時(shí)間：2023-04-03 09:48:30
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關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)改革；探討
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
流體力學(xué)是一門研究流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學(xué)科，它作為一門嚴(yán)密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，也是土木、機(jī)械、動(dòng)力、水利、環(huán)境等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學(xué)實(shí)踐中都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問題。論文結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革以及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面探討提高流體力學(xué)教學(xué)水平的方法。
一、 流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
流體力學(xué)是一門主要研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，具有理論性強(qiáng)、工程實(shí)際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點(diǎn)。流體力學(xué)建立在理論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機(jī)械等眾多學(xué)科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。另外，流體力學(xué)在環(huán)境工程設(shè)計(jì)和實(shí)際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必備知識(shí)，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時(shí)，流體力學(xué)是環(huán)境工程與其他學(xué)科體系溝通的橋梁，這個(gè)橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學(xué)科體系的完善性。因此，提高流體力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好本門課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對(duì)流體力學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展顯得十分必要。
目前國內(nèi)院校的流體力學(xué)課程教學(xué)過程大體可歸納為“課前預(yù)習(xí)、課堂教師講授、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課后教師評(píng)閱”的四段串行模式。實(shí)踐證明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在強(qiáng)化理論教學(xué)成果以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學(xué)中注重經(jīng)驗(yàn)理論與公式的講解，而公式多且乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂，課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)性。另外，本科流體力學(xué)理論教學(xué)模式多為填鴨式教育，對(duì)學(xué)生而言，流體力學(xué)課缺少客觀體驗(yàn)，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學(xué)課程教學(xué)的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每一學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)完全相同，教師由實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但此手段不能激發(fā)學(xué)生的積極性，無法體現(xiàn)學(xué)生的主體性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性[1]。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在按既定的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案實(shí)踐的過程中，學(xué)生所得到的主要是從理論知識(shí)到實(shí)踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識(shí)的傳授，具體實(shí)驗(yàn)的演示、引導(dǎo)與糾錯(cuò)，甚至有時(shí)會(huì)耳提面命，因此學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的創(chuàng)造性很難有機(jī)會(huì)得到展示。
因此，采用一種有效的教學(xué)方法進(jìn)行流體力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，以提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并對(duì)相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。
二、 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣
學(xué)生對(duì)任何概念和公式的形成、理解有一個(gè)過程，而在流體力學(xué)中，這些概念、公式又較為抽象，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的快慢，耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對(duì)邏輯推理的愛好，就成為教學(xué)中的關(guān)鍵。例如，流體力學(xué)中的三大方程――連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程需通過輸運(yùn)公式逐步推導(dǎo)而來，如此的教學(xué)安排便使知識(shí)較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認(rèn)識(shí)各個(gè)方程的物理意義。而輸運(yùn)公式的推導(dǎo)由于邏輯性較強(qiáng)，講授時(shí)就需要花費(fèi)較多的學(xué)時(shí)和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導(dǎo)中的物理含義和數(shù)學(xué)要領(lǐng)，使學(xué)生對(duì)輸運(yùn)公式有一個(gè)清晰準(zhǔn)確地理解。最后，將輸運(yùn)公式中的物理量換成質(zhì)量、動(dòng)量、能量即可得出連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學(xué)更加清晰明了，而且會(huì)使學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強(qiáng)烈的探索感和求知欲。
三、 教學(xué)方法探討
教學(xué)方法作為聯(lián)結(jié)教師和學(xué)生的重要紐帶，在提高教學(xué)質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，工科“流體力學(xué)”課程方法的改革勢(shì)在必行，作者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)該課程特點(diǎn)，認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)方法改革。
（1）重視緒論課的作用
部分教師認(rèn)為緒論課僅是對(duì)流體力學(xué)的簡(jiǎn)單介紹，作用不大，所以對(duì)緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實(shí)緒論課對(duì)整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學(xué)生了解流體力學(xué)課程的窗口，也是教師教學(xué)水平的第一次展示。
講授緒論課的較好方法是介紹流體力學(xué)的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用等。教師要注重講解流體力學(xué)知識(shí)在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目，以展示流體力學(xué)在科學(xué)和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學(xué)理論在“神舟號(hào)”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生明白流體力學(xué)這門相對(duì)古老的學(xué)科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風(fēng)中倒塌的例子，說明在實(shí)際工程中忽視流體力學(xué)會(huì)造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學(xué)的發(fā)展史對(duì)于激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時(shí)，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學(xué)生的面前[4]。
（2）從實(shí)例中引出教學(xué)內(nèi)容
流體力學(xué)雖有概念多、邏輯性強(qiáng)、理論上較難理解的特點(diǎn)，但卻與生活和生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。在具體教學(xué)內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學(xué)生求趣、求新、求知的心理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教學(xué)內(nèi)容。例如，在講流體粘性時(shí)，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學(xué)知識(shí)時(shí)，可講一些水庫垮壩事件，主要是設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷和施工存在著質(zhì)量問題，不能承受水對(duì)壁面的靜壓力。另外，還可以進(jìn)行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時(shí)流體力學(xué)專家的爭(zhēng)論，通過分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到學(xué)好流體力學(xué)的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更有意義。
（3）師生互動(dòng)，培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)
調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是加強(qiáng)流體力學(xué)教學(xué)效果的重要條件。作者在每次講課后都會(huì)對(duì)本次課程的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，然后下次課隨機(jī)抽取部分學(xué)生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學(xué)生作出補(bǔ)充和建議。在課堂上，多為學(xué)生提供隨堂練習(xí)的機(jī)會(huì)，師生互相之間進(jìn)行探討和思考，針對(duì)練習(xí)中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補(bǔ)充。這種授課模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學(xué)生的思維深度，查漏補(bǔ)缺。學(xué)風(fēng)對(duì)于任何一門課程教學(xué)的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴(yán)格要求學(xué)生，對(duì)作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學(xué)生對(duì)作業(yè)中的每道題，在解答時(shí)必須寫出已知、求解，并畫出相應(yīng)圖示，這些小細(xì)節(jié)可以幫助學(xué)生以簡(jiǎn)明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。
