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關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；課程改革；應(yīng)用型本科；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0123-02

計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）是一門集成了流體力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉學(xué)科。計(jì)算流體力學(xué)的基本思想為[1]：通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對包含流體流動(dòng)和傳熱等相關(guān)物理現(xiàn)象做出系統(tǒng)的分析。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

《計(jì)算流體力學(xué)》課程開設(shè)的主要目的在于使學(xué)生掌握流動(dòng)及傳熱問題數(shù)值模擬的基本理論與建模思路、掌握常用商用CFD軟件的使用方法，能夠利用計(jì)算流體力學(xué)方法解決實(shí)際研究問題[2]。課程內(nèi)容涉及了流體力學(xué)理論、數(shù)值計(jì)算理論、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)以及計(jì)算軟件的工程應(yīng)用等。課程理論內(nèi)容較多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為吃力，常處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，因此需要改進(jìn)教學(xué)策略，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)[2]。同時(shí)該課程還與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，如何將理論與工程實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，也是本課程教學(xué)中需要探討的問題。經(jīng)過多年在教學(xué)過程中的改革和摸索，下面淺談一下我們在《計(jì)算流體力學(xué)》課程改革方面的一些探索。

一、計(jì)算流體力學(xué)課程內(nèi)容

計(jì)算流體力學(xué)包含內(nèi)容甚廣，從總體上講，可按照不同的應(yīng)用領(lǐng)域分為兩個(gè)主要方向：

1.將計(jì)算流體力學(xué)自身作為對象的課程體系。該體系的研究對象為計(jì)算流體力學(xué)本身，主要以流體力學(xué)數(shù)學(xué)物理模型模型構(gòu)建、數(shù)值離散方法、高性能數(shù)值計(jì)算算法開發(fā)為主要內(nèi)容，側(cè)重點(diǎn)為計(jì)算流體力學(xué)理論及其實(shí)現(xiàn)方法。

2.以算流體力學(xué)應(yīng)用為主的課程體系。此體系以如何更好地將計(jì)算流體力學(xué)方法應(yīng)用于工程作為研究對象，主要以應(yīng)用技能為課程目標(biāo)，側(cè)重點(diǎn)為現(xiàn)實(shí)物理問題的簡化建模、利用計(jì)算機(jī)程序解決物理問題以及對計(jì)算結(jié)果的科學(xué)解釋等。

對于應(yīng)用型本科《計(jì)算流體力學(xué)》課程來講，應(yīng)當(dāng)更多地關(guān)注計(jì)算流體力學(xué)在工程中的應(yīng)用，將計(jì)算流體力學(xué)作為一項(xiàng)解決工程問題的工具，培養(yǎng)學(xué)生在利用該工具解決實(shí)際工程中的流體問題的能力[3]。

二、原有教學(xué)方法的弊端

西南石油大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)較早開設(shè)了《計(jì)算流體力學(xué)》課程，培養(yǎng)了多屆學(xué)生，積累了一些寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。然而，該課程教學(xué)方式仍不夠成熟，存在一些弊端，教學(xué)效果受到影響。這些弊端主要表現(xiàn)為：

1.教學(xué)內(nèi)容偏于理論。在教學(xué)過程中，當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容還延續(xù)中傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)的基本內(nèi)容，即：流體流動(dòng)控制方程的推導(dǎo)、離散方法及線性方程的解法等，在課程講解過程中，仍以有限差分法、有限體積法及這些數(shù)值算法的收斂性、穩(wěn)定性、計(jì)算精度等方面作為主要的講解對象，教授過程中涉及到大量的理論推導(dǎo)及數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用。在教學(xué)過程中，學(xué)生們普遍反映教學(xué)內(nèi)容難懂難學(xué)，枯燥乏味。同時(shí)大量的理論教學(xué)還影響了上機(jī)教學(xué)時(shí)間。

2.工程實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化不足。當(dāng)前教學(xué)計(jì)劃中雖然搭配了16個(gè)課時(shí)的上機(jī)教學(xué)，但仍顯不足。經(jīng)過多次的上機(jī)練習(xí)，部分學(xué)生能夠掌握利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法解決工程問題的一般流程，但是大部分學(xué)生仍然不具備解決新問題的能力。在上機(jī)練習(xí)過程中，學(xué)生按照教師提供的上機(jī)指導(dǎo)書中的計(jì)算模型操作完成，而對于計(jì)算中非常重要的如計(jì)算區(qū)域創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分、數(shù)值計(jì)算模型選擇、邊界條件、初始條件及計(jì)算控制參數(shù)等缺乏自主的思考。針對上述問題，迫切需要對課程進(jìn)行教學(xué)改革，提出新的教學(xué)理念，利用合理的教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、課程改革措施

計(jì)算流體力學(xué)課程改革主要從三方面進(jìn)行。

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1.1目標(biāo)定位不明確，教學(xué)內(nèi)容不完善

物流管理專業(yè)屬于新興熱門專業(yè)，一些學(xué)校為了擴(kuò)招、抓住發(fā)展機(jī)遇而開設(shè)此專業(yè)。而在物流管理專業(yè)開設(shè)過程中，學(xué)校并沒有對市場、社會(huì)進(jìn)行充分調(diào)研、論證，專業(yè)培養(yǎng)方案制訂缺乏科學(xué)依據(jù)，從而存在教學(xué)目標(biāo)、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不明確、課程體系不科學(xué)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不符合專業(yè)發(fā)展需求等問題，從而導(dǎo)致學(xué)生技能水平、知識結(jié)構(gòu)不能滿足市場需求。同時(shí)，在實(shí)踐教學(xué)中，一般實(shí)踐教學(xué)包括校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、校外實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)，但在具體教學(xué)中，高職院校存在實(shí)踐教學(xué)流于形式、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)不合理、實(shí)踐課程安排不科學(xué)等問題。例如，校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，實(shí)訓(xùn)與理論課相脫離，多在理論課結(jié)束后安排2周左右的實(shí)訓(xùn)，且實(shí)訓(xùn)形式多是在機(jī)房中簡單操作演示物流軟件，實(shí)際動(dòng)手操作能力得不到培養(yǎng)。此外，高職院校缺少與企業(yè)的合作，畢業(yè)崗位實(shí)習(xí)多是學(xué)生自己聯(lián)系單位、自主實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)不統(tǒng)一、缺乏教師跟蹤指導(dǎo)，學(xué)生不能很好得從實(shí)習(xí)中補(bǔ)充知識，實(shí)習(xí)效果差。

1.2實(shí)踐教學(xué)管理不到位，教學(xué)保障不足

在實(shí)踐教學(xué)中，項(xiàng)目管理至關(guān)重要，通過項(xiàng)目管理豐富實(shí)踐內(nèi)容、制定實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。但是，目前許多高職院校沒有設(shè)置專門的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目管理負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)，不能及時(shí)調(diào)研市場、社會(huì)，不利于與企業(yè)良好合作關(guān)系的建立，且校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地管理制度缺失。例如，在具體的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，在學(xué)生實(shí)訓(xùn)前，高職院校沒有結(jié)合學(xué)生情況及合作企業(yè)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目制定可操作性強(qiáng)、任務(wù)明確的任務(wù)書，學(xué)生實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)性不足。同時(shí)，在實(shí)訓(xùn)開展過程中，沒有及時(shí)與學(xué)生、與實(shí)訓(xùn)負(fù)責(zé)人溝通，不能全面了解學(xué)生實(shí)訓(xùn)情況，不能及時(shí)給予學(xué)生指導(dǎo)。在實(shí)訓(xùn)完成后，實(shí)訓(xùn)評價(jià)流于形式，實(shí)訓(xùn)考評缺乏依據(jù)，無法對以后實(shí)踐教學(xué)提供參考。此外，在高職院校實(shí)踐教學(xué)設(shè)施投入方面，多數(shù)院校資金投入不足，沒有建設(shè)專門的與實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)相配套的硬軟件設(shè)備，如校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地主要是簡單的軟件模擬，校外實(shí)訓(xùn)應(yīng)用模式單一，基地參差不齊，為學(xué)生提供的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)少。

2利用“一體化”工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式開展物理管理專業(yè)教學(xué)

2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)

在高職院校物流管理專業(yè)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)“一體化”工學(xué)結(jié)合教學(xué)，首先需要教師全面、正確認(rèn)識“一體化”工學(xué)結(jié)合教學(xué)內(nèi)涵、意義，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、轉(zhuǎn)變教學(xué)行為。教師應(yīng)認(rèn)識到學(xué)生是“一體化”工學(xué)結(jié)合教學(xué)主體，而教師是教學(xué)的引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、工作。同時(shí)，教師還應(yīng)認(rèn)識到工學(xué)結(jié)合不是簡單的“學(xué)”多少學(xué)時(shí)、“工”多少學(xué)時(shí)，而是兩者的相互融合，應(yīng)根據(jù)具體教學(xué)情況合理調(diào)整兩者比例，確定何時(shí)學(xué)、何時(shí)工。其次，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生需求，以課程整體性、實(shí)用性為原則，結(jié)合服務(wù)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域、學(xué)科的內(nèi)在邏輯重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，盡可能避免課程內(nèi)容重復(fù)，同一規(guī)劃教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，一般情況下，可將物流管理專業(yè)教學(xué)分為三個(gè)階段，即第一、二學(xué)期為第一階段，第三、四、五學(xué)期為第二階段，第六學(xué)期為第三階段。其中，第一階段主要開設(shè)理論課程，實(shí)踐穿插的理論教學(xué)中，以基本素質(zhì)課程學(xué)習(xí)為主;第二階段等量設(shè)置實(shí)踐課程，而第三階段學(xué)生進(jìn)行企業(yè)。

