流體力學的作用范文

時間:2023-12-22 18:03:32

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流體力學的作用

篇1

一、通過持續體育鍛煉,磨煉留守兒童的意志力

教育家陶行知先生曾指出:“學生的學習光靠智力不行,光有學習的熱情也不夠,還要有堅持到底的意志,才能克服更大的困難,使學習得到成功。”長期堅持體育運動不僅能夠增強人的體質,還能磨煉人的意志,培養勇敢頑強、積極向上的精神。現代心理學研究認為,讓學生更多地在活動中嘗試成功與失敗,可使學生的意志品質得以強化,會使他們更加努力,增強他們克服困難、戰勝困難的信心,并有助于提高學生的學習成績,促進他們各方面的全面發展,向更大的困難挑戰。教師應充分運用通過身體鍛煉的方式來培養學生的意志品質,比如組織學生參加長跑隊,每次訓練都設定一定的距離目標和時間目標,鼓勵學生努力完成,久而久之,對學生意志力的培養可起到很好的促進作用。我班有一位留守學生這樣總結說:“耐力跑對我而言是一個挑戰,每次我都需要努力堅持才能完成,每次完成后都有成就感,都感到非常高興,因為證明自己可以完成過去一直不敢想象的事,我現在不僅對長跑有了信心,而且做其他的事情也有了信心。”

二、通過集體體育活動,加強留守學生和其他同學之間的溝通

留守學生因為缺乏和父母之間的聯系和溝通,經常感到寂寞和孤獨,慢慢會使他們疏于和其他同學溝通和交流。而集體形式的體育活動能通過集體成員之間的配合形成心理和情感上的互動,通過彼此的團結合作形成良好的人際關系,從而增強在其他時間段內和學生之間的正常交往。

在集體活動中,教師要有組織地開展群體參與度較高的體育活動,或者組織學生參加如籃球、足球、排球、跳繩等興趣小組,讓每一位留守學生都能根據自己的特長選擇自己喜歡的體育興趣小組,并讓他們在團隊中擔任一些職務,讓他們充分發揮自身的作用,在為大家服務的過程中履行自己的義務,體驗完成管理工作的成就感的同時也體會到團隊給他們帶來的歸屬感,感覺到來自團隊的溫暖,從而撫慰因缺乏父母關心而產生的孤獨寂寞的心情,培養樂于與他人交往的性格。

三、通過競技體育激發學生的競爭意識,增強自信心

體育競賽鼓勵人們敢于拼搏、積極向上,并能增強人的自信心、自尊心,提高心理承受能力。留守兒童因父母不在身邊,常常比一般兒童有更多體驗無助、無奈的經歷。他們有時更加脆弱和無助,承受挫折的心理能力較差。有的兒童會因學習和生活中的挫折和失敗而產生深深的自卑感,甚至有的兒童會破罐子破摔,不求上進,放棄努力。

教師每學期都要有計劃地利用體育課或課外活動組織一些體育競賽活動,如跳繩比賽、各類球賽、田徑賽等,鼓勵留守兒童積極參加各種力所能及的體育競賽活動。但應注意做到:①要詳細策劃競賽,以激發兒童上進心為目的;②把兒童按能力分組,讓兒童有成功體驗,即使失敗,也要看到自己的進步和努力的方向;③通過活動指導兒童克服缺點改正不足,正確看待成功與失敗。通過體育競賽鼓勵兒童要敢于拼搏,勇于挑戰自我,培養自信心,提高挫折耐受力,使留守兒童逐漸把參加體育競賽的經驗遷移到生活中去,鼓勵他們在生活和學習中勝不驕、敗不餒,做一個堅強、自信、樂觀豁達的人。

四、開展趣味體育游戲,使留守學生體驗快樂,釋放心理壓力,宣泄不良情緒,減輕焦慮

人們在經歷一段時間的體育鍛煉之后,雖然身體會感到較累,但運動能有效地調節人的心理活動,使人身心舒適。少年兒童投入運動時,注意力隨運動轉移,忽略了心理負面情緒,不自覺地放松心情,釋放壓抑感,改善情緒狀態,不良情緒得到宣泄,情緒逐漸趨于穩定。

篇2

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,

篇3

一、流體力學課堂的教學方法

流體力學是工程技術專業的基礎課程,其課程性質決定了其課堂教學的內容理論性知識多、記憶量大,比較枯燥。學生在進行學習的過程中,容易產生乏味感和懈怠感,導致流體力學的課堂效果不佳,學生對知識點的掌握情況不好等問題。在課堂上學生無法做到全神貫注地學習和理解,也就使學生無法做到對知識點的有效掌握,就會使學生的學習興趣下降。特別是流體力學與其他學科和行業都有一定的聯系,學生在學習過程中如果不能理解所學的知識點,對其在其他相關學科中的學習也有一定的阻礙。由于流體力學是一門基礎性學科,學生在進行學習時,其基本的任務是要將流體力學的理論知識與重點深入地理解和掌握,但學生往往忽視了基礎知識以及理論知識的重要性,過分地關注在例如方程推導等內容上,使學生的學習出現斷層,無法做到整體的理解和掌握。針對這些問題,教師可以在課堂中進行一定的改革和變化。首先,教師可以在每日上課前對本次課程所要講解的內容進行引導。通過精彩的引言,將本次課程所講的內容與前后知識點相結合,使學生能夠得到具有極大吸引力以及趣味性的課堂形式。在進行講解過程中可以將流體力學知識與生活中的自然現象以及科學原理進行闡釋,從生活中帶入,使學生產生共鳴,進而做到有效的學習。而在課堂結束后,為了保證學生的學習效果,檢查學生的記憶效果,則可以為學生進行別致的課后作業,在課后作業的幫助下,使學生能夠有效地記憶知識點和概念,使學生能夠改善知識點掌握不良的情況,為學生在其他學科的學習中增添助力。而教師在教學過程中,對學生的引導也十分重要。學生在學習過程中,容易出現學習內容理解偏頗、學習方法不當以及學習的重點掌握不明等問題,這時教師應對學生進行積極有效的引導,特別是在概念的記憶方面,引導學生以記憶概念為主的學習方法,防止學生過分追求解題而導致的知識點記憶斷層。教師在每章節的教學后,應對學生進行一定的復習教學與指導,幫助學生明確每一章節的重要內容,并對學生的知識理解做到有效的掌握和補充。

二、多媒體教學與傳統教學相結合

多媒體教學作為當前較為先進的教學方式,對豐富教學內容,增添教學形式都有重要的地位和作用。多媒體教學目前也成為流體力學教學過程中重要的教學形式之一。多媒體教學與傳統教學不同的地方在于,教師不需要在課堂上利用板書進行教學內容的展示和講解,在教學過程中,能夠加快教師的教學進度,使學生能夠輕松地完成繁重的教學任務,并通過多媒體教學形式,在較為復雜且理解性較強的知識點的學習過程中,能夠通過動畫、圖像、視頻以及聲音等內容進行輔講解,使學生更好地理解所要掌握的內容。但多媒體教學也存在著一定的缺陷,例如在多媒體教學的模式下,教師不需要通過板書進行講解和推導,學生理解和記憶的時間短,無法保證所有學生都能夠做到對所講知識有效地理解和掌握,而多媒體教學在師生互動方面也存在一定的缺陷,學生與教師的互動減少,教師則無法通過學生的反饋調整教學的進度和速度,使學生在高壓高速的課堂氛圍下進行學習,長時間就會造成學生注意力不集中,教學效果大打折扣。可見,多媒體教學與傳統教學,在教學過程中缺一不可。可以通過對二者的結合,將多媒體教學與傳統教學的優勢與劣勢互補,以做到最有效最積極的課堂教學形式和效果。

