流體力學的重要性精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的流體力學的重要性主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：流體力學的重要性范文

一、流體力學課堂的教學方法

流體力學是工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其課程性質(zhì)決定了其課堂教學的內(nèi)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(chǎn)生乏味感和懈怠感，導(dǎo)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(yè)都有一定的聯(lián)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(guān)學科中的學習也有一定的阻礙。由于流體力學是一門基礎(chǔ)性學科，學生在進行學習時，其基本的任務(wù)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(chǔ)知識以及理論知識的重要性，過分地關(guān)注在例如方程推導(dǎo)等內(nèi)容上，使學生的學習出現(xiàn)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(nèi)容進行引導(dǎo)。通過精彩的引言，將本次課程所講的內(nèi)容與前后知識點相結(jié)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(xiàn)象以及科學原理進行闡釋，從生活中帶入，使學生產(chǎn)生共鳴，進而做到有效的學習。而在課堂結(jié)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(yè)，在課后作業(yè)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(dǎo)也十分重要。學生在學習過程中，容易出現(xiàn)學習內(nèi)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(yīng)對學生進行積極有效的引導(dǎo)，特別是在概念的記憶方面，引導(dǎo)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(dǎo)致的知識點記憶斷層。教師在每章節(jié)的教學后，應(yīng)對學生進行一定的復(fù)習教學與指導(dǎo)，幫助學生明確每一章節(jié)的重要內(nèi)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(tǒng)教學相結(jié)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(nèi)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(tǒng)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(nèi)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(wù)，并通過多媒體教學形式，在較為復(fù)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(nèi)容進行輔講解，使學生更好地理解所要掌握的內(nèi)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(dǎo)，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(diào)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(tǒng)教學，在教學過程中缺一不可。可以通過對二者的結(jié)合，將多媒體教學與傳統(tǒng)教學的優(yōu)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(jié)語

第2篇：流體力學的重要性范文

1、病例與方法

1.1病例：20例患者中，有機磷農(nóng)藥中毒4例，安定類鎮(zhèn)靜藥物7例，毒鼠強中毒2例，氨苯堿中毒1例，噻庚啶中毒1例，高度酒精中毒3例，毒蛇咬傷1例，除糖靈中毒1例。其中男11例，女9例，年齡16～80歲，平均44.2歲，中毒至血液凈化時間約6～72 h，所有20例皆為出現(xiàn)昏迷，呼吸不規(guī)則及呼吸機危重患者，設(shè)立對照組18例，是同期收治的因非醫(yī)療原因，不能做血液凈化治療的危重型中毒患者，兩組一般情況，經(jīng)統(tǒng)計學處理，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

1.2治療方法：本研究的36例患者均經(jīng)口服中毒，有2例患者（有機磷中毒）通過皮膚吸收中毒，發(fā)病12 h內(nèi)給予洗胃治療，12 h以上患者不予洗胃，全部患者給予吸氧―呼吸機支持（其中8例患者給予氣管插管給予有創(chuàng)呼吸機治療）及其他生命支持治療，有機磷中毒患者均給予解磷定及阿托品治療，使患 者達到阿托品化逐漸減量維持治療，治療組在基礎(chǔ)治療上加用HP+HD治療，血液灌流器采用珠海麗珠公司生產(chǎn)的HA-230、HA-330型，樹脂血液灌流器，所有治療組患者均采用深靜脈插管建立血管道路。血液灌流器串聯(lián)于透析器之前，采用低分子肝素立邁青抗凝及治療，根據(jù)患者凝血系列化驗及有無明顯出血傾向選擇肝素用量，血流量150～200 ml/min，每組治療時間3 h，對服毒量大、病情極危重的患者，中間更換灌流器，繼續(xù)治療，治療周期為每天1次或隔日1次，所有灌流器及透析器均采用肝素鹽水預(yù)沖。

1.3統(tǒng)計學處理、計量資料用均值±標準差（~x±S）表示，組間比較采用t檢驗，計數(shù)資料用X2檢驗，P

2、結(jié)果：治療組患者昏迷持續(xù)時間，呼吸機撤機時間，平均住院天數(shù)，明顯短于對照組，治愈率明顯高于對照組，病死率明顯低于對照組，臨床療效兩組對比見表1。