（4）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
流體力學(xué)按研究方法可以分為理論流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)。實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)是理論流體力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是計(jì)算流體力學(xué)的檢驗(yàn)依據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中有著極其重要的地位。流體力學(xué)中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式的感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時(shí)候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生非常直觀的理解伯努利方程中每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的意義。對(duì)于沒有開的實(shí)驗(yàn)課，通過在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學(xué)生，也可提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解[6]。
（5）傳統(tǒng)教學(xué)方式和多媒體技術(shù)互補(bǔ)
過去，流體力學(xué)課程在教學(xué)手段上采用板書教學(xué)，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進(jìn)學(xué)生的積極思維與參與意識(shí)，但對(duì)教學(xué)內(nèi)容中比較抽象的概念、復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律，很難用語言和文字準(zhǔn)確、形象地描述。多媒體教學(xué)最大的優(yōu)點(diǎn)是形象、生動(dòng)、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導(dǎo)過程和思維、學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學(xué)過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時(shí)采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時(shí)采用多媒體教學(xué)方法，做到取長補(bǔ)短、優(yōu)化組合，會(huì)獲得較好的教學(xué)效果[7]。
四、師資隊(duì)伍的建設(shè)
為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進(jìn)的教學(xué)手段，而且要努力研究實(shí)施素質(zhì)教育的教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)過程中，要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并且要善于歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，虛心向有經(jīng)驗(yàn)的教師請(qǐng)教，同時(shí)要高度重視學(xué)生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學(xué)思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學(xué)水平。社會(huì)發(fā)展對(duì)教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學(xué)水平的提高和發(fā)展是一個(gè)畢生的過程，教師應(yīng)該不斷開闊視野，更新知識(shí)體系，才能形成對(duì)流體力學(xué)更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。
五、 結(jié)論
論文結(jié)合流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面論述的教學(xué)方法，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使枯燥的流體力學(xué)課堂變得生動(dòng)活潑，多方面激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學(xué)課程的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；制冷與低溫工程；教學(xué)改革
目前，鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評(píng)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(duì)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(duì)學(xué)生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點(diǎn)。加上學(xué)生對(duì)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。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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)“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。
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(duì)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(duì)今后學(xué)習(xí)和工作的重要意義，并且能加深學(xué)生對(duì)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。“流體力學(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(duì)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(duì)基本概念力爭(zhēng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。
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(chǎng)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(duì)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(shì)，為教學(xué)工作更好地服務(wù)。如對(duì)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(duì)流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的理解。而對(duì)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(duì)重要知識(shí)的理解，從而獲得良好的教學(xué)效果。
論文摘要:通過工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)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(dòng)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(dòng)性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果的目標(biāo)。
一、前言
隨著計(jì)算機(jī)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(dá)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(shí)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(dòng)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(dòng)性。達(dá)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(yàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，通過教師的形象、生動(dòng)的講述，學(xué)生易于接受，師生之間可以面對(duì)面地探討疑難問題。對(duì)于工程流體力學(xué)而言，教學(xué)內(nèi)容不可避免地會(huì)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(shí)間，同時(shí)又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過程的理解，加強(qiáng)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(gè)性的發(fā)揮和創(chuàng)意的產(chǎn)生。
三、多媒體教學(xué)的特點(diǎn)
多媒體教學(xué)以其鮮明的教學(xué)特點(diǎn)，豐富的教學(xué)內(nèi)容，形象生動(dòng)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(shí)、拓寬視野、豐富心理活動(dòng)最主要的推動(dòng)力。多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用文字、圖片、動(dòng)畫和視頻等資料來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，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(duì)信息的接收，對(duì)學(xué)生的眼、耳等器官進(jìn)行多重刺激，從而活躍學(xué)生的思維，增強(qiáng)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(diǎn)出發(fā)，主要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)，在日常生活和各種工程實(shí)際中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，是動(dòng)力工程和流體機(jī)械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。與固體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比，流體在運(yùn)動(dòng)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(dòng)畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復(fù)雜的流動(dòng)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(shí)間。工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容較多，涉及范圍較廣，在有限的課時(shí)內(nèi)傳授給學(xué)生的信息量較大。傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)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(shì)，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(shí)間內(nèi)接收更多的知識(shí)，開闊了學(xué)生視野，增加課堂知識(shí)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(yáng)長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)間，又可以加深學(xué)生對(duì)公式推導(dǎo)過程的理解，加強(qiáng)學(xué)生的記憶能力。而對(duì)于某些基本概念和特定的流動(dòng)現(xiàn)象，可以通過多媒體教學(xué)手段，加深學(xué)生對(duì)基本概念和流動(dòng)現(xiàn)象的理解。
流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)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?，F(xiàn)行流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法單一，同時(shí)，還受實(shí)驗(yàn)老師較少、實(shí)驗(yàn)課時(shí)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(dá)到流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件，演示各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；化學(xué)工程；應(yīng)用
