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流体力学的知识点范文1
关键词：流体力学；课程改革；考核方式；教学方法
0引言
《流体力学》是工科专业的一门基础课程，在各工程领域也有着非常广泛的应用[1-3]。通过对流体力学的学习掌握就可以为后续专业课的学习奠定坚实的基础，而在实地教学中却存在诸多问题。因为大部分本科生以前接触的力学都是简单的固体力学，研究的是看得见摸得着的事物。而流体力学着重研究流体的静止及运动状态的规律，研究流体的质量守恒、能量守恒及动量守恒三大定律及其应用，对数学学习要求较高，课程中的概念较抽象、公式较复杂[4]，使很多学生难以理解其知识点，难以把握学习的要领，进而容易遗忘或者产生厌学情绪。因此，根据安全工程专业特点，对流体力学课程教学内容和教学方法等进行改革是非常必要的。
1课程教学特点及现状
《流体力学》是安全工程专业的一门学科基础必修课程，是一门多学科交叉融合的课程，涉及数学、物理学、力学等，理论性和工程实用性都较强。课程的研究对象为流体，区别于固体的主要特点是易流动，课程中的许多概念较为抽象，且方程的推导需要运用数学的方法，对学生运用数学知识分析问题的能力要求较高，总体来说，学生学习难度较大。目前，《流体力学》的课堂教学以理论知识讲解为主，习题练习为辅，要求学生数学基础、理解能力、逻辑思维能力较好，课上认真听讲，课后及时复习巩固。但是学生的学习主动性和积极性不高，课程作业的完成质量不高，只是单一的应付考试。
2课程改革探讨
为提高学生的学习效果，适应新形势下应用型人才的培养目标，培养学生严谨、认真的学习态度，培养学生分析及解决流体力学问题的能力，及运用流体力学方法进行科学研究的基本能力，并为后续专业课程的学习打下良好的基础。本文拟从教学内容、教学方法、考核形式三个方面对《流体力学》课程进行改革。
2.1教学内容
根据《流体力学》在安全工程专业中的课程定位，将流体力学的内容分为流体静力学、流体动力学基础、流动阻力及能力损失、管路流动、相似原理及因次分析等五大模块。课程内容围绕流体静止、运动两个状态及力学的三大方程展开，由浅入深。培养学生的工科思想及意识，能够对安全工程专业的流体力学问题进行分析。
2.2教学方法
整合传统和现代教学手段，采用不同的教学方式，如课堂教学与网络辅助教学相结合，将相关的习题解答方法及课堂练习同步至超星在线课堂，给学生课后复习巩固提供资料，并通过网络资源及时进行解答；多媒体教学与板书结合，将复杂的流体流动过程以多媒体动画的形式展现出来，让学生更直观的了解某种现象，增加对理论知识的理解和掌握；增加课堂习题练习及讲解，注重师生互动，注重理论练习实际，在课堂组织教学中通过师生互动调动学生学习积极性，并通过该环节了解学生课堂知识的掌握情况，及时调整讲授方法。
2.3考核方式
采用多元化的考核方式，变单纯的期末考试为平时和期末多层次考试，建立平时成绩考核机制。平时成绩考核包括章节测试、期中测试、课后作业、课堂练习及课考勤四部分内容，其中每一部分成绩占总成绩的10%；期末考试成绩占总成绩的60%。章节测试一般是针对每一章的重点难点，用3-5道典型习题，耗时45min，检测学生的掌握情况。要求学生在规定时间内完成，章节测试的平均成绩计入期末综合评定成绩。对于章节测试的习题进行批改、统计成绩、分析成绩，并对教学方法进行反馈，及时调整。课堂练习一般针对课堂中的知识点进行测试，习题主要以填空、选择、判断的形式出现，方便、灵活、易于控制时间。通过练习，让学生查缺补漏，同时根据练习情况及时调整授课进度及方法，确保学生对课程知识的主要内容了解和掌握。课后练习是对课程内容的巩固和补充，是对学生理论知识运用情况的检测，但课后作业易出现抄袭现象，对于疑似抄袭的作业，作业的分值不会给高分，通过课堂的互动可以判断抄袭者的范围，在课后习题讲解过程中有意让抄袭者进行讲解，同时通过作业重复练习，让学生真正理解作业的解题思路及方法。
流体力学的知识点范文2
【关键词】流体力学；教学研究；多媒体；启发式教学；教学实验
一、现状及问题
流体力学课程具有非常强的科学性和系统性，有极强的理论性与实践性，作为专业基础课，为后续专业课学习提供理论基础，这决定了这门课的教学目的既要使学生掌握基本理论知识， 又要使学生学会应用这些知识解决实际问题。
目前流体力学课程教学存在两个极端：一是偏重于数学推导，忽视理论的物理意义阐述和工程实例的引入，教学内容枯燥无味，理论与实际脱钩，学生只为学而学，没有学习欲望； 二是偏重强调课程为专业服务，过多泛泛地讲述案例，不深究理论基础，没有达到培养人才的教学目的。在教学课时一再压缩情况下，
如何将流体力学课程内涵贯穿于理论学习、实践训练、创新精神、实际动手能力的培养整个学习过程，本文提出几点看法。
二、教学研究
在教与学的关系上，最终目标是能真正调动学生、老师的积极性，保证教学的有效实施。