第3篇：流體力學的重要性范文

關(guān)鍵詞：工程流體力學；教學改革；第一次課

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0218-02

工程流體力學課程在我校這一工科院校中，長期以來，本科生在未學習之前，已經(jīng)從他人那里了解到，這門課很難，不好學，不好過關(guān)。學生認為流體力學難學的后果，直接反映在多年來很少有人、甚至無人報考我校工科流體力學方向的碩士和博士，致使我校工程流體力學方向后續(xù)人才短缺，學科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學生在學習這門課程的過程中，是輕松、主動而有興趣地去學習。為了幫助學生克服畏難情緒，對工程流體力學課程學習產(chǎn)生興趣，輕松學好這門課，作者在十幾年的教學過程當中，積累了一些經(jīng)驗。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，以增強學生學習信心和培養(yǎng)學習興趣為主要目的，為順利完成該課程的學習奠定基礎(chǔ)。

一、第一次課的教學內(nèi)容

在第一次課，首先自我介紹，然后點名相互認識，留下聯(lián)系方式，介紹教材和參考書，授課的章節(jié)和學時安排等常規(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習目的和意義、出席和上課紀律要求、作業(yè)和實驗報告要求、考核方法等內(nèi)容。①學習目的和意義。學習目的和意義按照大綱要求，掌握流體力學的基本知識，及其解決問題的基本方法和基本實驗技能。強調(diào)“基本”的含義，因為是首次接觸本課程，系統(tǒng)介紹流體力學知識，對大家的要求是“基本”的，同時也強調(diào)僅這些即將學的基本知識也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題，并簡單舉例。②出席和上課紀律要求。出席和上課紀律應(yīng)該遵守學校規(guī)定，但是考慮到學生個體的不同。所以有必要讓學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)和實驗報告要求。作業(yè)和實驗報告會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，回避是沒有用的，所以上課時直接指出來，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生，是平時成績和課程結(jié)束后的閉卷考試成績各占一定比例，綜合評出成績。并計算出考核通過的最低考試成績。同時強調(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，一是學生會盲目認為很難學，不能過關(guān)而放棄學習，二是成績差的學生會因為排名總在后面，而放棄學習。

2.緒論。緒論主要包括工程流體力學研究內(nèi)容、課程特點、研究方法、解題步驟、學習方法和大學生認知階段，等等方面。重點講前三點涉及的內(nèi)容。①流體力學研究內(nèi)容。講述工程流體力學研究內(nèi)容首先展開講解的是研究對象為流體，此時雖然沒有講流體的定義，但是還是提出請學生舉例哪些物質(zhì)是流體？讓學生從最簡單的問題開始流體力學知識的學習。學生說對了予以肯定。學生會將多相流和塑性物質(zhì)列進來，也要說清楚與本課程所學流體的區(qū)別和聯(lián)系，并將學生想不到的流體補充出來，還告訴學生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體，以簡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動遵循流體力學規(guī)律，以及當車流量和人流量很大時，被稱為交通流，猶如流體流動一樣，那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運動規(guī)律，幫助學生理解抽象的流體運動規(guī)律，使問題直觀。還需要指出，最常見的流體是空氣和水，人類無時無刻不處于空氣和水當中，提醒學生在學習的過程中，可以將所學知識放到自己熟悉的環(huán)境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空氣，等等。將理論知識與生活結(jié)合起來，既能幫助理解所學知識，又能將知識應(yīng)用起來，提高學習興趣。②流體力學課程特點。流體力學課程的特點主要講三點，一是一門技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)性課程；二是用場的觀點研究問題；三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從實踐中抽象出來，再應(yīng)用到實踐中去；所以課程知識可用于解決工程實際問題。用場的觀點研究問題。首先提問，說到“場”大家會想到什么？有的同學很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場，那我繼續(xù)問還有呢？有的學生開玩笑說操場，好像在說操場不夠檔次、不夠科學。而我肯定“操場”，因為是相同的“場”字嘛，而且還有工場、商場、廣場等。然后引導(dǎo)學生思考，既然用相同的“場”字，其中必有共同點，它是什么？學生想出來了，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”，概念很容易就被理解了。同時還讓學生意識到科學不是高不可攀的，做科學時不要端起架子，它是很貼近生活的。流場的概念出來了，但是其空間的大小呢？這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學生思考：海洋是海水占據(jù)的空間，是一個流場嗎？大氣層是空氣占據(jù)的空間，是一個流場嗎？其實流場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，那么要分析的流場就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間；如果要預(yù)報中國天氣，那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場；如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動等，南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實際結(jié)合，在易于理解的同時，引起學習興趣。在此基礎(chǔ)上，進一步與物理量場聯(lián)系起來，流場中的物理量，比如速度，是時間和空間函數(shù)，被稱為速度場，還有壓力場，等等。場是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng)，那么流場的速度場、壓力場，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，為后面學習埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因為在以前的學習過程中鮮有接觸與流體力學有關(guān)的知識，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)點的概念與以前物理中所學的質(zhì)點概念是很一致的；多的公式其實是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理，等等在流體力學中的表達形式，比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達形式，伯努利方程與能量守恒定律相吻合，歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運動定律的表現(xiàn)形式，動量方程是動量定理的表達，把要學到的主要方程名稱在此敘述一遍，目的是讓學生有個初步接觸，為后續(xù)學習打下鋪墊。③流體力學研究方法。流體力學研究方法主要有三種：解析方法、實驗方法和數(shù)值計算方法。本課程主要介紹解析方法，有一章是專門介紹實驗研究方法的，而數(shù)值計算方法本課程幾乎不涉及，由計算流體力學講解。并強調(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？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)學習打下基礎(chǔ)，并引起學生的興趣和重視。