2.2完善實(shí)踐教學(xué)體系，豐富教學(xué)體系內(nèi)容

物流管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)是人才培養(yǎng)，要素是能力、知識、素質(zhì)。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)體系教學(xué)環(huán)境包括課堂實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境、校外實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境。其中，教學(xué)組織的基本方式是課堂教學(xué)，教師施教、學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場所是教室，因此，課堂教學(xué)環(huán)境建設(shè)至關(guān)重要，需要根據(jù)不同課型進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。例如，根據(jù)不同課型通過案例分析、角色扮演、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、分組討論等方式開展教學(xué)，利用角色道具、多媒體的模擬工作場景，營造真實(shí)的職業(yè)氛圍，使學(xué)生更加真實(shí)的認(rèn)識、了解職業(yè)工作，并通過合理教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)，為學(xué)生提供一個(gè)輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與性，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性，提高教學(xué)效率。此外，實(shí)踐教學(xué)體系內(nèi)容主要包括教學(xué)目標(biāo)、組織、內(nèi)容、評價(jià)四方面，需要院校、教師結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生需求、市場需求確定教學(xué)目標(biāo)，并設(shè)計(jì)理論課程、實(shí)訓(xùn)課程、企業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容等。而在實(shí)踐教學(xué)評價(jià)監(jiān)督體系方面，應(yīng)組建專門的教學(xué)評價(jià)小組，開展定期的學(xué)生自評、學(xué)習(xí)指導(dǎo)老師評價(jià)、企業(yè)指導(dǎo)老師評價(jià)，動(dòng)態(tài)了解學(xué)生，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

2.3加大實(shí)訓(xùn)教學(xué)硬軟件設(shè)施投入，全面建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地

硬軟件設(shè)施是物流管理專業(yè)實(shí)訓(xùn)課開展基礎(chǔ)保障，因此，在“一體化”工學(xué)結(jié)合教學(xué)開展中，院校應(yīng)加大硬軟件設(shè)施采購資金投入，根據(jù)課程需求、專業(yè)發(fā)展需求配置硬件裝備、完善軟件系統(tǒng)功能，為實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供良好環(huán)境。例如，在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)中，硬件系統(tǒng)建設(shè)主要內(nèi)容包括配送中心作業(yè)、倉儲(chǔ)作業(yè)、物流信息技術(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)貨位驗(yàn)收、分配等。而實(shí)訓(xùn)設(shè)備主要包括傳送設(shè)備、托盤貨架、超市貨架、輕型貨架等。軟件系統(tǒng)主要包括第三方物流模擬系統(tǒng)、國際貨代與報(bào)關(guān)管理系統(tǒng)、綜合運(yùn)輸管理系統(tǒng)等。其中，第三方物流模擬系統(tǒng)需要符合國際慣例操作流程，而業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)主要包括模擬倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、客戶管理等。此外，在此基礎(chǔ)上，院校還應(yīng)加強(qiáng)物流綜合實(shí)訓(xùn)室、新建校內(nèi)物流綜合實(shí)訓(xùn)室、校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。例如，在現(xiàn)有校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室基礎(chǔ)上，院校整合物流運(yùn)營中心，結(jié)合物流行業(yè)具體情況，搭建新的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，開設(shè)TPL項(xiàng)目教學(xué)課程，更新電子商務(wù)等實(shí)訓(xùn)室，確保學(xué)生實(shí)訓(xùn)的高效開展。

3結(jié)束語

篇3

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目化教學(xué)法；流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)；可行性分析

1 前言

最近幾年，國內(nèi)很多高職高T盒？設(shè)了與熱能與動(dòng)力工程（火力發(fā)電方向）相近的專業(yè)。我校也于2009年開設(shè)了電廠熱能動(dòng)力裝置專業(yè)，而流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)作為其專業(yè)基礎(chǔ)課在課程體系建設(shè)中占有及其重要的地位并分的大量學(xué)時(shí)。項(xiàng)目化教學(xué)法則是近年來高職院校教學(xué)中一直推廣的教學(xué)方法，主要是為使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)化被動(dòng)為主動(dòng)。此方法對于我校學(xué)生來說，在其他專業(yè)已經(jīng)得到了很好的驗(yàn)證，的確能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。本文將對項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用于流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程教學(xué)的可行性進(jìn)行分析探討。

2 項(xiàng)目教學(xué)法的基本理論

（一）項(xiàng)目化教學(xué)法的起源及定義

在18世紀(jì)的歐洲產(chǎn)生了勞動(dòng)教育思想思潮下，產(chǎn)生了項(xiàng)目化教學(xué)法的初步思想，最終到了19世紀(jì)美國與合作教育融合產(chǎn)生了項(xiàng)目化教學(xué)法，經(jīng)過了一百余年的發(fā)展，到1955年后逐漸趨于完美，并最終成為了一種新的教學(xué)理論。

（二）項(xiàng)目化教學(xué)法的基本要求

要求一是，學(xué)生成為項(xiàng)目化課程的主體，教師以一種配角的形式出現(xiàn)在課堂教學(xué)上，這樣學(xué)生就多了更多的獨(dú)立思考，更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，這樣有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力；要求二是，執(zhí)行項(xiàng)目化教學(xué)法的主張。其主張強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自己查閱，分析的能力，先練后講，邊學(xué)邊教。

3 項(xiàng)目化教學(xué)法在流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)教學(xué)中的特點(diǎn)

（一）目的性

項(xiàng)目化教學(xué)法的目的性很明確，就是通過一個(gè)個(gè)圍繞知識點(diǎn)設(shè)置的項(xiàng)目來鍛煉學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)能力，并培養(yǎng)分析解決實(shí)際問題和團(tuán)隊(duì)合作的能力，以此掌握課程所要求的知識內(nèi)容和崗位能力；而對于教師來說，項(xiàng)目化教學(xué)的目的就是改變現(xiàn)行的教學(xué)模式，使自身從課堂教學(xué)的主體，轉(zhuǎn)變成一個(gè)在學(xué)生實(shí)際完成項(xiàng)目時(shí)的促進(jìn)者，并掌握其中的相關(guān)知識和技巧。

（二）授課周期短，效果明顯

項(xiàng)目化教學(xué)的另一個(gè)特點(diǎn)就是效率高，經(jīng)歷過項(xiàng)目化課程的學(xué)生都可以迅速完成到職工之間的轉(zhuǎn)變。結(jié)合流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的項(xiàng)目，可以迅速的使學(xué)生對實(shí)際操作上手。

（三）注重理論與實(shí)踐相合

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初要依據(jù)理論原理設(shè)計(jì)項(xiàng)目，那么在要完成一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，必然涉及如何才能完成這樣的問題。這就需要理論與實(shí)踐相結(jié)合。

項(xiàng)目化教學(xué)法與其他任何教學(xué)手段一樣，都會(huì)隨著時(shí)間而組建消沉，其如果想用力不敗之地就必須不斷隨著社會(huì)而發(fā)生變化。而變化的依據(jù)是根據(jù)不同的課程或內(nèi)容而有所不同。通過流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程各項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生掌握連續(xù)性方程，伯努利方程的應(yīng)用及具備泵與風(fēng)機(jī)的檢修和運(yùn)行的基本知識和專業(yè)知識。

4 項(xiàng)目教學(xué)法在流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用（以流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)一次課為例）

（一）項(xiàng)目計(jì)劃階段

我校電廠熱能動(dòng)力裝置專業(yè)的流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程項(xiàng)目化課程整體方案與單元設(shè)計(jì)部分結(jié)合學(xué)校實(shí)際條件和課程的教學(xué)目的進(jìn)行設(shè)計(jì)。在教材方面我校正在編寫該課程的項(xiàng)目化教材，這樣，首先是能夠?qū)λ枰獙W(xué)習(xí)的內(nèi)容章節(jié)總結(jié)和具體化的作用；另一方面，結(jié)合實(shí)際操作條件的教材，可以起到理論聯(lián)系實(shí)際的作用，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

（二）實(shí)施階段

第一次課是預(yù)備課，教師對課文中的新單詞和詞組進(jìn)行講解，將每個(gè)單元的課文劃分成幾個(gè)部分，并設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)完成班內(nèi)的分組活動(dòng)，可以依照學(xué)號，也可以按照寢室，更可以通過課堂出的設(shè)計(jì)游戲觀察的結(jié)果分組。本課程每六人一組，每組內(nèi)不能有超過1名女生，6人一組。每個(gè)小組負(fù)責(zé)一個(gè)部分內(nèi)容的講解。然后進(jìn)行分組的實(shí)際操作

（三）評估階段

后幾次課是具體的項(xiàng)目實(shí)施階段，讓各小組展示其成果，項(xiàng)目的呈現(xiàn)形式可以是圖片、ppt、實(shí)物，設(shè)計(jì)圖等。檢查評估是本課程的主要不僅可以讓老師在實(shí)踐中檢驗(yàn)學(xué)生掌握語言的情況，也可以讓學(xué)生通過小組活動(dòng)來提高語言的交際能力。這不僅鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力，也鍛煉了學(xué)生專業(yè)知識的掌握。學(xué)生在講解中充分發(fā)揮特長，學(xué)習(xí)他人的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)自身不足。

