jīng)討論明確了課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合評定得出，平時成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時成績包含作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等幾部分。期末考試采用筆試形式，考試試卷從建立的試卷庫中隨機抽取。

期末考試是課程考核的重頭戲，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時也為了增強教師的工作責(zé)任心，實行考、教分離是一個較好的督促辦法。為此，2012年課程組根據(jù)課程的教學(xué)要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學(xué)大綱的要求，內(nèi)容豐富、形式多樣、題型一致，試題表述清楚，要求明確，無偏題、怪題，難易得當(dāng)，考核的知識點覆蓋面寬，能考核學(xué)生掌握知識以及應(yīng)用知識進行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份，至少夠三年使用，隨著試卷庫的使用，課程組還擬將對試卷庫進行不斷擴充。

五、結(jié)束語

“高等流體力學(xué)”的日常教學(xué)工作一個任重而道遠，為了適應(yīng)高等流體力學(xué)服務(wù)于日新月異的學(xué)科發(fā)展的需求，提高該學(xué)位課程的教學(xué)效果，更好地為本校研究生人才培養(yǎng)服務(wù)，課程組將把教學(xué)研究工作不斷地持續(xù)進行下去，搜集最新最前沿的相關(guān)信息以補充教學(xué)內(nèi)容，探討教學(xué)模式以提高教學(xué)效果，及時對習(xí)題庫和試卷題庫進行更新。相信只要教師多花一點時間，多動一點腦筋，多找一些教育學(xué)生的切入點，因材施教，一定能取得好的教育效果。

參考文獻：

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[2]董守平.高等流體力學(xué)[M].東營：中國石油大學(xué)出版社，2006.

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[4]王松嶺.高等流體力學(xué)[M].北京：中國電力出版社，2011.

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流體力學(xué)的現(xiàn)象范文5

[關(guān)鍵詞]流體力學(xué) 教學(xué)方法 生活常識

一、前言

《工程流體力學(xué)》是機械類各專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程主要講述流體力學(xué)的基本原理及其在工程中的應(yīng)用。它是為學(xué)生后面專業(yè)課的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對學(xué)生的要求較高，但由于該課程對學(xué)生的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)以及綜合分析和處理問題的能力的要求較高，因此學(xué)生普遍反映是一門難學(xué)的課程。為了讓學(xué)生較好地學(xué)習(xí)這門課程，任課應(yīng)該做到以下幾點。

二、方法

1.上好緒論課

緒論課不僅僅是指《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的開始，同時也應(yīng)該是每一章的前言介紹。

在緒論課的教學(xué)上，教師應(yīng)該把握以下三點：(1)樹立學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的信心。由于上新課的學(xué)生可能從各種渠道了解的流體力學(xué)是一門難學(xué)的課程，從而對該課程產(chǎn)生畏懼感，學(xué)生就會帶著一種逃避心理去學(xué)習(xí)，僅僅接受課堂上的知識，而自己不去鉆研思考，這樣是學(xué)不好該課程的。教師要讓學(xué)生感覺到，這門課程并不難學(xué)，其實我們在中學(xué)的時候已經(jīng)接觸到了其中的很多內(nèi)容，只是現(xiàn)在表述發(fā)生了變化或者增添了新的內(nèi)容，使該學(xué)科體系更加完善、合理；(2)教師需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)習(xí)的最大動力，教師應(yīng)該讓學(xué)生直觀形象地了解工程流體力學(xué)的廣泛應(yīng)用性以及內(nèi)容的趣味性，將一些學(xué)生感興趣的與日常生活或生產(chǎn)實際有關(guān)的例子介紹給學(xué)生；(3)突出課程的重要意義和實踐價值。教師應(yīng)在緒論課中做到精心組織策劃，讓學(xué)生了解該學(xué)科體系的研究對象和研究方法，讓學(xué)生知道為什么要學(xué)習(xí)該課程，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該用什么樣的方法去學(xué)習(xí)。

在大多數(shù)的教材中，在每一章之前，都會有一段比較簡短的文字介紹，告訴學(xué)生本章的知識點以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)方法，這是比較重要的一個部分，能夠使學(xué)生站在一定的高度把握整章的內(nèi)容，知道各知識體系之間的相互結(jié)構(gòu)，但是學(xué)生在閱讀的時候往往會忽略的，以至于學(xué)完課程之后，只能對簡單的問題進行分析處理，遇到復(fù)雜的問題就不知道從哪個地方著手，因此需要教師在講課時加以強調(diào)。

