流體力學基本原理

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流體力學基本原理范文第1篇

關鍵詞：海洋科學 課程實踐 改革

隨著我國海洋事業的不斷發展，對海洋類科技人才的要求也越來越高。流體力學是海洋科學類專業的一門專業基礎課，在整個海洋科學專業的教學體系中占據重要地位。本課程的任務是通過學習，了解流體運動學和動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的基本知識，掌握理想流體動力學的研究方法和理論，掌握不可壓縮理想流體的無旋運動、粘性不可壓縮流體動力、邊界層理論、湍流等的基本理論和研究方法。這門課程具有極強的理論性和實踐性，從而決定了這門課的教學目的既要使學生掌握理論知識，又要使學生學會如何運用到實際工程中去。然而，隨著教學體制的改革，學分制實施，流體力學的教學學時不斷縮短。課程教學多是為了滿足培養方案的要求，對系列化專業課程支撐不夠，教學效果不甚理想。因此，為了適應新形勢下對人才培養的要求，我們對流體力學課程教學過程的各方面進行了改革和實踐，以達到以培養出合格的海洋類人才的目的。

1.教學理念改革

流體力學課程的特點是抽象概念多、理論性強、體系復雜、難度較大，許多知識點都包含了大量的數學推導，對學生的數學基礎要求比較高。也正是由于這些特點，所以需要改變傳統的以教師為中心的知識傳授型的教學理念，因為這種方式并不能使學生對所學知識留下深刻的印象，因而教學過程效率低，容易造成學生為了考試而學習的現象，不利于學生的綜合能力的培養。新教學理念增強教學過程師生間的互動，突出學生的主體性，改變以往學生在學習過程中被動接收的地位，合理設計教學內容，利用現代化的教學方式，是以培養學生的學習能力、科研素質、創新意識為目的，全面提高學生的綜合素質。希望通過流體力學課程的學習，使學生系統掌握流體運動的一般規律及其有關的基本概念、基本理論、基本方法和基本實驗技能，同時具備較強的自學能力以及創新意識，為以后專業知識的學習，打下牢固的基礎。

2.教學內容的改革

由于海洋科學類專業教學要體現海洋特色，海洋學的研究對象是海洋，而海水是海洋最重要的組成部分，動力海洋學研究宏觀海水的運動，所以無論在研究對象、研究目的還是研究方法上面，動力海洋學都是流體力學的具體應用和發展。

針對這一教學內容的要求，我們進行了流體力學教學內容改革，使之適應于當前的海洋科學專業類的教學。考慮到目前國內的流體力學課程內容相當寬泛，并不是特別適合海洋科學專業的教學需要，所以在內容上作了調整，保留經典流體力學的基本原理，同時加入了流體力學基本原理在海洋學中的具體應用。例如，在講授研究流體運動的兩種方法歐拉方法和拉格朗日方法時，介紹了兩種方法在海洋調查研究中的應用；在講授有旋運動動力學中，將環流定理擴展到海洋和氣象等方面的具體應用；在講授粘性流體動力學時，補充了柯氏力場中粘性流體的運動，并深入講授了風生海流、地球轉動對梯度流方向隨深度變化的影響等。

這些內容的加入和調整，使學生不但能夠深入理解相關的教學內容，還能夠了解其具體的海洋學應用，真正做到學以致用，并且可以平滑過渡到一些后續海洋類專業課程，如物理海洋學、海洋氣象學、大洋環流等，的學習當中，同時也為將來考研或者研究生階段的學習打下良好的基礎。

3.教學方式的改革

教師教學方式就是教學中為達到教學目標，教師所采用的一系列的教學行為和活動方式、方法的結合。考慮到流體力學的學科特點，其基本方程、原理的推導較多，所以在傳統上以教師教授法為主，即以教師為主體進行知識的講授教學活動。但是單純的講授法存在一些問題，就是容易在課堂上與學生缺乏互動交往，從而不能有效的調動學生的學習積極性。為此，在流體力學的教學過程中，轉變教學思路，將以教為主的教學設計和以學為主的教學設計結合起來，通過多種方式實現教學的良性互動，提高教學質量。