三、結語

篇4

關鍵詞:教學質量;保障體系;工程流體力學

中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)12-0035-03

工程流體力學是熱能與動力工程專業的重要專業基礎課,也是礦業工程、安全工程、礦物加工、環境工程等許多專業的重要專業基礎課。具有基礎知識涉及面廣、基本概念多、內容抽象等特點,是一門理論性和實踐性均較強的課程,不但理論抽象,而且直接面向工程實踐。在工程流體力學的教學過程中,學生普遍認為“這門課難學”。其客觀原因主要體現在三方面:一方面是工程流體力學涉及的知識比較多,如材料力學、大學物理、高等數學等;另一方面是工程流體力學課內容比較抽象,學生理解起來相當困難;最后還由于工程流體力學工程背景強,學生普遍缺乏實踐知識。為提高工程流體力學課程的教學質量,我們從構建教學質量保障體系入手。根據全面質量管理的理論和課程教學質量保障體系的功能及影響因素的分析,高校課程教學質量保障體系應由五個系統構成[1]。教學質量保障系統,就是把對教學產生重要影響的教學管理活動有機地聯結起來,形成一個能夠保障和提高教學質量的系統化、結構化、持續化的整體,其實質是不斷探索如何以更合理的方式管理學校的人才培養活動,以有效地滿足社會對高等教育不斷增長的各種要求[2]。

根據課程建設情況,制定了圖1的課程教學質量保障體系。

一、課程教學質量控制系統

工程流體力學課程教學質量保障體系的核心是其教學質量控制系統,主要包括教師隊伍建設、教材建設、教學大綱修訂、理論教學、實驗教學和考試方式改進等。

青年教師的培養是師資隊伍建設的重點。青年教師學歷層次高、基礎扎實;其不足是講課內容與生產實際及后續課程結合較少,講課時還不能收放自如。為此,安排青年教師邊上課、邊助課。實踐證明,助課是一種培養年輕教師上好課的必要環節。教材是教學內容的主要載體,我們根據專業特點編寫了一套符合專業培養目標、具有特色的高質量教材和輔助教材。針對能源與動力類專業本科教學要求,并兼顧其他相關專業的教學需要,2002年出版了《工程流體力學》第一版。該教材在江蘇省教育廳的資助下,進行整體優化、精簡、補充,突出工程背景和工程應用,作為江蘇省高校立項精品教材,于2010年出版了第二版。為使學生更好掌握工程流體力學的內容,2007年,出版了配套學習輔導教材《流體力學學習輔導與習題解答》。該教材作為工程流體力學課程的配套學習輔導教材,受到學生的歡迎,取得了良好效果。同時,為滿足《工程流體力學》雙語課程教學需要,在參考國外原版教材的基礎上,結合我校的實際情況,于2010年出版了英文版《工程流體力學》教材,完善了我校《工程流體力學》教材體系。為提高教材質量,特邀美國肯塔基大學Jimmy Smart教授參與了教材的編寫工作,并對整本教材進行審閱、修改。在理論教學過程中,充分利用教師因素和學生因素[3]。教師是教學過程的組織者,在教學過程中發揮主導作用。通過實例讓學生理論聯系實際;通過實例來吸引學生的學習興趣,加深印象。實驗教學是理論聯系實際的主要環節,開放的實驗模式在對學生的基本實驗技能掌握,知識的綜合應用,創新意識、創新精神和開拓能力的培養方面起著重要的作用[4]。我們的實驗教學以能力培養為重點,包括動手能力、觀察能力和分析問題能力。從1999年起,我校將實測實驗、演示實驗和計算機模擬實驗融為一體,極大地改善了實驗手段。工程流體力學課程配套了16學時的綜合實驗課,學生可根據個人情況,選擇合適的時間進行實驗。為學生創造了一流的、開放的實驗室課外學習基地,有利于培養學生的創新意識和動手能力。熱能與動力工程專業本科生多次在全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽中獲獎,與工程流體力學綜合性、設計性實驗的鍛煉是分不開的。考試成績是衡量教與學效果的一個主要指標,確保考試的嚴肅性和公平性,并使考試成績能夠如實反映教與學的效果。從學校的情況來看,還是以筆試為主,主要是考核學生對基礎理論的掌握情況,是檢驗教學質量的主要手段,也是驗證教學效果的主要途徑[5]。考試的目的是為了了解學生對本課程知識體系的掌握情況,不能單靠死記硬背來檢驗學生對知識的掌握程度,考試內容要注重學生對基本理論的理解和運用上。使學生把學習的重點放在對基本理論和基本概念的應用和理解上,避免死記硬背式的學習方法。而計算題則突出對解題步驟的要求,按步驟給分,沒有步驟就不給分。目前,我們正在積極開展工程流體力學習題庫和試題庫建設。在同時開課班級較多的情況下,采取統考的形式,使考、教分離,使考試能夠更好地檢查教與學的質量和效果。

二、課程教學質量信息收集與處理系統

課程教學質量信息收集與處理系統包括領導聽課、教學檢查、督導檢查、學生信息員、學生評測等,目的是從不同側面收集課程教學的相關情況,對課程教學質量進行監控。

領導聽課主要是學院和系領導,通過聽課了解工程流體力學課程的教學情況,解決教學問題。教學檢查包括開學初、期中、期末教學檢查,掌握教學信息,穩定教學秩序。教學督導員的工作以聽課為主,督導員可隨時對課堂教學、實驗教學等進行聽課檢查、指導。為提高教學質量、加強教學管理、促進教學相長,我校2009組建了校、院兩級學生教學信息員小組。學生教學信息員覆蓋了全校所有的專業和班級,能全面地反映同學們在學習工程流體力學課程過程中發現的問題及建議,及時反映教學管理、教師教學中存在的問題。為更好地搞好工程流體力學課程建設,我們通過大范圍調查問卷和小范圍收集學生個人對工程流體力學課程的意見等方式,及時掌握學生對工程流體力學課程的意見和建議。調查問卷內容包括課程課時設置是否合適,教師教學方式安排,學生是否主動發言,學生對授課老師的要求,課程所使用的教材,課程作業量是否合適等。我們建立的這個教學質量信息收集系統,目的是多渠道、科學地收集有關工程流體力學課程教學質量的信息。本系統還有一個功能就是對這些信息進行科學的、合理的、公正的處理。信息收集和處理是為了診斷和評價,為了推進教學質量的逐步提高,為了幫助教師改進教學,促進學生、教師、管理人員三者之間圍繞學校的辦學目的、課程教學目標建立更為密切的關系,協調工作。