2.及時對所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)

工程流體力學(xué)是以流體作為研究對象的，所涉及的概念比較多，容易讓學(xué)生產(chǎn)生混淆。如果及時的對所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)，就會加深學(xué)生對概念的理解和記憶。例如，流體力學(xué)中有幾個比較重要概念，理想流體、定常流動、不可壓縮、平面流動、無旋運動等等，在任何一本教材中，這些概念都不是同時出現(xiàn)的，學(xué)生可能會對某些概念產(chǎn)生遺忘，或者是知道概念，但不知道具體該如何去應(yīng)用，因此在相關(guān)概念介紹完之后，可以建立如下的表1，使個概念的物理含義，數(shù)學(xué)表達式一目了然。由于目前流體力學(xué)教材大多按照由淺入深的原則編寫，即先講靜力學(xué)后講動力學(xué)；先講一元流動后講平面流動；先講理想流體后講粘性流體。各章的內(nèi)容分得比較細，每一章都有許多公式和理論，各公式的得出也分別采取了不同的方法，給人以流體力學(xué)的理論模型和公式非常之多難于掌握的感覺。實際上，這些理論和公式大多是交叉重復(fù)的，因此對于教材中出現(xiàn)的流體靜止的微分方程、理想流體的運動方程以及N-S方程也可以放在一起加以總結(jié)。

另外，在有些時候，學(xué)生學(xué)完了一章的內(nèi)容，卻不清楚這一章到底在研究一個什么問題，這就更需要教師在上課時進行總結(jié)。以文獻[1]的第四章為例，在前面的及格小節(jié)中介紹了流體運動狀態(tài)、紊流的分布狀況等等，學(xué)生學(xué)完之后往往會產(chǎn)生疑惑：為什么要研究這些東西?其中哪些是重點?作為教師應(yīng)該及時告訴學(xué)生，這一章研究的是如何計算粘性流體的流動損失，其中關(guān)鍵的是沿程阻力系數(shù)的計算，而沿程阻力系數(shù)與流體流動的狀態(tài)有關(guān)，層流可以有定解，而紊流中影響沿程阻力系數(shù)的因素過多，大多數(shù)用半理論半試驗的方法求解，前面的內(nèi)容是為后面做鋪墊的，主要講述了研究流體的一種思路，這樣學(xué)生才能夠站在一定的高度去學(xué)習(xí)和思考。

表1 物理概念和表達式的對應(yīng)關(guān)系表

3.將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來

學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候，往往會把自己新學(xué)到的知識和原有知識進行聯(lián)系，同時做出比較。教師應(yīng)該掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，積極引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)。例如在講解伯努力方程時，為了加深學(xué)生對公式的記憶和理解，可以將方程兩邊同乘以mg，所得到的結(jié)果類似于中學(xué)所學(xué)到的機械能守衡，首先使學(xué)生了解到伯努力方程的實質(zhì)是能量守衡；但是與機械能守衡相比多出來pm/ρ=pV一項，可以解釋成因為流體的流動性，整個流體不是一個整體，流體之間還存在壓力能的作用，讓學(xué)生進一步理解的流體的流動性所產(chǎn)生的影響；最后可以使學(xué)生清楚地理解每一項的含義：位置水頭、速度水頭以及壓力水頭。同樣的，在學(xué)習(xí)靜止液體的壓強分布是可以和中學(xué)的壓強計算公式聯(lián)系起來，學(xué)習(xí)動量方程的時候可以和中學(xué)的沖量定律聯(lián)系起來等等。

流體力學(xué)的理論性較強，公式較多，學(xué)生的理解比較困難，也缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)興趣，需要教師在講課過程中不斷和生活相聯(lián)系。需要教師在課程的講解過程中，多穿插一些實際生活中的現(xiàn)象，與課本中的理論結(jié)合起來講，可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講流體的粘性時，可以讓學(xué)生比較水的粘性和糖漿的粘性；在講解流體流動的兩種狀態(tài)的時候，可以讓學(xué)生回想輕輕打開水龍頭時的現(xiàn)象：開始水流是一非常細的層流細流，隨著水流下降，在重力加速度作用下，速度逐漸加快，水滴開始飄動，水流由層流轉(zhuǎn)化為紊流；在在講解因邊界層分離而產(chǎn)生的壓差阻力，可以談?wù)劕F(xiàn)實中的克服壓差阻力的方法，一是將物體表面做成流線型(如汽車)，二是增大物體表面的粗糙度，增大紊流度(如壘球)，從而推遲邊界層的分離。