3.1多媒體教學改革

傳統的板書教學方法的特點是推導過程細致、講解入微，這在一些復雜的定理推導過中可以有效的幫助學生理解整個推導過程，也有助于學生掌握推導方法和技巧。但是，板書教學也有不足之處，一是采用板書教學傳授的信息量不夠大，由于流體力學的教學內容中存在大量的公式原理的推導，所以往往需要較多的課時才能滿足教學要求；二是部分教學內容不夠直觀，流體力學的一門理論與實際結合的學科，所以很多的理論都有其對應的實際流動現象，所以板書對此無能為力。

多媒體教學可以有效的彌補板書教學上存在的不足，單課時能夠提供較多的教學信息量，有效提高教學效率。另外，多媒體教學可以增加課堂教學內容的表現效果，通過一些多媒體素材展示了相關的流動現象，通過視覺、聽覺等多種信息傳遞方式，幫助學生理解教學內容，這對于抽象的流體力學理論教學是一種相當好的授課形式。但是多媒體教學也存在一些不足之處，在公式的推導過程中，翻頁式的教學明顯加快了教學節奏，使得學生對推導過程了解不夠深入，部分細節不明所以，學生的思考時間減少，另外就是多媒體教學的推廣，很多學生都沒有了記筆記的習慣。

針對以下兩種教學方式的特點，在海洋科學專業流體力學的教學過程中，我們采用了兩種教學方式相結合的方法。對于一些重要的基本原理，仍然采用傳統的板書式教學，力求傳授給學生流體力學的研究方法和研究思路。而對于推導結果，則采用多媒體的方式進行展示，在實際的教學中，引用了大量的海洋、大氣等流體力學現象，如波浪、海流、臺風等，將其以直觀的形式與對應的流體力學理論結合，這樣既加深了學生的理解，也引發學生進行海洋學研究的興趣。實際的教學過程顯示，課堂教學效果較好。

3.2課堂教學過程改革

為了能夠使學生更好的融入課堂教學，在講授法的基礎上，采取了問答法、引導法多種教學方式作為輔助。

問答法是教師通過提出問題引導學生積極進行思考，學生自己得出結論來獲取知識，可以有效的使學生主動參與課堂學習。在流體力學的教學過程中，合理的設計課堂問題，避免問題過易或者過難，前者不能達到啟發引導學生思考的效果，后者會讓學生對流體力學的教學內容產生畏難情緒，不利于知識的深化教學。同時，問題的設計也要有啟發性、典型性，問題的數量一般控制在每節課2個左右，根據相關的知識點進行設計。

引導法是教師引導學生通過閱讀教材、課件提示等材料，以自己相對獨立的形式學習的教學方式，這種方法更能鍛煉學生的學習能力。在流體力學的教學過程中，對于引導法的使用一般安排在內容相對簡單，或者教學內容有相似重復處。如將雷諾輸運定理應用于連續方程、動量方程等的推導，教師講授連續方程的推導，而其后對于動量定理、能量定理等的推導引導學生獨立完成。通過這樣的引導過程，使得學生能夠舉一反三，牢固掌握基本原理，并培養了自學能力和創新能力。

3.3引入現代網絡教學方法

為了能夠有效的利用現代網絡技術進行教學，推進課程的網絡化改革，建設了流體力學網絡課程。為避免網絡課程成為簡單的課堂內容的重復再現，在網絡課程的設計過程中考慮與實際的課堂教學的互動性與互補性，除了提供課程教學視頻錄像供學生復習以外，還提供了非常豐富的相關多媒體教學資源、輔導資料，并將網絡課程作為學生自學的一個重要的課后輔導工具，提供在線答疑。另外學生還可以網絡課程提出對于教學過程的各種建議反饋，促進教學改革。網絡課程的開設，使得流體力學的整個教學過程具有了交互性、共享性、開放性、協作性和自主性等特點。

4.結語

通過近幾年較為系統的流體力學課程教學改革，包括更新教學理念、調整和補充部分海洋特色的教學內容、運用現代化的教學手段、改革課堂教學過程等途徑，大大調動了學生學習的積極性，顯著提升了教學效果，提高了課程的教學質量。但仍需進一步完善教學體系，提高教學水平，將教與學有機結合，對海洋科學類專業流體力學課程的教學改革進行不斷探索和實踐。

參考文獻：

[1]孟祥林.不同教學模式下師生角色、教學效率對比及改革思路.湖南師范大學教育科學學報，2004年1月，第3卷第1期.