三、課程教學質量信息反饋系統

課程教學質量信息反饋系統包括教務處反饋、督導組反饋、教學秘書反饋、任課教師反饋和學生信息員反饋。我校常年承擔工程流體力學課程教學的主講教師6人,經常承擔工程流體力學課程教學任務的教師6人。根據教務系統要求,每次課程結束后,每個學生均必須對本課程教學過程以及任課教師作出評價,并由教務處反饋給學院和教師。我校本科教學督導組分為學校和學院兩級。督導組分別為學校、學院的教學改革工作提供咨詢。通過聽課、座談、訪問、征詢、專題評估等各種方式對教學過程進行監督,并及時提供信息和反饋意見。在制定本科人才培養方案,教材建設,課程體系、教學內容改革,教學實踐改革,教學管理以及教師教書育人,學風建設等方面提出意見和建議。教學秘書的工作涉及本院的全部教學工作,是連接各方面教學活動的橋梁和紐帶,具有承上啟下、協調左右、溝通信息和改善關系的作用。由于教學秘書非常熟悉教學管理、教學環節,又同時接觸教師和學生。因此,通過教學秘書反饋的對于課程的意見和建議,對提高工程流體力學課程教學質量具有非常重要的作用。工程流體力學任課教師根據其教學過程的切身體會,對教與學兩方面情況均比較熟悉。任課教師的反饋對于課程教學質量的提高具有直接的促進作用。教師還可通過教學例會及時反饋教學中的信息,解決教學中存在的問題。學生教學信息員小組是完善通暢的教學信息網絡和健全教學檢查、反饋、監督機制的重要手段,是學生和學校教學管理部門之間有效的信息溝通渠道。學院通過信息員反饋、學生測評、畢業生信息反饋等及時了解并解決教學問題。課程教學質量信息反饋系統通過以上多種渠道收集反饋意見,經過診斷和評價后,將結果反饋給教師,目的是幫助他們改進教學方法、提高教學質量。在我們的工程流體力學精品課程網站上,還有師生互動平臺,學生可以將他們的意見和建議直接反饋給教師,教師也可以將其建議直接返回給學生。

工程流體力學是一門理論性和實踐性均較強的課程,為切實提高其教學質量,構建了教學質量保障體系。該教學質量保障體系以課程教學質量控制系統為核心,通過教學過程信息收集、處理,并將意見和建議進行反饋,達到改進教學方法、提高教學質量的目的。

參考文獻:

[1]張揚,尹紅,李孟輝.高校課程教學質量保障體系的構建探析[J].高等農業教育,2010,1(1):46-48.

[2]張永玲,李風岐,王安東.以教學評估為基礎建立質量保障體系[J].山東工業大學學報社會科學版,1999,4(51):78-80.

[3]鄧艷梅.大學英語教學質量保障體系的分析研究[J].吉林省教育學院學報,2010,26(242):57-58.

[4]趙揚,王鳳華.開放實驗教學模式下的教學質量保障體系[J].實驗室研究與探索,2010,3(29):100-102.

篇5

【關鍵詞】工程流體力學 石油教學 學習 改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)12-0231-02

近幾年隨著后備儲量持續增長,我國的石油工業以前所未有的速度向前發展,這就要求石油工程技術人員必須掌握扎實先進的專業知識。石油工程專業有其自身濃郁的行業特點,其目標是培養能在石油工程領域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、油氣儲運等方面人才。在油氣勘探開發儲存運輸過程中,存在廣泛而復雜的流體流動現象,所以工程流體力學一直以來都是石油工程專業的核心基礎課。

一、上好“緒論”課

“緒論”是教材的開篇之言,通常對全書有一個概括性的介紹。包括內容的設置、該學科的發展簡史、與相關學科的聯系和今后的發展方向及動態。在教學過程中,充分備課,形象生動地上好緒論課,使教師在后繼的教學工作中事半而功倍。總結多年的實踐經驗,講好“緒論”可從以下幾個方面對教學產生積極的作用和影響:1.可激發學生的學習興趣和求知欲。知之者不如好之者,好之者不如樂知者,三個層次呈遞進狀態,樂學是最高層次的學習熱情,濃厚的興趣能推動學生獨立進行探索性的學習,而且在學習中主動克服困難,排除干擾;2.可促使學生在學習過程中將流體知識運用到專業課中,使知識融會貫通,有利于加深對專業知識的理解;3.可幫助學生了解學科的前沿動態,吸收最新知識,有利于學生對個人求學生涯的整體規劃,優化職業生涯。

二、定位教材,擴展內容

很多工科院校都開設了工程流體力學,針對不同的專業,流體力學的學習側重點肯定不一樣,那么對于石油工程專業而言,流體力學知識服務于鉆井、采油,偏重于工程運用,所以在講授過程中不必要求學生熟練掌握每一個公式的推導過程,只需了解就可以,更多講解與專業相關的實際運用,那么教材的選擇就很重要了。廣泛閱讀流體教材,選擇與專業最匹配的教材是首要任務。目前市面上有很多版本內容不同的教材,在定位教材后,難免教材在編排上不是盡善盡美,那么就要對選定教材的內容進行適當的擴展,可以加深加寬知識體系,更有利于激發學生的學習熱情。

三、講究課堂內教學方法和手段

自工作來,對于教學方法和手段進行了不斷的摸索完善,工程流體力學側重于應用流體力學的基本原理、理論與方法研究,解決工程實際問題。研究方法也遵循“實踐-理論-實踐”的基本規律。在實際教學過程中,發現學生最大的問題在于――不知道怎么學,不是學不會,而是沒有找到適合這門課的學習方法。所以需要教師講究課堂教學方法,采用合適的教學手段,讓學生不至于感到知識晦澀難懂,繼而失去學習興趣。例如:每次上課前提問回答上次課的學習重點內容,集中學生的注意力,在此同時給了學生收拾情緒的時間,以利于新課的講授;在上課過程中對于有散發性的問題,可以采用提問的方式調動學生主動思考,并給予一定的獎勵;如果章節內容相對簡單易懂,可以促使學生自己上臺講授,一方面激發學生自主學通學透,另一方面建立學生強大的自信心。

四、積極收集反饋信息

一方面在課間與學生主動溝通,了解學生的思想動態,拉近與學生的距離,才能最廣化地獲得反饋信息,師生關系。另一方面及時布置練習,既要起到鞏固的作用,又要充分發現學生的學習難點,然后有的放矢的解決難題。要想獲得預期的效果,教師在布置作業前必須精心研究習題內容,布置有代表性的習題,既不重復也不遺漏,然后盡快批改作業,在知識遺忘的截止時間前糾正錯誤,使學生形成正確的知識結構。

五、善用多媒體工具

隨著科技越來越發達,原本的板書形式慢慢遠離學生的視線,取而代之的是多媒體教學,在充分享受信息化的同時,要考慮學生的接受能力與接受程度。目前學生普遍反映多媒體教學雖然信息量大,但對于較大的信息量,學生難以全部接受,更容易形成抵觸心理。在充分征求學生的意見后,得到的結論是:善用多媒體工具――用于展示圖片、動畫和教學影像。

將板書與多媒體合理地結合在一起,板書用于基礎知識的學習,多媒體展示流體復雜的流動狀態與工程實際運用,便于學生的理解接受,最大化地保持學生的學習熱情。

六、重視實驗課

目前,學生中普遍存在重理論輕實踐的心理,做實驗敷衍了事,寫實驗報告只用粘貼復制就可以了,無論數據合理與否,應付交差就完事了,數據不正常也不思考,實屬本末倒置。流體力學是一門以實驗為基礎的力學分支,實驗探究不僅是教學的內容,更是培養學生科學素養的手段。加強實驗教學有利于激發學生學習興趣、有利于培養學生動手能力、有利于概念的構建、有利于模型的建立、有利于定律的導出、有利于結論的檢驗、有利于創新能力的培養。特別是流體力學中很多經驗公式,都是大量做實驗總結出來的,所以實驗是理論的源泉。現在實驗課均是實驗教師演示給學生看,然后學生參照實驗指導書依葫蘆畫瓢做一遍,遇到問題依賴于教師,不主動思考,完全失去了做實驗的意義。

七、結論

工程流體力學是一門專業基礎課,對專業知識的學習有著至關重要的意義,對工程流體力學的教學思考是永無止境的,作為一線教師,要在工作中不斷摸索實踐,積累豐富的教學經驗,在教學中實踐改革,提高教學質量,使學習工程流體力學的過程充滿樂趣與動力。

參考文獻:

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[2]黃衛星,肖澤儀,伍勇,魏文韞.過程裝備專業工程流體力學課程的地位與教學要求[J].化工高等教育,2010,(1).