4.注重對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)

“授人以魚，不如授人以漁”。《工程流體力學(xué)》不同于其它力學(xué)，所用的研究方法――歐拉法――是學(xué)生首次遇到的，讓學(xué)生掌握方法顯得尤為重要。另外，由于課堂教學(xué)時間的限制，教師不可能把每一個問題都講透徹，就需要學(xué)生自己課后去領(lǐng)悟。例如，在講解水擊的形成、音速以及激波的時候，為了滿足定常的條件，都用到了相同的坐標(biāo)建立方法和分析方法，教師在課程上只需要講清楚一個問題，剩下的只需要強調(diào)幾個物理現(xiàn)象之間的區(qū)別以及由此產(chǎn)生不同的結(jié)論就可以了，這樣既提高了了學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)方法的能力，又節(jié)約了課堂教學(xué)時間。同樣的還有流體運動方程的推導(dǎo)、相似準則數(shù)表達式的推導(dǎo)等等。

三、結(jié)束語

綜上所述，上好緒論課、及時對所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)、將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來以及讓學(xué)生注重對學(xué)習(xí)方法的學(xué)習(xí)是教師在講授《工程流體力學(xué)》課程中需要注意的幾個方面，這四個方面在實際講課中并沒有明顯的界線，是相互聯(lián)系的：上好緒論課是課程前的準備，及時對所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)是課程后的復(fù)習(xí)，而將流體力學(xué)知識與中學(xué)知識和生活聯(lián)系起來以及讓學(xué)生注重對學(xué)習(xí)方法的學(xué)習(xí)是方法和手段。如何提高《工程流體力學(xué)》課程的教學(xué)水平是一個十分廣泛而復(fù)雜的課題，以上只是筆者在教學(xué)改革中的一些體會和認識，其中許多問題尚需進一步探索和研究。

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流體力學(xué)的現(xiàn)象范文6

根據(jù)流體力學(xué)課程的性質(zhì)、特點，結(jié)合自身的工程實踐經(jīng)歷和教學(xué)體會，文章從優(yōu)化教材內(nèi)容、提煉講授方法、發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢、挖掘多媒體教學(xué)潛力、培養(yǎng)學(xué)生科研能力等方面，探討了流體力學(xué)課程教學(xué)改革的具體措施和成效，提出了有益于學(xué)生理解流體力學(xué)重點內(nèi)容的教學(xué)方法。此研究對改善流體力學(xué)課程的教學(xué)效果、探索大專業(yè)背景下的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)； 教學(xué)改革； 實踐教學(xué)； 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：

10052909（2013）04004103

流體力學(xué)是關(guān)于流體機械運動規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是力學(xué)的一個分支。中國各高校的土木工程、流體機械、農(nóng)林、石油化工等專業(yè)均開設(shè)了流體力學(xué)課程，它屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。

該門課所涉及的基本原理和基礎(chǔ)理論對專業(yè)課的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以至解決工程實際問題等起著非常重要的理論支撐作用和指導(dǎo)意義。尤其對于工科學(xué)生，他們畢業(yè)后大部分在生產(chǎn)一線從事技術(shù)管理工作，必須具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)用和現(xiàn)場協(xié)調(diào)能力。這就要求流體力學(xué)課程教學(xué)將理論知識與實踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，將課堂教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，不斷改進教學(xué)方法，積極探索適應(yīng)工科學(xué)生專業(yè)設(shè)置和就業(yè)主導(dǎo)方向的課程教學(xué)新模式。蘭州交通大學(xué)在土木工程、環(huán)境工程、市政工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能動力工程等專業(yè)均開設(shè)了流體力學(xué)課，在長期的教學(xué)實踐中積累了一些該課程的教學(xué)體會。