二、結(jié)論與展望

通過第一次課，使學生對整個課程的要求、特點、內(nèi)容有一個整體了解，做到心中有數(shù)，克服不良情緒，從不同方面讓學生做好學習的心理準備。第一次課，如果是一個良好開端，并為后續(xù)學習做了大量鋪墊，使學生獲得了自信，并激發(fā)了其學習的興趣，學生后面的學習將會順利很多。工程流體力學是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，作者希望學生靈活掌握流體力學知識，并能夠在工作中活學活用。

參考文獻：

[1]許維德.流體力學[M].北京：國防工業(yè)出版社，1979.

[2]張也影.流體力學[M].北京：高等教育出版社，1999.

第4篇：流體力學的重要性范文

[論文摘要]論文結(jié)合教學實踐，提出了以傳統(tǒng)教學模式為主、以現(xiàn)代化教學手段為輔的教學方法。結(jié)合實例講清楚基本概念，夠用為度重點突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學應(yīng)遵循的模式，并與多媒體輔助教學手段有機地結(jié)合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，達到提高教學效果、提升教學質(zhì)量的目的。

一、前言

《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學，它建立在現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計算基礎(chǔ)上，具有嚴謹?shù)睦碚撔浴⒃淼某橄笮浴⒏拍疃唷⒎匠掏茖?dǎo)繁雜等特點，對學生具備高等數(shù)學知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學理論的感性認識，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。

我校機械設(shè)計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學等專業(yè)的學生都須具備不同程度的流體力學知識和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學等課程的基礎(chǔ)。

為此，作者通過教學實踐，就多樣化的教學方法、更新的教學內(nèi)容、引入高科技的教學手段等方面進行探討，以期提高《流體力學》的教學質(zhì)量。

二、以傳統(tǒng)課堂教學為主

《流體力學》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識模塊，它要求學生具備扎實的微積分知識、力學知識等。學生在接觸流體力學課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學》的教學應(yīng)該以傳統(tǒng)教學方法為主。因為在傳統(tǒng)的課堂教學中，學生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點、強調(diào)難點，以學生容易接受的講課速度，留給學生更多的思考和消化的時間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動，會達到很好的教學效果。

(一)結(jié)合實例，講清楚基本概念

流體力學的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進行講解，例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時，學生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計客運量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時刻（站點）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點跟蹤，它與跡線的定義對應(yīng)；②在每一公交站點安排記錄員，記錄不同時刻經(jīng)過該站點車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應(yīng)。

在講解伯努利方程原理的時候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強越小；反之亦然。

概念是公式推演的基石，沒有準確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學生易懂，將會達到事半功倍的效果。