篇6

[關鍵詞]流體力學 教學方法 生活常識

一、前言

《工程流體力學》是機械類各專業的一門重要技術基礎課,該課程主要講述流體力學的基本原理及其在工程中的應用。它是為學生后面專業課的學習的基礎,對學生的要求較高,但由于該課程對學生的高等數學、大學物理、工程力學以及綜合分析和處理問題的能力的要求較高,因此學生普遍反映是一門難學的課程。為了讓學生較好地學習這門課程,任課應該做到以下幾點。

二、方法

1.上好緒論課

緒論課不僅僅是指《工程流體力學》課程教學的開始,同時也應該是每一章的前言介紹。

在緒論課的教學上,教師應該把握以下三點:(1)樹立學生學習該課程的信心。由于上新課的學生可能從各種渠道了解的流體力學是一門難學的課程,從而對該課程產生畏懼感,學生就會帶著一種逃避心理去學習,僅僅接受課堂上的知識,而自己不去鉆研思考,這樣是學不好該課程的。教師要讓學生感覺到,這門課程并不難學,其實我們在中學的時候已經接觸到了其中的很多內容,只是現在表述發生了變化或者增添了新的內容,使該學科體系更加完善、合理;(2)教師需要激發學生的學習興趣。興趣是學習的最大動力,教師應該讓學生直觀形象地了解工程流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性,將一些學生感興趣的與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生;(3)突出課程的重要意義和實踐價值。教師應在緒論課中做到精心組織策劃,讓學生了解該學科體系的研究對象和研究方法,讓學生知道為什么要學習該課程,在今后的學習中應該用什么樣的方法去學習。

在大多數的教材中,在每一章之前,都會有一段比較簡短的文字介紹,告訴學生本章的知識點以及相應的學習方法,這是比較重要的一個部分,能夠使學生站在一定的高度把握整章的內容,知道各知識體系之間的相互結構,但是學生在閱讀的時候往往會忽略的,以至于學完課程之后,只能對簡單的問題進行分析處理,遇到復雜的問題就不知道從哪個地方著手,因此需要教師在講課時加以強調。

2.及時對所學內容進行總結

工程流體力學是以流體作為研究對象的,所涉及的概念比較多,容易讓學生產生混淆。如果及時的對所學內容進行總結,就會加深學生對概念的理解和記憶。例如,流體力學中有幾個比較重要概念,理想流體、定常流動、不可壓縮、平面流動、無旋運動等等,在任何一本教材中,這些概念都不是同時出現的,學生可能會對某些概念產生遺忘,或者是知道概念,但不知道具體該如何去應用,因此在相關概念介紹完之后,可以建立如下的表1,使個概念的物理含義,數學表達式一目了然。由于目前流體力學教材大多按照由淺入深的原則編寫,即先講靜力學后講動力學;先講一元流動后講平面流動;先講理想流體后講粘性流體。各章的內容分得比較細,每一章都有許多公式和理論,各公式的得出也分別采取了不同的方法,給人以流體力學的理論模型和公式非常之多難于掌握的感覺。實際上,這些理論和公式大多是交叉重復的,因此對于教材中出現的流體靜止的微分方程、理想流體的運動方程以及N-S方程也可以放在一起加以總結。

另外,在有些時候,學生學完了一章的內容,卻不清楚這一章到底在研究一個什么問題,這就更需要教師在上課時進行總結。以文獻[1]的第四章為例,在前面的及格小節中介紹了流體運動狀態、紊流的分布狀況等等,學生學完之后往往會產生疑惑:為什么要研究這些東西?其中哪些是重點?作為教師應該及時告訴學生,這一章研究的是如何計算粘性流體的流動損失,其中關鍵的是沿程阻力系數的計算,而沿程阻力系數與流體流動的狀態有關,層流可以有定解,而紊流中影響沿程阻力系數的因素過多,大多數用半理論半試驗的方法求解,前面的內容是為后面做鋪墊的,主要講述了研究流體的一種思路,這樣學生才能夠站在一定的高度去學習和思考。

表1 物理概念和表達式的對應關系表

3.將流體力學知識與中學知識和生活聯系起來

學生在學習的時候,往往會把自己新學到的知識和原有知識進行聯系,同時做出比較。教師應該掌握學生的學習心理,積極引導學生進行學習。例如在講解伯努力方程時,為了加深學生對公式的記憶和理解,可以將方程兩邊同乘以mg,所得到的結果類似于中學所學到的機械能守衡,首先使學生了解到伯努力方程的實質是能量守衡;但是與機械能守衡相比多出來pm/ρ=pV一項,可以解釋成因為流體的流動性,整個流體不是一個整體,流體之間還存在壓力能的作用,讓學生進一步理解的流體的流動性所產生的影響;最后可以使學生清楚地理解每一項的含義:位置水頭、速度水頭以及壓力水頭。同樣的,在學習靜止液體的壓強分布是可以和中學的壓強計算公式聯系起來,學習動量方程的時候可以和中學的沖量定律聯系起來等等。

流體力學的理論性較強,公式較多,學生的理解比較困難,也缺乏相應的學習興趣,需要教師在講課過程中不斷和生活相聯系。需要教師在課程的講解過程中,多穿插一些實際生活中的現象,與課本中的理論結合起來講,可大大提高學生的學習興趣。例如,在講流體的粘性時,可以讓學生比較水的粘性和糖漿的粘性;在講解流體流動的兩種狀態的時候,可以讓學生回想輕輕打開水龍頭時的現象:開始水流是一非常細的層流細流,隨著水流下降,在重力加速度作用下,速度逐漸加快,水滴開始飄動,水流由層流轉化為紊流;在在講解因邊界層分離而產生的壓差阻力,可以談談現實中的克服壓差阻力的方法,一是將物體表面做成流線型(如汽車),二是增大物體表面的粗糙度,增大紊流度(如壘球),從而推遲邊界層的分離。

4.注重對學生學習方法的培養

“授人以魚,不如授人以漁”。《工程流體力學》不同于其它力學,所用的研究方法――歐拉法――是學生首次遇到的,讓學生掌握方法顯得尤為重要。另外,由于課堂教學時間的限制,教師不可能把每一個問題都講透徹,就需要學生自己課后去領悟。例如,在講解水擊的形成、音速以及激波的時候,為了滿足定常的條件,都用到了相同的坐標建立方法和分析方法,教師在課程上只需要講清楚一個問題,剩下的只需要強調幾個物理現象之間的區別以及由此產生不同的結論就可以了,這樣既提高了了學生學習學習方法的能力,又節約了課堂教學時間。同樣的還有流體運動方程的推導、相似準則數表達式的推導等等。

三、結束語

綜上所述,上好緒論課、及時對所學內容進行總結、將流體力學知識與中學知識和生活聯系起來以及讓學生注重對學習方法的學習是教師在講授《工程流體力學》課程中需要注意的幾個方面,這四個方面在實際講課中并沒有明顯的界線,是相互聯系的:上好緒論課是課程前的準備,及時對所學內容進行總結是課程后的復習,而將流體力學知識與中學知識和生活聯系起來以及讓學生注重對學習方法的學習是方法和手段。如何提高《工程流體力學》課程的教學水平是一個十分廣泛而復雜的課題,以上只是筆者在教學改革中的一些體會和認識,其中許多問題尚需進一步探索和研究。

參考文獻:

[1]莫乃榕. 工程流體力學[M].華中科技大學出版社,2000.