大学的流体力学课程进程快、信息量大，一环紧扣一环，有的知识点偏重基础理论，有的偏重生活常识，还有的偏重工程应用。如何将枯燥的理论内容和实验过程转变为生动描述，使学生便于记忆、掌握，作者认为基于教师对教学内容深刻理解和深厚语言技巧，对于不同类型的知识点可采用相应方法进行教学。
1.用形象的教学方法，加深基础理论的理解
流体力学是一门基础课程，是后续许多专业课程的基础，所以教学中要重视奠定扎实基础，重视学生对物理现象的认识、物理概念的建立及规律分析，借助先进的教学手段，对加深基本理论的理解和掌握意义重大。
多媒体教学因其形象、生动、具体、直观，越来越得到广泛的使用，在流体力学课程中引入多媒体教学，可以将很难用语言描述的物理现象，如涡量和紊流等搬上屏幕，帮助学生建立清晰的物理概念，缩短认识过程，激发学生学习欲望，为教学质量提高提供了保障。如湍流这个流体力学中100多年来公认的难题，授课老师可以利用高速摄像仪拍摄的各种流体流动图像和利用热线风速仪采集的湍流脉动信号，向学生展示湍流的基本概念和理论。
2.用启发式教学形式，加深与生活常识密切相关的知识点的理解
高等教育中采用直观有趣的事例参与教学过程，较为少见，因为对于像流体力学这样的基础理论课，要列举出与日常生活密切相关，且有一定深度的有趣事例，并不是一件容易的事。这就要求授课老师有深厚的理论基础和责任心，采用启发教学形式，依据学习过程的客观规律，引导学生主动、积极、自觉地掌握知识，通过具体事例，使学生能充分意识到本课程对今后工作和学习的重要意义，激发其学习欲望。如讲述某一理论时，可由日常生活中的有趣事例或历史上的重大事件慢慢引入到理论机理。
另一方面，为了提高大学生的实践能力和创新能力，授课老师可根据课程进度，开展各种级别的趣味课题。这些课题分为两种类型：一种是修完流体力学课程的学生根据兴趣，通过查阅相关资料后自拟研究课题，写读书笔记，采用头脑风暴式课堂讨论，并不断解答分析问题，最终形成研究结论；另一类课题是授课老师自拟题目，供学生选择，其讨论过程与上面相同。学生通过参加这些趣味课题，巩固了书本知识，实践能力和创新能力得到了较大提高。
3.加强教学过程中的实验环节
实验是理论的摇篮，作为工科学校的大学生，其实验能力的培养为其成为创新人才起着举足轻重的作用。
在实验过程中实现基本理论与工程应用有机结合，丰富了教学内容， 提高了学生学习积极性，增强了学生的感性认识，大大提高学生对本门课程的兴趣。实验课要注重培养学生的动手能力，培养学生独立操作能力。
另一方面，改革实验课考核的方法，考核过程中增加师生间互动，由原来只看实验结果，变成由授课老师和实验教师共同对学生的操作能力、理解能力、创新能力进行全面考核。
流体力学作为一门给排水专业、环境专业、水利水电工程专业、港口及航道工程专业的一门重要的技术基础课，其日常教学工作任重道远，为适应流体力学的学科发展需要，提高教学效果，教师只要多花时间，多动脑筋，因材施教，教学与实验、管理各部门紧密配合，一定能取得好的教育效果，教育的最终目的才能实现。
流体力学的知识点范文3
针对工程流体力学课程当前存在的问题，结合CDIO工程教育模式，从理论和实践之间的关系、学风建设、教师身份转换以及考核机制方面进行改革，重点加强对学生主动学习能力，工程应用能力和团队合作能力的培养。实践表明，实施CDIO工程教学改革达到了预期的人才培养目标，也对其他课程的教学改革具有参考意义。
关键词：
CDIO工程教育模式；工程流体力学；教学改革；三级项目
0引言
随着中国工业化进程的不断推进和“再工业化”战略的提出[1]，我国需要一大批有着扎实的专业知识、具备良好工程能力的工程师人才。应用型本科院校承担着培养创新能力和工程能力人才的重任。如何使毕业生具备良好的自主学习能力、团队合作意识、系统分析和动手能力，已成为我国高等工程教育改革的重点和难点。CDIO是一种强调创新与工程实践的新型高等教育模式，其核心是将教学与工程实践紧密结合，以满足企业对工程人才知识结构和工程能力的需求，解决传统工科高等院校在人才培养中出现的重理论教学轻实践问题。按CDIO模式培养的学生，学习迁移能力、理论联系实践能力强，具备自主学习能力和“终生学习”的习惯，深受社会与企业欢迎[2，3]。工程流体力学是力学的一个重要分支，侧重在生产生活上与气体和液体相关的工程实际应用，它不追求数学上的严密性，而是趋向于解决工程中出现的实际问题[4]。要求学生对试验研究、理论分析和数值计算有深入的理解，才能对实际工程问题进行定性、定量分析。将CDIO教学模式引入工程流体力学的课程教学改革中，更有利于提高学生的工程实践能力和水平。
1工程流体力学课程存在的问题
1.1理论教学困难
随着教学计划改革的进行，工程流体力学课程的教学计划课时由传统的50课时缩减为目前的32课时。其中，教学学时为26课时，实验学时为6课时，学时少，内容多，学生理解困难。
1.2学生学习主动性差