（二）以用為度，重點突出理論公式的應(yīng)用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學中的具體應(yīng)用，是流體靜力學和流體動力學的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候，先從容易理解的靜力學平衡微分方程推導(dǎo)開始，強調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點引導(dǎo)學生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義，掌握公式的實際應(yīng)用。這樣學習到后面的動力學伯努利方程時，先易后難、循序漸進，學生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規(guī)律時，就要求學生必須掌握推導(dǎo)過程，因為它在解決一般平衡流體內(nèi)部的壓強分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續(xù)性方程和動量方程的學習，只強調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點突出。

不可否認，依靠粉筆與黑板的教學條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學模式，教學形式單一，教學手段不先進，教學效率不高，適應(yīng)不了課程教學學時少、受教育學生數(shù)增加的情況。

三、以現(xiàn)代化的教學手段為輔

當前以計算機多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學中。制作教學用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學有力的輔助教學手段，可以在有限的時間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學習者，將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學生學習興趣，使得學生能夠從感性認識開始，逐步上升到理性認識，進而能夠達到運用知識解決問題的能力。

結(jié)合流體力學精品課程的建設(shè)，教學團隊制作了流體力學多媒體電子教案，并在教學過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學效果。在設(shè)計與制作多媒體課件時，遵循課堂教學的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學中容易帶動學生思路、逐條在黑板上書寫的特點，在課件制作中根據(jù)講解的進度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學生建立清晰的印象。教學團隊收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時候，制作了雷諾實驗的FLIASH素材，以動畫的形式向?qū)W生展示了流體流動的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運用多媒體輔助手段表達后，能夠幫助學生很好地理解課程的重、難點，提高教學效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學效率。

多媒體教學的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當使用之別。但是實踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學重點；也有的教師忽略學生對課件內(nèi)容理解消化的時間，致使學生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學效果。上述現(xiàn)象將會造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。

四、總結(jié)

流體力學作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學模式能夠?qū)⑶昂笾R貫通，突出重點，化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理，促進知識的系統(tǒng)化進程；多媒體教學能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現(xiàn)出來，幫助學生理解性記憶。借助于先進的教學手段，將多媒體輔助教學手段與傳統(tǒng)教學方法有機地結(jié)合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學效果、提升教學質(zhì)量。以上是筆者在流體力學教學實踐中的體會，愿與同行共同切磋。

基金項目：2009年安徽省教育廳《流體力學》精品課程

[參考文獻]

[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2006．

第5篇：流體力學的重要性范文

Key words： the CDIO Engineering Educational Model；engineering fluid dynamics；teaching innovation；third-grade project

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）11-0217-04

0 引言

隨著中國工業(yè)化進程的不斷推進和“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的提出[1]，我國需要一大批有著扎實的專業(yè)知識、具備良好工程能力的工程師人才。應(yīng)用型本科院校承擔著培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程能力人才的重任。如何使畢業(yè)生具備良好的自主學習能力、團隊合作意識、系統(tǒng)分析和動手能力，已成為我國高等工程教育改革的重點和難點。

CDIO是一種強調(diào)創(chuàng)新與工程實踐的新型高等教育模式，其核心是將教學與工程實踐緊密結(jié)合，以滿足企業(yè)對工程人才知識結(jié)構(gòu)和工程能力的需求，解決傳統(tǒng)工科高等院校在人才培養(yǎng)中出現(xiàn)的重理論教學輕實踐問題。按CDIO模式培養(yǎng)的學生，學習遷移能力、理論聯(lián)系實踐能力強，具備自主學習能力和“終生學習”的習慣，深受社會與企業(yè)歡迎[2，3]。

工程流體力學是力學的一個重要分支，側(cè)重在生產(chǎn)生活上與氣體和液體相關(guān)的工程實際應(yīng)用，它不追求數(shù)學上的嚴密性，而是趨向于解決工程中出現(xiàn)的實際問題[4]。要求學生對試驗研究、理論分析和數(shù)值計算有深入的理解，才能對實際工程問題進行定性、定量分析。將CDIO教學模式引入工程流體力學的課程教學改革中，更有利于提高學生的工程實踐能力和水平。

1 工程流體力學課程存在的問題

1.1 理論教學困難

隨著教學計劃改革的進行，工程流體力學課程的教學計劃課時由傳統(tǒng)的50課時縮減為目前的32課時。其中，教學學時為26課時，實驗學時為6課時，學時少，內(nèi)容多，學生理解困難。