Abstract: in the chemical research and development of the field, play an important role in computational fluid dynamics, this paper mainly introduces the basic principles of computational fluid dynamics, and the application of computational fluid dynamics in the field of chemical engineering, application mainly through the introduction of computational fluid dynamics in the stirred tank, heat exchanger, distillation, thin film evaporator burning, etc., to reflect the fluid mechanics made in chemical engineering contribution.
Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application
中圖分類號(hào)：TQ021.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 計(jì)算流體力學(xué)概述
作為流體力學(xué)的一個(gè)分支，計(jì)算流體力學(xué)主要負(fù)責(zé)，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動(dòng)量方程、熱量方程、質(zhì)量方程以及其它的一些相關(guān)方程，然后通過進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計(jì)算流體力學(xué)主要根據(jù)動(dòng)量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過數(shù)值計(jì)算方法來求解出流動(dòng)主控方程，并最終得到各種流動(dòng)現(xiàn)象的規(guī)律。
計(jì)算流體力學(xué)主要包括3種計(jì)算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個(gè)涉及到多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科，它不僅包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、流體力學(xué)等專業(yè)學(xué)科，還有計(jì)算幾何學(xué)、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學(xué)理論知識(shí)。通過計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行模擬，主要是為了作出預(yù)測(cè)和獲得信息，來更好的控制流體流動(dòng)。理論的預(yù)測(cè)主要來自于數(shù)學(xué)模型結(jié)果，并不是來源于實(shí)際的物理模型結(jié)果。
起初，計(jì)算流體力學(xué)主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動(dòng)力學(xué)方面的流體力學(xué)問題。計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實(shí)、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)成為對(duì)各種流動(dòng)系統(tǒng)和流動(dòng)過程，進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作和研究的有利工具。
在上個(gè)世紀(jì)60年代末期，在流體力學(xué)各相關(guān)行業(yè)中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，直到上世紀(jì)90年代后期，才開始對(duì)于化學(xué)工程的模擬計(jì)算，現(xiàn)在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為流體流動(dòng)和傳質(zhì)的重要研究工具。
在各種化工裝置中，計(jì)算流體力學(xué)都可以進(jìn)行模擬、分析、預(yù)測(cè)，比如說，可以在流體流動(dòng)過程中，對(duì)于其中的傳質(zhì)、傳熱進(jìn)行預(yù)測(cè)，比如在蒸餾塔中進(jìn)行的兩相傳質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進(jìn)行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)、放大；可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)速率進(jìn)行描述分析，并在反應(yīng)器中進(jìn)行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進(jìn)行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進(jìn)行一些設(shè)備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動(dòng)的模擬。
2 計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用
2.1 計(jì)算流體力學(xué)在攪拌槽中的應(yīng)用
由于攪拌槽內(nèi)部流動(dòng)比較復(fù)雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對(duì)一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進(jìn)行放大設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往經(jīng)驗(yàn)成分要多于理論計(jì)算。在實(shí)際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應(yīng)體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器中，而且，不均勻性的嚴(yán)重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗(yàn)放大設(shè)計(jì)的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對(duì)攪拌槽的內(nèi)部流場(chǎng)展開研究。
最初，Harvey等對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二維模擬，這些年來，通過采用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行研究的技術(shù)，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費(fèi)的同時(shí)，也可以獲得實(shí)驗(yàn)所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對(duì)攪拌槽氣液兩相流動(dòng)，利用計(jì)算流體力學(xué)的湍流模型進(jìn)行了三維模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，計(jì)算流體力學(xué)能很好地對(duì)攪拌器上部氣體分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent，對(duì)Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時(shí)間相關(guān)的三維數(shù)值預(yù)測(cè)，和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項(xiàng)結(jié)果一致，但在湍動(dòng)能的結(jié)果上，計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是存在一定差異的。
之后，又進(jìn)行了許多類似的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明，通過計(jì)算流體力學(xué)與數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀相結(jié)合，有益于更深入地對(duì)攪拌裝置進(jìn)行研究。通過數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，另外，數(shù)字粒子圖像測(cè)速儀的測(cè)定點(diǎn)速度，也可以作為計(jì)算流體力學(xué)的邊界條件。除此之外，多普勒激光測(cè)速儀也可以與計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合，用于研究攪拌。
2.2 計(jì)算流體力學(xué)在換熱器中的應(yīng)用
在化學(xué)工程中，換熱設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，它可以詳細(xì)、準(zhǔn)確地對(duì)殼程的流動(dòng)、傳熱特性做出預(yù)測(cè)，這不僅有助于設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和可靠的換熱器，還有助于對(duì)現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評(píng)價(jià)，在工業(yè)的應(yīng)用過程中起著十分重要的作用。
管殼式換熱器不僅具有比較復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而且流動(dòng)、傳熱的影響因素也比較多，通過計(jì)算流體力學(xué)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器殼側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，這就有助于對(duì)殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對(duì)換熱器的機(jī)理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
其中，一些國外專家針對(duì)換熱器內(nèi)，流體流動(dòng)的計(jì)算流體力學(xué)模擬展開過一些研究。熊智強(qiáng)等專家，針對(duì)換熱器弓形折流板流場(chǎng)，利用該技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動(dòng)死區(qū)，導(dǎo)致一些區(qū)域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計(jì)算流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側(cè)壓降有了明顯降低。
一般來說，管殼式換熱器中流體流動(dòng)為湍流，與此同時(shí)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計(jì)算增加了難度?，F(xiàn)在，針對(duì)于管殼式換熱器殼程流動(dòng)的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計(jì)算流體力學(xué)模擬應(yīng)用的還是比較少的。
2.3 計(jì)算流體力學(xué)在其他方面的應(yīng)用
在其它的一些化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應(yīng)用，在薄膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用，在燃燒反應(yīng)器中的應(yīng)用，在生化反應(yīng)器中的應(yīng)用，如下進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。
在精餾塔氣液兩相流動(dòng)、傳質(zhì)的研究過程中，計(jì)算流體力學(xué)是其中的一項(xiàng)重要工具，通過進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)模擬，可以微觀的檢測(cè)到塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)狀況。當(dāng)然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)上，計(jì)算流體力學(xué)模擬也存在一些不足，比如說，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的模擬上，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還是存在一定偏差的。這主要因?yàn)閿?shù)學(xué)模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學(xué)的理論分析上，還是實(shí)驗(yàn)研究，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