（四）成績評價(jià)階段

每個(gè)小組都設(shè)置一份評分表（此處以項(xiàng)目1-1為例），評分的權(quán)利不僅僅在老師，同樣將打分權(quán)利很大一部分交給各個(gè)小組的組長，取其平均分，有利于公平公正和公開。但在評分時(shí)要注意，學(xué)生之間因?yàn)殛P(guān)系親疏而帶來的分?jǐn)?shù)評價(jià)的偏差，并在發(fā)現(xiàn)問題存在時(shí)，及時(shí)糾正問題，并及時(shí)改正。教師的評分表是另外一張，本文不附上了，但宗旨是考察學(xué)生的評分而不是項(xiàng)目結(jié)果。

（五）注意事項(xiàng)

1、項(xiàng)目不能憑空亂設(shè)。要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況設(shè)計(jì)項(xiàng)目，例如學(xué)校電腦齊備，再購買軟件就可以有充分的空間可以安裝，這就是充分利用學(xué)校資源；而學(xué)校沒有實(shí)物泵，如果設(shè)計(jì)實(shí)物泵相關(guān)是項(xiàng)目，能實(shí)現(xiàn)的可能性就大大降低了。

2、上課時(shí)一定要記住學(xué)生才是這個(gè)課堂的主人，老師不要過多干涉，喧賓奪主，這樣都是不好的。即時(shí)是需要理論上的指導(dǎo)，也要適可而止，指明方向讓學(xué)生自學(xué)或是適當(dāng)點(diǎn)撥都是不錯(cuò)的選擇。

3、項(xiàng)目教學(xué)法對教師的課堂組織管理和知識儲(chǔ)備提出了更高的要求。每次的項(xiàng)目成績可以匯總成平時(shí)成績，便于老師在期末總評時(shí)一目了然。

（六）結(jié)束語

流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)課的授課過程中起著承上啟下的作用，基礎(chǔ)課程的扎實(shí)學(xué)習(xí)會(huì)為日后的專業(yè)課學(xué)習(xí)起到事半功倍的作用。能夠讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，創(chuàng)新培養(yǎng)模式起到了主導(dǎo)的作用，電廠熱能動(dòng)力裝置專業(yè)教學(xué)改革和探索還在邊實(shí)踐邊總結(jié)，教學(xué)改革模式也會(huì)日漸完善。

參考文獻(xiàn)

[1]黃蔚雯，朱飚.建設(shè)流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)精品課程的實(shí)踐與認(rèn)識[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，7（21）：200-202.

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關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)方法；應(yīng)用型本科院校

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）12-0033-02

流體力學(xué)是宿遷學(xué)院土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。流體力學(xué)具有基本概念多、公式復(fù)雜、內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，是一門既有較強(qiáng)理論性又有較強(qiáng)工程實(shí)際意義的課程，因此，該課程既可以培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力和分析推理能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。然而學(xué)生的實(shí)際情況是由于在大學(xué)前兩年接觸最多的是固體力學(xué)，已形成一定的思維定式，而且由于精簡學(xué)時(shí)的原因很多流體力學(xué)課程中需要的高等數(shù)學(xué)知識沒有講解，到了大三一旦遇上流體力學(xué)這個(gè)新鮮事物，可能接受起來會(huì)碰到許多困難[1]。學(xué)生普遍感覺該課程枯燥乏味、難學(xué)，存在畏難、厭學(xué)情緒，期末考試不及格率較高。在學(xué)校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大背景下，有必要根據(jù)課程性質(zhì)從提高教師教學(xué)水平和提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行探討。

一、引導(dǎo)學(xué)生重視，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

（一）強(qiáng)調(diào)課程的地位和重要性

教師除了說明流體力學(xué)在整個(gè)專業(yè)教學(xué)中的地位和作用外，還可補(bǔ)充說明它是注冊結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)考試中公共基礎(chǔ)考試科目。此外，還可說明往年期末考試通過率的情況，以給學(xué)生適當(dāng)加壓。當(dāng)然，更重要的是還要說明該課程的學(xué)習(xí)方法，以幫助學(xué)生樹立信心。

（二）通過人物、工程實(shí)例及專業(yè)應(yīng)用調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

“興趣是最好的教師，而教師則是點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬”。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教師考慮的首要問題。在教學(xué)過程中可以穿插舉出古今中外的科學(xué)家、工程師生平事跡和工程實(shí)例以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如大禹采取疏壅導(dǎo)滯的方法治水三過家門而不入；理想流體力學(xué)奠基人歐拉16歲就獲得碩士學(xué)位，雙目失明后仍然從事科學(xué)研究直至去世當(dāng)天還在進(jìn)行科學(xué)研究等[2]。如兩千多年前李冰利用“深淘灘，低作堰”建造的都江堰；大約在同時(shí)期，古羅馬人建成了大規(guī)模的供水管道系統(tǒng)等。除此之外，還可以介紹流體力學(xué)在土木專業(yè)及其他專業(yè)的應(yīng)用，如美國華盛頓州塔科馬大橋被大風(fēng)摧毀、汽車“風(fēng)阻”和飛機(jī)“音障”等事例。

（三）將CFD技術(shù)引入課堂調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（簡稱CFD）技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為研究流體力學(xué)的一種重要方法。在流體力學(xué)教學(xué)過程中引入CFD技術(shù)，不但可以將理論性較強(qiáng)的內(nèi)容形象化，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解，而且可以開闊學(xué)生的眼界，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。如對歐拉法中流線的模擬、圓管中層流和湍流流速的分布、局部阻力損失的流場分析[3]。

二、教學(xué)內(nèi)容的取舍和教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)內(nèi)容的取舍

流體力學(xué)知識面廣，內(nèi)容繁多，在學(xué)時(shí)限制的條件下要結(jié)合專業(yè)教學(xué)要求合理取舍。對土木工程專業(yè)而言需要掌握的內(nèi)容有：（1）流體物理性質(zhì)；（2）流體靜力學(xué)；（3）流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)；（4）阻力損失；（5）管道流、明渠流及滲流。

1.重要問題的處理。首先，要從力學(xué)角度分析流體的流動(dòng)性。流體與固體的主要區(qū)別在于流體的流動(dòng)性，其根本原因是流體和固體對承受剪切力的表現(xiàn)。為了形象說明，可以引用“抽刀斷水水更流”的詩句[4]。當(dāng)然，還需說明無論流體靜止還是運(yùn)動(dòng)均不能承受拉力。

其次，要理解連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的概念。微觀上，流體是由大量分子構(gòu)成的，是離散的，不連續(xù)的，這給我們研究流體力學(xué)問題帶來了困難。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)認(rèn)為流體是由內(nèi)部無間隙的連續(xù)流體質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成。這里要理解流體質(zhì)點(diǎn)微觀上“充分大”、宏觀上“充分小”的含義。如此流體在空間上就變?yōu)檫B續(xù)的，可以借助高等數(shù)學(xué)的方法來研究。

2.公式推導(dǎo)的處理。流體力學(xué)學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到大量復(fù)雜的公式，特別是實(shí)際流體伯努力方程的推導(dǎo)讓人很難掌握。筆者在處理公式推導(dǎo)問題時(shí)強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)一種思想，學(xué)習(xí)一種處理問題的方法，將精力集中在公式建立的基本原理和適用條件上，從思路上進(jìn)行分析整理，淡化煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。這樣學(xué)生有了獨(dú)立思考的空間，教師也有了更多的時(shí)間來講解基本概念和基本方法。需要強(qiáng)調(diào)的是，流體力學(xué)中很多公式都是在一定條件下推導(dǎo)出的，因此其應(yīng)用也是具有一定范圍的，公式的應(yīng)用往往也有一定的技巧，如伯努力方程的“三選一列”。

（二）教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

1.調(diào)整習(xí)題或考題構(gòu)成，重視習(xí)題課。這里有兩個(gè)問題需要注意。一方面，流體力學(xué)習(xí)題歷來存在重計(jì)算、輕概念的現(xiàn)象，特別是考題如果全是計(jì)算題，就會(huì)形成無形的指揮棒。這就不利于學(xué)生從整體上掌握該課程的重點(diǎn)，習(xí)題或考題的題型應(yīng)豐富，除了計(jì)算題之外，還應(yīng)有填空、選擇、判斷、作圖、名詞解釋等考查基本概念的題目。另一方面，在精選題目時(shí)，要注意將理論教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，如查找資料的技能培養(yǎng)。在流體力學(xué)的牛頓內(nèi)摩擦定律、能量損失計(jì)算和管道流等部分很多數(shù)據(jù)都是要查有關(guān)工程手冊和圖表的[5]。

習(xí)題課是流體力學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，為了能夠在學(xué)時(shí)緊張的前提下開展習(xí)題課，教師必須重視習(xí)題選擇和習(xí)題評講兩個(gè)方面。一方面，教師應(yīng)選擇具有代表性的題目，另一方面，習(xí)題講評應(yīng)使學(xué)生從解題過程中獲得解決問題的思路、方法和技巧，達(dá)到觸類旁通的效果。