1.2 學生學習主動性差

傳統(tǒng)課程理論性較強，需要熟練掌握的公式復(fù)雜，內(nèi)容較為抽象，學生存在理解困難、理論與實踐脫節(jié)等問題。同時實驗環(huán)節(jié)學生的參與度很低，看多于做，更談不上思考和理解。

1.3 考核方式單一

傳統(tǒng)的筆試考核方式造成了學生學習依賴心里嚴重，學習遷移能力差等問題。只在乎基本理論的死記硬背和卷面考試，面對實際問題無從下手，難以判斷學生對課程的掌握情況。

2 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究團隊于2001年創(chuàng)立的新型的工程教育模型。CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate），包括了三個核心文件：1個愿景、1個大綱和12條標準[5]。根據(jù)工程師應(yīng)具備的能力以逐級細化的方式表達出來，為工程教育改革提供了系統(tǒng)全面的指導(dǎo)，代表了當代工程教育的發(fā)展趨勢。

CDIO工程教育模式從2005年引進我國以來，取得了令人矚目的成就。燕山大學作為教育部機械類、電氣類的CDIO工程教育模式研究與實踐課題組試點的第一批高校之一，積極推進CDIO工程教育改革進程。自2008年春季學期開始實施基于CDIO模式的教學改革以來，已經(jīng)培養(yǎng)了七屆畢業(yè)生，積累了豐富的教學改革經(jīng)驗，并不斷進行創(chuàng)新，為CDIO工程教育模式在中國的發(fā)展做出了一定的貢獻。

3 規(guī)劃調(diào)整基于現(xiàn)代工程環(huán)境下的“工程流體力學”課程體系

傳統(tǒng)的工程流體力學教學體系已經(jīng)不能滿足當今社會對工程人才素質(zhì)的需求。基于CDIO思想構(gòu)建的新的課程體系，加強了對學生基礎(chǔ)知識積累和運用的要求，強化工程實踐環(huán)節(jié)，重視對學生動手能力的培養(yǎng)。同時，重點介紹工程流體力學的最新科學技術(shù)領(lǐng)域和工程領(lǐng)域的發(fā)展，以構(gòu)建新型多層次課程教學體系。在實際改革進程中，要強調(diào)基礎(chǔ)素質(zhì)的培養(yǎng)，采用課堂理論教學、課下多層次實驗和三級項目相結(jié)合的方法，注重與學生之間的交流與反饋，將基于CDIO的課程教育改革平穩(wěn)、有序地進行[6]。

4 基于CDIO的課程具體教改內(nèi)容

4.1 理論教學環(huán)節(jié)改革

針對工程流體力學學科基礎(chǔ)性強，理論難度大，應(yīng)用范圍廣的特點，基于CDIO思想的課程改革采用將授課內(nèi)容精簡，關(guān)鍵知識點精講，綜合性知識點布置主題性任務(wù)的方法，讓學生主動學習，拓展知識面，培養(yǎng)了學生進行獨立思考的能力。充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源以及教師的實際工程經(jīng)驗，對知識點進行剖析，增強學生對知識點的感性認識。同時制作大量的流體流動動畫，展示最新工程流體力學學科應(yīng)用資料，極大地豐富了教學資源，便于理解重要知識點，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。

4.2 實踐教學環(huán)節(jié)改革

華裔諾貝爾物理學獎獲得者李政道先生，在關(guān)于杰出科學人才培養(yǎng)的問題上特別強調(diào)實驗精神和實驗?zāi)芰Α；贑DIO思想課程改革的實踐環(huán)節(jié)，以三級項目為主，多層次實驗教學為輔，全面鍛煉學生的知識檢索能力，團隊協(xié)作交流能力，多學科、大系統(tǒng)的掌控能力，并能夠?qū)W生知識的掌握情況進行深入的了解[7]。

工程流體力學三級項目包括：系統(tǒng)全面的任務(wù)要求，靈活多變的題目選擇，細致的團隊任務(wù)分工，明確的節(jié)點匯報形式，以及一套合理的考核機制。

以2014年秋季學期工程流體力學三級項目為例，要求每個班級的學生自行組隊，3-5人一組，每組選出一個組長，分別從表1的六個題目中任選一個為題，對該題目進行分析、求解，明確組內(nèi)成員分工，按時進行節(jié)點匯報，最后提交三級項目的課程報告和項目感想，抽簽進行PPT匯報。