通過計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用，對(duì)薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)成功預(yù)測(cè)，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進(jìn)一步滿足了對(duì)液膜流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)機(jī)理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過程比較復(fù)雜，無論國內(nèi)還是國外，基于計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)，針對(duì)薄膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)特性所展開的研究還是比較少的。
在各種燃燒系統(tǒng)中，計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過計(jì)算流體力學(xué)，在燃燒過程中，可以對(duì)各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行模擬，對(duì)燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒反應(yīng)器的優(yōu)化，還可以相應(yīng)的控制污染物排放量。
另外，在生化反應(yīng)器模擬研究的過程中，計(jì)算流體力學(xué)也是一個(gè)重要的手段。生物反應(yīng)器包括攪拌式生化反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器等，通過對(duì)計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等方面的詳細(xì)信息，還有助于對(duì)生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計(jì)、放大等方面的研究。
但是，目前計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)仍然不是很成熟，比如說，一些復(fù)雜物理、湍流、反應(yīng)等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應(yīng)用上，數(shù)學(xué)模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對(duì)研究對(duì)象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在化工領(lǐng)域中，計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]工程流體力學(xué) 教學(xué)方法 改革 工程實(shí)踐
一、提煉課程核心思想、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
近幾年來，隨著我國及上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，上海海洋大學(xué)作為一所以海洋、水產(chǎn)和食品為特色的高校，在學(xué)科和專業(yè)建設(shè)方面取得了較大進(jìn)步，《工程流體力學(xué)》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課，其地位愈來愈顯得重要。其中海洋學(xué)院、食品學(xué)院和工程學(xué)院幾十年來在本科和研究生教育中，一直將《工程流體力學(xué)》和《高等流體力學(xué)》作為一門相當(dāng)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。特別是，工程學(xué)院的機(jī)制專業(yè)將《工程流體力學(xué)》作為該專業(yè)學(xué)生的一門必修課，隨著學(xué)校的發(fā)展，這門課程必將滲透到生命學(xué)院的水產(chǎn)、水生物、設(shè)施漁業(yè)、水環(huán)境等專業(yè)和方向中。目前根據(jù)已定的教學(xué)計(jì)劃，每學(xué)年有近650名學(xué)生學(xué)習(xí)這門課，由于各專業(yè)對(duì)其內(nèi)容眼球的不同，需要結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn)，提煉課程核心思想、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，通過不同的模塊組合，確實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
上海海洋大學(xué)《工程流體力學(xué)》任課教師根據(jù)多年的教學(xué)大綱及要求編寫了“工程流體力學(xué)”教材，同時(shí)完成了配套教材的ppt電子教案，要求學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本知識(shí)、原理和計(jì)算方法，主要包括：靜平衡微分方程、流體對(duì)固壁的總壓力、流體運(yùn)動(dòng)的描述、伯努利方程、動(dòng)量（矩）方程、量綱分析、相似原理、繞流阻力等。在弄清概念，掌握理論的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用基本理論分析解決實(shí)際問題，并掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，為從事專業(yè)工作、科研和其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。為了便于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，又出版了配套教材的“工程流體力學(xué)習(xí)題解析”一書。同時(shí)根據(jù)實(shí)際工程需要，將《工程流體力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容分為3個(gè)層次，即流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論、流體力學(xué)知識(shí)與進(jìn)展、流體力學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐， 克服了以往過分重視理論知識(shí)的介紹，輕視其應(yīng)用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、計(jì)算流體力學(xué)等。
同時(shí)，根據(jù)不同專業(yè)的具體需求，在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容上都作了許多相應(yīng)的調(diào)整。例如在全校新開了“工程流體力學(xué)的應(yīng)用”課程，受到了學(xué)生們的歡迎，選修這門課的學(xué)生相當(dāng)多，容量達(dá)95%以上。并設(shè)計(jì)了不同的模塊組合，對(duì)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，在已完成《工程流體力學(xué)》教材的二版修訂中，在第8章中增加了明渠流動(dòng)內(nèi)容，增加了水波理論等內(nèi)容；針對(duì)食品專業(yè)的需要，增加了氣體及熱力學(xué)類內(nèi)容，并補(bǔ)充五套自測(cè)題供學(xué)生選用，確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。
二、改進(jìn)教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)過程，加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)
由流體力學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的《工程流體力學(xué)》教材，于2006年由上海交通大學(xué)出版社出版，同時(shí)出版了與之配套的“工程流體力學(xué)習(xí)題解析”，為了便于教師教學(xué)，同時(shí)制作了與本教材配套的制作精美、圖文并貌的CAI課件，生動(dòng)地描述了流體力學(xué)的一些理論及現(xiàn)象，大大減輕了流體力學(xué)理論的學(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效率。這些系列教材的出版，對(duì)該課程的建設(shè)和質(zhì)量提升，起到了非常重要的作用。不但受到了本校學(xué)生的好評(píng)，同時(shí)還受到陜西理工大學(xué)、中國民航大學(xué)、浙江海洋學(xué)院及天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院等許多學(xué)校的歡迎，這些學(xué)校對(duì)系列教材給予了充分肯定。圖書發(fā)行突破2萬本，出版方已無庫存。
充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將課堂理論教學(xué)教案、主講教師課堂教學(xué)的部分錄像進(jìn)行網(wǎng)上共享，使用錄像片、流體力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)片、電子教材等多媒體教學(xué)手段，使學(xué)生感到難以接受的流動(dòng)力學(xué)概念變得十分生動(dòng)具體，加深對(duì)教材內(nèi)容的理解，提高教學(xué)質(zhì)量。使學(xué)生能夠隨時(shí)復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)相應(yīng)的課堂教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)充分利用上海海洋大學(xué)的E-Class網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)習(xí)題、例題解答，以及課后答疑網(wǎng)絡(luò)資源及軟硬件的建設(shè)，形成師生交流的互動(dòng)平臺(tái)，真正提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)用性。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
在充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段的同時(shí)，不能忽視傳統(tǒng)教學(xué)方法的作用。本課程采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)模式，充分利用多媒體教學(xué)信息量大,圖像清晰生動(dòng)的特點(diǎn), 結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復(fù)雜理論推導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，不僅直觀清晰，一目了然，而且對(duì)重點(diǎn)部分又能反復(fù)講解，以達(dá)到學(xué)生基本理解并具有一定想象能力。例如在講解研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法：質(zhì)點(diǎn)法和空間點(diǎn)法時(shí)，多媒體上會(huì)出現(xiàn)公交車客流量觀察方法的動(dòng)畫，使學(xué)生既易于分清這兩種方法的不同，同時(shí)又強(qiáng)調(diào)一個(gè)相同的目的。又如在講到流體的漩渦運(yùn)動(dòng)時(shí)，有龍卷風(fēng)作強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的畫面；講到伯努利方程時(shí)，有踢任意球進(jìn)球門的畫面。理論教學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn)，但是動(dòng)畫及多媒體生動(dòng)、形象，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)既不感到枯燥，同時(shí)又能加強(qiáng)對(duì)基本理論的理解。由于學(xué)生數(shù)很多，教學(xué)上采用大班課的形式（基本上每個(gè)教學(xué)班有近100名學(xué)生），多媒體教學(xué)發(fā)揮了很大的作用。它使繁冗的公式推導(dǎo)成為一個(gè)簡(jiǎn)單的講解過程，將復(fù)雜的流體運(yùn)動(dòng)生動(dòng)形象地表現(xiàn)出來，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)反復(fù)在黑板上演示講解。這兩個(gè)方法相輔相承，取得了很好的教學(xué)效果。這種授課方式既有利于避免研究生因長時(shí)間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞,又有利于他們理解并掌握復(fù)雜的流體力學(xué)基本理論。