[2]萬三敏，沈振劍.多媒體教學方式與傳統教學方式的耦合機制研究.首都師范大學學報（自然科學版），2010年10月，第31卷第5期.

流體力學基本原理范文第2篇

一、教學方法和教學手段

采用工學結合、理實一體的教學模式，根據不同項目內容，在教學中靈活運用項目導向、任務驅動、案例分析、多媒體演示、分組討論、實驗、啟發引導、邊講邊練等教學方法，引導學生積極思考、樂于實踐，提高教與學的效果。授課前一周向學生下達項目任務書，內容包括學習任務描述，學習場地、設備，知識、素質、能力目標，咨詢問題和途徑等，學生按照任務書的要求，咨詢信息形成學習筆記，小組討論形成項目實施方案。做到課內教學與課外教學相結合，自主學習與指導教學相結合。通過貼近崗位工作的電力生產實際案例導入知識，訓練分析和計算能力，使能力培養與工程實踐相結合。選題、選材注重共識性、綜合性、工程性、創新性，同時體現新穎性、趣味性、互動性。將實踐性強、技能訓練要求高的內容，通過模擬實驗、實驗操作、邊講邊練的方式，提高學生的動手能力。將傳統教學方法與現代教育技術相融合，向學生提供教學資源庫（包括教學課件、自學指導書、習題集、實驗指導書、模擬實驗軟件、相關電力生產設備及系統視頻和圖片、國家精品課網址、其他參考教材等），開闊學生視野，拓寬學習渠道。充分利用多媒體課件、錄像片、圖、表、網絡等現代化的教學手段，通過視覺、聽覺，全方位加強學生對知識的理解和記憶，同時結合板書等傳統授課手段，揚長避短，獲得最佳效果。

二、學習方法和考核評價

以學生為中心，支持學生自主學習、協作學習和探究式學習，每個項目的實施都采用小組合作學習的方法，強化學生的團隊協作精神，增強學生主動參與和個性發展。班級40人，分成4個小組，課上先由小組派代表匯報咨詢信息情況、存在問題，再由教師適時講解、分析，最后小組討論總結，實驗和水力計算項目由小組自行設計方案，分工合作完成。事實證明，試點班學生的學習能力、學習積極性和主動性明顯提升。突破傳統考核模式，加強過程考核，注重素質和能力培養，全面公正評價學生的學習效果。職業能力評價占總成績的70%，職業素養評價占總成績的30%。

1.職業能力評價

（1）基礎知識評價。主要側重于對各個工作任務中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解，如連續性方程、能量方程、阻力損失計算等。考核方式為期中測試和期末考試。

（2）專業能力評價。主要側重于用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題。包括實驗項目的操作能力表現，設計計算能力，分析和解決問題的能力。考核方式為完成每個教學項目過程中的咨詢問題回答、學習檔案檢查、實驗操作檢查、課業報告檢查。

2.職業素養評價

（1）平時考勤評價。根據平時上課和實驗出勤率進行評價。

（2）學習態度評價。根據每個學習任務完成過程的實際表現，如學習態度、是否遵守紀律、是否團結互助等進行評定。考核方式為個人評價、教師評價、小組評價和小組互評。

三、結束語

流體力學基本原理范文第3篇

關鍵詞：工程流體力學；教學研究；改革探索

作者簡介：李小川（1976-），男，河南焦作人，揚州大學能源與動力工程學院，講師；田萌（1977-），女，陜西安康人，揚州大學能源與動力工程學院，講師。（江蘇?揚州?225127）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0047-01

“工程流體力學”課程在能源動力類工科專業中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運動規律及其實際工程應用的技術科學，是力學的一個重要的分支學科。通過本課程流體力學的基本概念和基本原理的學習，學生掌握分析和解決本專業中涉及流體力學問題的能力，為后續專業課程學習奠定基礎，然而當前的教學效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農業生產的各行各業中均廣泛存在流體流動現象，但是由于缺乏對生活的觀察，學生很難做到對課本講授內容形成直觀映像。此外，自然界中的流動現象往往包含多種流動方式，在理論分析與公式推導中涉及許多復雜的數學理論與方法，經驗公式多，且不易理解記憶，給學生的學習帶來很大困難，導致教師難教、學生難學，實踐與應用起來更是難上加難，教學效果不理想，教學目的難以實現。還對后續專業課的學習造成很大影響，進而影響本科教學的整體質量。因此，“工程流體力學”教學改革勢在必行。

