流体力学教学(6篇)
流体力学教学篇1
关键词：工程流体力学；教学改革；探索与实践
Researchandpracticeofteachingreformmodeofengineeringfluidmechanics
LiXiaochuan，HuangXiangyong
Yangzhouuniversity，Yangzhou，225127，China
Abstract：Engineeringfluidmechanicsisthespecializedfundamentalcourseofthermalenergyandpowerengineering（TEPE）specialty.Accordingtopresentsituationinengineeringfluidmechanicsteaching，thenewwaysofteachingreformaboutthiscurriculumareputforwardinthispaperonthebasisofin—depthresearchandanalysisofthemainproblemsexistingintheteachingpractice.
Keywords：engineeringfluidmechanics；teachingreformmode；researchandpractice
工程流体力学是热能与动力工程专业重要的专业基础课，主要研究流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中应用的学科。作为一门重要的专业基础课，本课程不仅为学生学习后续专业课提供必备的基础理论知识，也为从事热能利用的有关专业技术人员从事专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位，由于多方面的原因导致课程的教学效果不是很理想，教师难“教”、学生难“学”已经成为师生的共识。因此，当前新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。根据本学院学生的教学现状，从工程流体力学课程教学中“教”与“学”方面的改革进行一些思考和探索。
1教学中存在的主要问题分析
为了有针对性地提出工程流体力学课程的改革思路，笔者对本学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行了调研，主要从课程本身的特点、教师“教”和学生“学”方面对教学质量的影响进行了调查、分析和总结。
1.1工程流体力学课程本身特点
工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容，课程涉及的知识面比较广泛，高等数学、大学物理、工程热力学等，尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外，工程流体力学课程本身研究对象是流体，研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了本课程教师难教、学生难学，教学效果不理想[1]。
1.2教师“教”的方面
从教师“教”的方法和手段来看，不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因，主要表现在以下几个方面：（1）教学方法单一、教学手段落后，教师上课自己沉浸于“讲”课的过程，单方面向学生“传授”知识，而不顾及学生“听”课的感受，忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。这种教学方式造成的危害是逐渐使学生丧失了学习的主动性和与教师交流的动力，在这种情况下，教师无法得到学生的反馈信息，从而影响教学水平的提高。（2）教学内容老旧，讲课内容局限于教材本身，没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明，理论与实际脱节，导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题、如何解决问题的疑问。（3）过于依赖多媒体课件授课，板书很少或者摒弃板书。学生反映这种授课方式速度偏快，不利于对基础知识、公式等内容的理解和消化。此外，某些教师的课件仅仅是对板书的复制，课件的制作质量不高，无法体现多媒体教学的特点[2]。（4）学生课业繁重以及新校区位置偏远带来的交通不便，导致教师在课后几乎没有时间对学生进行指导。
1.3学生“学”的方面
通过调查发现，在学生“学”的方面存在以下问题：（1）学生普遍存在学习上怕吃苦、自制力较差、学习态度浮躁的现象。（2）在上课前不提前预习本次课程所讲述的内容。（3）课堂上不能集中思想认真听课，课下提不起兴趣认真复习、做作业。
2教学改革模式的探索与实践
流体力学教学篇2
（甘肃农业大学工学院，甘肃兰州730070）