[2]高殿榮,吳曉明.工程流體力學[M].機械工業出版社,1999.

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[4]李文科.流體力學與流體機械課程教學改革與實踐[J].安徽工業大學學報(社會科學版).

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關鍵詞:工程流體力學;課程建設;精品課程

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)15-0155-02

教育部《關于啟動高等學校質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》指出精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分,是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。《工程流體力學》是機械、熱能動力工程、土建等學科的一門重要專業基礎課程,在學生知識能力培養和知識體系結構中起著承上啟下的作用。2007年本課程被評為國家精品課程,在4年多的建設過程中,不僅取得了建設成果,更以課程建設為契機,對教學中存在的諸多問題進行了深入研究,取得了寶貴的經驗。

一、課程建設的指導思想

精品課程建設是本科教學的一項重要的基礎性工作,代表著學校的辦學特色和學科專業優勢,是學校重點專業建設、培養高層次專門人才、開展科學研究、解決經濟建設和社會發展過程中重大問題的重要基礎。從學院到研究所,大家都充分認識到了精品課程建設的重要性和迫切性,認定應切實采取措施,加大課程體系優化和課程整合的力度,加快教學內容、方法和手段的改革,抓緊課程教學隊伍建設,造就一支結構合理、教學水平高、教學效果好的課程教學隊伍。

二、課程建設的實施方法

1.改革教學內容。《工程流體力學》作為一門專業基礎課,以研究流體(液體和氣體)平衡和機械運動規律為核心,通過各教學環節的學習,使學生掌握流體運動的基本概念、基本計算,為后續課程的學習奠定了基礎,并能運用流體力學的基本理論解決工程中的實際問題,提高學生分析問題、解決問題的能力。舊的教學模式過于追求“自身”的完整和獨立,這種體系的特點是強調系統性、整體性,重視數學推導;部分內容起點低,簡單重復;忽視課程的基礎作用,片面強調工程流體力學的課程教學為專業服務,不適應加強基礎、拓寬專業面的人才培養模式。鑒于以上問題,刪除一些和熱力學、普通物理學等課程簡單重復的內容,引進一些反映當代最新研究水平的內容,如紊流理論、非定常理論和新的測量技術、計算流體力學等,使學生在掌握基礎理論的同時,了解課程的最新研究成果和動向。

2.加強教材建設。精品課程必須配備一流的教材,建材建設一直是我校在國內同行中影響較大的一個重要方面。目前由我校編寫的流體力學方面的教材5部,分別獲得國家“九五”“十五”“十一五”規劃教材立項,現正在申報國家“十二五”規劃教材立項。其中由電力出版社出版的《工程流體力學》曾獲得過高等學校水利電力類優秀教材一等獎、全國優秀教材一等獎。在教材建設上,一直根據工程實際需要,貫徹“少而精”的原則,并從工科本科生學習課程的實際出發,“填平補齊”,循序漸進,逐步提高。并適當加強理論基礎。例如,用系統與控制體的輸運公式導出流體力學積分形式的基本方程,進而導出其微分形式的基本方程;又如,對實驗的理論基礎——相似原理和量綱分析,也給予必要的重視等。這樣,便適當提高了理論起點,加強了系統性,避免了重復,而且物理概念清楚,學生易于接受。

3.豐富教學手段教學手段和方法的改革是精品課程先進性的重要體現。精品課程應該充分利用現代化的教學手段,采用有效的教學方法,與傳統教學實現有機的結合。為了有效提高教學質量,采用了多種方式:(1)翻譯了美國某出版社的流體教學影片,該片內容豐富生動,被國內許多高校采用,在流體力學課程的教學中起到了較好的輔助作用。(2)建設了精品課教學網站,將教學基本要求、課程進度、教學內容、典型例題、實驗教學、流體力學發展簡史、授課錄像等上網開放,實現優質教學資源共享。學生除了在課堂上聽老師講解以外,在業余時間還可以通過網絡進行復習,加深對課堂內容的理解。該網站設有在線答疑功能,學生可通過網絡提出問題,教師可以在網上答疑。實踐表明,教學網站的建設對提高教學質量有顯著效果。(3)購置、自行制作了工程流體力學多媒體教學課件,用于流體力學課程的課堂教學。工程流體力學的特點之一是概念抽象,而且由于流體沒有固定的形狀,在講解時常需要借助一些圖形表示流場的存在,教學中適當利用多媒體,可減少教師在黑板上的畫圖時間,同時動畫、視頻、圖片等可使內容變得生動、直觀,有效提高講課效率和教學效果。因此教學中采取以多媒體教學為主,板書為輔的教學手段,收到了很好的教學效果。

4.加強實驗教學建設。實驗教學是工程流體力學教學過程中一個非常重要的環節,實驗教學不僅可以培養學生的動手能力,分析和解決問題的能力,而且還能提高學生的學校興趣、加深對理論知識的理解,在實驗過程中還能將流體力學的各部分知識點有機地聯系起來,使之形成完整的知識鏈。

根據購置的實驗設備自行編寫了實驗指導書,明確了儀器設備的工作原理、實驗過程的具體步驟、實驗結果的分析和處理以及實驗中的注意事項等內容;為了實驗教學的多樣化,自行編制了工程流體力學實驗教學演示軟件,形象直觀,使學生一目了然;自行研制了多功能空氣動力學實驗臺,可進行平板邊界層、圓柱體繞流、彎管壓力分布、紊流射流等多項實驗;合作研制了小型煙風洞,可演示飛機模型(包括機翼)、汽車模型(轎車、卡車)、圓柱體等流場,使實驗教學的質量和效率得到了提高。

5.改革考試形式。工程流體力學中公式特別多,而死記硬背這些公式及其推導意義不大。對以往的閉卷考試形式進行了深入探討,發現閉卷考試主要存在以下問題:(1)考試中客觀題占的比重較大。客觀題就有標準答案,這使得課程教學成為趨同性教學,即希望學生的認識都統一到這一標準之下;(2)考試內容中記憶性成分所占比重較大。而記憶性的知識可以通過短期突擊學習獲得迅速提高,這使得許多同學平時不學,臨近考試“加班加點”以應付考試。另外記憶性學習較適應女生,因此出現了所謂的“女生優勢”現象;(3)一次考試定成績。教師往往根據期末考試的成績來決定學生的總評成績,很少考慮學生的平時成績。這就導致了學生平時上課不認真,期末搞突擊的現象;(4)由于采用閉卷考試,計算題往往比較簡單,無須建立數學模型即可求解,不能反映出學生的思維能力與數學建模能力。為了提高本科教學質量,適應素質教育的要求,采用半開卷(即考試時學生只帶一張A4紙,上面可以隨意記錄內容)的考試形式,在考試內容上,減少了客觀題,加大主觀題,注重內容的應用性、靈活性和綜合性,注重考查學生的基本知識的掌握程度及靈活應用知識的能力。這樣既能兼顧一般學生的合格水平,又能突出優秀學生的創造性思維和激發他們能力的發揮。

三、結束語

《工程流體力學》是一門非常重要的專業基礎課程,它具有較強的理論性、抽象性和實踐性。本文深入分析精品課程的建設,以期交流經驗,提高工程流體力學教學水平,從而幫助學生更好的掌握和理解工程流體力學的具體內容,提高學生分析問題、解決問題的能力。

參考文獻:

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關鍵詞: 流體力學 教學方法 教學改革 自學方法

教育是一個國家的立國之本,我國自春秋戰國時期就有先賢孔子開始教書育人。然而在我國傳統教學中往往以教師作為主體,重教而輕學,教師在課堂上使出各種方法強化教學效果,而對學生的“學”重視不足,甚至視而不見。對于很多學科而言,這種教學方式對于學生掌握知識情況的改善確實有顯著的效果,但是對于《流體力學》課程,這種教學方式影響十分有限。究其原因主要有:1.課程對數學基礎要求高;2.概念理解困難,費時;3.公式多且難,學生容易失去學習興趣。當學生處在課后不學、課上不聽或聽也聽不懂的狀態時,教師的諸多課堂教學手段在實施時就像沒有觀眾的表演一樣是達不到良好教學效果的。正是由于《流體力學》課程的這種特性,使得教學中的“學”在該課程的教授過程中顯得越來越重要。這里的“學”,不應僅僅是傳統教學方式中,學生在課堂上被動接受,而應包含課外自主學習。通過對過往學生學習情況的了解,有良好自學習慣和自學方法得當的學生往往《流體力學》課程成績優于沒有自學習慣的學生。正因如此,引導學生養成良好自學習慣和教會學生學會選擇恰當的自學方法在《流體力學》的教學中顯得尤為重要。為了達到以上教學目的,需對傳統教學方法進行如下調整。

一、讓學生具有主動自學的意愿

要引導學生主動學習,首先要讓學生有自學的意愿,較常用的有以下兩種方法。

1.上好第一堂課。

“第一印象效應”是婦孺皆知的一種心理效應,在日常生活中經常用到,如面試者注意儀表,為官者的“下馬威”等。這個道理在流體力學教學中同樣適用。聰明的教師通常特別注意教授第一堂課,這樣更容易引起學生的興趣,調動學生的積極性。針對工程流體力學的第一堂課,教師最好避免采用過于生硬的公式或太理論化的概念進行教授,可將現實中的一些有趣現象與課程進行聯系或提及一些與課程有關且同學們感興趣的問題。這一點得到很多教師的共識,如上海交通大學的丁祖榮教授在其《流體力學》公開課中就以高爾夫球為什么不采用光滑表面、汽車的形狀怎樣最優等幾個有趣的例子將看不見、摸不著的力與現實生活聯系在一起,使得學生對學習流體力學充滿期待。“興趣是最好的老師”,有了興趣之后學生自然愿意投入精力學習。

2.重點強調“前車之鑒”。

這里的“前車之鑒”當然可以指流體力學考試的一次通過率較低和流體力學成績普遍偏低的現實,但是事實證明,這種“前車之鑒”對調動學生學習的主動性效果并不顯著,反而容易引起部分學生的畏懼心理,不利于學生自學積極性的提高。通常來講最好的辦法就是對比平時喜歡學習和善于自學的同學與平時沒有自學習慣且學習態度不端正的同學進行對比,通過兩類同學在這門課程上取得的不同學習效果使得學生意識到自學對于流體力學課程的重要性。

當然以上兩種方法在增強學生自學意識上第一種效果更佳,但過于依賴學生興趣會使學生對后續課程的趣味性要求提高,反而不利于理論部分的教學,所以教師在課程上應盡可能將兩種方法結合,以期達到最佳效果。

二、讓學生學會流體力學課程的自學方法

僅有自學意識和自學動力對于流體力學課程的學習是遠遠不夠的,受制于中國基礎教育,我國進入大學學習的學生多半擅長記憶,而不是對公式概念的理解和運用。記憶固然重要,但是僅擅長記憶對于流體力學課程自學而言是遠遠不夠的。于是很多高校教師面臨的問題除了專業知識的教授外,還多了本應在中小學教育中教授的自學方法。為了使學生學會力學課程的自學方法,在教學中要注意以下幾點。

1.由淺到難。

所謂的由淺到難即留給學生自學的內容難度應由淺到難。有的老師為了提高學生自學能力,只要是自己不感興趣的章節或自認為不重要的章節統統不講解,完全留給學生自我消化。這樣的方法固然能夠極大地促進學生自學能力的提高,然而僅對本身自學能力較強的學生有效。這種教學方式對于重點院校的本科生,其差異性表現不明顯,但對于大多數普通院校的學生而言,只有少數學生適應這種教學方式,大多數學生則會因為難度過大而過早喪失學習興趣。因此教師在教授過程中,可先留一些較簡單的問題讓學生自學,等學生習慣自學且達到一定自學能力后再將部分較復雜的理論推導留給學生。

2.保證課前預習,課后復習。

自學能力不是一蹴而就,掌握方法就能立即提高的,需要不斷地練習。對于流體力學這門課程而言,其學習過程也需要循序漸進,因為流體力學的課程內容包含大量模型簡化、理論推導、概念理解、公式運用等需要大腦復雜加工的過程,一次的內容接觸不足以使大腦完成所有的任務。因此要保證課程學習質量,對課程內容的反復斟酌是必不可少的過程。通常要使得該課程學習效果最佳,除了上課聽教師的講解外,課前預習和課后復習對于學生而言也是必不可少的。學生課前預習的主要目的是貫穿課堂知識點,整體把握課程內容的難點和自己不容易理解的。為促使學生養成課前預習習慣,教師除了在第一堂課調動學生興趣外,還可在前一次課堂上布置少量預習任務,要求學生下一次課進行回答,但主要還是依靠學生的自覺性。而課后復習的主要目的是加深學生對課堂教學內容的理解和提高知識運用能力。通常教師可以通過布置練習題的形式達到目的,偶爾可采用小測驗的形式對學生學習情況進行測試,通過測試可增強學生課后學習的動力。

3.教會思考,舉一反三。

上述兩點都是教師使學生了解怎樣有效自學的引導手段,而流體力學不同于其他學科自學的真正關鍵之處則在于教會學生如何思考。

不同于諸多學科,流體力學的學習不僅僅依賴對公式和知識點的記憶,學生對知識點的理解和運用更重要。因此往往有些學生學習很用功,但是遇見問題總是無法自己解決,只能通過背題目的方式應付考試。這種學生就是典型的學習方法不得當,沒有學會思考。實際上,學習流體力學知識和其他力學課程類似,大部分知識點都不脫離假設、建模、公式推導和公式運用的流程,學生在學習知識點時只要能夠回答出“3W1H”,那么這個知識點就已經掌握了。

那么這“3W1H”到底是什么呢?第一個“W”就是“When could I use it?”什么時候可以用這個知識點?這就意味著學生在學習中一定要先弄清楚運用知識點的前提,力學當中的很多概念都是在一定先決條件下得到的推理,因此對于這些知識點而言,其使用不得違背這些先決條件。第二個“W”就是“What problems could I solve?”我能夠解決什么問題,所有的知識都不是萬能的,它僅僅只是研究或解決某一類問題的方法或手段,流體力學中的知識點很多體現的是各種物理量之間的關系,而這些關系決定了我們可以解決什么樣的問題。第三個“W”是“What situation should I use it?”什么情況下我應該用這個知識點?在運用知識點解決問題的時候,一個問題往往有很多種解決思路,不同的物理量之間有多種表示關系的公式,選用公式的時候一定要找準問題的關鍵點,最終選擇合適的公式或運用正確的知識點解決問題。最后一個“H”,指的是“How should I use it?”我怎么用這個知識點。選擇了正確的知識點并不意味著你就會用了,什么地方我們該忽略掉,什么地方要補充其他知識點,都是需要考慮的問題。通過將各知識點進行組合,分析他們的邏輯、數學或物理等關系,最終才能解決要求的問題。舉一個簡單的例子:假設現要求某處的靜水壓力,這個題目只涉及單一的知識點。我們首先要分析,靜水壓力是什么?什么情況下才有?靜水壓力的求救問題屬于水靜力學部分的知識點,也就是當液體處于靜止狀態或相對靜止狀態時,靜水壓力才存在。第二步,則要分析靜水壓力這個知識點能解決什么問題或與其他的物理量之間有什么關系。顯然和靜水壓力相關的有靜水壓強和作用面積,壓強乘以面積即壓力,那么我們現在的思路出來了,要解決靜水壓力的問題首先要了解靜水壓強和液體作用面積的情況,現在問題變為了考靜水壓強這個知識點。第三步,什么情況下我應該運用這個知識點?由于這個問題較簡單,解題思路清晰,因此對于該題這一步可以跳過。最后就是怎樣用這個知識點,根據靜水壓強的特性,其方向都是垂直于作用面,任一點處各方向上的靜水壓強大小相等,各點處靜水壓強大小不同。因此我們知道對于該物體的靜水壓力不能直接用某一點的壓力乘以物體的面積而應該將物體上每一微面積上的靜水壓強與面積乘積計算得出各微面積上的靜水壓力再進行矢量加和。這樣這個問題的思路就完整了。當然對于這個思路來講只能保證將所有問題都分析清楚。在實際解題過程中,學生還要在不違背以上各物理量關系的前提下,想想能不能找到簡化的方法,如果有,思考為什么可以這樣簡化,該簡化方法有沒有局限性。