一、“工程流體力學”教學調查研究

“工程流體力學”課程通常是開設于熱能動力工程專業二年級階段。對揚州大學的學生的問卷調查顯示，多數學生對“工程流體力學”課程的評價是“難學”。為何會有這樣的評價，通過分析發現，存在幾個方面的原因。

1.研究對象比較抽象

“工程流體力學”課程本身研究對象是流體，沒有一定的形狀和具有流動性，這是流體區別于固體的本質特征。這一特征決定了流體力學研究理論比較抽象、經驗公式繁多且推導過程復雜不易理解、易混淆，進而導致了本課程教師難教、學生難學，教學效果不夠理想。因此，能否將前面學習過的對“固體”平衡和運動物理規律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學習遷移是學生能否很快的掌握本門課程學習方法、學好本課程的一個很重要的方面。[1]

2.教師與學生

“教學”包括“教”與“學”兩個方面的內容，忽視任何一個方面都有可能造成教學效果的不理想。理論課教學是工程流體力學課程教學的主要方面，是進行實驗指導和應用于工程實踐的基礎。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學內容仍然是多年前的老教材，對現階段流體力學的發展方向和研究成果，以及本學科的最新科技前沿理論及工程應用進展不能做到及時更新，教學內容與實際應用嚴重脫節。

教學方法單一呆板，無法吸引學生的興趣。經常看到這樣一種現象：教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學的互動性和學生的主觀能動性，學生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機，基本上是教師在向學生單方面地傳授知識，這樣的教學效果是很低的。[2]

本專業本科生新的培養方案中課程設置有這樣一個特點：課程增加，課時壓縮，總學分保持不變。“工程流體力學”課程理論課學時從64壓縮到48學時，在教學內容總量不變的情況下，每堂課教授的內容，即學生需要接受的信息量就大大增加了，嚴重增加了學生的負擔。“浮躁”是當代很多大學生所普遍具有的心理特征，導致的直接結果是學生自制力差、怕吃苦，上課前不預習、課后不認真復習、作業普遍抄襲。

二、教學改革的目標

圍繞當前“工程流體力學”課程教學中存在的問題，以提高課程教學質量、實現教學目標為目的，進行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學適應新時代的要求為目的；加強教學方法與教學手段的改革，提高“教”的質量；加強課程的應用性，解決基礎理論課程的知識教育、應用能力與創新能力的培養，全面提升學生的綜合素質；加強課程教學評價與考核體系改革，引入全程教學評價與考核機制。[3]

三、“工程流體力學”教學改革探索

從上面的分析可知，“工程流體力學”課程教學效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚州大學熱能與動力工程專業本科生課程教學中進行的探索與嘗試，取得了較好的效果。

1.教學方法的探索與實踐

流體力學基本原理范文第4篇

關鍵詞：流體力學；教學模式；改革

作者簡介：楊衛波（1975-），男，湖北安陸人，揚州大學能源與動力工程學院，副教授；毛紅亞（1976-），女，湖北天門人，揚州大學財務處，會計師。（江蘇 揚州 225127）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0083-02

“流體力學”作為土木、機械、能源、動力、環境、化工等學科的一門主干技術基礎課程，由于其理論性強、概念抽象、方程繁瑣、難以理解與記憶，導致學生學習的難度較大，從而影響教學進程和專業人才培養的質量。因此，如何針對“流體力學”課程自身特點，結合專業建設目標，探索出一套新的適合各專業培養目標的流體力學教學模式具有非常重要的意義。本文結合工科院校學生的實際情況及筆者教學實踐與體會，從教學內容、教學方法及考核方式三方面對流體力學教學模式改革進行了深入的探析。