传统课程理论性较强，需要熟练掌握的公式复杂，内容较为抽象，学生存在理解困难、理论与实践脱节等问题。同时实验环节学生的参与度很低，看多于做，更谈不上思考和理解。
1.3考核方式单一
传统的笔试考核方式造成了学生学习依赖心里严重，学习迁移能力差等问题。只在乎基本理论的死记硬背和卷面考试，面对实际问题无从下手，难以判断学生对课程的掌握情况。
2CDIO工程教育理念
CDIO工程教育模式是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究团队于2001年创立的新型的工程教育模型。CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate），包括了三个核心文件：1个愿景、1个大纲和12条标准[5]。根据工程师应具备的能力以逐级细化的方式表达出来，为工程教育改革提供了系统全面的指导，代表了当代工程教育的发展趋势。CDIO工程教育模式从2005年引进我国以来，取得了令人瞩目的成就。燕山大学作为教育部机械类、电气类的CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点的第一批高校之一，积极推进CDIO工程教育改革进程。自2008年春季学期开始实施基于CDIO模式的教学改革以来，已经培养了七届毕业生，积累了丰富的教学改革经验，并不断进行创新，为CDIO工程教育模式在中国的发展做出了一定的贡献。
3规划调整基于现代工程环境下的“工程流体力学”课程体系
传统的工程流体力学教学体系已经不能满足当今社会对工程人才素质的需求。基于CDIO思想构建的新的课程体系，加强了对学生基础知识积累和运用的要求，强化工程实践环节，重视对学生动手能力的培养。同时，重点介绍工程流体力学的最新科学技术领域和工程领域的发展，以构建新型多层次课程教学体系。在实际改革进程中，要强调基础素质的培养，采用课堂理论教学、课下多层次实验和三级项目相结合的方法，注重与学生之间的交流与反馈，将基于CDIO的课程教育改革平稳、有序地进行[6]。
4基于CDIO的课程具体教改内容
4.1理论教学环节改革
针对工程流体力学学科基础性强，理论难度大，应用范围广的特点，基于CDIO思想的课程改革采用将授课内容精简，关键知识点精讲，综合性知识点布置主题性任务的方法，让学生主动学习，拓展知识面，培养了学生进行独立思考的能力。充分利用互联网资源以及教师的实际工程经验，对知识点进行剖析，增强学生对知识点的感性认识。同时制作大量的流体流动动画，展示最新工程流体力学学科应用资料，极大地丰富了教学资源，便于理解重要知识点，激发学生的学习兴趣和主动性。
4.2实践教学环节改革
华裔诺贝尔物理学奖获得者李政道先生，在关于杰出科学人才培养的问题上特别强调实验精神和实验能力。基于CDIO思想课程改革的实践环节，以三级项目为主，多层次实验教学为辅，全面锻炼学生的知识检索能力，团队协作交流能力，多学科、大系统的掌控能力，并能够对学生知识的掌握情况进行深入的了解[7]。工程流体力学三级项目包括：系统全面的任务要求，灵活多变的题目选择，细致的团队任务分工，明确的节点汇报形式，以及一套合理的考核机制。以2014年秋季学期工程流体力学三级项目为例，要求每个班级的学生自行组队，3-5人一组，每组选出一个组长，分别从六个题目中任选一个为题，对该题目进行分析、求解，明确组内成员分工，按时进行节点汇报，最后提交三级项目的课程报告和项目感想，抽签进行PPT汇报。通过对学生的反馈信息和实际表现进行分析可以看出，三级项目的方法可以将CDIO教育改革理念与课程知识完美融合。不仅让学生对所学知识有了更加深刻的理解，锻炼工程实践能力，而且让教师的参与者和引领者作用得到充分发挥。
4.3学风建设环节改革
工程流体力学课程的理论难度较大，采用传统的课堂式教学和单一卷面考核的方式，使学生只关注考试得高分，做实验不提前准备、不关注原理，更让一部分学生产生了课程学了也毫无用处的想法。基于CDIO工程教育的流体力学课程改革，严格按照CDIO的12条标准与能力大纲的要求，设计出一套合理的、循序渐进的三级项目考核机制。在项目的进展过程中，学生需要付出很多的课余时间，对项目的相关内容进行广泛的搜索和学习，通过软件仿真、理论计算以及与工程应用对比等方式，使学生对所学知识有了更深刻的认识。同时，学生充分体会到了团队合作过程中，成员间交流、沟通、共享的重要性，体会到了集体智慧带来的冲击，以及团队合力完成项目的成就感。在听取其他小组汇报的过程中，对整个课程也有了更加深刻的理解。
4.4教师身份转换环节改革
根据CDIO工程教育改革方案的要求，教师不仅仅是知识的传播者，更是知识交流的参与者和引导者[8]。教师在自身知识和工程经验积累的基础上，严格按照CDIO工程教育改革能力大纲要求，系统、全面地整理出独具特色的课堂教学教案。表2给出了工程流体力学课程某一个单位学时的部分课堂教学教案，只有按照详尽的能力大纲的要求，才能充分保障教学质量。在三级项目考核机制的进程中，每个小组都要与教师在课下进行深入的沟通和交流。这种轻松、愉悦的沟通方式，不仅拉近了教师与学生之间的距离，而且使教师能够更加充分地发挥参与者和引领者的作用，积极地引领学生走向自主学习和探索的阶段。
