流體靜力學(xué)的基本原理范文
時(shí)間:2023-12-26 18:00:25
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篇1
1、被西方稱為“物理學(xué)之父”的科學(xué)家是阿基米德。
2、阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,并且享有“力學(xué)之父”的美稱,阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家。阿基米德曾說過:“給我一個(gè)支點(diǎn),我就能撬起整個(gè)地球。”
3、阿基米德確立了靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的基本原理。給出許多求幾何圖形重心,包括由一拋物線和其網(wǎng)平行弦線所圍成圖形的重心的方法。阿基米德證明物體在液體中所受浮力等于它所排開液體的重量,這一結(jié)果后被稱為阿基米德原理。他還給出正拋物旋轉(zhuǎn)體浮在液體中平衡穩(wěn)定的判據(jù)。阿基米德發(fā)明的機(jī)械有引水用的水螺旋,能牽動(dòng)滿載大船的杠桿滑輪機(jī)械,能說明日食,月食現(xiàn)象的地球-月球-太陽運(yùn)行模型。但他認(rèn)為機(jī)械發(fā)明比純數(shù)學(xué)低級(jí),因而沒寫這方面的著作。阿基米德還采用不斷分割法求橢球體、旋轉(zhuǎn)拋物體等的體積,這種方法已具有積分計(jì)算的雛形。
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篇2
關(guān)鍵詞CDIO;流體力學(xué);能力培養(yǎng);教學(xué)改革
1引言
“流體力學(xué)”作為理工科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課,它的重要性是眾所周知的,作為力學(xué)分支,其在安全工程專業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,與泄漏、火災(zāi)、爆炸、通風(fēng)等有著密切的關(guān)系,是后續(xù)工業(yè)通風(fēng)、消防工程等專業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。近年來流體力學(xué)學(xué)科發(fā)生深刻變化,對流體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)加深,測量手段更為先進(jìn),對流體運(yùn)動(dòng)分析和處理的能力空前強(qiáng)大,與工程應(yīng)用結(jié)合更加緊密。然而“流體力學(xué)”這門課程概念抽象、數(shù)學(xué)公式多,在以往課程教學(xué)過程中更多重視理論知識(shí)的傳授,人才培養(yǎng)過程中存在著過分偏重理論知識(shí)學(xué)習(xí),缺乏對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)等不足之處。因此,本文借鑒國際流行的CDIO工程教育理念,擬對安全工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革,使理論知識(shí)服務(wù)于后續(xù)的安全知識(shí)學(xué)習(xí)及工作實(shí)際,將知識(shí)教育和能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來,增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,使學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)真正地更好地融入之后的安全工作中。
2CDIO工程教育理念
CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Imple-ment)和運(yùn)行(Operate)的簡稱?!癈”構(gòu)思指系統(tǒng)性的構(gòu)想、思考,明確產(chǎn)業(yè)需求?!癉”設(shè)計(jì)是把將要被實(shí)現(xiàn)的計(jì)劃通過視覺的形式描述出來的活動(dòng)過程;“I”實(shí)施是執(zhí)行、施行實(shí)際的行為,指把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程;“O”運(yùn)行是指產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)之后(即實(shí)施之后)使用其來達(dá)到想要的價(jià)值的過程。從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的全過程就是產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,用它來代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養(yǎng)具有較高專業(yè)理論水平和符合產(chǎn)業(yè)需求的綜合性應(yīng)用能力并重的高等工程教育專業(yè)學(xué)生,這種模式在安全工程專業(yè)領(lǐng)域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)和產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的真實(shí)工程實(shí)踐環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,通過引導(dǎo)學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、知識(shí)之間有機(jī)聯(lián)系的方式培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,使學(xué)生在創(chuàng)新思維能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程實(shí)踐能力等方面得到全面的訓(xùn)練和提高。
3基于CDIO理念的流體力學(xué)課程實(shí)施