一、優(yōu)化教材內(nèi)容，課堂講解力求深入淺出

流體力學(xué)課程體系的主要內(nèi)容包括基本理論和實驗兩大部分。由于流體力學(xué)學(xué)科的快速發(fā)展以及社會對各專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)要求的不斷變化，有些在用教材已不能滿足教學(xué)要求。因此，教師在備課時要盡可能多地參閱質(zhì)量高、實用性強的教材，力求對同一個問題進行多角度分析。教學(xué)中應(yīng)將不同教材版本的不同提法告訴學(xué)生，讓學(xué)生課后獨立思考并提出自己的見解。在制定教學(xué)計劃時，應(yīng)該從課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性出發(fā)，將教材原有章節(jié)順序重新調(diào)整，便于學(xué)生對相關(guān)知識的理解。比如，在講解流體運動學(xué)基礎(chǔ)、動

力學(xué)基礎(chǔ)時，先從粘性流體三維不可壓縮流動的運動微分

方程（即N-S方程）入手，對實際流體的流動特征進行描述，學(xué)生就可獲得流體動力學(xué)的基本輪廓，進而了解只要該方程中粘性力項為零就可得到理想流體運動微分方程。在此基礎(chǔ)上，再令加速度項為零（即流體處于靜止?fàn)顟B(tài)或相對平衡狀態(tài)），就可得到流體平衡微分方程（即歐拉方程）。通過這一調(diào)整，省去了許多推導(dǎo)過程，而且也能讓學(xué)生對流體質(zhì)點運動的力學(xué)機制有更明晰的認識。

在課堂講解上，教師要力求做到深入淺出。流體力學(xué)中的一些公式或方程的推導(dǎo)過程很繁雜，教師過多地羅列推導(dǎo)內(nèi)容會導(dǎo)致學(xué)生的厭學(xué)情緒，甚至有些聽不懂的干脆就放棄學(xué)習(xí)。比如，在講解流體微團運動分析時，可以將多數(shù)學(xué)生兒時玩的“泥球沿坡面下滾”游戲作為例子來講解，因為大部分學(xué)生有過這樣的親身體驗，他們很容易理解泥球在滾動的同時將伴隨變形和旋轉(zhuǎn)，這樣后面的推導(dǎo)就容易被學(xué)生接受了。在講解管嘴出流時，可以學(xué)生每天接觸的水龍頭用水的例子。比如在12∶00-13∶00期間用水，12∶00時流出水龍頭的水流速度很大，隨著鍋筒內(nèi)水位的逐漸下降，到接近13∶00時用水，在同樣的水龍頭開度下，水龍頭內(nèi)的水流速度明顯要比12∶00時的流速小，學(xué)生由此很容易理解有效作用水頭與排水量的關(guān)系。

二、發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢

傳統(tǒng)教學(xué)模式即教師以講解、板書的形式將知識傳授給學(xué)生的一種教學(xué)方法。該方法在不同層次的教學(xué)活動中發(fā)揮了積極的作用。教師生動、形象的描述以及肢體語言能使學(xué)生有身臨其境之感，這種教學(xué)模式有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，教師可以根據(jù)課堂上學(xué)生的反應(yīng)來適時調(diào)整講解速度和思路，并以板書的形式突出重點和難點。流體力課程中有相當(dāng)一部分內(nèi)容是力學(xué)知識和數(shù)學(xué)知識的綜合，只有通過嚴密推導(dǎo)或作圖才能比較透徹地講清其基本原理。比如連續(xù)性方程、能量方程、動量方程、（N-S）方程等是流體力學(xué)中的經(jīng)典理論，也是難點所在。只有通過板書推導(dǎo)，學(xué)生才能理解其物理事實，明確其解決工程問題的一般思路和步驟。流體微團運動分析一節(jié)是運動學(xué)中的核心內(nèi)容，許多學(xué)生很難理解流體微團能同時具有“平動、變形（線變形和角變形）、旋轉(zhuǎn)”三種運動趨勢。這就要求教師從介紹速度分解定理入手，通過理論推導(dǎo)和對流體微團運動變形的圖示兩種方法來講解。水擊現(xiàn)象中伴隨管道中壓力和流速交替變化從而引起壓力波的“順向”及“逆向”傳播過程，如果不通過在黑板上逐步圖示的方法，學(xué)生很難明白水擊發(fā)生的物理實質(zhì)。另外，傳統(tǒng)教學(xué)方法也能展示教師的板書和繪圖功底。如果教師的書法很漂亮，徒手繪圖效果好，能增加學(xué)生對教師的敬重感，從而激發(fā)他們對流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。