2008年“工程流體力學(xué)”教材獲上海海洋大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。作為普通高校重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目之一，2009年被上海市教委評(píng)為優(yōu)秀教材三等獎(jiǎng)，2011年獲得上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（滬教委高〔2011〕48號(hào)），極大地提高了上海海洋大學(xué)來在流體力學(xué)行業(yè)的影響力。
三、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，形成完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系
在注重理論教學(xué)的同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，2011年3月由上海海洋大學(xué)主編的《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)-理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)》，由同濟(jì)大學(xué)出版社正式出版發(fā)行，其中的流體力學(xué)部分（第三大部分），從根本上解決了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與實(shí)驗(yàn)儀器不配套的問題，有效提高了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。2009年下半年新添置了多功能流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、動(dòng)量定理實(shí)驗(yàn)儀、流動(dòng)圖形顯示儀、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)儀、虹吸管實(shí)驗(yàn)儀、勢(shì)流疊加儀、空化實(shí)驗(yàn)儀等流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，新開設(shè)了大量的設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生、教師互動(dòng)，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證理論，來觀察抽象的流體運(yùn)動(dòng)；用理論知識(shí)解釋一些流體現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。這種教學(xué)手段提高了教學(xué)效果。同時(shí)在互動(dòng)中，將有關(guān)科研上對(duì)于流體力學(xué)的一些熱點(diǎn)問題以討論的形式引入教學(xué)，充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)：在許多重點(diǎn)和難點(diǎn)的地方，基本上有配套的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，既能培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行深入分析的思維習(xí)慣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)也是加強(qiáng)印象、加深理解、克服難點(diǎn)的手段之一。
針對(duì)個(gè)別專業(yè)的特殊需要，開設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課。實(shí)際的流體運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，因此通過流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段，為了幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論的理解，更好的用所學(xué)理論解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題，經(jīng)過多方籌建，2009年我校海洋環(huán)境專業(yè)開設(shè)流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，共16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、管道測(cè)流量實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)、虹吸實(shí)驗(yàn)及勢(shì)流疊加實(shí)驗(yàn)等；針對(duì)食品專業(yè)的需要，開設(shè)了氣體及熱力學(xué)類實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)現(xiàn)教學(xué)和科研的互動(dòng)
在任課教師積極參加各類相關(guān)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)的同時(shí)，強(qiáng)化任課教師的科研觀念，以科研帶動(dòng)教學(xué)，以教學(xué)促進(jìn)科研，進(jìn)行有效的縱、橫向科研聯(lián)合。任課教師積極參與各類教學(xué)改革和科研項(xiàng)目，如深水網(wǎng)箱水動(dòng)力研究、漁船螺旋槳軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人工魚礁流場(chǎng)分析、海洋結(jié)構(gòu)物的流固偶合分析、海洋波浪能的研究開發(fā)等。通過這些項(xiàng)目的研究，加深了對(duì)流體力學(xué)在海洋科學(xué)中實(shí)際應(yīng)用和最新進(jìn)展的了解。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，每年選作以流體力學(xué)基礎(chǔ)理論及其工程應(yīng)用為畢業(yè)論文課題的本科學(xué)生20余人，研究生10人。取得多項(xiàng)教學(xué)改革和教學(xué)研究成果，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，如流體力學(xué)團(tuán)隊(duì)教師編制的“漁船螺旋槳系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件”獲得2007年上海海洋大學(xué)科技成果三等獎(jiǎng)，該軟件目前已被濰坊柴油機(jī)廠、玉林柴油機(jī)廠等國內(nèi)主要柴油機(jī)生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用。我校工程學(xué)院羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青同學(xué)的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”項(xiàng)目，參加2011年由、中國科協(xié)、教育部、全國學(xué)聯(lián)和地方政府共同主辦的、在大連理工大學(xué)舉行的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”終審決賽，在全國1935所高校選送的16976件作品中突潁而出，獲得“全國競(jìng)賽三等獎(jiǎng)”。該項(xiàng)目由流體力學(xué)老師指導(dǎo)，并突破了波浪及流固耦合理論，極大地激發(fā)了學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)熱情。今后，本課程將在大學(xué)生科技創(chuàng)新中發(fā)揮更大的作用。
五、教學(xué)效果的考核
《工程流體力學(xué)》課程具有理論性強(qiáng)、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的特點(diǎn),為幫助學(xué)生的學(xué)習(xí),僅僅通過教材講解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,需要配套必要的習(xí)題。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，更新試題內(nèi)容，完善試題庫建設(shè)，考慮到我校研究生教學(xué)的特點(diǎn), 團(tuán)隊(duì)根據(jù)新編著教材的主要內(nèi)容, 以章節(jié)為單位,精心篩選和編寫了典型習(xí)題集,力圖做到其中的習(xí)題一定要具有典型性。習(xí)題的數(shù)量不能多,更不能類似和重復(fù),學(xué)生通過習(xí)題練習(xí),能有效地掌握教材中的基本知識(shí)。提高試題質(zhì)量，真正做到教考分離，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。該試題庫具有以下功能：平臺(tái)提供自動(dòng)組卷、手動(dòng)組卷、互動(dòng)組卷，條件設(shè)定靈活全面；試卷自動(dòng)轉(zhuǎn)換成WORD文檔，方便打印輸出；自定義追加試題入庫，采用WORD文檔格式編輯批量入庫。
在考核中，平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)課成績(jī)和期末成績(jī)比例為15%、20%和65%。實(shí)踐證明，該考核方法取得了很好的效果。
六、結(jié)語
總之，對(duì)于《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改變，按此目標(biāo)授課，對(duì)教師提出了更高的要求。同時(shí)，還可以促進(jìn)教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及科研能力，從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)有所用”，“教學(xué)相長”。
高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)基礎(chǔ)課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革，是一個(gè)系統(tǒng)和長期艱巨的實(shí)踐過程，專業(yè)教師任重而道遠(yuǎn)。只要不斷努力和探索實(shí)踐，就可以開拓出一條符合各個(gè)專業(yè)需求的、更加富有成效的新途徑，取得更好的教改成果。
本文受“2011年度上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（滬教委高〔2011〕48號(hào)）”資助
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論文摘要：從石油工業(yè)對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的要求出發(fā)，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法手段進(jìn)行改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，不斷培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力。
在西部大開發(fā)的推動(dòng)下，石油工業(yè)也以驚人的速度迅猛發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型石油工業(yè)人才已迫在眉睫。特別是榆林學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）所在的榆林市，作為重要的國家能源化工基地，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)人才的需要更加突出。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的努力下，我院的油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)已被評(píng)為陜西省特色專業(yè)。為了加強(qiáng)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就工程型人才，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行了全面的改革，將專業(yè)理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，統(tǒng)籌規(guī)劃，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)工程意識(shí)，提高學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥?qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。但是，由于我院油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的發(fā)展相對(duì)榆林市石油工業(yè)的發(fā)展具有一定的滯后性，導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)生不能達(dá)到目前油田企業(yè)的要求。因此，提高我院油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的教學(xué)水平具有重要的意義。鑒于這樣的形勢(shì)，本項(xiàng)目提出對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)課程最重要的專業(yè)課程之一工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革。