4.5考核机制环节改革
与传统单一卷面考核的方式相比，基于CDIO工程教育改革的考察机制更加注重对学生学习态度和学习能力的考察。目前采用的考核方法是：课堂出勤0.1，平时作业0.1，实验成绩0.1，三级项目0.1，考试卷面成绩0.6。其中，三级项目由二部分组成：①组内互评等分，总分5分，最优分和最差分相差不得小于1分，组内人均得分为4分；②导师评分，总分5分，最优分和最差分相差不得小于1分。实践证明，CDIO工程教育改革的考核机制更加公平、合理，克服了学生对卷面考试的依赖，提高了学习的积极性，同时保证了课程、实验和三级项目的正常有序进行。近三年的课程合格率由改革前的低于75%，稳步增长并保持在90%以上，获得了学生们的广泛认可。
5结束语
CDIO工程教育体系是基于欧美发达国家的教育基础而提出发展的，并不完全符合我国的教育情况和社会背景。如何将CDIO工程教育改革消化吸收，与中国的社会现状和教育现状相结合，走出一条具有中国特色的教学改革之路，是今后CDIO在中国发展的重点和难点。通过对几年来基于CDIO工程教育理念的工程流体力学课程改革成果进行分析，可以得出很多宝贵的经验。应用型本科院校必须克服困难，强调方法，将改革进行下去，只有这样才能培养出符合当代社会发展需要的工程型人才。同时，教育改革是一个漫长的过程，必须本着“决策—实施—检查—反馈—修正”的闭环管理思路，才能将改革合理、平稳地进行下去。
作者：袁晓明 王超 杜冰 单位：燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室
参考文献：
[1]黄群慧.中国的工业化进程：阶段、特征与前景[J].经济与管理，2013，07：5-11.
[2]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014，01：163-168.
[3]顾学雍.联结理论与实践的CDIO—清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，01：11-23.
[4]高殿荣，张伟.工程流体力学[M].北京：化学工业出版社，2014，1.
流体力学的知识点范文4
关键词：《工程流体力学》；问题探究式教学方法；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0223-02
《工程流体力学》是能源动力、土木工程、环境工程等诸多专业的专业基础课程，由于该课程的学习中有不少涉及到高等数学、大学物理等课程的知识点，因而学生普遍感觉学习难度高，兴趣不大[1]。笔者从多年的教学经验中总结出问题探究式教学方法，并取得了一定的教学效果，同时也对教学活动中存在的一些问题进行了思考并提出了具体改进措施。
一、以传授知识点为主的教学模式存在的问题
目前大部分高校的《工程流体力学》课程仍采用传统的课堂面授的教学方法，教师是教学活动的主要组织者，授课教师以演讲者的身份，按照教材编排来讲授教学内容，因此课程知识点为单向传授式，学生对课程内容往往缺乏主观的思考，只是被动地接纳。以传授知识点为主体的教学模式强调概念讲解和公式推导，学生对所学内容理解不深，大多数学生也只能做到课后照搬公式做题，而对后续专业课学习中碰到的新问题无法做到归纳分析，最终也不能有效提升运用知识解决实际问题的能力。由于人类对科学的认知都是从现象开始的，现象表现出的规律性引导人们不断探究现象背后的本质，因此《工程流体力学》课堂的教学组织也应遵循从现象到规律的认知路径。课堂应先从日常生活及工程实例中提出问题，由教师引导学生剖析问题，逐渐深入到现象背后的规律性内容，再经概念阐述和理论推导，完成前述问题的理论解释。以问题探究为主体的教学模式显然更有助于培养学生的学习兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。
二、《工程流体力学》问题探究式教学的课堂组织