3.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)時(shí),教材的選取是非常重要的,首先要選擇一本好的教材,然后圍繞教材的內(nèi)容,進(jìn)行全方位的內(nèi)容設(shè)計(jì)。湖南工學(xué)院安全工程專業(yè)選用的教材為蔡增基、龍?zhí)煊逯骶幍摹读黧w力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》,該教材詳細(xì)介紹了流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),并配有豐富的習(xí)題供學(xué)生課后練習(xí)鞏固,另圍繞教學(xué)大綱,每章設(shè)置了思考題。但教材內(nèi)容多是從供熱通風(fēng)空調(diào)類專業(yè)角度出發(fā),內(nèi)容較多。按照安全專業(yè)職業(yè)能力與素質(zhì)需求為導(dǎo)向,結(jié)合我校安全工程專業(yè)對該課程課時(shí)安排較少,學(xué)生文科生多,理科基礎(chǔ)薄弱的特點(diǎn)、安全工程專業(yè)需求及其與后續(xù)專業(yè)課程之間的關(guān)系,課程教學(xué)內(nèi)容分為四部分:(1)流體靜力學(xué)。掌握流體平衡的規(guī)律,對其中與安全工程關(guān)系不大的小節(jié)進(jìn)行刪除。(2)流體動(dòng)力學(xué)。研究流體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),作用于流體上的力與運(yùn)動(dòng)要素之間的關(guān)系,以及流體的運(yùn)動(dòng)特征與能量轉(zhuǎn)換等。(3)有關(guān)流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業(yè)通風(fēng)、消防、安全工程中常見的泄漏等問題相結(jié)合。(4)泵與風(fēng)機(jī)工作原理及運(yùn)行知識(shí),重點(diǎn)掌握如何選擇泵與風(fēng)機(jī)。由于課時(shí)有限,其他知識(shí)可通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)來完成。內(nèi)容設(shè)置注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力和分析解決問題的能力,不因課時(shí)少而刪除其物理背景、力學(xué)建模和求解過程等方面的學(xué)習(xí),只講授結(jié)果、計(jì)算公式、圖表等這種短視的做法培養(yǎng)出來的學(xué)生只是現(xiàn)成公式的計(jì)算機(jī)器,面對新的問題將束手無策,學(xué)生沒有創(chuàng)新能力,沒有利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律,才能認(rèn)識(shí)特殊規(guī)律,才能有分析實(shí)際問題的能力,才能正確應(yīng)用和處理流體力學(xué)商業(yè)軟件。
3.2轉(zhuǎn)變教學(xué)方法
在課堂教學(xué)中注重學(xué)生綜合思維、系統(tǒng)思維和工程能力的培養(yǎng)。結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)方法,采用以問題學(xué)習(xí)的形式,要求學(xué)生基于問題學(xué)習(xí)。(1)首先要講授該門課程的性質(zhì)及作用,讓學(xué)生掌握該課程在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)中的作用以及工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用價(jià)值,以及該課程與其他課程之間的關(guān)系,從而在學(xué)生的整體知識(shí)架構(gòu)中建立起清晰的課程邏輯聯(lián)系[3],培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。(2)各知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過程采用啟發(fā)式教學(xué)法,先由老師設(shè)置問題,讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí);學(xué)完之后讓學(xué)生思考學(xué)了什么,有什么用;除了基本的教學(xué)過程外,在課程中設(shè)置一些小專題討論,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。(3)傳統(tǒng)的教學(xué)模式由于缺乏對知識(shí)的應(yīng)用,學(xué)生通常將通過考試作為學(xué)習(xí)目標(biāo)而專注于記憶考試內(nèi)容。因此在教學(xué)中注重相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的講解的同時(shí),注重對各知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用和拓展,各知識(shí)點(diǎn)多方面地與安全工程專業(yè)相結(jié)合(如在講述孔口管嘴出留時(shí)與危險(xiǎn)化學(xué)品物質(zhì)泄漏進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒事故相結(jié)合;講述流動(dòng)阻力時(shí)與工業(yè)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)、消防水管道設(shè)計(jì)相結(jié)合),強(qiáng)調(diào)其對專業(yè)的支撐作用,要求理論知識(shí)必須服務(wù)于安全工作實(shí)際,將知識(shí)教育和工程能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來。
3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是CDIO模式下教學(xué)環(huán)節(jié)的非常重要的組成部分,學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和綜合應(yīng)用能力的提高,有賴于此環(huán)節(jié)[4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面通過建設(shè)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,將實(shí)踐教學(xué)貫穿于學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、技術(shù)應(yīng)用能力、研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)K分為基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K和開放性實(shí)驗(yàn)?zāi)K?;A(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)主要包括雷諾實(shí)驗(yàn)、能量守恒驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、沿程阻力實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、文丘里管實(shí)驗(yàn)、流量計(jì)實(shí)驗(yàn)、離心泵實(shí)驗(yàn)等[5]。這些實(shí)驗(yàn)過程簡單,能幫助學(xué)生更好地理解流體力學(xué)的基本原理和定律,但缺乏創(chuàng)造性,沒有與安全工程專業(yè)實(shí)際相結(jié)合。綜合性實(shí)驗(yàn)如與工業(yè)通風(fēng)課程相結(jié)合,設(shè)計(jì)一個(gè)通風(fēng)除塵管道模型,學(xué)生通過流體力學(xué)知識(shí)制定實(shí)驗(yàn)方案,使用儀器測量風(fēng)速、壓強(qiáng)等相關(guān)參數(shù)計(jì)算通風(fēng)阻力。