一、教學(xué)中存在的問題
在油氣儲(chǔ)運(yùn)的課程編排中，《工程流體力學(xué)》課程是可以將儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐相銜接的很好橋梁。目前該課程的授課方式有所不妥，使得這門課不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，在理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的條件下，應(yīng)該配套一系列仿真課件，與教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生才能更好地將書本知識(shí)融入腦海。仿真課件可以使學(xué)生掌握難以理解的抽象理論，從而更好地學(xué)習(xí)該專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程，以便為將來的其它專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
在加強(qiáng)工程流體力學(xué)課程理論教學(xué)的同時(shí)，還要加以仿真課件的訓(xùn)練，再配合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以綜合地將課本理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，以利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，對(duì)于他們今后的工作或繼續(xù)深造發(fā)揮潛移默化的作用。
分析目前我院工程流體力學(xué)課程與實(shí)踐教學(xué)之間的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題是：教學(xué)體系、內(nèi)容與實(shí)踐課之間存在脫節(jié)現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，作為專業(yè)最重要的課程之一，《工程流體力學(xué)》課程是學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)，如果這個(gè)基礎(chǔ)打不好，那么其它課就很難學(xué)習(xí)。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很多都不太明白課程中一些具體的流態(tài)名詞，以及抽象的流體損失問題，如果有了仿真課件，這些疑難問題就一目了然了。其次，我院儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中，有些由于廠家設(shè)計(jì)問題造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以原本剛夠?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)的儀器數(shù)目，現(xiàn)在只能增加每小組的人數(shù)才可以維持正常開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。由于該課程中涉及的實(shí)驗(yàn)數(shù)目較多，也導(dǎo)致了場(chǎng)地的嚴(yán)重不足。再次，教學(xué)中不能很好地將理論課知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相互滲透。而《工程流體力學(xué)》課程作為本專業(yè)的基礎(chǔ)課程，與生產(chǎn)實(shí)習(xí)的相互滲透又甚為重要。
二、改革教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
為了更好地發(fā)揮該課程的作用，針對(duì)我院工程流體力學(xué)課程開設(shè)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)一些知名高校開設(shè)這門課程的情況，筆者提出幾點(diǎn)改革建議，以使學(xué)生能夠把學(xué)到的知識(shí)活學(xué)活用，提高他們分析問題和解決問題的能力。 轉(zhuǎn)貼于
1.按照實(shí)用、新穎、精練的要求，著力進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的提煉與更新
課程建設(shè)旨在突破學(xué)科專業(yè)局限，又要照顧到專業(yè)需要，對(duì)課程進(jìn)行整合、優(yōu)化，合理安排教學(xué)內(nèi)容。例如在本課程中加入非牛頓流體部分的教學(xué)內(nèi)容，形成課程的特色。
2.強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
應(yīng)該在教學(xué)中加入一部分符合我院具體專業(yè)情況的仿真模擬課件的使用量，學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)和課件相結(jié)合，更加深他們對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。這樣，不但順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，也節(jié)省了學(xué)生花在琢磨流型變化上的很多時(shí)間。鑒于課程自身的特點(diǎn)，對(duì)于各種工藝流程圖的介紹，傳統(tǒng)的板書方法已不能完全滿足教學(xué)需求。筆者因此針對(duì)不同專業(yè)的教學(xué)大綱，制定了相應(yīng)的教學(xué)課件，通過多媒體教學(xué)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法中抽象、晦澀、枯燥的缺點(diǎn)，使學(xué)生從動(dòng)態(tài)的畫面中，比較輕松地理解教師在教學(xué)中要傳授給學(xué)生的知識(shí)內(nèi)容。
3.有效組織實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要
工程流體力學(xué)是一門綜合性和實(shí)踐性均非常強(qiáng)的課程，因此有效組織實(shí)踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。學(xué)生通過在工廠的實(shí)習(xí)，可以將在學(xué)校中學(xué)到的理論知識(shí)與工廠中實(shí)際生產(chǎn)有效地結(jié)合起來，增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解。應(yīng)盡快解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)論不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，使教學(xué)儀器百分之百地準(zhǔn)確投入到學(xué)生的學(xué)習(xí)當(dāng)中去，盡可能地將流體力學(xué)作為向外專業(yè)進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)，讓有興趣的學(xué)生也能參與。
通過該項(xiàng)目制定的措施實(shí)施于油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)教學(xué)中，使每屆油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)學(xué)生受益。提高學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解深度，增強(qiáng)他們的專業(yè)技能，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)活學(xué)活用。此舉對(duì)學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造具有非常重要的意義。
三、教學(xué)效果的考核
前已述及，這門課程主要是油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，這門課程的培養(yǎng)目標(biāo)旨在為以后的專業(yè)課打好扎實(shí)的基礎(chǔ)，樹立學(xué)生的應(yīng)用能力。因此，在考試方式上，更注重應(yīng)用能力的測(cè)試，考察學(xué)生與社會(huì)的接軌程度。這樣，考試題型多是一些發(fā)揮性的，讓學(xué)生用“漁”的本領(lǐng)去為本門課程的學(xué)習(xí)畫上休止符。
四、結(jié)語
總之，對(duì)于《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改變，按此目標(biāo)授課，對(duì)教師提出了更高的要求。同時(shí)，還可以促進(jìn)教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及科研能力，從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)有所用”，“教學(xué)相長”。
高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革，是一個(gè)系統(tǒng)和長期艱巨的實(shí)踐過程，專業(yè)教師任重而道遠(yuǎn)。只要不斷努力和探索實(shí)踐，就可以開拓出一條提高油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、更加富有成效的新途徑，而且可以取得更好的教改成果。
關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)改革；第一次課
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）24-0218-02
工程流體力學(xué)課程在我校這一工科院校中，長期以來，本科生在未學(xué)習(xí)之前，已經(jīng)從他人那里了解到，這門課很難，不好學(xué)，不好過關(guān)。學(xué)生認(rèn)為流體力學(xué)難學(xué)的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報(bào)考我校工科流體力學(xué)方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學(xué)方向后續(xù)人才短缺，學(xué)科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中，是輕松、主動(dòng)而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒，對(duì)工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，輕松學(xué)好這門課，作者在十幾年的教學(xué)過程當(dāng)中，積累了一些經(jīng)驗(yàn)。開好頭，為課程打好良好的第一印象非常關(guān)鍵，所以作者非常重視第一次課的講授內(nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為主要目的，為順利完成該課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
一、第一次課的教學(xué)內(nèi)容