摘要：启发式教学是现代教育研究当中的一个重要课题，尤其是在高等教育全面改革的大背景下，通过启发式教学引导学生自主学习，勇于创新，让学生的个性自由发挥，充分调动学习的积极性和热情，促进学生身心的健康发展。本文主要探讨的是启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用，彻底摒弃传统的教学观念，让学生成为教学活动的主体，通过教师的启发引导，让学生更加主动地学习。
关键词：工程流体力学；启发式教学；教学实践；运用
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-2596（2015）03-0274-02
一、引言
《工程流体力学》是我国普通高等学校工科专业的基础课程，是一门研究液体和气体的机械运动规律以及应用的学科。工程流体力学在土木工程、能源、动力、环境、设备、化工、航空以及国防等领域都有很重要的应用，尤其是热能与动力工程专业的学生需要掌握系统、全面的《工程流体力学》理论知识，通过学习本课程，确保学生能够熟练地掌握流体力学的基本概念和原理，通过实验操作能够将理论知识运用到实际当中，为日后的工作和学习打下坚实的基础。鉴于此，本文主要探讨启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用。
二、《工程流体力学》传统教学理念的转变
《工程流体力学》是工科专业的一门基础学科，是力学的一个重要分支，主要目的是为了将流体力学知识充分运用到生产生活当中。工程流体力学的研究方法主要包括实验研究、理论分析以及数值计算等。其中实验研究主要是利用各种实验仪器对流体现象进行观测分析，总结出流体运动的规律，并在此基础上进行预测，通常采用模型进行实验分析；理论分析主要是根据质量守恒、动量守恒以及能量守恒等定律，加以数学分析的手段，对流体运动进行分析研究；数值计算则是利用数学语言将流体运动的普遍规律表达出来，从而获得质量守恒、动量守恒以及能量守恒的计算方程，这些方程组合在一起成为流体力学基本方程组。《工程流体力学》课程设置的根本目的是为了让学生熟练地掌握流体的机械运动规律，将其运用到实际生活当中，以此来解决各种与流体力学相关的问题，但是长久以来我们在课堂教学中所强调的是知识点的灌输，学生进行机械化的记忆，缺乏创新，因此需要对传统的教学理念进行彻底改变。
（一）帮助学生建立流体力学的思维方式
《工程流体力学》的教学大纲要求学生能够了解及应用流体力学的基本运动规律，掌握流体力学的理论研究方法。在传统教学理念中，课堂教学过分注重基本概念、基本理论和计算方法的学习，学生在应试教育的环境中对书本上的知识进行机械化的记忆，很大一部分学生对于知识点的记忆仅仅是为了完成考核任务，因此无法形成系统的知识体系，也无助于培养学生的科学的思维方式，使其在日后工作和学习当中遇到关于流体力学相关的问题时，无从下手。鉴于此，在现代教育理念下需要教师引导学生建立系统的流体力学知识体系，并学会运用科学的思维方式对流体力学相关的问题进行分析研究。①
（二）提高学生综合分析应用能力
《工程流体力学》课堂教学不仅要求学生建立科学的思维方式，还需要具备对流体力学知识的综合分析和应用能力。在传统教学理念的影响下，学生被动地接受知识，严重缺乏学习的积极性和热情，对知识和计算公式的机械化记忆，无助于培养学生的发散思维。②因此需要在《工程流体力学》课堂教学过程中引导学生对知识进行自主总结，通过对知识点的归纳总结，形成鲜明形象的记忆；与此同时在课后练习中需要增加综合性，促进学生对流体力学知识的综合应用。
（三）培养学生的实践操作能力
实验是《工程流体力学》教学活动的重要组成部分，通过实验设计来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作或活动，从而更加清晰地理解和认识流体力学规律。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”，进行“实验操作”，最终以“实验报告”的新闻形式发表“实验结果”。③在传统教学模式下，学生只能在有限的范围内进行实验操作，根本无法锻炼学生的实践操作能力，因此需要学生自主独立的进行试验操作，让学生自行设计实验内容，确定实验方案，在实践中不断提高自己的操作和知识的运用能力。
（四）充分体现学生的主体地位
传统教学与现代教学理念严重背离之处在于课堂教学活动中，教师往往处于主导地位，而作为教学活动关键核心的学生群体则成为了知识的被动接受者，单方面机械地完成课堂教学任务，无法真正达到教学的目的。这就要求，在课堂教学过程中，教师必须时刻关注教学同步，充分调动学生的参与热情，通过讨论、提问等方式，让学生真正参与到学习活动当中，学会发现问题，解决问题的方法。④
三、启发式教学的具体应用
（一）启发式教学的实质
启发式教学源远流长，历久弥新，“启发”一词最早源于古代教育家孔丘的“不愤不启，不悱不发”。朱熹解释说：“愤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。启，谓开其意；发，谓达其辞。”愤与悱是内在心理状态在外部容色言辞上的表现。就是说在教学前务必先让学生认真思考，已经思考相当长时间但还想不通，然后可以去启发他；虽经思考并已有所领会，但未能以适当的言辞表达出来，此时可以去开导他。在现代教育理念当中，启发式教学主要是指教学活动中教师依据课程学习的客观规律，引导学生积极主动自觉地掌握知识的教学方法。启发式教学可以很好地诠释教育学之间的关系，通过设置问题情境，充分调动学生参与的积极性和主动性，启发学生独立思考，发展学生的逻辑思维能力，并且通过教师的适当引导培养学生的动手操作能力和独立解决问题的能力。⑤