通過對學生的反饋信息和實際表現(xiàn)進行分析可以看出，三級項目的方法可以將CDIO教育改革理念與課程知識完美融合。不僅讓學生對所學知識有了更加深刻的理解，鍛煉工程實踐能力，而且讓教師的參與者和引領(lǐng)者作用得到充分發(fā)揮。

4.3 學風建設(shè)環(huán)節(jié)改革

工程流體力學課程的理論難度較大，采用傳統(tǒng)的課堂式教學和單一卷面考核的方式，使學生只關(guān)注考試得高分，做實驗不提前準備、不關(guān)注原理，更讓一部分學生產(chǎn)生了課程學了也毫無用處的想法。

基于CDIO工程教育的流體力學課程改革，嚴格按照CDIO的12條標準與能力大綱的要求，設(shè)計出一套合理的、循序漸進的三級項目考核機制。在項目的進展過程中，學生需要付出很多的課余時間，對項目的相關(guān)內(nèi)容進行廣泛的搜索和學習，通過軟件仿真、理論計算以及與工程應(yīng)用對比等方式，使學生對所學知識有了更深刻的認識。同時，學生充分體會到了團隊合作過程中，成員間交流、溝通、共享的重要性，體會到了集體智慧帶來的沖擊，以及團隊合力完成項目的成就感。在聽取其他小組匯報的過程中，對整個課程也有了更加深刻的理解。

4.4 教師身份轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)改革

根據(jù)CDIO工程教育改革方案的要求，教師不僅僅是知識的傳播者，更是知識交流的參與者和引導(dǎo)者[8]。教師在自身知識和工程經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上，嚴格按照CDIO工程教育改革能力大綱要求，系統(tǒng)、全面地整理出獨具特色的課堂教學教案。表2給出了工程流體力學課程某一個單位學時的部分課堂教學教案，只有按照詳盡的能力大綱的要求，才能充分保障教學質(zhì)量。在三級項目考核機制的進程中，每個小組都要與教師在課下進行深入的溝通和交流。這種輕松、愉悅的溝通方式，不僅拉近了教師與學生之間的距離，而且使教師能夠更加充分地發(fā)揮參與者和引領(lǐng)者的作用，積極地引領(lǐng)學生走向自主學習和探索的階段。

4.5 考核機制環(huán)節(jié)改革

與傳統(tǒng)單一卷面考核的方式相比，基于CDIO工程教育改革的考察機制更加注重對學生學習態(tài)度和學習能力的考察。目前采用的考核方法是：課堂出勤0.1，平時作業(yè)0.1，實驗成績0.1，三級項目0.1，考試卷面成績0.6。其中，三級項目由二部分組成：

①組內(nèi)互評等分，總分5分，最優(yōu)分和最差分相差不得小于1分，組內(nèi)人均得分為4分；

②導(dǎo)師評分，總分5分，最優(yōu)分和最差分相差不得小于1分。

實踐證明，CDIO工程教育改革的考核機制更加公平、合理，克服了學生對卷面考試的依賴，提高了學習的積極性，同時保證了課程、實驗和三級項目的正常有序進行。近三年的課程合格率由改革前的低于75%，穩(wěn)步增長并保持在90%以上，獲得了學生們的廣泛認可。

5 結(jié)束語

第6篇：流體力學的重要性范文

關(guān)鍵詞：圓柱繞流；卡門渦街；壓差阻力

工程流體力學是機械、農(nóng)工及能源動力等諸多學科的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在理工科課程體系中占有重要地位。工程流體力學理論性強、公式繁雜，僅通過教師的語言描述和公式推導(dǎo)來闡述問題，學生容易感到抽象，難以理解復(fù)雜流動問題的本質(zhì)，因此在工程流體力學課程體系中，均設(shè)有不同比重的實驗內(nèi)容，幫助學生理解理論教學中難以形象描述的問題，加深對基礎(chǔ)知識和各種流動現(xiàn)象的認知。其中圓柱繞流是一個既基礎(chǔ)又復(fù)雜的流動問題，對學生流體力學基礎(chǔ)知識和相關(guān)流動現(xiàn)象的學習與理解有重要的幫助。