在实施问题探究式教学模式时，教师尽可能选取来自于日常生活现象以及有专业背景的问题，并以图片、动画或视频等较形象化的方式给出，增强学生对流体力学的感性认识，教师要根据学生课堂的反应情况对学生不断引导，鼓励学生启用发散性思维方式解决问题，鼓励学生大胆尝试，通过对问题抽丝剥茧式的分析来提高解决实际问题的能力。课堂上的问题和探究性的思考过程要让学生的思维活跃起来，让学生意识到所学的知识是鲜活、有用而又有趣的，能逐渐领略到流体力学的美妙之处。在问题分析后的理论阐述中要适当舍弃一些繁冗枯燥的公式推导，强调公式中各项的物理意义和公式的适用条件。本文以课程中的绪论、一元流体动力学基础以及孔口管嘴管路流动[2]为例，具体阐述探究性问题教学模式的实施过程。绪论课的问题可以提得多而广，通过大量的实际应用和工程问题，让学生充分理解学习课程的目的及意义，做到课程一开始就抓住学生的学习兴趣，激发他们的研究热情。在课程刚开始时，可以让学生列举常见的流体种类，并总结流体与固体的本质区别；给出儒可夫斯基对佯缪（永动机问题）的描述，让学生解释原因；课堂上用汤匙现场演示水流的附壁效应；由目前大气环境常见的雾霾问题引出颗粒物的绕流阻力问题，并让学生估算雨滴和尘埃在空气中的下降速度差异[3]；用图片方式介绍1940年美国华盛顿州塔科马海峡桥事故，让学生分析事故原因；介绍市政供水的基本方法，再让学生估算学生宿舍楼供水的压力；分析采暖系统中设计膨胀水箱的原因；夏季和冬季空调送风口的风向有何不同，哪些措施能够尽可能实现房间内温度的均匀分布。由于绪论课涉及的问题可覆盖整个课程，可把某些问题留给学生在课后自己分析。在讲授一元流体动力学基础时，教师可首先给学生演示平行纸片的吹气试验，让学生观察并解释纸片的飘向；提出常说的“水往低处流”论断一定正确吗？再根据市政管网的供水现象，引出驱动流体流动的能量形式及其相互转换问题，并让学生解释航海中的“船吸现象”、洗澡时浴帘的飘向问题；由烟囱里气流流动的驱动能引出气体与液体的能量方程形式的不同；由消防水枪在喷水灭火产生的后推力问题引出一元流体动量方程。
孔口管嘴管路流动的内容与工程实际结合较紧密，可多给学生实际案例进行分析。如：（1）城市管网夜间的供水水压为何会普遍高于白天的水压？（2）屋顶水箱供水到同一建筑的高层和低层住户，其压力有何不同？（3）建筑内外存在温差时，如何在建筑物壁面上开窗，实现自然通风？（4）如何利用虹吸的原理，给鱼缸换水，其关键步骤是什么？（5）冷却水系统中，如何考虑水泵的扬程以保证冷却水的循环？为节约时间，教师应在课前将问题留给学生，为提高课堂效率，可对每个问题指定若干名学生完成，并记录回答情况。
三、探究性课程教学中其他问题的思考
在学期结束时，教师与学生（共两个班级，约130人）通过问卷调查、面谈、QQ、电话等方式进行了沟通，发现教学中有如下问题值得关注。
1.采用问题探究式教学方式需要教师根据学生的反馈进行分析和引导，会占用课堂学时中相当比例的时间，由于课程学时数的限制，某些问题的探讨无法深入，且教学内容主要由PPT方式完成，因此教学进度普遍较快。当学生在课堂上未能理解和掌握某些知识点后，很容易放弃对后续知识点的学习。因此笔者建议，授课教师应组织整理课程的微课资料，让学生利用微课资料自主完成预习和复习，大大减少课堂上对基础内容的讲解，将课堂学习的主动权从教师转移给学生，使学生能够在课堂上主动基于问题进行深入探讨，从而显著提高课堂的学习效果。
2.有近50%的学生认为教师给出的探究性问题有一定的难度，并有助于对教学内容的理解，能有效激发学生的学习兴趣，课堂上对问题的探究过程提高了学生分析问题和解决问题的能力。部分学生希望教师点名提问并记住自己的名字，也较喜欢这种教学模式；当然也有部分学生不太适应该方式，尤其是在无法回答问题时学生会感到尴尬。教师应提前把问题留给学生，给学生充分的思考时间，从而更有效地利用课堂教学时间。
3.目前大学生存在课堂出勤率不理想、上课玩手机、睡觉等现象，教师可将学生座位固定，不点名即可快速统计学生的出勤率，并考察学生的听课情况且及时记录，在课程的第一次课上和学生讲明出勤率、听课表现、作业和平时小测验的成绩在总评成绩中的比重和计分方法，细化考核要求，并严格按规定执行，这样能有效地督促学生端正学习态度，重视平时学习。
4.课程考核方式和难度要求是检验学生学习效果的重要方面。通过调查，发现有近40%的学生认为教师应采用闭卷方式并严格进行考核，不希望考试降低难度。这项统计数据说明，不少学生有主动学习的愿望，学习态度端正，并愿意采用严格的考核方式来检查自己的学习效果，因此授课教师在考核时应坚持原则，对学生认真负责，出题难度适中，学生卷面分数尽可能符合正态分布。
四、结论
本文采用问题探究式的教学方式对《工程流体力学》课程进行了教学实践，并给出了问题探究式教学方法的具体实践过程。通过与学生的沟通和问卷调查，了解到近半数的学生认可问题探究式的教学方法，认为该方法有助于加深对课堂教学内容的理解。在问题探究式教学过程中，教师也发现需要在以下方面进行改进：应尝试利用新型的互联网教学手段，如微课等方式，进一步提高课堂学习效率，将课堂学习的主动权从教师转移给学生；强化平时考核，细化成绩评分方法，期末考试题目要有合理的难度，成绩分布应合理。
参考文献：
[1]谢海英.《工程流体力学》在环境工程专业中的教学探讨[J].教育教学论坛，2013，（43）：75-97.
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[3]王洪伟.我所理解的流体力学[M].第1版.北京：国防工业出版社，2014.