（二）设置问题情境
启发式教学的关键在于设置问题情境，同时也是激发学生创新思维的一种有效方式。这就要求教师在《工程流体力学》课程教学中有目的、有意识地创设各种情境，鼓励学生主动发现问题，让学生独立地进行探索分析。在《工程流体力学》课程教学过程中，学生遇到任何疑问都应该及时提出，向同学和老师进行探讨。大量的教学实践表明，提问可以充分调动学生的注意力和学习的积极性，通过提问锻炼学生的探索欲和逻辑思维能力。⑥学生在启发式教学模式下还应该增加主动性，寻找自己的兴趣点，去钻研。这样学生才会有问题意识，可以提出问题，而不是在别人背后去解答问题。另外，设置问题情境要与实际生活相融合。可以通过创设生活或工作式的教学情境，让学生真正感受到《工程流体力学》课程教学的多样性以及前瞻性，通过不断探索激发出学生潜在的学习兴趣以及好奇心。
（三）充分调动学生的主动性
在启发式教学过程中，需要充分调动学生的主动性和积极性，让学生真正意义上成为学习活动的主导者。《工程流体力学》课程需要打破传统应试教育的束缚，让学生的积极性和主动性得到充分释放。教师组织学生进行讨论时，要注意学生的反映，激发起学生发的求知欲望，引导学生通过收集资料了解流体运动的基本规律以及这些规律在工程实际中的应用，帮助他们对问题的独立思考。例如教师可以列举一些流体力学在生活和生产中广泛应用的实例，使学生了解流体处于平衡及运动状态下的力学规律，加强理论概念与现实生活的相互联系。总之，只有主动参与其中，学生才能对问题有一个深入的了解，并且能够切身地投入自身全部的精力想方设法去解决当前所面临的问题，而教师则完全不用花费大量的精力进行讲解，只需要进行适当的指引工作，使学生的自学能力能够充分发挥。⑦
实验是检验学生动手操作以及对知识运用的最佳方式，借助实验也可以充分调动学生学习的积极性和主动性。在问题情境环节中，学生大胆假设和创新提问以后，就需要通过实验对问题进行模拟分析，并得到结论。在安全的保障下，进入实验室，在教师的引导下，自己动手去做，积极探索。这样会对学习更有帮助，而这一过程会提高学生的研究热情，也可以提高学生团队的协作能力。此外，在《工程流体力学》课程教学过程中，学生还可以自由组合进行某一问题的研究，当假设足够成立的情况下，通过查询相关的文献资料，并进入实验室去寻找答案。这样一来，学生在今后的学习或者工作中，如果遇到问题，就可以真正独立地进行思考和研究。⑧
（四）建立轻松愉悦的学习氛围
建立轻松愉悦的学习氛围是启发式教学实现的前提。而长久以的来灌输式教学，让教师成为课堂教学的主体，其高高在上的形象，让不少学生产生畏惧感，这也使得学习氛围过于凝重、刻板甚至拘束。因此在教学方式上需要打破传统教学模式的束缚，改掉以往死气乏味的课堂教学，教师应该是教学活动的组织者和设计者，通过营造出民主、和谐、愉悦的课堂气氛等方式更好地帮助学生调动他们的主观能动性和积极性，鼓励学生亲自动手，并且给学生提供更多的进行流体力学讨论研究的空间和机会，让学生在独立思考、互相讨论以及动手操作中完成问题的发现与解决过程。此外，教师还需要引导学生相互尊重、相互理解，课堂气氛做到张弛有度。让学生在合作交流中真正理解和掌握《工程流体力学》的理论知识和基本技能，使他们真正成为学习的主人。⑨
综上所述，启发式课堂教学强调学生在学习过程中的主体地位。只有充分调动起学生的积极性，才能够提高《工程流体力学》课堂教学的质量。为此，本文总结了传统教学模式下《工程流体力学》课堂教学的种种弊端，然后在此基础上对启发式教学的有效途径进行了深入研究。通过营造和谐的学习氛围以及建立良好的师生关系，使《工程流体力学》课堂教学变得更加生动、形象。
注释：
①张晓宏.高校研究型教学范式之探究——启发式教学[J].教育探索，2007(3).
②朱昌流.论启发式教学的有效实施[J].教育与职业，2007(18).
③李小川.工程流体力学教学改革模式的探索与实践[J].中国现代教育装备，2012(10).
④吴翊.启发式教学再认识[J].中国大学教学，2011(1).
⑤刘全忠.关于工程专业流体力学课程教学改革的探讨[J].教育教学，2014(1).
⑥WuhanUniversity、scientificResearchPublishing.TheHeuristicTeachingPracticeBasedonInnovativeThinking[A].ProceedingsofConferenceonCreativeEducation（CCE2012）.2012(5).
⑦朱辉，陈洪杰，刘飞.CDIO教育模式下工程流体力学课程教学改革与实践[J].桂林航天工业学院学报，2013(12).
⑧刘莹.解立平.基于“卓越工程师”培养计划的工程流体力学课程教学改革初探[J].时代教育，2014(2).