2.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是流體力學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，通過實(shí)驗(yàn)，不但可以加深學(xué)生對流體力學(xué)基本原理的理解，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。如通過水靜壓強(qiáng)試驗(yàn)，學(xué)生明確了測壓管水頭的含義；通過雷諾實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深了層流、湍流及臨界雷諾數(shù)的理解。當(dāng)然，由于實(shí)驗(yàn)室條件的限制，目前的實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性居多，在條件許可的情況下應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

此外，每學(xué)期筆者都會(huì)布置一個(gè)任務(wù)，讓學(xué)生留意身邊感興趣的流體力學(xué)現(xiàn)象，然后根據(jù)課堂所學(xué)知識和個(gè)人理解撰寫論文，以此增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

三、教學(xué)方法和手段的改進(jìn)

（一）注重討論法與案例教學(xué)法的運(yùn)用

1.討論式教學(xué)方法。教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該是雙向的師生互動(dòng)過程，不應(yīng)是教師的一言堂。教師應(yīng)創(chuàng)造和諧、輕松的課堂氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，表達(dá)自己的疑問、見解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。如在課堂上通過提問的方式回顧上次課的主要內(nèi)容，通過“自學(xué)―提問―討論―總結(jié)”的方法學(xué)習(xí)新內(nèi)容，在考慮學(xué)生接受能力的前提下，甚至可以讓學(xué)生來講一次課。如通過反證法證明流體靜壓強(qiáng)的方向，通過隔離體分析法證明流體靜壓強(qiáng)的大小。通過討論式的教學(xué)方法不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，樹立信心，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.案例式教學(xué)方法。通過將生活和工程案例引入課堂，不但可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以加深學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力。生活案例有馬利奧特容器原理應(yīng)用于點(diǎn)滴吊瓶和家用飲水機(jī)[6]、洗衣機(jī)為什么老翻衣服兜[7]、撈面條的學(xué)問等。工程案例如1993年青海省溝后水庫在低于設(shè)計(jì)水位0.75m的情況下突然垮壩的事故；三峽工程如何在最大流量10×104m3/s、水頭高達(dá)100m、最高流速高達(dá)45m/s的情況下不會(huì)產(chǎn)生巨大的破壞力等[8]。

（二）綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段

流體力學(xué)概念抽象、繁多，僅靠傳統(tǒng)的一塊黑板、一支粉筆不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助于多媒體技術(shù)，利用其形象、生動(dòng)、直觀、易于理解并可加強(qiáng)記憶的優(yōu)點(diǎn)，通過動(dòng)畫、視頻資料、數(shù)值模擬等手段將復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象展示給學(xué)生，可取得事半功倍的效果。但是，考慮到多媒體技術(shù)授課和傳統(tǒng)的授課方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合流體力學(xué)課程特點(diǎn)，采用取其長而避其短、兩者兼顧而又兩者不棄的原則。

“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”。我們要不斷更新教學(xué)理念，努力提升自身的綜合素質(zhì)，及時(shí)總結(jié)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題并加以改進(jìn)，注重教學(xué)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，多管齊下，才能保證學(xué)生取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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踐與探索[J].高等理科教育，2006，（5）.

[3]趙琴，楊小林，嚴(yán)敬.CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)教學(xué)中的

應(yīng)用[J].高等教育研究，2008，（1）.

[4]劉建龍，王漢青，寇廣孝.激發(fā)學(xué)習(xí)興趣提高流體力學(xué)教

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2008：8-10.

[7]武際可.拉家常?說力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，

2008：1-7，25-30.

篇5

通過對物流管理崗位群專業(yè)技能的分析，進(jìn)一步進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和專業(yè)課程的分析。核心課程包括物流整體規(guī)劃、倉儲(chǔ)作業(yè)操作及管理、運(yùn)輸作業(yè)操作及管理、貨運(yùn)作業(yè)操作、報(bào)關(guān)報(bào)檢作業(yè)操作、配送作業(yè)管理技能、物流信息系統(tǒng)操作、物流綜合服務(wù)管理，相對應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目包括物流整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、倉儲(chǔ)作業(yè)操作和倉儲(chǔ)管理、運(yùn)輸作業(yè)操作和運(yùn)輸管理、貨運(yùn)作業(yè)操作、單證操作、配送中心作業(yè)管理、物流信息系統(tǒng)操作、物流綜合服務(wù)管理。從而確定開設(shè)的專業(yè)課程包括供應(yīng)鏈管理、倉儲(chǔ)管理、運(yùn)輸管理、貨運(yùn)、報(bào)關(guān)報(bào)檢、配送中心作業(yè)管理、物流信息技術(shù)、物流服務(wù)管理。

二、物流管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)策略

為構(gòu)建與完善物流管理專業(yè)“三維一體，三階遞進(jìn)，二元并重”的實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)物流管理一線高素質(zhì)技術(shù)技能人才，在現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，繼續(xù)做好以下方面的工作。

（一）建設(shè)專業(yè)拓展課程，滿足單項(xiàng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目物流項(xiàng)目管理訓(xùn)練和物流成本與績效管理訓(xùn)練的建設(shè)物流管理專業(yè)有選擇有規(guī)劃地建設(shè)專業(yè)拓展課程《物流項(xiàng)目管理》和《物流成本管理》，在這兩門課程的教學(xué)實(shí)施中融入實(shí)際物流企業(yè)典型案例和情景數(shù)據(jù)進(jìn)行物流項(xiàng)目管理訓(xùn)練和物流成本與績效管理訓(xùn)練。

（二）建設(shè)融多項(xiàng)倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、包裝、加工、貨代、報(bào)關(guān)報(bào)檢、物流綜合服務(wù)、物流沙盤模擬等項(xiàng)目的綜合性實(shí)訓(xùn)基地

目前專業(yè)已申報(bào)專項(xiàng)建設(shè)“物流綜合實(shí)訓(xùn)中心”，2015年已申報(bào)，資金總額為252.6萬元。該基地目前準(zhǔn)備在2016～2017年建設(shè)完成。該物流綜合實(shí)訓(xùn)中心重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)物流中心的倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、包裝、加工、連鎖服務(wù)等物流職能，集教學(xué)、培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和技術(shù)服務(wù)為一體，以企業(yè)化的硬件設(shè)施為運(yùn)作管理基礎(chǔ)，以物流軟件為載體，搭建現(xiàn)代物流企業(yè)運(yùn)營、作業(yè)、崗位職責(zé)等真實(shí)環(huán)境，模擬物流企業(yè)各種崗位的典型作業(yè)操作和綜合服務(wù)管理項(xiàng)目，從而達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際,教、學(xué)、做一體化的教學(xué)目標(biāo)，全面提升學(xué)生物流專業(yè)操作技能，提高其動(dòng)手操作和綜合運(yùn)用能力。本物流綜合實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)包括的主要包括供應(yīng)商模擬設(shè)備、制造商模擬設(shè)備、第三方物流平臺(tái)設(shè)備、快遞業(yè)務(wù)模擬操作設(shè)備、零售商終端設(shè)備。

（三）強(qiáng)化校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

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關(guān)鍵詞:農(nóng)林高校;熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué);課程教學(xué);實(shí)踐創(chuàng)新

當(dāng)前，在“綠色發(fā)展理念”深入人心的時(shí)代背景下，農(nóng)林類高校迎來了很好的歷史發(fā)展機(jī)遇;同時(shí)社會(huì)和企業(yè)對農(nóng)林類專業(yè)人才的需求更加重視質(zhì)量，對人才的知識深度、廣度和對專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課核心知識的實(shí)踐運(yùn)用能力，均提出了更高要求。提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生林業(yè)裝備系統(tǒng)總體及其子系統(tǒng)技術(shù)的掌握程度，拓展學(xué)生在林業(yè)裝備系統(tǒng)上運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課中核心知識的科研能力，是農(nóng)林類高教工作者面臨的共同課題［4］。

1課程教學(xué)剖析

1．1課程內(nèi)容

“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)液壓與氣體傳動(dòng)、泵與風(fēng)機(jī)、林業(yè)機(jī)械等專業(yè)及特色專業(yè)課的重要基礎(chǔ)。課程目標(biāo)包括:掌握工質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、第二定律、熱工轉(zhuǎn)換的規(guī)律和理想氣體的熱力學(xué)過程，學(xué)會(huì)基本的理論分析與計(jì)算方法;通過對熱量傳遞的三種基本方式、導(dǎo)熱基本理論、對流換熱基本規(guī)律、黑體輻射基本定律等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對基本的傳熱學(xué)問題進(jìn)行分析和總結(jié)的能力;掌握流體的主要物理性質(zhì)和流體靜力學(xué)的基本理論知識，學(xué)會(huì)流體上的作用力分析，能夠推導(dǎo)流體動(dòng)力學(xué)方程的連續(xù)性方程和伯努利方程，針對黏性流體，能對管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷;能夠?qū)Α皞鳠釋W(xué)”“工程流體力學(xué)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析工程中的現(xiàn)象及問題，并得到合理有效的結(jié)論?？傮w來看，本課程講授內(nèi)容包括工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)以及工程流體力學(xué)三大板塊的內(nèi)容，是在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化學(xué)習(xí)，拓展到實(shí)際的工程問題，所以本課程不僅理論性強(qiáng)，而且工程應(yīng)用性也很強(qiáng);與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)其他課程相比，該課程涵蓋了本應(yīng)三門獨(dú)立開設(shè)的課程內(nèi)容，知識難點(diǎn)聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學(xué)生融會(huì)貫通掌握難。但是，學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度直接影響后續(xù)專業(yè)特色課程的學(xué)習(xí)情況。