以上就是我們學習和分析流體力學問題的基本思路。該思路貌似復雜,但當學生按照該過程接受了一定量的練習之后,便可以快速分析出某一流體力學問題的關鍵。同時,這個過程對于學生的自學也是至關重要的。只有真正學會這樣思考的同學,才可能避免題海戰術,對任一知識點都可以做到舉一反三。這樣的自學過程不僅是對學生自學能力的鍛煉,而且是對學生分析問題能力的鍛煉。而這種綜合邏輯分析問題的思路不僅在流體力學學習時需要,對于其他的如數學、大學物理等很多理工科課程也是必不可少的。然而在現有的基礎教育和高等教育中往往缺少的就是分析問題方法的教育,更多的是讓學生通過數學學習無意識地培養邏輯分析能力。

三、讓學生養成自學習慣

自學動力有了,學習方法也掌握之后,要使學習效果得到充分體現就需要學生持之以恒,真正將自學變為自己習慣的一部分。對于這一點而言,主要靠學生本身的自覺性,但是老師也可以給其少量外部刺激,促使學生養成這種習慣,如課后布置作業,定期小測驗,甚至可以通過舉行類似于結構大賽的流體力學興趣大賽等形式提高學生學習興趣,促使其自學。

通過如上教學方法改革,我所帶班級的學生對流體力學課程的學習熱情普遍提高,同時分析解決問題能力得到增強。但是這種教學方法也存在一個明顯的缺點,即過分依賴學生自覺性,對于少部分沒有自學習慣且學習態度不好的學生不僅沒有促進其學習而且使得個別學生為自己的缺勤找到了充分理由。學生的兩極分化現象更加明顯,雖然良好率提高了,但課程總淘汰率有小幅提高。

總體而言,該課程的教學方法改革是有意義且有成效的,但其中遇到的某些問題還需進一步深化研究。

參考文獻:

[1]李國正.培養自學能力引導學生成長――淺談自學方法在學習過程中的滲透[J].新課程?上旬,2011,09:144-145.

[2]鄧克.機械類專業工程流體力學課程教學方法探討[J].安徽工業大學學報,2009,06(26):146-147.

[3]畢金杰.試論學習過程中心理障礙產生的原因與對策[J].教學與管理,2012,10:19-20.

篇9

關鍵詞:工程流體力學;環境工程;教學方法;教學效果

中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)43-0095-03

環境工程專業中關于污染物的遷移和擴散問題、流體在管路中的輸運問題均離不開流體力學的基本知識,因此,《工程流體力學》是該專業的專業基礎課程,其教學效果的好壞也直接影響了后續專業課程的學習。筆者對近十年的教學進行思考和總結,并就如何提高環境工程專業《工程流體力學》的教學效果做一些探討。

一、認真備課,形成自己的教學風格

流體力學課程的特點是系統性強、公式多,并對物理和高等數學的基礎要求高,這就要求教師對這門課的內容要熟練掌握,所以筆者在課下花了很多時間把講課的內容熟記于心,找到課程講解中的關鍵點,經過自己消化和提煉,建立起自己的教學體系和風格。通常,課堂內容被分成四個部分:(1)復習上堂課的知識點;(2)提出新的工程和應用問題;(3)在黑板上給出新問題所涉及的公式的推導過程;(4)應用和總結。工程和應用問題的引入可結合專業背景,多講實際的案例。如學生宿舍或教學樓的給水壓力應該如何計算,以此引出水頭損失的概念;高爾夫球表面的蜂窩狀設計會使其運動的阻力如何變化,由此引出曲面邊界層分離的概念。還可以在教學中適當介紹流體力學在實際生活中的應用,學生會被這些問題吸引,覺得流體力學不僅僅是速度和壓力的偏導公式,而是鮮活、有用而又有趣的,因而重視并逐漸喜歡這門課程的學習。在公式講解時要注重融會貫通,比如在講Navier-Stokes方程時,筆者會引導學生三步走:第一步,這個方程并不深奧難懂,就是牛頓力學中的F=ma;第二步,F在流體問題上的具體體現有哪些力?無非是質量力和表面力,而表面力又分壓應力和切應力,而加速度則是一個多元函數的求導問題,包括時變和位變加速度,這樣方程的形式就有了;第三步,如果流體處于靜止或相對靜止,方程變成歐拉平衡微分方程,如果流體無黏性,方程又變成歐拉運動微分方程。通過這樣一個由低到高再到低,由簡到繁再化簡的過程,學生就能深入理解前后學習的公式,消除學生的畏懼感。在課堂教學中,要不斷地對學生提問,引導學生積極思考。只要提問恰到好處,切中要害,發人深思,學生的思維就會活躍起來。在講解均勻流動斷面的壓強分布問題時,筆者會問學生,這是巧合嗎?為什么會有這樣的巧合?然后引導學生從過流斷面的受力入手分析壓強分布,學生豁然開朗。筆者也會引導學生發表自己的看法,這也無形中培養了學生的自信心,學生聽課的積極性更高,而這也有助于激發教師的教學熱情。

二、選擇合適的教學手段

隨著現代化多媒體教學手段的出現,現在課堂大多以教學課件為中心展開教學,由于節約了大量板書時間,課件中又可插入圖形、圖像、動畫和錄像等多種媒介,從而使得多媒體教學具有信息量大、教學內容形象直觀等優點,這些都有助于引發學生對課程的學習興趣。然而,筆者在教學過程中也發現,如果對流體力學中公式推導和習題講解也采用多媒體方式,其教學效果卻不如板書理想。因此,對于流體力學課程的主體教學內容應以傳統的教學手段為基礎,而在復習上堂課的知識點、提出新的工程和應用問題以及公式的應用和總結上,多媒體的教學手段更為合適。在緒論課上有關流體力學在專業中的應用、流體力學學科發展歷史,以及后續課程中壓力體畫法、雷諾試驗、曲面邊界層分離等內容則可充分發揮多媒體的優勢,通過動畫、圖片以及錄像等內容向學生進行介紹。總之,在流體力學的教學過程中,教師應以提高教學效果為目的,對各種教學手段揚長避短,綜合利用,根據教學內容的特點靈活選擇合適的教學方式。