流体力学教学篇3
[论文摘要]论文结合教学实践，提出了以传统教学模式为主、以现代化教学手段为辅的教学方法。结合实例讲清楚基本概念，够用为度重点突出理论公式的应用是常规教学应遵循的模式，并与多媒体辅助教学手段有机地结合起来，力求课堂教学的形式和方法多样化，既能保证课堂信息量大，又能避免单纯多媒体授课的不足，达到提高教学效果、提升教学质量的目的。
一、前言
《流体力学》是研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学，它建立在现场观测、实验室模拟、经典理论分析、数值计算基础上，具有严谨的理论性、原理的抽象性、概念多、方程推导繁杂等特点，对学生具备高等数学知识及综合分析与处理问题能力的要求较高，因而大部分学生觉得该课程抽象、枯燥、难懂，普遍缺乏对流体力学理论的感性认识，都有某种程度的畏惧感，导致教师难教、学生难懂成为较普遍的现象。
我校机械设计制造及自动化、过程装备与控制工程、土木工程、安全工程、采矿工程、环境工程、矿物加工工程、建筑环境与设备工程、工程力学等专业的学生都须具备不同程度的流体力学知识和技能，它是各专业后续课程如：液压传动、水力学、流体机械、空气调节、传热学等课程的基础。
为此，作者通过教学实践，就多样化的教学方法、更新的教学内容、引入高科技的教学手段等方面进行探讨，以期提高《流体力学》的教学质量。
二、以传统课堂教学为主
《流体力学》的课程体系分为基本理论、基本应用和专门课题三大知识模块，它要求学生具备扎实的微积分知识、力学知识等。学生在接触流体力学课程伊始，对抽象的理论理解速度慢，对枯燥的公式及其推导过程容易厌烦，因而《流体力学》的教学应该以传统教学方法为主。因为在传统的课堂教学中，学生获取知识主要是听教师讲课，通过板书教师细致耐心地阐述概念、推导公式、突出重点、强调难点，以学生容易接受的讲课速度，留给学生更多的思考和消化的时间，再配合上教师的表情、手势、师生之间的互动，会达到很好的教学效果。
(一)结合实例，讲清楚基本概念
流体力学的概念多、现象多，且很多概念和现象比较抽象，难以理解，诸如：拉格朗日法、欧拉法、流线、迹线、边界层等。因而利用身边的实例对这些抽象的概念进行讲解，例如在讲授描述流体运动的两种方法——拉格朗日法和欧拉法时，学生们很难理解。为了将概念通俗化，上课时笔者以城市公共交通部门统计客运量所采用两种方法为例：①在每一辆公交车上安排记录员，记录每辆车在不同时刻（站点）上下车人数，此法类似于拉格朗日法的质点跟踪，它与迹线的定义对应；②在每一公交站点安排记录员，记录不同时刻经过该站点车辆的上下车人数，此法等同于欧拉法，与流线的定义对应。
在讲解伯努利方程原理的时候，例举1912年“豪克”号铁甲巡洋舰与同行疾驶“奥林匹克”号远洋轮相撞的船吸现象，让学生清楚掌握流体的压强与它的流速有关，流速越大，压强越小；反之亦然。
概念是公式推演的基石，没有准确的概念，后续的公式推演几乎难以为继，清晰的概念会使公式的讲解和推演变得更加简易。利用浅显易懂的生活实例来阐述抽象的概念及其之间的内部联系和区别，教师易教、学生易懂，将会达到事半功倍的效果。
（二）以用为度，重点突出理论公式的应用
伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的具体应用，是流体静力学和流体动力学的基础，始终贯穿着整篇教材。在讲解该理论公式的时候，先从容易理解的静力学平衡微分方程推导开始，强调公式所依据的原理是牛顿第二定律，假设条件是平衡、理想、静止的流体，重点引导学生如何理解公式各项的几何意义和物理含义，掌握公式的实际应用。这样学习到后面的动力学伯努利方程时，先易后难、循序渐进，学生就觉得不会那么深奥。在讲解相对平衡的流体压强分布规律时，就要求学生必须掌握推导过程，因为它在解决一般平衡流体内部的压强分布规律及其对固体壁面的作用力问题时非常重要。而对于连续性方程和动量方程的学习，只强调记住结论和理解公式中各个物理量的含义。这样做，有效地避免了大量公式繁琐的推导给学生带来的畏难情绪，也能够做到以用为度、重点突出。
不可否认，依靠粉笔与黑板的教学条件、以教师为主体的传统教学模式，教学形式单一，教学手段不先进，教学效率不高，适应不了课程教学学时少、受教育学生数增加的情况。
三、以现代化的教学手段为辅
当前以计算机多媒体技术为主的现代化教学手段已经普遍地应用于高校的教学中。制作教学用的视频、多媒体软件、电子课件等素材，作为课堂教学有力的辅助教学手段，可以在有限的时间内，利用图文并茂的信息传播方式，将课程内容及有关背景资料以影像、图片等形式，直观地传播给学习者，将流体力学中抽象的概念和理论具体化、形象化，激发学生学习兴趣，使得学生能够从感性认识开始，逐步上升到理性认识，进而能够达到运用知识解决问题的能力。