在第一次課，首先自我介紹，然后點(diǎn)名相互認(rèn)識(shí)，留下聯(lián)系方式，介紹教材和參考書，授課的章節(jié)和學(xué)時(shí)安排等常規(guī)內(nèi)容外，講授內(nèi)容主要分為兩大塊：（1）上課要求；（2）緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學(xué)習(xí)目的和意義、出席和上課紀(jì)律要求、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、考核方法等內(nèi)容。①學(xué)習(xí)目的和意義。學(xué)習(xí)目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學(xué)的基本知識(shí)，及其解決問題的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。強(qiáng)調(diào)“基本”的含義，因?yàn)槭鞘状谓佑|本課程，系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識(shí)，對(duì)大家的要求是“基本”的，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識(shí)也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題，并簡(jiǎn)單舉例。②出席和上課紀(jì)律要求。出席和上課紀(jì)律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定，但是考慮到學(xué)生個(gè)體的不同。所以有必要讓學(xué)生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的，不要出現(xiàn)行為困難的問題。③作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告會(huì)出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，回避是沒有用的，所以上課時(shí)直接指出來，希望將抄襲現(xiàn)象弱化。指出要借鑒，而不是抄襲。這樣大大降低了學(xué)生不經(jīng)過理解地抄襲作業(yè)現(xiàn)象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學(xué)生，是平時(shí)成績(jī)和課程結(jié)束后的閉卷考試成績(jī)各占一定比例，綜合評(píng)出成績(jī)。并計(jì)算出考核通過的最低考試成績(jī)。同時(shí)強(qiáng)調(diào)不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現(xiàn)象發(fā)生，一是學(xué)生會(huì)盲目認(rèn)為很難學(xué)，不能過關(guān)而放棄學(xué)習(xí)，二是成績(jī)差的學(xué)生會(huì)因?yàn)榕琶傇诤竺妫艞墝W(xué)習(xí)。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容、課程特點(diǎn)、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認(rèn)知階段，等等方面。重點(diǎn)講前三點(diǎn)涉及的內(nèi)容。①流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容。講述工程流體力學(xué)研究?jī)?nèi)容首先展開講解的是研究對(duì)象為流體，此時(shí)雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請(qǐng)學(xué)生舉例哪些物質(zhì)是流體？讓學(xué)生從最簡(jiǎn)單的問題開始流體力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對(duì)了予以肯定。學(xué)生會(huì)將多相流和塑性物質(zhì)列進(jìn)來，也要說清楚與本課程所學(xué)流體的區(qū)別和聯(lián)系，并將學(xué)生想不到的流體補(bǔ)充出來，還告訴學(xué)生目前最新研究方向在處理流固相互作用時(shí)有提出將固體處理為特殊流體，以簡(jiǎn)化流固交界面的處理；還有已有研究表明固體顆粒的高速運(yùn)動(dòng)遵循流體力學(xué)規(guī)律，以及當(dāng)車流量和人流量很大時(shí)，被稱為交通流，猶如流體流動(dòng)一樣，那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動(dòng)現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，幫助學(xué)生理解抽象的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時(shí)無刻不處于空氣和水當(dāng)中，提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以將所學(xué)知識(shí)放到自己熟悉的環(huán)境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識(shí)與生活結(jié)合起來，既能幫助理解所學(xué)知識(shí)，又能將知識(shí)應(yīng)用起來，提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點(diǎn)。流體力學(xué)課程的特點(diǎn)主要講三點(diǎn)，一是一門技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)性課程；二是用場(chǎng)的觀點(diǎn)研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從實(shí)踐中抽象出來，再應(yīng)用到實(shí)踐中去；所以課程知識(shí)可用于解決工程實(shí)際問題。用場(chǎng)的觀點(diǎn)研究問題。首先提問，說到“場(chǎng)”大家會(huì)想到什么？有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，那我繼續(xù)問還有呢？有的學(xué)生開玩笑說操場(chǎng)，好像在說操場(chǎng)不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場(chǎng)”，因?yàn)槭窍嗤摹皥?chǎng)”字嘛，而且還有工場(chǎng)、商場(chǎng)、廣場(chǎng)等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，既然用相同的“場(chǎng)”字，其中必有共同點(diǎn)，它是什么？學(xué)生想出來了，是某某占據(jù)的空間。以此類推，流體占據(jù)的空間就是“流場(chǎng)”，概念很容易就被理解了。同時(shí)還讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)不是高不可攀的，做科學(xué)時(shí)不要端起架子，它是很貼近生活的。流場(chǎng)的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個(gè)問題也必須解釋清楚。首先提出兩個(gè)問題讓學(xué)生思考：海洋是海水占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？大氣層是空氣占據(jù)的空間，是一個(gè)流場(chǎng)嗎？其實(shí)流場(chǎng)的大小與我們要研究的空間范圍有關(guān)。比如，我們現(xiàn)在想知道教室內(nèi)空氣的溫度分布，那么要分析的流場(chǎng)就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間；如果要預(yù)報(bào)中國天氣，那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場(chǎng)；如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動(dòng)等，南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場(chǎng)。將抽象概念與實(shí)際結(jié)合，在易于理解的同時(shí)，引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步與物理量場(chǎng)聯(lián)系起來，流場(chǎng)中的物理量，比如速度，是時(shí)間和空間函數(shù)，被稱為速度場(chǎng)，還有壓力場(chǎng)，等等。場(chǎng)是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng)，那么流場(chǎng)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)，等等具有連續(xù)性，與第一章中連續(xù)介質(zhì)假設(shè)內(nèi)容一致，在這里提到，為后面學(xué)習(xí)埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因?yàn)樵谝郧暗膶W(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識(shí)，導(dǎo)致大量的專業(yè)術(shù)語集中出現(xiàn)。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質(zhì)點(diǎn)的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)概念是很一致的；多的公式其實(shí)是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理，等等在流體力學(xué)中的表達(dá)形式，比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達(dá)形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表現(xiàn)形式，動(dòng)量方程是動(dòng)量定理的表達(dá)，把要學(xué)到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學(xué)生有個(gè)初步接觸，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下鋪墊。③流體力學(xué)研究方法。流體力學(xué)研究方法主要有三種：解析方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實(shí)驗(yàn)研究方法的，而數(shù)值計(jì)算方法本課程幾乎不涉及，由計(jì)算流體力學(xué)講解。并強(qiáng)調(diào)，求解的基本方程是連續(xù)性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程，那么為什么基本方程一樣，可以求解出各種不同的流動(dòng)？于是提出邊界條件和初始條件的概念，使邊界條件和初始條件的重要性一目了然；也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并引起學(xué)生的興趣和重視。
二、結(jié)論與展望
通過第一次課，使學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的要求、特點(diǎn)、內(nèi)容有一個(gè)整體了解，做到心中有數(shù)，克服不良情緒，從不同方面讓學(xué)生做好學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備。第一次課，如果是一個(gè)良好開端，并為后續(xù)學(xué)習(xí)做了大量鋪墊，使學(xué)生獲得了自信，并激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生后面的學(xué)習(xí)將會(huì)順利很多。工程流體力學(xué)是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，作者希望學(xué)生靈活掌握流體力學(xué)知識(shí)，并能夠在工作中活學(xué)活用。
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關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；課程建設(shè)；創(chuàng)新能力
作者簡(jiǎn)介：李偉鋒（1976-），男，湖北麻城人，華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，副教授；劉海峰（1971-），男，山東文登人，華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，教授。（上海 200237）
基金項(xiàng)目：本文系2011年華東理工大學(xué)本科教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目、華東理工大學(xué)《流體力學(xué)》精品課程建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）13-0103-02
“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學(xué)森之問”?！板X學(xué)森之問”是關(guān)于中國教育事業(yè)發(fā)展的一道艱深命題，需要整個(gè)教育界乃至社會(huì)各界共同破解。錢老的話一針見血，既對(duì)我國高校人才培養(yǎng)中存在的創(chuàng)新性不足問題提出了尖銳批評(píng)，又對(duì)改革高校人才培養(yǎng)模式提出了殷切希望。[1]
為此，在黨的十報(bào)告中明確提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，指出科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。那么我國大學(xué)生的創(chuàng)新能力相對(duì)歐美發(fā)達(dá)國家為何比較薄弱？相比較而言，中國式教育比較注重學(xué)生掌握的“知識(shí)量”和解題能力，歐美發(fā)達(dá)國家教育更注重學(xué)生的獨(dú)立思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；中國教育側(cè)重于知識(shí)獲取和掌握，歐美發(fā)達(dá)國家教育側(cè)重于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這種教育的結(jié)果導(dǎo)致中國學(xué)生的知識(shí)量大、解題能力強(qiáng)，弱點(diǎn)在于不善于“質(zhì)疑”和“提問”，直接導(dǎo)致科技創(chuàng)新能力較差。這個(gè)問題的解決除了需要改革高等教育制度之外，也需要每個(gè)高校教育工作者共同去面對(duì)。
本文以華東理工大學(xué)“流體力學(xué)”課程建設(shè)為例，拋磚引玉，介紹如何通過課程改革，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。就“流體力學(xué)”課程而言，基本任務(wù)和要求是老師完成知識(shí)的講授，學(xué)生完成聽講、作業(yè)及考試。但是，這些要求對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為此對(duì)華東理工大學(xué)“流體力學(xué)”課程的授課內(nèi)容、授課方式以及創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)行了改革和探索。