三、及時與學生溝通,調整教學內容與進度

學生反饋是評價教學效果的重要一環,因此筆者經常利用課后時間與學生進行溝通,及時了解學生的學習情況,并根據學生的反饋信息,實時動態調整教學內容和教學進度。筆者在平時與學生的溝通中發現,學生認為流體力學難學,其難點主要是相關的高等數學、大學物理和理論力學的知識點較多,并且已有所遺忘造成。因此,如果在上課中直接引入,學生必然會有陌生感,也就影響了相關的流體力學知識點的學習效果。針對上述情況,筆者在靜力學的流體平衡微分方程推導前,先給學生復習泰勒級數的相關內容,在液體作用在平面上的總壓力的教學前,先復習靜面矩、慣性矩等相關內容,在流體運動學內容的教學前,先給學生復習梯度、旋度和散度的概念。通過上述措施,教學效果有明顯改善。在學習不可壓流體動力學基礎時,由于相關概念較抽象,涉及較多高等數學的知識點,因此學生感到吃力,上課的互動效果也變差,這時,教師應適當放慢教學進度,同時也可根據學生掌握的實際情況,適當降低教學要求和難度,將教學重點放在對概念的理解上。畢竟,在目前各專業及其基礎課程學時數減少的背景下,適當地對某些知識點的教學要求進行調整是有必要的。

四、注重作業批改,上好習題課

作業是流體力學教學中的重要環節,學生通過獨立完成作業,可深化對課堂所學知識的理解,提高對實際工程問題的分析能力和解決能力,并進一步檢驗課堂教學的實際效果。學生的作業布置應該做到“少而精”,并力求習題具有典型性,能涵蓋主要的教學內容,教師應緊扣基本概念和基本方法精選題目,同一類型的題目一般控制在2道以內[1]。在作業的批改過程中,教師不應只是給出對或錯的評判,而是應該根據學生的解題過程,給出求解出錯的關鍵點,并在作業本上明確標示出,筆者還會在學生的作業本上寫上批語,對于完成情況較好的學生,針對其解題思路和書寫情況等給出肯定的評價,而對于完成情況較差的學生,也會指出其應注意的地方,并提出改正的要求,最后再根據學生的完成情況給出成績等級。通過上述方法,使學生自覺意識到作業的重要性,同時也感受到教師對其學習行為的尊重,上述措施也能促使學生認真完成作業,減少抄襲現象。為了能深刻理解流體力學的理論知識并能加以靈活運用,需要求解各類典型題目來獲得經驗并不斷消化各知識點并達到觸類旁通的效果[2],習題課正是實現上述目的的有效手段。習題講解不能只給解答過程,而是要站在學生的角度,以學生為主體和他們一起討論問題、研究問題、解決問題,體現互動式教學;對于某些問題的求解,也力求能從不同的方法入手,開闊學生思路,例如對于平面和曲面在液體中的受壓大小問題,教材分別給出了這兩個問題的求解公式,教師可引導學生:既然平面是曲面的一種特殊情況,那么能不能用曲面的壓力體概念去求解平面在鉛垂方向的受力大小呢?結果證明是可以的。習題的講解還應反映學生對課程的掌握情況,因此不僅要講正確的分析過程,還要講作業中出現的錯誤的分析過程,并通過對比分析,找到出錯的原因,進一步厘清和深化概念。教學工作是一項繁重而又細致的任務,需要教師有扎實的專業基礎,“學而不厭,誨人不倦”,因此教師也要在教學過程中不斷地學習,從掌握學科知識的深度和廣度上不斷要求自己,在教學內容、教學方法和教學手段等方面做有心人,只有這樣,才能不斷改善教學效果,為環境工程專業的人才培養打下堅實的基礎。

參考文獻:

[1]張羽,張仙娥.環境工程專業《流體力學》的教學探討[J].華北水利水電學院學報(社科版),2010,26(4):156-157.

篇10

關鍵詞:工程流體力學;教學改革;探索與實踐

Research and practice of teaching reform mode of engineering fluid mechanics

Li Xiaochuan, Huang Xiangyong

Yangzhou university, Yangzhou, 225127, China

Abstract: Engineering fluid mechanics is the specialized fundamental course of thermal energy and power engineering (TEPE) specialty. According to present situation in engineering fluid mechanics teaching, the new ways of teaching reform about this curriculum are put forward in this paper on the basis of in—depth research and analysis of the main problems existing in the teaching practice.

Key words: engineering fluid mechanics; teaching reform mode ; research and practice

工程流體力學是熱能與動力工程專業重要的專業基礎課,主要研究流體靜止和運動的力學規律及其在工程技術中應用的學科。作為一門重要的專業基礎課,本課程不僅為學生學習后續專業課提供必備的基礎理論知識,也為從事熱能利用的有關專業技術人員從事專業技術工作和科學研究工作提供重要的理論基礎。工程流體力學課程在理工科教學體系中具有重要地位,由于多方面的原因導致課程的教學效果不是很理想,教師難“教”、學生難“學”已經成為師生的共識。因此,當前新形勢下積極思考和探索工程流體力學教學改革方法對改善課程的教學效果、提高學生的培養質量具有重要意義。根據本學院學生的教學現狀,從工程流體力學課程教學中“教”與“學”方面的改革進行一些思考和探索。

1 教學中存在的主要問題分析

為了有針對性地提出工程流體力學課程的改革思路,筆者對本學院熱能與動力工程專業和建筑環境與設備工程專業本科二年級的學生進行了調研,主要從課程本身的特點、教師“教”和學生“學”方面對教學質量的影響進行了調查、分析和總結。

1.1 工程流體力學課程本身特點

工程流體力學課程包括理論教學和實驗教學兩方面的內容,課程涉及的知識面比較廣泛,高等數學、大學物理、工程熱力學等,尤其對學生掌握經典力學和高等數學的要求較高。此外,工程流體力學課程本身研究對象是流體,研究對象不具有固定的形狀、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。以上特點導致了本課程教師難教、學生難學,教學效果不理想[1]。

1.2 教師“教”的方面

從教師“教”的方法和手段來看,不能根據當今大學生的特點進行教學、調動學生的學習熱情、激發學生的學習興趣是造成教學效果不理想的主要原因,主要表現在以下幾個方面:(1)教學方法單一、教學手段落后,教師上課自己沉浸于“講”課的過程,單方面向學生“傳授”知識,而不顧及學生“聽”課的感受,忽視了教學過程中“教”與“學”之間的互動性。這種教學方式造成的危害是逐漸使學生喪失了學習的主動性和與教師交流的動力,在這種情況下,教師無法得到學生的反饋信息,從而影響教學水平的提高。(2)教學內容老舊,講課內容局限于教材本身,沒有或很少對課本知識進行擴展、結合現實生活中的實際現象進行舉例說明,理論與實際脫節,導致學生不知道學習本門課程能夠解決什么問題、如何解決問題的疑問。(3)過于依賴多媒體課件授課,板書很少或者摒棄板書。學生反映這種授課方式速度偏快,不利于對基礎知識、公式等內容的理解和消化。此外,某些教師的課件僅僅是對板書的復制,課件的制作質量不高,無法體現多媒體教學的特點[2]。(4)學生課業繁重以及新校區位置偏遠帶來的交通不便,導致教師在課后幾乎沒有時間對學生進行指導。

1.3 學生“學”的方面

通過調查發現,在學生“學”的方面存在以下問題:(1)學生普遍存在學習上怕吃苦、自制力較差、學習態度浮躁的現象。(2)在上課前不提前預習本次課程所講述的內容。(3)課堂上不能集中思想認真聽課,課下提不起興趣認真復習、做作業。

2 教學改革模式的探索與實踐