结合流体力学精品课程的建设，教学团队制作了流体力学多媒体电子教案，并在教学过程中不断完善，逐步取得了良好的教学效果。在设计与制作多媒体课件时，遵循课堂教学的基本规律，既发挥传统板书教学中容易带动学生思路、逐条在黑板上书写的特点，在课件制作中根据讲解的进度逐条展现公式条目等内容，同时又将难以理解、难以用语言描述的拉格朗日法和欧拉法、流线、边界层和紊流等抽象概念和流动现象，以多媒体的方式在课堂上直观地呈现出来，帮助学生建立清晰的印象。教学团队收集、制作了大量的多媒体素材，例如在讲解雷诺判据的时候，制作了雷诺实验的fliash素材，以动画的形式向学生展示了流体流动的两种不同状态，以及流态判据—雷诺数与流动速度、管径、流体种类有关系。运用多媒体辅助手段表达后，能够帮助学生很好地理解课程的重、难点，提高教学效率。利用多媒体技术，还可以制作需占用大量时间板书和不易通过板书表述的内容，提高了教学效率。
多媒体教学的内容一定要做到提纲挈领、重点突出，有所为有所不为。多媒体技术没有好坏之分，只有合理使用与不当使用之别。但是实践应用中，发现有的教师完全抛弃以往的黑板式教学模式，离开多媒体手段就上不了课；有的教师将教材内容全部照搬到了课件中，自己就成了的幻灯片放映员，“照机宣科”；有的教师制作的多媒体课件过分追求课件的美观性，界面过于华丽，淡化了教学重点；也有的教师忽略学生对课件内容理解消化的时间，致使学生的思维跟不上教师讲解的速度，降低了教学效果。上述现象将会造成一种新形式的“满堂灌”，只不过是由“人灌”变成“机灌”而已。
四、总结
流体力学作为一门专业基础课程，其重要性不言而喻。传统教学模式能够将前后知识贯通，突出重点，化烦就简、引入实例形象阐述概念原理，促进知识的系统化进程；多媒体教学能将难于理解的知识通过图文、音像生动地显现出来，帮助学生理解性记忆。借助于先进的教学手段，将多媒体辅助教学手段与传统教学方法有机地结合起来，力求课堂教学的形式和方法多样化，既能保证课堂信息量大，又能避免单纯多媒体授课的不足，才能提高教学效果、提升教学质量。以上是笔者在流体力学教学实践中的体会，愿与同行共同切磋。
基金项目：2009年安徽省教育厅《流体力学》精品课程
[参考文献]
[1]许贤良,王传礼,张军等．流体力学[m]．北京:国防工业出版社,2006．
流体力学教学篇4
关键词：工程流体力学;教学模式;教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）19-0148-02
一、引言
“工程流体力学”是航天航空、水利、能源、环境、机械、土木等学科的一门专业基础课，是一门既有很强的理论性又有很强的实践性的课程。该课程是在学生掌握高等数学、理论力学的基础上开设的，目的是使学生了解流动现象、认识流动机理，为后续的“发动机原理”等专业课程的学习奠定坚实基础。该门课程处于学生从基础课学习向专业课学习的转换阶段，起着承上启下的重要作用。因此，学习该门课程不仅要让学生掌握住流体力学的基本概念、计算方法等基础理论，还要注重培养学员理论联系实际，分析、解决问题的能力和技能，为学生专业课的学习以及从事工程技术工作奠定良好的基础。为此，国内外许多院校和教师针对该门课程做了很多的教学改革与尝试，如教学内容的改革、教学方式的改革、创新型实验室的建立、多媒体教学课件的引入，等等。这些改革取得了一定的成果，但由于该门课程理论比较抽象，公式繁多，推导过程复杂，使得工程流体力学的教学仍然存在诸多问题。
二、工程流体力学教学存在的主要问题
从笔者调研的情况来看，该门课程在教学内容、教学方法和教学手段、实践教学以及该门课程与其他课程的融合等方面均不同程度地存在一些问题。
1.理论教学内容过于陈旧，与工程实际联系不够紧密。现在工程流体力学教学内容主要包括流体力学的基本假设、流体静力学、流体力学基本方程的推导和经典流体力学问题的分析，有的还在此之前补充矢量和张量的基本知识。在课堂讲授的过程中，仍然偏重于传统理论的分析和公式的推导，教学内容比较抽象和单一，信息的表现形式过于静态化，不能反映出当前流体力学发展的最新趋势。此外，由于课程的专业性比较强，要举出与我们日常生活中和工程实际有密切关系，又具有一定深度的具体事例来讲授，并不是一件容易的事情，需要老师进行大量的课前准备工作，而许多老师比较繁忙，并不愿意花费大量的精力来准备。这样不仅会对学生的学习产生一定的影响还会造成一些抽象的概念只能依靠老师的讲述和学生的想象来完成，这不符合学生从具体到抽象、从感性认识上升到理性认识的认知过程，进而会影响到学生的学习热情，使学生对该课程的学习产生畏惧心理。
2.实践环节相对薄弱，不能适应学生创新能力培养的需求。目前该课程的主要实践环节是实验课，而现在开设的实验课多是让学生严格按照实验操作指南的操作规程测量一些简单的数据，然后把这些实验数据按照实验报告的要求进行简单处理，实验课的开设开始流于形式。一方面与课程的联系不够紧密，无法发挥实验课加深巩固理论课所学内容的作用;另一方面，学生的主动性和创造性发挥不够，不能真正起到激发学生创造性思维的作用。
3.工程流体力学课程与其他课程的融合不够，不能根据专业的特色形成比较完善的课程体系。“工程流体力学”是多个专业的专业基础课程，但这些专业开设的课程内容大同小异，没有体现相应的专业特色。由于工程流体力学课程与相应的专业课衔接不够，使得学生在工程流体力学学习过程中感到内容乏味枯燥，概念抽象;另一方面在专业课的学习过程中，学生感到流体力学课的理论基础不够扎实，不能利用相应的理论解决专业课过程中所遇到的实际问题。