1．2教學(xué)思路

目前，本課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，理論授課42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)授課6學(xué)時(shí)。三大板塊的教學(xué)內(nèi)容多，理論授課課時(shí)較少，矛盾突出:(1)學(xué)生由固體學(xué)科切換到流體學(xué)科的學(xué)習(xí)需要較長適應(yīng)期;(2)課程中較多章節(jié)內(nèi)容抽象，且涉及大量公式推導(dǎo)及專業(yè)的概念鋪墊，加之為了跟上教學(xué)進(jìn)度教學(xué)內(nèi)容更新較快，學(xué)生普遍反映課程難度較大;(3)教學(xué)內(nèi)容和后續(xù)專業(yè)及特色專業(yè)課內(nèi)容銜接性不夠緊密;(4)從內(nèi)容的充實(shí)性和課程的結(jié)構(gòu)上來看，“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)滿足要求，但是對接林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域最新技術(shù)，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維方面，當(dāng)前的課程建構(gòu)仍無能為力;(5)由于本課程的學(xué)習(xí)不涉及具體的機(jī)械裝備系統(tǒng)，使得同學(xué)們對本課程在專業(yè)中的地位認(rèn)知不足，學(xué)習(xí)積極性欠佳，這些現(xiàn)狀使得提升教學(xué)效果難度較大。針對上述課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合農(nóng)林類高校“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的實(shí)際情況，制定了如下教學(xué)思路:(1)授課時(shí)，使學(xué)生從機(jī)電系統(tǒng)、固體力學(xué)等學(xué)科的思維中切換出來，將空間觀測法跟同學(xué)們探討透徹，基于空間觀測法開展“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”的課程教學(xué)。(2)在教學(xué)大綱中刪除過于抽象、應(yīng)用面較窄的教學(xué)內(nèi)容，深入講解與后續(xù)“液壓與氣體傳動(dòng)”“泵與風(fēng)機(jī)”“林業(yè)機(jī)械”等課程關(guān)聯(lián)度較深的內(nèi)容，為專業(yè)及特色專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好扎實(shí)鋪墊。(3)結(jié)合在林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域與“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”緊密關(guān)聯(lián)的科研經(jīng)歷，探索寓教學(xué)于科研、科研反哺教學(xué)的授課模式，強(qiáng)化同學(xué)們對“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”在“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)里占有重要地位的基礎(chǔ)認(rèn)知，顯著提升同門們自愿學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的熱情。(4)注重思維方式、終身學(xué)習(xí)意識的培養(yǎng)。教學(xué)過程中注重切入問題角度的講解，使得同學(xué)們在明白問題的同時(shí)更養(yǎng)成學(xué)習(xí)思考問題方法的習(xí)慣;從固體學(xué)科到流體學(xué)科是一個(gè)較大的跨越，在跨越的過程中，使同學(xué)們樹立終身學(xué)習(xí)意識，為以后培養(yǎng)同學(xué)們提出、解決林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域?qū)W科前沿性、熱點(diǎn)性問題的能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2課程構(gòu)建探討

在“碳達(dá)峰、碳中和”的硬性發(fā)展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念加速推進(jìn)的浪潮之下，農(nóng)林高校“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的畢業(yè)生在高等教育系統(tǒng)中的地位不斷提升，所以基礎(chǔ)專業(yè)課程構(gòu)建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面，基礎(chǔ)專業(yè)課課程構(gòu)建要體現(xiàn)基礎(chǔ)知識的深度和廣度;另一方面，內(nèi)容要很好銜接并服務(wù)于核心專業(yè)課、特色專業(yè)課，為學(xué)生后期畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生科研深造做好鋪墊。

2．1課程內(nèi)容深度銜接核心專業(yè)課

“林業(yè)機(jī)械”是南京林業(yè)大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的核心專業(yè)課，內(nèi)容涵蓋林業(yè)動(dòng)力、整地、清理、苗圃、造林、撫育、保護(hù)、防火、采伐、采摘、智能化等機(jī)械。其中，和“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課相關(guān)的包括動(dòng)力、清理、保護(hù)、采摘等板塊。林業(yè)動(dòng)力機(jī)械(包括泵、風(fēng)機(jī))涉及“工程熱力學(xué)”中熱能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化問題，同時(shí)也涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮混合氣體壓強(qiáng)、溫度變化和裝置的動(dòng)力匹配問題;林業(yè)清理機(jī)械涉及“工程流體力學(xué)中”不可壓液態(tài)水在管道內(nèi)部的流動(dòng)，在霧化器內(nèi)的流態(tài)分布、出口后霧化粒徑分布等復(fù)雜多相流問題，如圖1所示;林業(yè)保護(hù)機(jī)械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮流體空氣的外部流動(dòng)及耦合風(fēng)場、霧滴的多相流動(dòng)問題，如圖2所示;林業(yè)采摘機(jī)械中，基于負(fù)壓的采摘系統(tǒng)涉及可壓縮流體空氣的管內(nèi)流動(dòng)問題。從銜接核心專業(yè)課的角度來看，一方面，農(nóng)林類高?！盁峁せA(chǔ)及流體力學(xué)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課程應(yīng)該深耕“工程熱力學(xué)”和“工程流體力學(xué)”，而“工程流體力學(xué)”應(yīng)該是重點(diǎn)中的重點(diǎn);另一方面，也好兼顧課程內(nèi)容的完整性，“傳熱學(xué)”也要適度調(diào)整。

2．2匹配三大板塊關(guān)系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

建議協(xié)調(diào)、平衡三大板塊的課時(shí)占比，同時(shí)明晰課程內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。在“工程熱力學(xué)”(熱能的間接應(yīng)用)板塊中，我們將實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的媒介稱之為“工質(zhì)”，媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”，熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)及理想氣體的熱力過程等課程內(nèi)容和專業(yè)核心課程林業(yè)機(jī)械吻合度較好。“工程流體力學(xué)”中，對流體的終結(jié)性定義是“抓不起來的物體”，一般性的定義是“氣體和液體”的總稱，但課程內(nèi)容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)及黏性流體等課程內(nèi)容都是基于不可壓的液體，同為流體，但氣體和液體的性質(zhì)及研究重點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)，“氣體”這種流體相關(guān)課程內(nèi)容的缺失為后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)帶來很大知識結(jié)構(gòu)缺陷?！皞鳠釋W(xué)”(熱能的直接應(yīng)用)中，對導(dǎo)熱、對流傳熱(混合傳熱，主要是流體和固體之間)、輻射傳熱的基本原理、工程應(yīng)用等課程內(nèi)容做了比較詳細(xì)的講解，但是后續(xù)專業(yè)核心課程對傳熱學(xué)中的知識需求很少，僅僅在脈動(dòng)燃燒技術(shù)這一研究領(lǐng)域有所涉及。總體來看，不管是“工程熱力學(xué)”中的“工質(zhì)”，還是“工程流體力學(xué)”中的“氣體”，再或者“對流換熱”中的“流體”，其中“氣體”是課程的“最大公約數(shù)”，也是和林業(yè)機(jī)械這一專業(yè)核心課程相關(guān)的“最大公約數(shù)”。鑒于此，“工程熱力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容總體上可以維持不變，部分章節(jié)可以簡化，不重要的知識點(diǎn)減少不必要的推導(dǎo)，側(cè)重理論、公式概念的理解和應(yīng)用，這樣可省出一部分課時(shí)?？傉n時(shí)不變的情況下可以合理縮減“傳熱學(xué)”的課時(shí)，對輻射傳熱只做一般性介紹;考慮到相似原理在流體力學(xué)的試驗(yàn)研究中也有重要應(yīng)用，可以在這里對相似準(zhǔn)則進(jìn)行深入講解，省出較多課時(shí)。將“工程流體力學(xué)”放在最突出的位置，省出來的課時(shí)分配給這一部分;增加可壓縮流體“漩渦勢流理論”“相似理論中的量綱分析法”、包括氣體動(dòng)力學(xué)中“擾動(dòng)在外空間流場中的傳播”及“管內(nèi)氣體的流動(dòng)”等內(nèi)容，以匹配林業(yè)機(jī)械核心專業(yè)課。

2．3樹立自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)意識

目前，流體力學(xué)板塊中關(guān)于可壓縮流體的課程內(nèi)容匱乏，教學(xué)中會(huì)鼓勵(lì)同學(xué)們在MOOC上尋找優(yōu)秀資源進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，使同學(xué)們樹立自主學(xué)習(xí)意識。通過工程流體力學(xué)板塊，我們在體力學(xué)的范疇內(nèi)將研究運(yùn)動(dòng)的方法由拉格朗日法提升到歐拉法，這是一個(gè)顯著的改變，也是重要的進(jìn)步，通過這一步，有助于培養(yǎng)同學(xué)們的終身學(xué)習(xí)意識。