The Exploration and Reflection of Problem-Based Teaching Method for "Engineering Fluid Mechanics" Course
XIE Hai-ying，HUANG Yuan-dong，DENG Bao-qing，LV Juan
（School of Environment and Architecture，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）
流体力学的知识点范文5
关键词：流体力学 教学方法 自主实验 抽象到具体 工科院校
中图分类号：O35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0199-02
流体力学是力学的一个重要分支，是流体机械专业重要的专业基础课，在航空、航天、航海、水利、机械等领域拥有广泛的应用，因此学生学好这门课对后续课程的学习以及日后从事相关研究工作非常重要。但流体力学不同于理论力学、材料力学等力学学科，流体力学研究对象比较抽象，通俗来讲就是研究对象看不见、摸不着，理论性强、数学表达式复杂非线性强，讲课好像有点空对空的感觉。一些关键概念比如雷诺输运定理、随流导数等学生理解起来比较困难，如果纯粹从数学角度开展教学，学生听起来比较枯燥、积极性不高、课堂互动性不强。为了提高教学效果，目前国内很多流体力学教学工作者已经探索了很多教学方式方法，比如哈尔滨工业大学的“流体力学的多尺度创新性实验课”[1]、南京航空航天大学的“流体力学设计性实验竞赛”[2]、北大通过结合重大事件与自主试验调动学生积极性、培养创新精神[3-4]等。
本人目前承担工程流体力学、实验流体力学、计算流体软件应用分析以及流体教学实验开发等与流体力学相关的教学工作并从事一定的科研工作，本人能从理论、实验、计算等不同层面并结合自己的科研工作对流体力学教学方式方法进行一些尝试，中心理念是站在学生的角度，从流动本质讲授，让抽象的知识具体化、形象化。该文将结合自己的教学经历谈几点这方面的体会。
1 赋予公式物理含义，让公式形象化、理论生活化
流体力学与学生在基础课学习阶段学习的大学物理、理论力学、材料力学中的力学在本质上是相同的，依然要满足牛顿第二定律，同时满足质量守恒定律、能量守恒定律，但在研究方法与研究对象方面存在很大的差异。流体力学所采用的研究方法主要是欧拉方法，研究对象是流场。流场是个空间概念，而质量守恒、动量守恒、能量守恒这三大守恒定律仅适用于流体质点或者流体质点组成的体系。这就需要把流场与质点或者体系两种研究对象、欧拉方法与拉格朗日方法两种研究方法联系起来，换句话讲就是如何用空间流场参数的分布与变化表示流体质点或者体系运动参数的变化，随流导数和雷诺输运定理就是建立这种关系的桥梁。随流导数在数学形式上是某种物理量对时间的全微分，从数学角度讲解学生没有任何异议，但这不代表学生理解了它的物理内涵。随流导数由当地导数与迁移导数构成，首先需要让学生明确随流导数对象是流体质点，三大守恒定律适用于它；当地导数与迁移导数针对流场，其中当地导数表征流场参数随时间变化，即流动是定常的还是非定常的，迁移导数表征流场参数空间分布均匀性，在此三大守恒定律不适用。下面的问题是让学生如何理解两者之间的关系。首先举个简单的例子，让学生从感性上认可这种关系，即可以用空间流场的变化与分布表示流体质点运动参数的变化。比如以教室里温度分布为例，夏天或者冬天开空调，教室里面温度分布不均。假定空调功率稳定，此时可以认为温度空间分布是稳定的。一个人在教室里面走动，感受到温度的变化，并且走动速度越受到的温度变化越快，这时人感受到的温度的变化是教室温度场分布均匀度与人走动速度两者的综合效应，这部分由温度空间分布不均导致，对应随流导数中的迁移导数。假如空调功率不稳，那教室里温度也不稳定，此时即便站在一个位置不动，也能够感受到温度的变化，这部分对应随流导数中的当地导数。假如人走在一个空调功率不稳定、温度空间分布不均匀的教室里，这时人感受到的温度变化就是以上两种作用的综合效应，对应随流导数，也就是质点温度对时间的变化率。人比拟到流场里面就是一个质点的角色，流体质点温度随时间的变化率可以用流场温度的空间分布与变化表征，即可以用流场的信息获得流体质点运动参数的变化。这样学生理解起来比较容易、比较具体，并且对公式的物理内涵理解也比较深刻。雷诺输运定理其实是随流导数的积分形式，这部分给学生讲透了，雷诺输运定理理解起来也就比较容易。随流导数、雷诺输运定理的理解非常重要，它是一种研究方法、思维方式的转变，是开展流体动力学研究的基础。
任何一个数学公式都有其物理含义，授课过程中要力争从学生理解的角度，从公式背后的物理含义与物理过程角度讲解，并辅以生活中的例子，让公式形象化、理论生活化。
2 开设自主创新实验，让问题具体化，提高学生积极性、提升学生综合能力
第一部分立足于学生对关键知识点的理解，这部分谈谈如何让学生带着兴趣去学习、创造性应用所学知识。
与理论相比，学生更喜欢自己动手去开展一些探索性试验。同时结合数值仿真让看不见摸不着的流场具体化、图像化，这对提高学生学习、探索、思考问题的积极性非常有益。在教学过程中可以给学生布置一些探讨性课题，让学生组成团队，独立从理论分析、数值仿真及试验验证方面开展课题研究，采用答辩的方式把讲台交给学生，提高学生的应变能力以及学生的参与度，针对一个课题让大家共同探讨。理不辩不明，通过辩论加深了学生对问题的认识，增强了学生学习的积极性，培养了学生独立分析问题的能力与团队协作精神，而独立分析问题能力与团队协作精神是大学教学一个关键的落脚点。下面举一个教学中的例子。