针对目前流体力学课程教学存在的主要问题，笔者以及所在教学团队从培养高素质复合型人才出发，结合部队实际，深入进行教学模式和教学内容等方面的探索和研究，提出了构建该课程“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式，以顺应时代的要求，走出自己的特色。
三、应用型教学模式的主要内容
1.教学内容的优化重组。工程流体力学是理论性很强的课程，如果没有相关理论知识的讲解，学生不可能深入理解各种流动现象的本质。同时，工程流体力学主要面向工业生产的各个方面，希望学生能够用理论指导实践，因此，又具有相当强的应用性。因此，我们通过人才方案和课程标准的修订，对课程的内容进行优化调整。具体做法是：（1）本课程主要面向发动机专业的学员，因此，压缩了传统流体力学中关于水利、能源方面的内容。同时，根据后续发动机相关课程需要，加强了“相似原理量纲分析”和“粘性流体流动”章节的讲授力度，新增加了流动显示、典型流动的介绍等内容。（2）注重课程的继承性，加强了与其他相关课程联系较密切部分内容的讲解。例如，在工程流体力学之后，要开设气体动力学过程，因此，关于二者的联系与区别，可以在相关内容的讲解中提及，使学员提前了解后面所学内容。（3）压缩了“绪论”的讲授。前面的课程标准中，绪论大约占了3个学时，在学时整体压缩、注重实践的大背景下，压缩了绪论的学时数。（4）引入了数值仿真、CFD的概念和应用等内容。一方面，通过相关数值算例的相关介绍，使学员了解流体力学的最新研究成果和发展方向;另一方面，通过流体力学最新成就的介绍，激发了学员的专业热情。（5）瞄准学员任职的需要，注重与部队实际的结合。将已有的科研成果和部队装备的应用纳入教学内容，如液位的测量、压力表的校验、负压失稳破坏机理等，丰富了教学内容，突出了工程应用。
2.教学模式的改革。在广泛调研国内外院校流体力学改革和建设的基础上，我们根据本单位学生的特点，依托课程改革的环境，提出了“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式，培养学以致用的复合型人才。为了培养学员的“三个层次能力”，使理论和实践相辅相成，我们将理论授课、实践教学、毕业设计和创新研究等多种教学模式相结合，形成一个有机整体。课程学习以理论授课、实践教学为主，并在课程授课过程中启发、鼓励学员选择相应的知识点和突破点作为毕业设计和创新研究的内容进行深入研究。通过这种方式的培育，可以使学员将工程流体力学的相关基础理论与科学研究、工程实践结合起来，既巩固了基本的理论，又增强了学生解决实际问题的能力。这样不但提高了学生的创新思维，而且使积累了一定的工作经验。经过几届学员毕业设计的应用和完善，该方法取得了很好的成效。
3.实验和实践平台的搭建。一方面通过军队“2110工程”三期建设等机遇，完成了“流体力学开放型实验室”的实验教学条件建设。另一方面通过整合教学资源，加强与完善实践教学环节等方式，为学员搭建实践平台，充分发挥学员的自主性和创造性，使学员在实践中提高应用能力和创新能力。有利于学员素质的不断提升。下一步，将进一步完善相关的仪器和设备，并开设流体力学创新性实验，构建学生的创新实践拓展平台，鼓励学生将自己的新想法、新观点付诸实践行动。青年学生具有求知欲强、好奇心重的特点，通过这种方式的引导，可以激发他们的求知欲望和学习兴趣，并充分发挥他们的创新能力和实践能力。
4.科研创新条件的提供。一方面，根据“渗透融合”的教学理念，将“工程流体力学”与其他相关课程进行融合，为学员提供较为综合性的研究课题;另一方面，在科研项目中提取较为简单的内容作为学员的研究课题，让学生直接参与到科研项目中去。并通过学员自拟和教员制定下发研究课题等方式，让学员在毕业设计、模拟工程项目和创新研究中开展相关研究工作，以培养学员的科研能力和创新能力。这样有利于提高学员的动手能力和创新思维能力。将科学与教学相结合，不仅可以使课程中枯燥的知识点变得生动、鲜活些，还可以使教学的内容与时俱进，富有时代的气息。
四、结语
总之，作为工科院校的一门重要的专业基础课，工程流体力学在专业培养计划中占有非常重要的地位。通过“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式的构建，有效地解决了理论教学和工程应用联系不够紧密的问题，解决了实践环节薄弱、学员应用能力和创新能力不高，以及“工程流体力学”课程和实验与其他课程融合度不高的问题，为革新教学手段和教学方法提供了重要的平台，为提高教学水平和教学质量以及培养学员的实践创新能力奠定了坚实的基础。同时，该应用型教学模式的实施也可以为学校其他相关专业的专业课教学训练提供有力的借鉴和指导。
参考文献：
[1]李伟锋，等.依托科研优势建设面向应用特色流体力学课程[J].化工高等教育，2010，113（8）：20-25.