讓學(xué)生把流體力學(xué)知識(shí)更好地與安全工程專業(yè)相結(jié)合,解決專業(yè)實(shí)際問題。綜合類型的實(shí)驗(yàn)相對較復(fù)雜,采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式,通過互相交流討論解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題,發(fā)散思維,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行匯報(bào),培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。開放性實(shí)驗(yàn)?zāi)K通過建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生參加各類學(xué)科競賽、科技創(chuàng)新活動(dòng)、自主實(shí)驗(yàn)、參與大學(xué)生研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、參與教師科研項(xiàng)目提供實(shí)踐平臺(tái)。如學(xué)生可進(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、利用flunet軟件模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙氣流動(dòng)過程。開放性實(shí)驗(yàn)可鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力。
4結(jié)論
1)安全工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程作為一門學(xué)科基礎(chǔ)課,其教學(xué)改革應(yīng)以專業(yè)能力需求為導(dǎo)向、學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo),引入CDIO理念進(jìn)行教學(xué)改革,可提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力、系統(tǒng)思維能力、和工程能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的工程意識(shí)及大工程觀。2)基于CDIO理念的“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革應(yīng)注重學(xué)生主體作用的發(fā)揮,以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),采用問題學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生用基礎(chǔ)理論分析、解決實(shí)際問題的能力。3)在“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革中,應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了基本的基礎(chǔ)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)外,組織學(xué)生做一些綜合性、設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn),教學(xué)中注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,人際交往能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
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篇3
關(guān)鍵詞:流體力學(xué);制冷與低溫工程;教學(xué)改革
作者簡介:尹雪梅(1979-),女,四川資中人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,講師;張文慧(1980-),女,河南焦作人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,講師。(河南鄭州450002)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)10-0098-02
目前,鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡稱“我院”)的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級(jí)特色專業(yè)。為了加強(qiáng)制冷與低溫工程專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng),造就人才,有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行全面的改革。
“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué),研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)。由于流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律及其影響因素十分復(fù)雜,故其具有理論性強(qiáng)、概念抽象和公式較多、實(shí)際工程應(yīng)用廣、對學(xué)生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點(diǎn)。[1]加上學(xué)生對流體流動(dòng)機(jī)理普遍缺乏感性認(rèn)識(shí),導(dǎo)致“流體力學(xué)”課程歷來被公認(rèn)為是教師難教、學(xué)生難學(xué)難懂的課程之一。[2]因此,迫切需要進(jìn)行“流體力學(xué)”課程教學(xué)改革,使學(xué)生學(xué)好本門課程,提高課程教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,全面提高專業(yè)素質(zhì)。
分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題:首先,“流體力學(xué)”理論性強(qiáng),概念多而抽象,難以理解,學(xué)生普遍缺乏對流體力學(xué)問題的感性認(rèn)識(shí),學(xué)習(xí)興趣不高;其次,課程中公式繁多,推導(dǎo)過程復(fù)雜,且大多涉及到“高等數(shù)學(xué)”的偏微分方程,另還涉及到“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”等方面的知識(shí),學(xué)生理解困難;另外,學(xué)生對所學(xué)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,選擇合適的教學(xué)模式組織教學(xué),全面實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量,是該課程教學(xué)亟待解決的問題。