一、教學內容

1.教學內容的選擇

教學內容的選擇對于提高教學質量、改善教學效果具有重要的意義。根據教育心理學理論，[1]在教學中應把課程中具有廣泛遷移價值的科學成果作為教材的主要內容，從而可實現利用已有知識來同化現有知識的作用，提高學生的接受能力。“流體力學”作為大學工科專業的一門課程，雖然其內容相對比較陌生，但其所包含的基本知識卻貫穿于中學相關課程之中。如流體力學中的速度、壓力、壓強、質量守恒方程、能量守恒方程及動量守恒方程等，學生均在中學物理中均學過，因此在講述相關內容時可以將其與中學內容相聯系，從而提高學生的理解能力。又如在講述管路的串聯與并聯特性時，其流量、阻力及阻抗特性正好與中學物理中電學的串聯與并聯電路的電流、電阻特性一致，如果在講述之前引出中學的電路串并聯原理，則可大大加強學生對管路串并聯水力特性的理解能力。因此，根據學習遷移理論，將相關內容與學生已有知識進行對接，并闡述其相互之間的關系，不僅可以有效發揮學生利用所學知識來同化現有知識的作用，而且對于改善教學效果具有積極作用。

2.教學內容的編排

要合理編排教學內容就必須使教材結構化、一體化，以使構成教材內容的各要素具有科學、合理的邏輯關系。目前，國內“流體力學”課程的教學體系一般包括流體靜力學、流體動力學（理想流體流動與實際流體流動）、流動阻力損失、孔口管嘴管路流動及特殊流動現象等。每部分內容既獨立，同時各部分之間又有相互的聯系。為了使學生容易學習，可以按照流體力學實際應用路線由簡單到復雜的方式來編排教學內容。如可以從最簡單的流體靜力學部分開始，因為靜力學部分中學物理中已講授，生活中很常見，學生容易接受。由于靜止是相對的，運動才是絕對的，自然界流體應用中更多的是運動著的流體，讓學生明白這個道理后很自然將教學內容過渡到流體動力學部分，從而可提高學生繼續往下學習的興趣。在講述流體動力學部分時，先從簡單的一元理想流體運動部分著手，然后逐步過渡到多元理想流體流動及實際流體運動。在講到實際流體運動時，由于能量方程中出現了阻力損失項，這樣就很自然將內容過渡到流動阻力損失計算這一部分內容。由于生活中的復雜管路往往是由簡單管路串聯與并聯而構成，因此，復雜管路的水力特性（流量、阻力等）需要確定，這樣就可以根據流體力學實際應用需要將內容由阻力損失部分轉移到孔口管嘴管路流動部分。最后，根據各專業培養需要，選擇適合的特殊流動現象內容進行講解，以加強流體力學的實際工程應用。這種以流體力學實際應用路線由簡單到復雜作為主線的教學內容選擇模式，內容組織層次感較強，講起來更加引人入勝和重點突出，教學過程相對簡化。

3.教學內容的彈性化

教學內容彈性化有兩個方面的含義：一方面要根據每屆學生不同的知識背景和不同的定位要求，采用不同的表達方式，以滿足學生多樣化的學習需要。另一方面是要根據時代的發展，不斷更新教學內容，以適應最新科技發展的需要。[2]例如在“流體力學”教學過程中，為了讓學生更容易接受，可以刪去大量的數學公式推導，如流體連續性方程、動量方程、能量方程的推導等，這些內容對于學生是否掌握流體力學基本知識并無影響。又如，對于不同的學生群體，應根據學生今后的定位不同選擇適當的教學內容，對于高職高專的學生，由于其畢業后大多數要走出校門從事實際工作，因此，在講述時應側重于流體力學實際應用方面的知識。而對于普通本科院校的學生而言，畢業后有相當一部分的學生要繼續從事相關的研究工作（如考研等）。因此，應加強學生流體力學理論方面的教學與培養，以提高學生將來的研究能力。隨著時代的發展和計算機的普及，將計算機用于求解流體力學問題的計算流體力學已越來越顯示出其重要的作用。所以，流體力學教學中，適當介紹當今常用的計算流體力學商業軟件，如Fluent、Star-CD、CFX及Ansys等，以擴充學生的知識視野，為今后有意繼續深造的學生提供鋪墊。