[2]赵存有，等.工程流体力学课程创新实践平台的构建[J].实验技术与管理，2012，29（9）：135-137.
[3]苏新兵，等.“应用流体力学”课程教学改革情况和几点体会[J].中国电力教育，2011，（19）：90-92.
[4]王明波，等.流体力学基础课程教学研究与实践[J].潍坊学院学报，2009，9（6）：142-143.
流体力学教学篇5
（1．新疆工程学院机械工程系，新疆乌鲁木齐830091；
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
TheExplorationontheSpecialisedTeachingoftheCourseofHydromechanics
FANGFei1.2LIYou－bing2JIMin－min2
(1.XinjiangInstituteofEngineering,DepartmentofMechanicalEngineeringUrumqi,UrumqiXinjiang830092,China;
2.AnhuiUniversityofscienceandTechnology,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HuainanAnhui232001,China)
【Abstract】Asaprofessionalbasiccourseinengineeringcolleges,hydromechanicsisdifficultforstudentsbecauseofitsstrongtheory,richcontent,moreknowledgepointsandalargedegreeofdifficultycoefficient.Accordingtoteachingpracticeandprofessionalismtrainingrequirementsforstudents,thispaperexplorestheconstructionofthefaculty,curriculumreform,teachingtointroductionandimprovementoftheexperimentteachingofthecourseofhydromechanics.
【Keywords】Hydromechanics;Specializedteaching;Reformofteaching;
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.
［3］徐正坦,陈鲲,马立艳.创新《流体力学》课程教学探索[J].福建工程学院学报,2008(10):487-489.
流体力学教学篇6
Abstract：Hydromechanicsisacoursecombiningtheorywithpracticeandhasabstractconcept.Thetraditionalteachingmethodisdifficulttoachievegoodteachingeffect.BasedonthepracticeandexplorationintheteachingprocessofHydromechanics，thispaperproposessomesuggestionsandmeasuresfortheteachingreform.
关键词：流体力学；过程装备与控制；教学改革
Keywords：Hydromechanics；processequipmentandcontrol；teachingreform
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1006-4311（2016）04-0206-02
0引言
《流体力学》课程主要描述自然环境中的流体运动的一般规律及特定条件下流动机理。其内容涉及基本概念的理解、公式推导、计算方法等。考虑到大二学生尚未接触实际工程问题，因此教学双方对流体力学的学习过程均存在困惑。本文针对流体力学课程的特点及教学过程中遇见的问题，对《流体力学》教学改革进行相关探索，总结教学过程中积累的经验，提出相应改进方案。
1合理运用现代化教学手段与技术
首先，以《流体力学》教材中所采用的大量流场图片为例，对流场理解的正确与否决定其学习流体力学的兴趣与积极性，传统的教学方法多采用授课教师手绘流线等方法来说明流体的流动过程，在讲解的过程中，由于流场仅仅是枯燥的曲线静态分布，无法有效吸引学生注意力，使学生对流动机理有进一步深刻认识和理解，从而降低教师的教学效率和教学效果。