結(jié)語

篇7

關(guān)鍵詞：流體力學(xué) 教學(xué)方法 自主實(shí)驗(yàn) 抽象到具體 工科院校

中圖分類號：O35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0199-02

流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)重要分支，是流體機(jī)械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在航空、航天、航海、水利、機(jī)械等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用，因此學(xué)生學(xué)好這門課對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及日后從事相關(guān)研究工作非常重要。但流體力學(xué)不同于理論力學(xué)、材料力學(xué)等力學(xué)學(xué)科，流體力學(xué)研究對象比較抽象，通俗來講就是研究對象看不見、摸不著，理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)表達(dá)式復(fù)雜非線性強(qiáng)，講課好像有點(diǎn)空對空的感覺。一些關(guān)鍵概念比如雷諾輸運(yùn)定理、隨流導(dǎo)數(shù)等學(xué)生理解起來比較困難，如果純粹從數(shù)學(xué)角度開展教學(xué)，學(xué)生聽起來比較枯燥、積極性不高、課堂互動(dòng)性不強(qiáng)。為了提高教學(xué)效果，目前國內(nèi)很多流體力學(xué)教學(xué)工作者已經(jīng)探索了很多教學(xué)方式方法，比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“流體力學(xué)的多尺度創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課”[1]、南京航空航天大學(xué)的“流體力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)競賽”[2]、北大通過結(jié)合重大事件與自主試驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、培養(yǎng)創(chuàng)新精神[3-4]等。

本人目前承擔(dān)工程流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)、計(jì)算流體軟件應(yīng)用分析以及流體教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)等與流體力學(xué)相關(guān)的教學(xué)工作并從事一定的科研工作，本人能從理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等不同層面并結(jié)合自己的科研工作對流體力學(xué)教學(xué)方式方法進(jìn)行一些嘗試，中心理念是站在學(xué)生的角度，從流動(dòng)本質(zhì)講授，讓抽象的知識具體化、形象化。該文將結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷談幾點(diǎn)這方面的體會(huì)。

1 賦予公式物理含義，讓公式形象化、理論生活化

流體力學(xué)與學(xué)生在基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)的大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)中的力學(xué)在本質(zhì)上是相同的，依然要滿足牛頓第二定律，同時(shí)滿足質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律，但在研究方法與研究對象方面存在很大的差異。流體力學(xué)所采用的研究方法主要是歐拉方法，研究對象是流場。流場是個(gè)空間概念，而質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒這三大守恒定律僅適用于流體質(zhì)點(diǎn)或者流體質(zhì)點(diǎn)組成的體系。這就需要把流場與質(zhì)點(diǎn)或者體系兩種研究對象、歐拉方法與拉格朗日方法兩種研究方法聯(lián)系起來，換句話講就是如何用空間流場參數(shù)的分布與變化表示流體質(zhì)點(diǎn)或者體系運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，隨流導(dǎo)數(shù)和雷諾輸運(yùn)定理就是建立這種關(guān)系的橋梁。隨流導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)形式上是某種物理量對時(shí)間的全微分，從數(shù)學(xué)角度講解學(xué)生沒有任何異議，但這不代表學(xué)生理解了它的物理內(nèi)涵。隨流導(dǎo)數(shù)由當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)與遷移導(dǎo)數(shù)構(gòu)成，首先需要讓學(xué)生明確隨流導(dǎo)數(shù)對象是流體質(zhì)點(diǎn)，三大守恒定律適用于它；當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)與遷移導(dǎo)數(shù)針對流場，其中當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)表征流場參數(shù)隨時(shí)間變化，即流動(dòng)是定常的還是非定常的，遷移導(dǎo)數(shù)表征流場參數(shù)空間分布均勻性，在此三大守恒定律不適用。下面的問題是讓學(xué)生如何理解兩者之間的關(guān)系。首先舉個(gè)簡單的例子，讓學(xué)生從感性上認(rèn)可這種關(guān)系，即可以用空間流場的變化與分布表示流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化。比如以教室里溫度分布為例，夏天或者冬天開空調(diào)，教室里面溫度分布不均。假定空調(diào)功率穩(wěn)定，此時(shí)可以認(rèn)為溫度空間分布是穩(wěn)定的。一個(gè)人在教室里面走動(dòng)，感受到溫度的變化，并且走動(dòng)速度越受到的溫度變化越快，這時(shí)人感受到的溫度的變化是教室溫度場分布均勻度與人走動(dòng)速度兩者的綜合效應(yīng)，這部分由溫度空間分布不均導(dǎo)致，對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)中的遷移導(dǎo)數(shù)。假如空調(diào)功率不穩(wěn)，那教室里溫度也不穩(wěn)定，此時(shí)即便站在一個(gè)位置不動(dòng)，也能夠感受到溫度的變化，這部分對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)中的當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)。假如人走在一個(gè)空調(diào)功率不穩(wěn)定、溫度空間分布不均勻的教室里，這時(shí)人感受到的溫度變化就是以上兩種作用的綜合效應(yīng)，對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)，也就是質(zhì)點(diǎn)溫度對時(shí)間的變化率。人比擬到流場里面就是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的角色，流體質(zhì)點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化率可以用流場溫度的空間分布與變化表征，即可以用流場的信息獲得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化。這樣學(xué)生理解起來比較容易、比較具體，并且對公式的物理內(nèi)涵理解也比較深刻。雷諾輸運(yùn)定理其實(shí)是隨流導(dǎo)數(shù)的積分形式，這部分給學(xué)生講透了，雷諾輸運(yùn)定理理解起來也就比較容易。隨流導(dǎo)數(shù)、雷諾輸運(yùn)定理的理解非常重要，它是一種研究方法、思維方式的轉(zhuǎn)變，是開展流體動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)。

任何一個(gè)數(shù)學(xué)公式都有其物理含義，授課過程中要力爭從學(xué)生理解的角度，從公式背后的物理含義與物理過程角度講解，并輔以生活中的例子，讓公式形象化、理論生活化。

2 開設(shè)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓問題具體化，提高學(xué)生積極性、提升學(xué)生綜合能力

第一部分立足于學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的理解，這部分談?wù)勅绾巫寣W(xué)生帶著興趣去學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性應(yīng)用所學(xué)知識。

與理論相比，學(xué)生更喜歡自己動(dòng)手去開展一些探索性試驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合數(shù)值仿真讓看不見摸不著的流場具體化、圖像化，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)、探索、思考問題的積極性非常有益。在教學(xué)過程中可以給學(xué)生布置一些探討性課題，讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立從理論分析、數(shù)值仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證方面開展課題研究，采用答辯的方式把講臺(tái)交給學(xué)生，提高學(xué)生的應(yīng)變能力以及學(xué)生的參與度，針對一個(gè)課題讓大家共同探討。理不辯不明，通過辯論加深了學(xué)生對問題的認(rèn)識，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題的能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，而獨(dú)立分析問題能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神是大學(xué)教學(xué)一個(gè)關(guān)鍵的落腳點(diǎn)。下面舉一個(gè)教學(xué)中的例子。

圓柱繞流以及圓柱在流場中所受阻力是一個(gè)經(jīng)典的流動(dòng)現(xiàn)象，可以讓學(xué)生從試驗(yàn)、數(shù)值仿真的角度去研究分析影響阻力的因素并給出影響規(guī)律。試驗(yàn)設(shè)備方面實(shí)驗(yàn)室提供拖拽力實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要功能為測量圓柱在流場中所受阻力。該實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供了3種測量阻力的方法：（1）用天平直接測力；（2）測量出口速度分布，采用動(dòng)量定理計(jì)算出阻力；（3）測量圓柱表面壓力分布計(jì)算所受阻力，同時(shí)可以調(diào)節(jié)來流速度。計(jì)算軟件方面提供給學(xué)生相關(guān)計(jì)算流體軟件并講授軟件基本功能與操作。讓學(xué)生自由組團(tuán)，獨(dú)自開展研究方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與數(shù)值仿真、結(jié)果對比分析與報(bào)告撰寫，公開答辯、互動(dòng)參與。這樣學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，對流速、流態(tài)對圓柱阻力的影響理解就比較深刻，同時(shí)學(xué)生在這個(gè)過程中鍛煉了獨(dú)立分析解決問題的能力，培養(yǎng)了協(xié)作精神。

3 貼近生活，學(xué)習(xí)趣味化

人類生活在流體中，很多生活中的現(xiàn)象都可以用流體知識解釋，因此在教學(xué)中可以嘗試著讓理論走進(jìn)生活，讓學(xué)習(xí)充滿趣味。

比如好多男學(xué)生喜歡踢足球，估計(jì)弧線球很多學(xué)生也會(huì)踢，但足球的軌跡為什么呈弧形，可能好多學(xué)生不知道，可以把這個(gè)問題提出來讓大家討論。上課時(shí)，提出這個(gè)問題后整個(gè)課堂氛圍一下就活躍起來了。這時(shí)候與學(xué)生一起分析足球近壁面流動(dòng)并結(jié)合伯努力方程講解足球的受力，學(xué)生一下就明白了足球軌跡為什么可以呈弧形。再比如還可以播放一些生活中有趣流動(dòng)現(xiàn)象的視頻與圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析與討論。

4 考核多元化

流w力學(xué)要想充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，還需要對考核方式做調(diào)整，不再唯卷面分?jǐn)?shù)論。本人在教學(xué)實(shí)踐中從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考核：（1）卷面成績；（2）創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)，綜合考慮試驗(yàn)效果、結(jié)果分析、答辯情況等；（3）課堂互動(dòng)，對于在課堂上積極互動(dòng)提出疑問的同學(xué)給予平時(shí)成績加分，甚至可以將講臺(tái)交給學(xué)生，讓學(xué)生給大家講解；（4）課后作業(yè)與講解，鼓勵(lì)學(xué)生給大家講解，并給予加分鼓勵(lì)。