三、深挖多媒體教學(xué)潛力

隨著科技的飛速發(fā)展和國家對教學(xué)投資力度的加大，現(xiàn)代化的教學(xué)手段在提高課程教學(xué)質(zhì)量上發(fā)揮了重要作用。在流體力學(xué)課程教學(xué)中，通過播放課件、視頻、教學(xué)片等，能讓學(xué)生很直觀地理解流體流動的具體特征。比如，漩渦的形成、管嘴出流時真空區(qū)的形成、兩個相鄰局部阻礙之間的干擾等現(xiàn)象，這些內(nèi)容用枯燥的文字描述是很難理解的，但利用多媒體演示，學(xué)生從動態(tài)的、形象逼真的圖像中就很容易理解流體力學(xué)現(xiàn)象。紊流是一種高度復(fù)雜的三維非穩(wěn)態(tài)、有旋流動。對其流動規(guī)律的研究一直是流體力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的熱點和難點。紊流中，存在高流速層的流體質(zhì)點進入低流速層，并與低流速層質(zhì)點發(fā)生動量交換，以及低流速層流體質(zhì)點進入高流速層與高流速層質(zhì)點發(fā)生動量交換的過程。過去教師通過板書圖示講解之后，仍有近70%的學(xué)生不理解雷諾應(yīng)力與紊流脈動的因果關(guān)系。但是，通過動漫形式顯示具有不同初速度的流體質(zhì)點進入另一流層后對兩個流體質(zhì)點速度在不同方向的影響過程，使這一復(fù)雜問題簡單化，學(xué)生也容易接受。另外，利用教學(xué)錄像，學(xué)生對流體力學(xué)現(xiàn)象尤其是大海的潮起潮落、龍卷風(fēng)運動、橋墩后尾流變化，以及1940年美國塔科馬海峽大橋由于風(fēng)振而坍塌的整個過程印象深刻。多年的經(jīng)驗表明：多媒體在教學(xué)中的運用對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣、增強求知欲、開闊視野起到了積極的作用。但是，多媒體教學(xué)潛力的開發(fā)取決于教師的前期投入，也就是說，授課前教師必須投入大量的精力制作多媒體課件，使其包含豐富的教學(xué)內(nèi)容，同時還能調(diào)動學(xué)生積極的參與意識[1]。只有這樣，作為傳統(tǒng)教學(xué)方法輔助手段的多媒體教學(xué)，才能在幫助學(xué)生理解難點、掌握重點、提高學(xué)習(xí)效率上發(fā)揮越來越重要的作用。

四、加強科研實訓(xùn)，開闊學(xué)生視野

引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動，在科學(xué)研究中增長學(xué)生的專業(yè)知識，開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。教師在完成課堂教學(xué)任務(wù)之后，就課內(nèi)某一知識點引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻，開展科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識，提高其認知水平。學(xué)生以書面形式定期反映自己在查閱文獻和學(xué)習(xí)研究中的收獲。教師根據(jù)學(xué)生書面總結(jié)的完成情況給予評價。此外，教師也鼓勵學(xué)生主動參與校內(nèi)外的科研活動，并定期寫出自己的體會交指導(dǎo)教師評定[2-3]。學(xué)生參與的科研內(nèi)容即使與其所學(xué)專業(yè)的學(xué)科領(lǐng)域有一定距離，也將得到支持，因為參與科研活動對學(xué)生能起到開闊視野、激發(fā)科研熱情、訓(xùn)練科研思維的作用[4]。同時還將進一步密切科學(xué)研究與專業(yè)學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，為學(xué)生進入更高層次的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)[3]。

流體力學(xué)是一門系統(tǒng)性和理論性都較強的課程，它既體現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)的基本思想，也反映了數(shù)學(xué)、物理、機械等多學(xué)科在現(xiàn)代工程中的交叉應(yīng)用。在學(xué)分制教學(xué)管理體制和大專業(yè)背景下的人才培養(yǎng)模式，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)來尋求合適的教學(xué)方法，構(gòu)建有創(chuàng)新特色的流體力學(xué)課程教學(xué)改革體系，是一個艱難而漫長的過程，還需要在今后的教學(xué)工作中作出更多的努力。

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Investigation and practice on multiangle teaching method of fluid mechanics

WANG Yea， LI Yaningb

（a. School of Environmental and Municipal Engineering； b. School of Automation and Electrical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu 730070， P. R. China）

Abstract：