圆柱绕流以及圆柱在流场中所受阻力是一个经典的流动现象，可以让学生从试验、数值仿真的角度去研究分析影响阻力的因素并给出影响规律。试验设备方面实验室提供拖拽力实验设备，主要功能为测量圆柱在流场中所受阻力。该实验设备提供了3种测量阻力的方法：（1）用天平直接测力；（2）测量出口速度分布，采用动量定理计算出阻力；（3）测量圆柱表面压力分布计算所受阻力，同时可以调节来流速度。计算软件方面提供给学生相关计算流体软件并讲授软件基本功能与操作。让学生自由组团，独自开展研究方案设计、试验与数值仿真、结果对比分析与报告撰写，公开答辩、互动参与。这样学生结合实验与数值仿真结果进行对比分析，对流速、流态对圆柱阻力的影响理解就比较深刻，同时学生在这个过程中锻炼了独立分析解决问题的能力，培养了协作精神。
3 贴近生活，学习趣味化
人类生活在流体中，很多生活中的现象都可以用流体知识解释，因此在教学中可以尝试着让理论走进生活，让学习充满趣味。
比如好多男学生喜欢踢足球，估计弧线球很多学生也会踢，但足球的轨迹为什么呈弧形，可能好多学生不知道，可以把这个问题提出来让大家讨论。上课时，提出这个问题后整个课堂氛围一下就活跃起来了。这时候与学生一起分析足球近壁面流动并结合伯努力方程讲解足球的受力，学生一下就明白了足球轨迹为什么可以呈弧形。再比如还可以播放一些生活中有趣流动现象的视频与图片，引导学生分析与讨论。
4 考核多元化
流w力学要想充分调动学生的积极性，还需要对考核方式做调整，不再唯卷面分数论。本人在教学实践中从以下几个方面进行考核：（1）卷面成绩；（2）创新性综合实验，综合考虑试验效果、结果分析、答辩情况等；（3）课堂互动，对于在课堂上积极互动提出疑问的同学给予平时成绩加分，甚至可以将讲台交给学生，让学生给大家讲解；（4）课后作业与讲解，鼓励学生给大家讲解，并给予加分鼓励。
5 结语
流体力学是一门学生认为比较难的专业基础课，作为授课老师应该站在让学生容易理解的立场，从流动的物理概念和物理过程出发，赋予抽象难解的理论、公式具体的物理含义，并结合常见的流动现象让理论形象化、生活化；开展自主创新综合试验结合数值仿真，让抽象的流动具体化、图形化，提高学生的积极性、激发学生的创造性、培养学生的团队合作精神；把讲台交给学生，通过课题答辩、习题讲解，增强学生互动；让理论走进生活，引导学生用流体力学理论知识分析生活中的流动现象，提高学习的趣味性；通过多元化的考核，增加学生学习的积极性。总之，以学生为本，从物理本质上讲解理论知识，让理论走进生活贴近生活，从抽象到具体，多层次增强学生对知识的理解。
参考文献
[1] 李小斌，李凤臣，姜宝成，等.基于创新意识培养的流体力学实验教学探索[J].实验实践教学，2014（15）：119-121.
[2] 金志光.工科高校培养创新思维的流体力学设计性实验竞赛[J].科技创新导报，2009（8）：145-146.
流体力学的知识点范文6
【摘要】《流体力学》课程理论性强，概念多、公式繁杂。本文针对流体力学课程的内容特，课程地位重。根据该课程的特点，结合教学实践及教学现状，从提高教学质量、教书育人、教学思想改革、教学内容改革、教学方法改革五个方面进行了探讨。在教学过程采取讲授——自学——联想——解疑——归纳——习题的运行结构。激发学生的学习兴趣，使学生获得系统知识，取得较好的教学效果。
【关键词】流体力学 材料成型与控制工程专业 教学改革
《流体力学》是材料成型与控制工程专业的一门重要的专业基础课。主要研究流体平衡和运动规律及其实际应用的技术科学;具有理论性强、工程实际应用广、概念和方程较多且易混淆、对学生高等数学知识及综合分析和处理问题能力要求较高等特点[1]。公式多而乏味，教师难教，学生难懂[2]。因此，进行流体力学课教学改革，提高流体力学课教学质量，使学生学好本门课程，培养学生分析能力和创新能力，为后续课程的学习、工作和科学研究打下必要的基础。
1 提高教学质量
要搞好教学、提高教学水平和教学质量，首先必须备好课、讲好课、提高讲授水平。教师不仅仅讲授教学知识，而且在传授教学知识的同时，要传授科学思想、科学方法和科学精神，并将它们尽可能完美地结合起来，融为一体。认真备课，大量的收集资料、反复推敲、修改讲稿;同时在讲授时要理论联系实际[3]，这样会取得更加理想的效果。例如，讲授压强是标量时，可以举例说:潜水员在水下一定深度时，他的脸部朝任何方向所受的压强都相等，不会因为方向的不同而改变，而矢量却与方向有关，说明压强是标量。这样理论联系生活实际的讲法就使学生感到理论教学学习并非是一堆僵化的、神秘莫测抽象难懂的定义、定理和公式，而是解决实际问题所需要的生动活泼、威力无穷的工具。学生学完本门课程不是只学会了一些公式、定义、定理，而是学会了解决实际问题的科学的理论方法。
2 教书育人
教学中还要注意教书育人，为人师表。教会学生学习方法才是尤其重要的，使他们懂得什么才是对学习内容的真正理解;懂得理解的深度是有多种层次的，看懂书上的方法和推理只是肤浅的第一步，必须反复琢磨这些方法的实质，领会为什么采用这种方法能够成功，体会这种方法是怎样想出来的;只有这样才能创造性地应用和发展这些方法，否则只能模仿地应用。另外，学习科学必须老老实实，来不得半点虚假，必须谦虚谨慎，不能有半点自满和夸耀。学习如此，做人亦如此!