1圓柱繞流現(xiàn)象描述

實際流體的圓柱繞流與理想流體有很大差異，隨著雷諾數(shù)Re的變化，可能出現(xiàn)附面層的轉(zhuǎn)捩和分離、旋渦的生成和脫落、旋渦相互干擾等現(xiàn)象。在不同的雷諾數(shù)下，圓柱繞流的流動特點及阻力的組成如下[1]：Re<1時，流場與理想流體圓柱繞流類似，流動左右和前后對稱，圓柱阻力僅有摩擦阻力。當雷諾數(shù)增大到2<Re<30時，在粘性和逆壓梯度的綜合作用下，圓柱背面附面層發(fā)生分離并產(chǎn)生旋渦，誘發(fā)壓差阻力。但由于粘性力較大，圓柱背面的旋渦是對稱的。圓柱的阻力由摩擦阻力和壓差阻力組成，兩種阻力同等重要。雷諾數(shù)40<Re<90時，流動的慣性力增大，圓柱背面的旋渦開始變得不穩(wěn)定，對稱渦開始擺動。此時摩擦阻力和壓差阻力仍都不能忽略。雷諾數(shù)繼續(xù)增大時，擺動的旋渦開始周期性地脫離圓柱表面，形成兩排向下游運動的渦街，即卡門渦街。當90<Re<150時，整個流場為層流狀態(tài)，而當150<Re<300時，圓柱背后的尾流開始從層流向湍流過渡，圓柱的阻力仍由摩擦阻力和壓差阻力構(gòu)成，但壓差阻力開始逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。當300<Re<2×105時，卡門渦街變得不穩(wěn)定，逐漸失去其規(guī)律性和周期性，開始隨機性脫落，隨著雷諾數(shù)的繼續(xù)增大，旋渦脫落的隨機性也逐漸增大，最終形成混亂的回流區(qū)，圓柱背面的尾流為湍流狀態(tài)，而邊界層內(nèi)的流動為層流狀態(tài)。在這個雷諾數(shù)范圍內(nèi)，隨著雷諾數(shù)的增加，圓柱表面的流動分離點逐漸前移，最終分離點可從圓柱背面移動到圓柱迎流面，圓柱的阻力主要是壓力阻力。當Re>3×105時，流動分離點前邊界層由層流狀態(tài)轉(zhuǎn)捩為湍流狀態(tài)，湍流邊界層能夠抵抗較高的逆壓梯度，抑制了流動分離，分離點從圓柱迎流面向下移動到背流面，尾跡區(qū)的寬度變窄，壓差阻力迅速減小。雖然湍流邊界層的摩擦阻力較大，但由于摩擦阻力只占總阻力的一小部分，圓柱的總阻力出現(xiàn)突然下降。通常把阻力下降的點稱為臨界點，臨界點之前的狀態(tài)稱為亞臨界狀態(tài)，臨界點之后的狀態(tài)稱為超臨界狀態(tài)。研究表明，粗糙表面圓柱體的臨界點比光滑表面圓柱體要小得多，因此可通過將物體表面粗糙化來達到減阻的目的，如高爾夫球。當雷諾數(shù)繼續(xù)增大到Re＞3×106，卡門渦街又會自動出現(xiàn)。