5 結(jié)語

流體力學(xué)是一門學(xué)生認(rèn)為比較難的專業(yè)基礎(chǔ)課，作為授課老師應(yīng)該站在讓學(xué)生容易理解的立場，從流動(dòng)的物理概念和物理過程出發(fā)，賦予抽象難解的理論、公式具體的物理含義，并結(jié)合常見的流動(dòng)現(xiàn)象讓理論形象化、生活化；開展自主創(chuàng)新綜合試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值仿真，讓抽象的流動(dòng)具體化、圖形化，提高學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神；把講臺(tái)交給學(xué)生，通過課題答辯、習(xí)題講解，增強(qiáng)學(xué)生互動(dòng)；讓理論走進(jìn)生活，引導(dǎo)學(xué)生用流體力學(xué)理論知識分析生活中的流動(dòng)現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)的趣味性；通過多元化的考核，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？傊詫W(xué)生為本，從物理本質(zhì)上講解理論知識，讓理論走進(jìn)生活貼近生活，從抽象到具體，多層次增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解。

參考文獻(xiàn)

[1] 李小斌，李鳳臣，姜寶成，等.基于創(chuàng)新意識培養(yǎng)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，2014（15）：119-121.

[2] 金志光.工科高校培養(yǎng)創(chuàng)新思維的流體力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)競賽[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（8）：145-146.

篇8

[論文摘要]論文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出了以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主、以現(xiàn)代化教學(xué)手段為輔的教學(xué)方法。結(jié)合實(shí)例講清楚基本概念，夠用為度重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學(xué)應(yīng)遵循的模式，并與多媒體輔助教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)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，達(dá)到提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、前言

《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)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)，它建立在現(xiàn)場觀測、實(shí)驗(yàn)室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔?、原理的抽象性、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點(diǎn)，對學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)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(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。

我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動(dòng)、水力學(xué)、流體機(jī)械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。

為此，作者通過教學(xué)實(shí)踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。

二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主

《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識模塊，它要求學(xué)生具備扎實(shí)的微積分知識、力學(xué)知識等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)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(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時(shí)間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動(dòng)，會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。

(一)結(jié)合實(shí)例，講清楚基本概念

流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)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(shí)例對這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時(shí)筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計(jì)客運(yùn)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(shí)刻（站點(diǎn)）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)跟蹤，它與跡線的定義對應(yīng)；②在每一公交站點(diǎn)安排記錄員，記錄不同時(shí)刻經(jīng)過該站點(diǎn)車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應(yīng)。

在講解伯努利方程原理的時(shí)候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越小；反之亦然。

概念是公式推演的基石，沒有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會(huì)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(shí)例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

（二）以用為度，重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時(shí)候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始，強(qiáng)調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項(xiàng)的幾何意義和物理含義，掌握公式的實(shí)際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動(dòng)力學(xué)伯努利方程時(shí)，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺得不會(huì)那么深?yuàn)W。在講解相對平衡的流體壓強(qiáng)分布規(guī)律時(shí)，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程，因?yàn)樗诮鉀Q一般平衡流體內(nèi)部的壓強(qiáng)分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時(shí)非常重要。而對于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個(gè)物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點(diǎn)突出。

不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。

三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔

當(dāng)前以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識開始，逐步上升到理性認(rèn)識，進(jìn)而能夠達(dá)到運(yùn)用知識解決問題的能力。

結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)與制作多媒體課件時(shí)，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點(diǎn)，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時(shí)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(dòng)現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團(tuán)隊(duì)收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時(shí)候，制作了雷諾實(shí)驗(yàn)的FLIASH素材，以動(dòng)畫的形式向?qū)W生展示了流體流動(dòng)的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動(dòng)速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運(yùn)用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時(shí)間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。

多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點(diǎn)突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實(shí)踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機(jī)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(xué)重點(diǎn)；也有的教師忽略學(xué)生對課件內(nèi)容理解消化的時(shí)間，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會(huì)造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機(jī)灌”而已。

四、總結(jié)

流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R貫通，突出重點(diǎn)，化煩就簡、引入實(shí)例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識通過圖文、音像生動(dòng)地顯現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)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(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，愿與同行共同切磋。

基金項(xiàng)目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程

[參考文獻(xiàn)]

[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學(xué)[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2006．

篇9

關(guān)鍵詞 流體力學(xué) 游泳 柔體 實(shí)踐探究

中圖分類號：G861 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

柔軟物體的形狀容易發(fā)生改變，以魚為例，當(dāng)魚在水中來回游動(dòng)時(shí)，魚尾的擺動(dòng)使其在水中獲得一個(gè)很快的速度，魚尾擺動(dòng)其實(shí)就是對水流特性的一種利用，將此原理運(yùn)用到人類的游泳中，對人的游泳速度研究意義重大。柔體的形狀和流體的阻力有著很大關(guān)系，如何減小阻力、提高速度是當(dāng)前游泳討論的熱點(diǎn)，有必要加強(qiáng)相關(guān)研究。

1魚與人體力學(xué)的研究

1.1水流體的特性

1.1.1粘滯性

即是所謂的阻力，它是水分子之間相互吸引而產(chǎn)生的，在流體力學(xué)中稱為“內(nèi)聚力”，對水中的物體起牽制阻攔的作用。一般情況下，粘滯性和溫度呈負(fù)相關(guān)，溫度越高，粘滯性越小。水流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，受力比較穩(wěn)定，粘滯性幾乎不起作用。若受的外力比本身內(nèi)聚力大，水分子間固有的結(jié)構(gòu)被破壞，在相互吸引下會(huì)產(chǎn)生摩擦，和外力抗衡，外力越大，摩擦越是激烈，從而對水中的物體形成阻力。

1.1.2流動(dòng)性

若受的外力比本身內(nèi)聚力大，水層壓力將會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生局部高于其他水層的壓力，此時(shí)為了保持壓力平衡，高壓區(qū)和低壓區(qū)會(huì)有壓力的轉(zhuǎn)換，這個(gè)過程就是水流體的流動(dòng)性。按照力學(xué)原理，施力必須有支撐點(diǎn)，而水流體在流動(dòng)中，壓強(qiáng)隨速度在不斷變化，物體在水中沒有固定的支撐點(diǎn)，在獲得反作用力時(shí)，許多沖量都被流動(dòng)的水消耗掉了，難以取得陸地上的效果。

1.1.3難以壓縮性

許多物體之所以能夠浮在水面上，是因?yàn)樗黧w具有難以壓縮性，當(dāng)大氣壓增強(qiáng)時(shí)，水壓縮極小。在受到外力的作用時(shí)，不管外力多大，水的體積是不會(huì)變的，因此，水的密度也比較穩(wěn)定。對于水中的物體，水會(huì)根據(jù)物體的體積大小換取等量水的容積，所以物體在水中會(huì)受到等量容積水的作用力，使物體重量被水的重量平衡。水是人體最多的成分，從這一點(diǎn)來看，人也具有一定的不可壓縮性。

1.2魚尾的流體力學(xué)分析

當(dāng)魚保持一個(gè)平衡姿勢處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，有其中心平衡線，魚尾在這條線周圍來回?cái)[動(dòng)，在水中會(huì)形成一定的作用力，總體是向前的，為魚提供向前游動(dòng)的力。魚靠魚尾的擺動(dòng)獲得向前的推動(dòng)力，在擺動(dòng)的過程中，若是從右側(cè)向中心平衡線擺動(dòng)，右側(cè)的壓強(qiáng)較低，相反的左側(cè)壓強(qiáng)較高，假設(shè)水作用于魚尾的總力為F，此時(shí)便會(huì)分成兩個(gè)力F1和F2，分別與中心平衡線平行、垂直，而平行于中心線的力F1 就是魚游動(dòng)的推動(dòng)力。當(dāng)魚尾從中心平衡線向左側(cè)擺動(dòng)時(shí)，右側(cè)仍是低壓，左側(cè)是高壓，但此時(shí)與中心平衡線向平行的力F1在方向上有所改變，從向前的力轉(zhuǎn)變到了向后的力，從推動(dòng)作用變成了阻力作用。魚在水中游動(dòng)要有足夠的推動(dòng)力，所以在魚尾擺動(dòng)時(shí)總是高速擺至中心平衡線，離開時(shí)的速度則比較低，而且在擺動(dòng)的過程中，為保證魚能夠正常前行，阻力必須小于所受的推動(dòng)力，因此，其擺動(dòng)幅度總是在魚體的寬度范圍之內(nèi)。

1.3物體形狀和流體阻力的關(guān)系

魚在游動(dòng)時(shí)，魚尾擺動(dòng)后肌肉放松，受水流體的阻力作用，此時(shí)魚尾與中心平衡線在同一條線上，整個(gè)魚體相當(dāng)于處于靜止?fàn)顟B(tài)。以龍睛魚為例，從其肌肉緊張的狀態(tài)來看，此時(shí)的魚尾和劃翅呈扇形的張開狀，形成阻力且阻力點(diǎn)較多，方便其停止前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)龍睛魚在向前游動(dòng)的過程中，魚尾和劃翅呈收縮狀緊貼身體，以減少在水中的阻力，阻力點(diǎn)也逐漸消失，靠魚尾擺動(dòng)獲得推動(dòng)力。