一、改革教學(xué)方法
學(xué)好“流體力學(xué)”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學(xué)生來說至關(guān)重要。讓學(xué)生理解流體靜止和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其影響因素,不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ),也能為學(xué)生以后分析解決實(shí)際工程中的實(shí)際問題提供理論指導(dǎo)。怎樣才能讓學(xué)生學(xué)好這門課,筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為可以從以下幾方面著手。
1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,而“流體力學(xué)”又是大家公認(rèn)難學(xué)的課程,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高低決定著“流體力學(xué)”這門課教學(xué)的成敗。
要提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的積極性,首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學(xué)生接觸和了解“流體力學(xué)”這門課的窗口,也是教師的教學(xué)水平和教學(xué)方式的第一次展示,“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學(xué)”課程教學(xué)的成功與否。通過“緒論”課讓學(xué)生對“流體力學(xué)”的發(fā)展及其廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)大致的了解,使他們充分意識(shí)到“流體力學(xué)”知識(shí)和我們的生活及國家的建設(shè)密切相關(guān),深刻理解“流體力學(xué)”知識(shí)在今后的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問題中的重要作用。[3]
教師在講授一些理論知識(shí)之前,可先舉出很多貼近生活的有趣實(shí)例或者先提一些問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考。例如在講液體的粘性之前,可以先問學(xué)生:在水中游得快還是在油中游得快?為什么?又如在描述流體運(yùn)動(dòng)有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時(shí),可以將在座的學(xué)生和教室里的每個(gè)座位作為研究對象來進(jìn)行類比,從而讓學(xué)生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式,讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí),讓學(xué)生親身感受到參與教學(xué)活動(dòng)是一件樂事、趣事,由愿學(xué)到愛學(xué)再到樂學(xué)。實(shí)踐表明:列舉事例或提問的方式可以避免學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感,活躍課堂氣氛,不僅可以吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,還可以使學(xué)生充分意識(shí)到本課程對今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義,并且能加深學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的理解和記憶,使學(xué)生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外,還應(yīng)充分利用多媒體,通過圖片、動(dòng)畫讓學(xué)生直觀了解各種流動(dòng)現(xiàn)象,而不是停留在抽象層面,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“流體力學(xué)”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動(dòng)現(xiàn)象和分析流動(dòng)機(jī)理,需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。學(xué)生要真正理解基本概念、重要公式,首先就要讀懂?dāng)?shù)學(xué),然而讀懂了數(shù)學(xué)不一定意味著明白了數(shù)學(xué)符號(hào)背后所代表的物理意義?!傲黧w力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)問題的物理本質(zhì)有一個(gè)過程。教師的一個(gè)重要任務(wù)就是做好各方面的工作,幫助學(xué)生完成從讀懂?dāng)?shù)學(xué)到理解流動(dòng)的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步建立起科學(xué)的思維方式。
“流體力學(xué)”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)方程、動(dòng)量方程、伯努利方程等理論知識(shí)時(shí)都有大量的公式,這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學(xué)方面的知識(shí),特別是大量的偏微分方程,加上“流體力學(xué)”的公式推導(dǎo)采用歐拉法,與物理及其他力學(xué)不同,學(xué)生的觀念不易改變,而且推導(dǎo)過程復(fù)雜,學(xué)生理解掌握很困難。如果過分強(qiáng)調(diào)“流體力學(xué)”知識(shí)的嚴(yán)密性和完整性,對每個(gè)公式的每個(gè)推導(dǎo)細(xì)節(jié)都逐一介紹,推導(dǎo)過程將會(huì)枯燥無味,學(xué)生只會(huì)被弄得糊里糊涂,興趣全無。而如果直接給出公式,讓學(xué)生死記硬背,只能讓學(xué)生不知其所以然,當(dāng)然也就不能真正用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題了。