4.教學內容與工程實際相結合

興趣是最好的教師。教育心理學[1]的研究表明：當學習內容與學生已有的知識和生活實際相聯系時，才能激發學生學習和解決問題的興趣。因此，在流體力學教學過程中，應結合專業目標盡可能多地介紹流體力學廣泛的工程應用背景，引導學生提高自主學習流體力學的興趣和積極性。如在講述流體靜力學中液體作用在曲面的總壓力計算時，可以介紹1998年特大洪水災害長江決堤事件等；在講到流體靜力學中平面總壓力計算時，可以適當引入長江三峽水壩閘門的設計與計算；在講到沿程與局部阻力損失[3]時，可以講述如何選擇水泵，并以每天生活用水管道供水為例來分析等；在講到動量方程應用時，引入如何確定彎管及分叉管路中水流對管道的沖擊力，從而可計算出管道支墩所受的推力；在講述畢托管時，可講述如何測量風管的風量與風壓，在講述傾斜式微壓計時，可與畢托管一起講述如何利用兩者來測量正壓與負壓風管段的動壓、靜壓及全壓等。任課教師在平時授課過程中，結合專業培養目標適當穿插講述一些發生在我們身邊的與流體力學有關的實例，使學生認識到流體力學在生活及工程中的重要性，激發其學習興趣，以提高教學效果。

二、教學方法

目前課堂授課中常用的教學方法主要有傳統教學模式與以多媒體技術為代表的現代教學模式。傳統教學模式是指教師通過口授、板書完成特定教學內容的一種課堂教學形式，該模式學生容易接受，可以達到預期教學目標。但缺乏創新與探索知識的功能，尤其是在當今知識快速更新的年代，更是面臨嚴峻的挑戰。現代教學模式是指在課堂教學中引入多媒體技術，通過形象逼真的動畫的運用，生動形象地展示教學內容，從而可以充分發揮學生學習的積極性，使教學方式形象生動，有利于培養學生的思維能力、想象能力和創造能力。

考慮到傳統與現代教學模式各自的優缺點，在流體力學教學過程中應將兩種教學方法有機結合起來。如在講述相關理論公式時，就以傳統的板書教學為主，對公式的推導和例題的講解，用板書的方式條理化，通過板書一邊寫、一邊對學生提問，一邊推導相關公式，讓學生參與到教學中，從而可以加強學生與教師間的互動，激發與調動學生的學習積極性。而在流體力學理論的工程應用部分則較多地采用多媒體課件，例如在講授層流與紊流[3]這部分內容時，單純地板書講解其概念很抽象，用多媒體課件展示雷洛實驗講解則直觀生動，容易理解。在講解孔口管嘴管路流動及虹吸現象時，用生動動畫顯示其流動全過程，可說明其流動過程中截面收縮及可能出現的真空現象，從而給學生留下深刻的印象。

三、考核方式

考核的作用主要是了解教師教與學生學的情況，及時發現問題以便改進。考核方式的合理性不僅能激發學生學習的興趣，同時還可以提高教學效果。“流體力學”作為一門理論性極強的基礎課程，傳統的考核通常采用平時考核與期末閉卷考試相結合的方式，兩者所占比例通常為30%與70%。平時考核主要是學生的出勤率與作業完成情況，而期末考試主要是卷面所取得的成績。這種考核方式存在一定的問題，不僅不能激發學生的學習熱情，在某種程度上還會使學生產生抵觸心理。由于流體力學中有大量的經驗公式和圖表，如阻力系數計算公式與莫迪圖、納維-斯托克斯方程等，若采取閉卷考試，則勢必要求學生背熟這么多的公式，容易陷入死記硬背的怪圈。

事實上，這部分內容的教學要求是讓學生能熟練應用這些公式和圖表解決工程實際問題，而不需要死記硬背。因此，在考核方式中可以嘗試平時開卷考核與期末閉卷考核相結合的考核方式。即將不適合閉卷考試的一些無法記憶而又要求學生掌握與應用的內容，放在平時教學中進行開卷考核，而將一些基本原理、基本概念、基本計算方法的考核放在期末閉卷考試中。這樣，一方面，通過平時不定期的考核能提高平時學生的出勤率，另一方面，通過平時考核也可以激發學生平時的學習興趣，提高學習效率；此外還可以通過考核及時發現問題，改善教學方法。通過這樣的考核方式，既能激發學生平時的學習興趣，同時還可以提高教學效果，考試結果能較真實地反映學生對本課程知識的掌握和應用能力。

四、結語

教學不僅是一門科學，也是一門藝術。每一種教學模式都有其特定的適用范圍和條件。流體力學作為工科院校相關專業的一門主干技術基礎課，由于其理論性強、概念抽象、經驗公式多，給其教與學帶來難度。如何根據專業特點將其與各專業培養目標進行有機結合，通過教學模式的探索使其教學融入到各專業人才培養中，將是“流體力學”教學模式改革的進一步目標。

參考文獻：

[1]譚頂良.高等教育心理學[M].南京：河海大學出版社，2006.