3 教学思想改革
根据时代的要求积极探讨《流体力学》课程建设与教学改革的新理念。《流体力学》课程在高等学校的人才培养中，不仅是一种工具、一种知识、一种语言，而且也是一种素质、一种思维模式、一种文化。在教学中不仅要向学生传授知识，而且要在传授知识的同时，传授《流体力学》的科学思想、科学方法和科学精神，培养学生的学习、分析和解决问题的能力以及创新精神与创新能力。这是本门课程教学改革和建设的出发点和落脚点。
4 教学内容改革
根据《流体力学》学科的特点和当代科学技术发展的趋势，要吐故纳新。积极查阅资料，进行知识更新。在讲解经典内容的同时，要注意渗透现代的思想、观念和方法，采用现代术语和符号，为现代《流体力学》课程适当地提供内容展示的“窗口”和延伸发展的“接口”。
5 教学方法改革
在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用的思想，努力推行让学生从知识的被动接受者转变为主动参与者和积极探索者的教学方法。进行将教师课堂讲授、学生自学、联想课堂讨论、答疑和课后习题课相结合的教学方法。以课堂讲授为主，结合学生自学，同时教师以多种形式提出各种问题，激起学生学习兴趣[4]，启发学生联想，适时组织学生对其中能反映知识内容本质的一些问题进行探索研究，最后梳理概括使学生获得系统知识，通过做课后作业来进一步加强理论知识的理解。整个教学过程形成讲授—自学—联想—解疑—归纳—习题的运行结构。
5.1 讲授
要抓住重点难点，由浅入深的讲解，同时要联系生活生产实际。
5.2 自学
我国古代就有“学贵自得”“学贵自化”的说法。联合国教科文组织出版的《学会生存》一书也指出“未来的文盲，不再是不识字的人，而是没有学会怎样学习的人”。现代教育更重视培养学生的自我发展能力，这就要求教师不仅要教学生“学会”，而且还要教学生“会学”。自学阶段应要求学生:①初步理解教材的基本内容和思维过程;②复习回忆有关旧知识，并与新知识相联系;③找出教材中的重点内容和自己不理解的问题;④做自学笔记，可适当做些批注，勾划出关键词语;⑤尝试练习，推导过程等。最后让学生闭上课本，围绕教材内容思考以下问题:下节课教师要讲什么，自已懂不懂;与新知识有关的旧知识是什么，是否已经掌握;通过新旧知识对照有什么猜想，还有什么问题未解决等。
5.3 联想
所谓联想思维，即是由一事物想到另一事物的思维过程。世界上的事物都是相互联系、相互影响的。诸多事物反映到人们头脑中，会形成各种不同的联想。根据这一规律，教师可结合教材内容的具体特点，精心设计展望式问题，以启动学生的联想思维。教师要善于以问题为载体，以联想思维训练为主线来组织教学。
5.4 解疑
解疑的过程，是一个讨论、研究、探索的过程，它彻底改变教师讲，学生听的习惯做法，课堂上是学生积极思考、踊跃发言。这种讨论，有时是个人发言，有时是小组讨论、代表发言。讨论的过程也是深入理解的过程，有些学生没有想到或没有理解这个问题，通过听别人讨论、辩解，而获得知识。这种获得知识的方法使得他们记忆的更牢、理解得更深。另外解疑的过程又是个调控过程。教师必须对联想提出的问题进行合理的控制，根据教材要求，把问题分类处理:涉及本节课重点教授的内容，要重点突破。
5.5 归纳
这里的归纳既包括对学习内容的梳理与概括，又包括对教学效果的调节与整合。在归纳环节，教师要指导学生把一般性结论进一步强化、引伸，把学得的法则梳理概括。教师归纳的首要任务，是帮助学生弄清知识的来龙去脉，以及各知识点之间的相互联系。使所学知识融为一体，便于记忆和灵活地利用所学知识解决问题。
5.6 作业
课后作业是检查学生对所学知识理解、掌握程度的一种手段，学生必需认真仔细做作业。
6 结论
在教学中积极把握《流体力学》中的重要思想方法，揭示问题的本质，进行深入浅出、生动活泼的讲解。同时结合科研、生活、生产中的实际问题，向学生传授治学方法，培养学生的学习能力和创新精神，收到了很好的效果。
参考文献
[1] 王伟.土木专业工程流体力学课程教学研究[J].山西建筑.2008.Vol.34.No.21.
[2] 吴光林.《流体力学》课程教学改革的思考[J].科技信息(科学教研).2008. No.14. 172-173.