2 流體力學(xué)原理在游泳中的應(yīng)用

首先，魚在靜止時(shí)有其中心平衡線，人體也有，在雙腿擺動(dòng)的過程中，幅度不能過大，如果腿向下擺動(dòng)的幅度較大，很容易增加身體對水截面，從而形成形狀阻力；如果向上擺動(dòng)的幅度較大，當(dāng)腳露出水面時(shí)，水的壓力下降，必會(huì)對動(dòng)作有所影響，在蝶泳或仰泳等方式中，腿部的受力原理是一樣的。由于在游泳教學(xué)中對此方面的忽視，許多教練缺少足夠的理論依據(jù)，采取的教學(xué)方法也有諸多不合理之處，以至于運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練腿部技術(shù)時(shí)沒有科學(xué)明確的概念，導(dǎo)致訓(xùn)練效果并不是很理想。

其次，將上述理論應(yīng)用到個(gè)蛙泳、蝶泳、自由泳等游泳方式中，分別觀察其在水中蹬腿時(shí)的表現(xiàn)，對其進(jìn)行分析，從中不難看出，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的蹬腿動(dòng)作結(jié)束時(shí)會(huì)有短暫的間歇時(shí)間，如果此時(shí)腿部肌肉緊張，就會(huì)收縮，則容易形成阻力，尤其是腳背，會(huì)出現(xiàn)很明顯的阻力點(diǎn)，這種現(xiàn)象在蛙泳和蝶泳中更為明顯，因?yàn)檫@時(shí)是兩腿同時(shí)完成動(dòng)作，腳背的面積大，受力也大，差不多為自由泳的兩倍。如果在間歇時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員腿部的肌肉呈放松狀，則會(huì)減少阻力，阻力點(diǎn)也會(huì)逐漸消失，而且在腿上抬時(shí)，還能夠?qū)δ_底形成一種推進(jìn)力。所以，在游泳中，人體必然會(huì)受到水流體的阻力作用，此時(shí)若肢體能夠保持順著水流方向的姿勢，則能取得更好的蹬腿效果，而且有利于節(jié)省體能，進(jìn)而提高游泳速度。

3 結(jié)束語

游泳速度的快慢與力學(xué)的諸多方面都有緊密聯(lián)系，當(dāng)手、腿等身體部位當(dāng)水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)對水產(chǎn)生一定的作用力，水也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反作用力，推動(dòng)人體向前游動(dòng)，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生阻力，如何將阻力降到最低是研究的重點(diǎn)。在學(xué)習(xí)游泳時(shí)，要充分利用水流體的特性規(guī)律，找準(zhǔn)人體中心平衡線，合理運(yùn)用肌肉緊張與放松的效果，從而達(dá)到理想效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘭亞紅.游泳技術(shù)之流體力學(xué)理論探析[J].科技信息，2010，22（28）.

篇10

關(guān)鍵詞：伯努利方程；虛擬實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新

由于流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，使得流體力學(xué)研究離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，伯努利方程實(shí)驗(yàn)是高等院校航天工程、能源動(dòng)力工程、水利工程、建筑工程、土木工程等專業(yè)必須學(xué)習(xí)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)之一。傳統(tǒng)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)，存在著一定的弊端：在教師講解后學(xué)生直接做實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)過程的示范教學(xué)及描述缺乏認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題得不到充分的探索和討論，無法體現(xiàn)學(xué)生的思考過程、實(shí)驗(yàn)興趣及創(chuàng)造性思維。而基于虛擬實(shí)驗(yàn)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，充分啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流互動(dòng)，能夠充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高了實(shí)驗(yàn)的效率，有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

1.實(shí)驗(yàn)原理

如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過流斷面。

可以列出進(jìn)口斷面（1）至另一斷面（i）的能量方程式

z1+p1r+a1v212g=zi+pir+aiv2i2g+hwi，（i=2，3，…，n）（1）

zi為位置水頭，表示單位質(zhì)量流體所具有的位能；pir稱為壓強(qiáng)水頭，表示單位質(zhì)量流體所具有的壓強(qiáng)勢能；Hpi=zi+pir為測壓管水頭，是單位質(zhì)量流體所具有的總勢能；hwi代表由元斷面（1）到斷面（i）所消耗的能；取動(dòng)能系數(shù)a1=a2=a3=…=an=1，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測壓管中讀出Hpi=zi+pir的值，測出通過管路的流量，即可計(jì)算出各斷面平均流速vi及速度水頭aiv2i2g，從而得到各斷面測壓管水頭值和總水頭值。

在同一過流斷面上：均勻流或漸變流斷面流體動(dòng)壓強(qiáng)符合靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律，測壓管水頭值為常數(shù)。z+pρg=C（2）

在不同過流斷面上：測壓管水頭不同，z1+p1ρg≠zi+piρg（3）

故z+pρg≠C。

2.特色和創(chuàng)新

2.1添加虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在傳統(tǒng)的伯努利方程實(shí)驗(yàn)中引入新的實(shí)驗(yàn)元素和活力，即在實(shí)驗(yàn)過程中添加伯努利方程虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。目前虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用有很多[1-3]，也有一些伯努利方程實(shí)驗(yàn)在仿真方面的研究[4]。由于虛擬實(shí)驗(yàn)具有操作界面直觀、方便快捷、重復(fù)性強(qiáng)、不受時(shí)間或場所的限制，學(xué)生可以按個(gè)人需求，不受時(shí)間、地點(diǎn)約束，反復(fù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程，還可以設(shè)計(jì)出新穎的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師鼓勵(lì)學(xué)生參與虛擬實(shí)驗(yàn)的操作和完善，通過網(wǎng)上練習(xí)虛擬實(shí)驗(yàn)，找出有待完善的地方，提出優(yōu)化方案，再指導(dǎo)學(xué)生逐步修改和完善，充分發(fā)揮學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，有效拓展學(xué)生的想象空間。本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過對學(xué)生多方位的引導(dǎo)，可以培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的應(yīng)用能力、對實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)手能力、對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)的寫作能力，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)。采用虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使學(xué)生從多角度，以多種方式參與實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，充分鍛煉學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)手能力。

2.2實(shí)驗(yàn)流程圖，如圖2所示

（1）虛擬實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生可以先在力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的網(wǎng)站上對伯努利方程實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作、預(yù)覽實(shí)驗(yàn)過程、掌握實(shí)驗(yàn)原理、鞏固理論知識，并且可以直觀地體會(huì)做實(shí)驗(yàn)的操作過程、觀察動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，更重要的是學(xué)生還可以隨時(shí)隨地驗(yàn)證和探索學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，對實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)。虛擬實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)相差無幾，通過適時(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及測壓管液面高度的變化規(guī)律，方便模擬出真實(shí)實(shí)驗(yàn)的過程。伯努利方程實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)造良好的仿真實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流互動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生的求知欲和主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，為真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了實(shí)驗(yàn)的效率。

（2）真實(shí)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)手操作的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生熟悉操作實(shí)驗(yàn)裝置，例如測量流速與流量的儀表（畢托管、文丘里流量計(jì)、電磁流量計(jì)等）；啟發(fā)學(xué)生將所學(xué)理論知識結(jié)合工程實(shí)踐，采用已有的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教具，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，（比如利用流量計(jì)測試一下實(shí)驗(yàn)室水管的流量、流速等）；引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，以及完成綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。

通過虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)的操作訓(xùn)練，有利于學(xué)生更加深刻地理解和掌握課本上的理論知識。

2.3實(shí)驗(yàn)成績考核

伯努利方程實(shí)驗(yàn)的成績考核由實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、虛擬實(shí)驗(yàn)操作、真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告四部分組成。實(shí)驗(yàn)操作部分由指導(dǎo)教師現(xiàn)場打分，最終通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)方法的確定、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比分析及研究總結(jié)等，可以有效地反映出學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力（包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、操作動(dòng)手能力和自主創(chuàng)新能力）。

3.實(shí)驗(yàn)成果

置身于多媒體世界中，虛擬實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能看到、聽到、感覺到實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大增加了仿真的形象性與直觀性，從而能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性。由于虛擬實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、場地的限制，學(xué)生可根據(jù)自己的需要安排學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。而且虛擬與真實(shí)實(shí)驗(yàn)兩者相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)，切實(shí)保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。伯努利方程實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，其系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)成果可以為其他流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供借鑒，引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)方向、探索人才培養(yǎng)模式。一些典型教學(xué)案例的積累，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積淀。成功的案例可以啟發(fā)下屆學(xué)生在此基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，避免低水平的重復(fù)實(shí)驗(yàn)；失敗的案例可以供學(xué)生借鑒，盡可能避免失敗，少走彎路。

4.結(jié)束語

虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合豐富了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，綜合利用了多種教學(xué)手段，提升了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。注重實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)、合理、新穎；實(shí)驗(yàn)手段適當(dāng)、高效先進(jìn)。能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣。此外，虛擬實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的步伐，建立了流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教學(xué)資料庫。（作者單位：南昌理工學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]程立英，張志美，等.虛擬實(shí)驗(yàn)在分級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011.

[2]朱敏.虛擬實(shí)驗(yàn)與教學(xué)應(yīng)用研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2006.