[2]劉立平，師少鵬.傳熱學課程教學的改革探索[J].高等農業教育，

流體力學基本原理范文第5篇

關鍵詞CDIO；流體力學；能力培養；教學改革

1引言

“流體力學”作為理工科的一門專業基礎課和必修課，它的重要性是眾所周知的，作為力學分支，其在安全工程專業有著廣泛的應用，與泄漏、火災、爆炸、通風等有著密切的關系，是后續工業通風、消防工程等專業課程學習的重要基礎。近年來流體力學學科發生深刻變化，對流體運動認識加深，測量手段更為先進，對流體運動分析和處理的能力空前強大，與工程應用結合更加緊密。然而“流體力學”這門課程概念抽象、數學公式多，在以往課程教學過程中更多重視理論知識的傳授，人才培養過程中存在著過分偏重理論知識學習，缺乏對學生工程能力的培養等不足之處。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“流體力學”課程進行教學改革，使理論知識服務于后續的安全知識學習及工作實際，將知識教育和能力培養有機地結合起來，增強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，使學生專業理論知識的學習真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Imple-ment）和運行（Operate）的簡稱。“C”構思指系統性的構想、思考，明確產業需求。“D”設計是把將要被實現的計劃通過視覺的形式描述出來的活動過程；“I”實施是執行、施行實際的行為，指把設計轉變為產品的過程；“O”運行是指產品實現之后（即實施之后）使用其來達到想要的價值的過程。從構思、設計、實施到運行的全過程就是產品的整個生命周期，用它來代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養具有較高專業理論水平和符合產業需求的綜合性應用能力并重的高等工程教育專業學生，這種模式在安全工程專業領域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強調在系統和產品構思、設計、實施、運行的真實工程實踐環境中培養學生的工程能力，通過引導學生以主動的、實踐的、知識之間有機聯系的方式培養學生的工程能力，使學生在創新思維能力、終生學習能力、團隊合作能力和工程實踐能力等方面得到全面的訓練和提高。

3基于CDIO理念的流體力學課程實施

3.1優化教學內容

在教學時，教材的選取是非常重要的，首先要選擇一本好的教材，然后圍繞教材的內容，進行全方位的內容設計。湖南工學院安全工程專業選用的教材為蔡增基、龍天渝主編的《流體力學泵與風機》，該教材詳細介紹了流體力學及泵與風機的基礎知識，并配有豐富的習題供學生課后練習鞏固，另圍繞教學大綱，每章設置了思考題。但教材內容多是從供熱通風空調類專業角度出發，內容較多。按照安全專業職業能力與素質需求為導向，結合我校安全工程專業對該課程課時安排較少，學生文科生多，理科基礎薄弱的特點、安全工程專業需求及其與后續專業課程之間的關系，課程教學內容分為四部分：（1）流體靜力學。掌握流體平衡的規律，對其中與安全工程關系不大的小節進行刪除。（2）流體動力學。研究流體在運動狀態時，作用于流體上的力與運動要素之間的關系，以及流體的運動特征與能量轉換等。（3）有關流體靜力學和流體動力學在生產和生活中的應用，如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業通風、消防、安全工程中常見的泄漏等問題相結合。（4）泵與風機工作原理及運行知識，重點掌握如何選擇泵與風機。由于課時有限，其他知識可通過學生自主學習來完成。內容設置注重培養學生的創新能力、學習能力和分析解決問題的能力，不因課時少而刪除其物理背景、力學建模和求解過程等方面的學習，只講授結果、計算公式、圖表等這種短視的做法培養出來的學生只是現成公式的計算機器，面對新的問題將束手無策，學生沒有創新能力，沒有利用所學知識解決實際問題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運動一般規律，才能認識特殊規律，才能有分析實際問題的能力，才能正確應用和處理流體力學商業軟件。