一、確立以人為本的教學(xué)改革思路
在我國古書中最早明確提出“以人為本”的是春秋時(shí)期齊國名相管仲。到了近現(xiàn)代，“以人為本思想”在國家執(zhí)政方略和企業(yè)管理等方面有了新內(nèi)涵和新發(fā)展。高等教育在教學(xué)上是以人為本，還是以知識(shí)為本？傳統(tǒng)的大學(xué)教育模式，忽視引導(dǎo)學(xué)生探索新的知識(shí)，忽視對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育；以教師為中心，沒有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。我國目前仍有相當(dāng)多的大學(xué)采用的是“我在上面講，你在下面記”的教學(xué)方式，這沒有把學(xué)生作為主體。因此課程改革的基本指導(dǎo)思想是要把以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教師是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主導(dǎo)者，而大學(xué)生則是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主體。[2]
具體到“流體力學(xué)”課程內(nèi)容的改革，以人為本的思想表現(xiàn)為教師設(shè)身處地為學(xué)生著想：當(dāng)今大學(xué)生需要什么樣的知識(shí)和能力？華東理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保崮芄こ虒I(yè)的本科生，將來一部分成為熱能工程領(lǐng)域的工程師，一部分會(huì)進(jìn)一步深造讀研或者攻博，成為科研工作者。對(duì)于這兩種學(xué)生，除了強(qiáng)化理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握之外，前者渴望了解流體力學(xué)在工程實(shí)踐中是如何應(yīng)用的，如何讓書本上的流體力學(xué)知識(shí)成為將來工作中的工具和技能；后者渴望獲取流體力學(xué)的科學(xué)研究思路及方法，如何利用現(xiàn)有的流體力學(xué)知識(shí)開展創(chuàng)新性的科學(xué)研究等。為了解決學(xué)生的需求，依托我校煤氣化及能源化工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研優(yōu)勢(shì)，對(duì)“流體力學(xué)”課程的授課內(nèi)容進(jìn)行了改革。授課過程中，除了基本的三大守恒定律（質(zhì)量、動(dòng)量和能量）以及納維斯托克斯方程的講解外，還著重對(duì)流體力學(xué)在工程中的應(yīng)用和科學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行補(bǔ)充講解。比如，我們加大了對(duì)流體力學(xué)的發(fā)展歷史和最新進(jìn)展的講解，讓學(xué)生了解流體力學(xué)學(xué)科中哪些已解決，哪些尚未解決，困難在哪里？哪些老問題有了新進(jìn)展和新思維？在理論性比較強(qiáng)的部分，通過展示本團(tuán)隊(duì)在流體力學(xué)方面的研究成果，讓學(xué)生了解流體力學(xué)科學(xué)研究的基本方法和基本思路，引導(dǎo)學(xué)生參與科研和投身科學(xué)；在實(shí)踐性比較強(qiáng)的部分，通過展示本團(tuán)隊(duì)在技術(shù)開發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓建設(shè)的工業(yè)裝置上各個(gè)環(huán)節(jié)中流體力學(xué)知識(shí)是如何應(yīng)用的，讓學(xué)生獲得直觀的感受，為他們將來走上工作崗位打下基礎(chǔ)。通過這些教學(xué)內(nèi)容的改革，學(xué)生普遍反映課程容量大、學(xué)有所用。
二、引入探究型授課方式
我國以往的教育體制在一個(gè)很長的時(shí)間里把人才培養(yǎng)的重點(diǎn)放到知識(shí)記憶和應(yīng)試能力上，學(xué)生對(duì)知識(shí)被動(dòng)地接受或吸收，因而學(xué)生的創(chuàng)新能力沒有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。因此，我國高等教育的重點(diǎn)應(yīng)該放在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)上，大學(xué)教師在教授已有知識(shí)的同時(shí)，必須把創(chuàng)新理念傳達(dá)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生去創(chuàng)新。[3]在“流體力學(xué)”課程授課方式的改革中，重點(diǎn)在以下三個(gè)方面對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行了引導(dǎo)和培養(yǎng)。
1.從教師提問轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生提問
課堂提問是教師檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)講課接受程度的一個(gè)有效手段，能強(qiáng)迫學(xué)生集中精力進(jìn)行思考，但是對(duì)學(xué)生來說是被動(dòng)的。我們?cè)谑谡n中，鼓勵(lì)學(xué)生課堂提問和課間提問，也鼓勵(lì)學(xué)生課后采用電話、短信和郵件進(jìn)行提問。提問的內(nèi)容可以是任何和流體力學(xué)相關(guān)的，對(duì)于這些提問，我們都給予詳細(xì)的解答。特別需要注意的是，對(duì)于學(xué)生的原創(chuàng)思維，哪怕是很幼稚或者明顯是錯(cuò)誤的，教師也要予以肯定并進(jìn)行委婉的引導(dǎo)。
2.引導(dǎo)發(fā)散性思維
“流體力學(xué)”課程的講授中，注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科交叉和發(fā)散性思維，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用流體力學(xué)的基本知識(shí)思考身邊的自然現(xiàn)象，比如河流、龍卷風(fēng)、泥石流、沙塵暴和海嘯等，引導(dǎo)學(xué)生思考生物體內(nèi)的生物流體力學(xué)現(xiàn)象等。在講授流體尾流知識(shí)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考汽車、火車和飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力形成的原因以及減小阻力的措施；在講到流體輸送機(jī)械和流體阻力時(shí)，從微觀角度引導(dǎo)學(xué)生思考我們身體內(nèi)血液和細(xì)胞液的輸送和流動(dòng)；從宏觀角度引導(dǎo)學(xué)生思考自來水輸水管網(wǎng)的鋪設(shè)方式和阻力分布特點(diǎn)，進(jìn)而讓大家思考我國正在實(shí)施的“西氣東輸”和“南水北調(diào)”等大工程的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)。通過諸如此類的引導(dǎo)，學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到流體力學(xué)知識(shí)不光是書本上枯燥的公式和推導(dǎo)，而是和自己的身體、生活、生產(chǎn)實(shí)踐以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)的。這些發(fā)散思維的引導(dǎo)，拓展了學(xué)生的視野，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)和投身科研的熱情。
3.引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑
大學(xué)生們思維方式中一個(gè)最大的問題就是對(duì)任何知識(shí)都喜歡抱著“非此即彼，非對(duì)即錯(cuò)”以及“教科書中的知識(shí)就是真理”的觀念。殊不知，這些觀念是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大敵，科技創(chuàng)新需要一股質(zhì)疑知識(shí)、質(zhì)疑權(quán)威的觀念和勇氣。因此，在授課過程中，我們告訴學(xué)生有些流體力學(xué)知識(shí)也是不完善的，也在不斷發(fā)展和完善之中，需要包括在座的各位同學(xué)在內(nèi)的眾多科研工作者去繼承、去發(fā)展、去完善。比如，流體力學(xué)中的湍流是公認(rèn)的世界級(jí)難題，在現(xiàn)階段還沒有完善的公式和理論，但是近年來在不斷發(fā)展和完善，通過這種存疑方式的教學(xué)，來引導(dǎo)學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威和經(jīng)典的意識(shí)和勇氣。
三、全面實(shí)施創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)
提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新實(shí)踐是重要的一環(huán)，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)從理論走向?qū)嵺`的關(guān)鍵。為了提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，我校每年開展各種級(jí)別（校級(jí)、上海市級(jí)和國家級(jí)）大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，并進(jìn)行一定的經(jīng)費(fèi)資助和跟蹤管理。為此，我們每年開展多項(xiàng)流體力學(xué)相關(guān)的各種級(jí)別的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題。這些課題分成兩種類型，一種是修完“流體力學(xué)”的學(xué)生根據(jù)興趣，通過查閱相關(guān)資料后自擬的課題；另一類是教師從承擔(dān)的各種科研項(xiàng)目中挑選流體力學(xué)相關(guān)的小課題來供學(xué)生進(jìn)行雙向選擇。在整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，從資料的查閱到課題的立項(xiàng)，從項(xiàng)目組成員的組建到經(jīng)費(fèi)的管理，從實(shí)驗(yàn)裝置的搭建、實(shí)施到數(shù)據(jù)處理，從撰寫創(chuàng)新實(shí)踐論文到項(xiàng)目檢查和答辯，都是由學(xué)生來實(shí)施完成的，教師只起到指導(dǎo)和協(xié)助的作用。學(xué)校在項(xiàng)目的執(zhí)行過程中，主要起到監(jiān)督和管理的作用，比如項(xiàng)目的立項(xiàng)答辯和篩選、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收答辯以及經(jīng)費(fèi)使用的監(jiān)督等。在項(xiàng)目立項(xiàng)、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收幾個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的淘汰制，防止有的學(xué)生走過場(chǎng)、片面追求創(chuàng)新學(xué)分而不注重實(shí)效。通過實(shí)施這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生鞏固了書本知識(shí)，更重要的是完成教學(xué)和科研的互動(dòng)以及理論和實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力得到了較大提高。
四、結(jié)語
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是擺在教育工作者面前的一項(xiàng)刻不容緩的系統(tǒng)工程，需要努力探索新的思路和舉措。在課程建設(shè)中，應(yīng)貫徹學(xué)生是主體、教師是主導(dǎo)的教育思想，樹立知識(shí)、能力和創(chuàng)新三位一體的教育理念，構(gòu)建注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的新教學(xué)模式。教學(xué)過程中，應(yīng)引入探究型學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑和提問，并使學(xué)生積極參與創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過這些課程和教學(xué)方式的改革來綜合提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬德秀.尋找人才培養(yǎng)模式突破 致力培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].中國高等教育，2006，（11）：19-21