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為:“流體力學(xué)”中公式的講解應(yīng)將重點(diǎn)放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對基本概念力爭講透,概念清楚了,公式的講解推演才有意義。然后重點(diǎn)使學(xué)生明確公式的物理意義及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義和幾何意義,只有真正理解了公式的物理意義,才能靈活使用公式解決實(shí)際工程問題。最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項(xiàng)。由于流動(dòng)的多樣性,“流體力學(xué)”中的很多方程都是在一定的條件下得到的,如伯努利方程就有多種形式(理想流體、實(shí)際流體、流體是否可壓等),在具體運(yùn)用時(shí),要根據(jù)具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業(yè)
學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生能夠獨(dú)立自主地解決實(shí)際工程問題。如果基本原理掌握了,接下來就是如何用這個(gè)原理去解決實(shí)際問題。課后作業(yè)是檢查學(xué)生對所學(xué)知識(shí)理解、掌握程度的一種手段,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立地完成一定量的課后練習(xí)題,這是“流體力學(xué)”學(xué)習(xí)過程的重要組成部分,解題過程實(shí)質(zhì)就是利用“流體力學(xué)”的基本原理和基本方程分析和解決實(shí)際問題的一個(gè)訓(xùn)練過程,課后習(xí)題可以幫助學(xué)生加深對基本概念和基本理論知識(shí)的理解。
然后再由教師通過習(xí)題課的方式,利用具有代表性的習(xí)題和一些學(xué)生普遍認(rèn)為困難、出錯(cuò)多的習(xí)題,講述流體力學(xué)原理在工程實(shí)例中的應(yīng)用。在講解習(xí)題時(shí),重在提供條理清晰的解題思路、詳細(xì)具體的解題步驟,使學(xué)生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧,以便在以后的學(xué)習(xí)工作中舉一反三、觸類旁通、學(xué)以致用。這一過程增強(qiáng)了學(xué)生對流動(dòng)過程物理本質(zhì)的理解,將物理問題與數(shù)學(xué)工具有機(jī)地結(jié)合起來,有助于學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際工程問題進(jìn)行認(rèn)真思考,有效的增強(qiáng)了學(xué)生分析并解決實(shí)際問題的能力。
二、改革教學(xué)手段
多媒體教學(xué)以其形象、直觀、生動(dòng)、具體、易于理解的教學(xué)特點(diǎn),豐富的教學(xué)內(nèi)容,被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。[4]
多媒體教學(xué)在“流體力學(xué)”教學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體,可將“流體力學(xué)”中那些難以用語言描述的流動(dòng)圖像、抽象難懂的知識(shí)點(diǎn),如拉格朗日和歐拉法的描述,流線與跡線、層流、湍流等,通過圖片、動(dòng)畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生,使其從感性認(rèn)識(shí)開始建立清晰的物理概念,較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容,并使學(xué)生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時(shí)間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習(xí)題等。采用多媒體教學(xué),授課的信息量增多了,教學(xué)內(nèi)容更豐富了,學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)接收的知識(shí)更多了,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,學(xué)生的思路拓寬了,教學(xué)質(zhì)量也提高了。
多媒體教學(xué)的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學(xué)。有很多學(xué)生認(rèn)為板書能讓他們有更多的時(shí)間去思考消化一些抽象的東西,更有利于對基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。根據(jù)“流體力學(xué)”既有抽象復(fù)雜的流動(dòng)機(jī)理又有大量的基本概念、基本方程的特點(diǎn),在教學(xué)過程中應(yīng)將多媒體教學(xué)與板書教學(xué)相結(jié)合,揚(yáng)長避短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對某些特定的流動(dòng)現(xiàn)象,可以通過多媒體教學(xué),加深學(xué)生對流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對于較重要的公式及一些重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容還是采用板書教學(xué),例如流體力學(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,有利于學(xué)生集中注意力,讓學(xué)生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學(xué)生足夠的思考時(shí)間,又可加深學(xué)生對重要知識(shí)的理解,從而獲得良好的教學(xué)效果。
三、 結(jié)束語
總之,高等教育教學(xué)改革,特別是專業(yè)課程的教學(xué)改革,是一個(gè)長期而艱巨的實(shí)踐過程。“流體力學(xué)”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)校的具體情況改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,借助現(xiàn)代教育技術(shù)與手段,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合生活、生產(chǎn)、科研中的實(shí)際問題,進(jìn)行深入淺出、生動(dòng)活潑的講解,揭示問題的本質(zhì),向?qū)W生傳授治學(xué)方法,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,以取得更好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]王偉.土木專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)研究[J].山西建筑,2008,34(21).
[2]吳光林.《流體力學(xué)》課程教學(xué)改革的思考[J].科技信息(科學(xué)教研),2008,(14):172-173.