3.2轉變教學方法

在課堂教學中注重學生綜合思維、系統思維和工程能力的培養。結合傳統的教學方法，采用以問題學習的形式，要求學生基于問題學習。（1）首先要講授該門課程的性質及作用，讓學生掌握該課程在整個專業培養中的作用以及工程實踐中的具體應用價值，以及該課程與其他課程之間的關系，從而在學生的整體知識架構中建立起清晰的課程邏輯聯系[3]，培養學生的系統思維能力。（2）各知識點的教學過程采用啟發式教學法，先由老師設置問題，讓學生帶著問題進行學習；學完之后讓學生思考學了什么，有什么用；除了基本的教學過程外，在課程中設置一些小專題討論，培養學生分析問題、解決問題的能力。（3）傳統的教學模式由于缺乏對知識的應用，學生通常將通過考試作為學習目標而專注于記憶考試內容。因此在教學中注重相應知識點的講解的同時，注重對各知識點的應用和拓展，各知識點多方面地與安全工程專業相結合（如在講述孔口管嘴出留時與危險化學品物質泄漏進而導致火災、爆炸、中毒事故相結合；講述流動阻力時與工業通風管道設計、消防水管道設計相結合），強調其對專業的支撐作用，要求理論知識必須服務于安全工作實際，將知識教育和工程能力培養有機地結合起來。

3.3實驗教學改革

實驗環節是CDIO模式下教學環節的非常重要的組成部分，學生工程能力的培養和綜合應用能力的提高，有賴于此環節[4]。實驗教學方面通過建設流體力學實驗室，將實踐教學貫穿于學生的整個學習過程，實現對學生的動手實踐能力、技術應用能力、研究創新能力的培養。實驗模塊分為基礎驗證類實驗模塊、綜合性實驗模塊和開放性實驗模塊。基礎驗證類實驗主要包括雷諾實驗、能量守恒驗證實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗、文丘里管實驗、流量計實驗、離心泵實驗等[5]。這些實驗過程簡單，能幫助學生更好地理解流體力學的基本原理和定律，但缺乏創造性，沒有與安全工程專業實際相結合。綜合性實驗如與工業通風課程相結合，設計一個通風除塵管道模型，學生通過流體力學知識制定實驗方案，使用儀器測量風速、壓強等相關參數計算通風阻力。讓學生把流體力學知識更好地與安全工程專業相結合，解決專業實際問題。綜合類型的實驗相對較復雜，采用團隊協作的方式，通過互相交流討論解決實驗過程中遇到的問題，發散思維，實驗結束后進行匯報，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。開放性實驗模塊通過建設開放性實驗室，為學生參加各類學科競賽、科技創新活動、自主實驗、參與大學生研究性與創新性實驗項目、參與教師科研項目提供實踐平臺。如學生可進行計算機虛擬流體力學實驗、利用flunet軟件模擬火災發生時煙氣流動過程。開放性實驗可鍛煉學生創新能力。

4結論

1）安全工程專業“流體力學”課程作為一門學科基礎課，其教學改革應以專業能力需求為導向、學生能力培養為目標，引入CDIO理念進行教學改革，可提高學生創新思維能力、系統思維能力、和工程能力的培養，提高學生的工程意識及大工程觀。2）基于CDIO理念的“流體力學”課程教學改革應注重學生主體作用的發揮，以學生為主體、教師為主導，采用問題學習的形式進行教學，培養學生用基礎理論分析、解決實際問題的能力。3）在“流體力學”課程教學改革中，應注重實驗教學環節，實驗教學除了基本的基礎驗證類實驗外，組織學生做一些綜合性、設計性、開放性實驗，教學中注重學生團隊協作能力，人際交往能力和創新能力的培養。

參考文獻

[1]顧佩華,等.重新認識工程教育一國際CDIO培養模式與方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]張景鋼.基于CDIO的創新型安全工程培養方式研究[A]//安全科學理論與創新[C].鄭州:鄭州大學出版社,2016:92-96.

[3]趙慶賢,葛秀坤,畢海普,等.“變焦式”教學法在專業基礎課程教學中的應用[A]//第26屆全國高校安全工程專業學術年會論文集[C].北京:氣象出版社,2014:262-265.

[4]王海江,彭靜,楊玲,等.CDIO模式下的信號處理課程群建設[A]//2009年中國高校通信類院系學術研討會文集[C].北京:電子工業出版社,2009:593-596.