在《流体力学》教学中采用多媒体课件，通过制作一些流体运动的Flas演示把流动的特性形象地展示在学生眼前，表现形式相对新颖、活泼、再加上图文并茂的效果，使学生可以直观地观察有趣的物理流体现象，通过这一环节的改进，可以主动改变沉闷的教学过程，创造出生动活泼的教学场景，激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。
其次，《流体力学》教材中涉及了大量的基本概念、假设、原理及公式推导等，据统计大量公式的推导过程占据板书时间的较大比例，这有可能造成教师无法在有效课时完成教学大纲规定的教学内容，降低教学效率。在《流体力学》教学中的应用PPT多媒体技术，复杂繁琐的公式推导可以较形象地展现在学生面前，对学生理解公式有较大好处。一旦形成这样的教学场景，那么在规定的课堂时间内必将可以细致透彻地完成教学任务，达到事半功倍的教学效果。
灵活采用各种PPT制作技术在一定程度上可以避免“多媒体”变成“单媒体”，在《流体力学》教学中对多媒体的使用多集中于流体运动学与动力学基础、圆管流动、薄厚壁孔口出流、缝隙流动及气体动力学基础等。
此外，考虑到多媒体教学蕴含的信息较大，合理分配PPT播放时间对教师的课堂教学掌控能力是一个挑战。如果“整个教学过程从头到尾充斥着大量复杂的信息、不停转动的画面，而没有充分考虑学生的思维水平和思维速度，像电视或电影画面那样一闪而过，不断向学生灌输，这样的‘填鸭’式教学形式会引起学生的‘消化不良’，扼杀了学生创作的机会”。
2建立新的教学手段模型，提高考试成绩
本文所建立的教学模型如图1所示，为提高教学效果及学生考试成绩，采用立体式的教学手段。该模型包括以下四项内容：情景式启发，多媒体技术，工程实例讲解，动态视频辅助。
情景式启发属于现代教学论范畴，创造一定的“休闲、放松、特色”的学习环境。通过营造启发式学习的氛围，让学生获得更加美好的学习体验。这种方式能充分调动学生的学习积极性，对激发学生的学习热情和学习需要能够产生有效的激励作用。
工程实例讲解是以学生常见的工程问题作为引入点，但同时大部分同学对该类问题理解不深或是出现偏颇。结合该类问题，解释其中所蕴含的流体力学定理，加深学生对该问题及相关定理的认识，无疑有利于学生学习流体力学。
动态视频辅助是一些在实际生活中难以见到，但又属于流体力学理论范围的现象再现，通过这些视频可以加深学生对流体力学相关理论的理解。
表1和表2分别为传统教学方法与改进后的教学方法对比。从表可以看出，传统教学方法下的学生多集中于60-69分数段，并且还有10.53%的学生处于60分以下，这种现象出现的原因在于学生难以理解流体力学相关原理及应用，导致其在解答流体力学试题时出现错误。而采用改进教学手段模型的学生则消除了不及格率，并且大部分学生处于70-79这个中等率分数段，说明学生已经潜意识地被新的教学手段模型所影响，在考试中可以利用所学知识顺利解决问题。同时还可以看出在优秀率及良好率，采用改进教学方式的学生成绩也较传统教学方式有所提高。
最后可以发现：采用先进教学手段的班级，无论是考试的优良率还是平均分数均比采用传统教学方法讲解的班级高出约15%左右，从而达到提高教学效果的目的。
3重组教学内容，调整知识布局
根据《流体力学》课程的教学大纲，借鉴国内外对本课程改革的成果，按照当前教学改革发展的要求对教材内容进行调整，以流体的流动为主线，将相关内容有机地融合在一起最终形成能够相互促进的教学模式，如图2所示。
课程体系分为三个部分：第一部分是不动的液体，主要讲述流体基本概念与流体静力学内容；第二部分是运动的液体，使学生掌握流体运动学及动力学规律，对简单的管道流动及缝隙流动有定性及定量的认识；第三部分是运动的气体，可以把这章内容采用视频播放加师生互动方式讲解，来培养学生独立自学的能力。
4加强实践教学，提高学生认知能力
《流体力学》实验是学生职业技能培养的重要环节，因为它的实验课题是以流体运动为背景的，如毕托管测速实验，雷诺实验等典型实验。通过选取典型的实验现象给学生展示实验结果，加深学生对流动原理、流场结构特点等信息的了解。同时教师在指导流体力学实验过程中可对部分操作手段进行相应改进，也可设计并提出一些新的实验内容。合理利用已有条件培养学生理论与实践相结合的能力，做到学以致用。
5结束语
《流体力学》教学改革是一项艰巨、长期的工作，本文从合理运用现代化教学手段与技术，建立新的教学手段模型，提高考试成绩，重组教学内容调整知识布局、加强实践教学，提高学生认知能力等三个方面论述了相关经验和具体的实施手段。虽然在一些方面探索出若干经验并取得了一定的效果，但还相对薄弱。改进教学手段，引入多种教学方法，因材施教等均可提高学生的学习和接受能力，为以后学习专业课及工作奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]成明霞.多媒体技术在电工基础教学中的实践与思考[J].科教文汇（下旬刊），2008（04）.
[2]陈颜伶.探索多媒体教学的利与弊[N].学习方法报教研周刊，2011，12.