2圓柱繞流實驗教學設(shè)備

學者們采用粒子圖像測速（ParticleImageVelocime－try，PIV）等實驗方法[2-3]以及基于大渦模擬（LargeEddySimulation，LES）和直接數(shù)值模擬（DirectNumericalSimu－lation，DNS）的計算流體動力學方法（ComputationalFluidDynamics，CFD）對圓柱繞流進行了詳細研究[4-5]，得到了不同雷諾數(shù)下圓柱繞流流場特性，以及圓柱的阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化特性。但PIV方法實驗設(shè)施昂貴、實驗條件復(fù)雜，而基于LES和DNS的數(shù)值模擬則要求較高的計算資源，均難以在教學中應(yīng)用。目前，針對圓柱繞流在實驗教學中的開展，主要有以下幾種方式。（1）圓柱繞流流線顯示實驗。流線顯示實驗側(cè)重于借助各種流場可視化技術(shù)，例如氣泡法、煙流法、油流法等方法，呈現(xiàn)出圓柱繞流的流線分布、邊界層轉(zhuǎn)捩與分離、旋渦生成與脫落等流動現(xiàn)象。流線顯示實驗的雷諾數(shù)一般較小且調(diào)節(jié)范圍有限。目前的實驗設(shè)備主要針對流場駐點、源、匯等知識點的勢流流譜顯示，以及發(fā)生卡門渦街時圓柱體兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、規(guī)則排列的雙列線渦，一般采用流譜演示儀、流線儀及煙氣流線演示儀等完成演示實驗。（2）圓柱繞流阻力測試實驗。阻力測試實驗側(cè)重于通過壓力計、多管差壓計和壓力傳感器等壓力測量設(shè)備測量流動分離時圓柱表面不同角度的壓強分布特性，觀察流動分離引起的圓柱前后壓強不對稱，以及旋渦生成、脫落過程中圓柱表面壓強分布特性，并通過積分得到圓柱的壓差阻力。實驗的雷諾數(shù)較大，一般采用小型教學風洞或者小型氣動成相關(guān)測量。（3）圓柱繞流虛擬仿真實驗。圓柱繞流現(xiàn)象可利用CFD方法進行數(shù)值模擬而得到，且能借助處理軟件形象呈現(xiàn)出圓柱繞流的流場特性。但數(shù)值模擬過程較為復(fù)雜，要求學生有一定的計算流體動力學基礎(chǔ)和求解相關(guān)問題的經(jīng)驗，不適合在教學中直接應(yīng)用。因此，可借助CFD軟件的二次開發(fā)功能，搭建圓柱繞流虛擬實驗平臺[6]，學生輸入雷諾數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)后，即可直觀獲得數(shù)值模擬的計算結(jié)果，幫助學生分析不同雷諾數(shù)下圓柱繞流的流場分布及旋渦形成的機理。總的來說，目前的圓柱繞流實驗教學一般是針對某一雷諾數(shù)區(qū)域特定流動現(xiàn)象的驗證性實驗，而圓柱繞流隨著雷諾數(shù)的變化會相繼呈現(xiàn)出對稱渦區(qū)、擺動渦區(qū)、卡門渦街，以及附面層分離等現(xiàn)象，目前的實驗方法和內(nèi)容不夠全面，現(xiàn)有實驗設(shè)備無法滿足不同的實驗?zāi)康模欢贑FD方法二次開發(fā)的虛擬仿真實驗中，學生的參與度不夠，且流動現(xiàn)象不如實體實驗生動形象。因此針對雷諾數(shù)范圍內(nèi)的圓柱繞流問題，自主開發(fā)了圓柱繞流實驗設(shè)備，觀測不同雷諾數(shù)下圓柱繞流的流動特征，并測量圓柱表面的壓強分布。

3實驗設(shè)備設(shè)計開發(fā)

3.1工作流體的選擇

目前的圓柱繞流實驗一般選擇空氣或液體作為工作介質(zhì)。采用空氣作為工作介質(zhì)時，無需排水設(shè)施，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)，一般采用煙流法實現(xiàn)流場可視化，并采用壓力傳感器測量圓柱表面的壓強分布。但研究表明，煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的油煙不夠穩(wěn)定，空氣流速調(diào)節(jié)范圍有限，流場可視化效果不夠理想；而且由于空氣的密度較小，圓柱表面的壓強變化也不大，不利于測壓裝置的測量。此外，采用空氣作為工作介質(zhì)時，為保證空氣流動的均勻性等品質(zhì)，實驗一般需采用小型風洞或氣動成，實驗設(shè)備的成本較高，不利于在教學中推廣應(yīng)用。因此本實驗選擇液體作為工作介質(zhì)。

3.2流場可視化及測壓方法

工作介質(zhì)為液體時，常用的流場可視化措施有油流法、染色劑法等，為了實驗簡單方便，選用水作為工作流體，并采用在圓柱前方添加染色劑的方法實現(xiàn)流場可視化。染色劑隨周圍流體一起運動，通過觀測染色劑形態(tài)的演化，可分析圓柱背面發(fā)生的附面層分離和旋渦生成、脫落等現(xiàn)象。流體力學教學實驗中，常用的壓力測量方式有電測式和液柱式，測壓儀器包括壓力傳感器和測壓管、差壓計等，其中壓力傳感器使用較為方便，可實現(xiàn)遠程大范圍測量，而測壓管的精度較高，適用于低壓實驗場所。在圓柱繞流實驗中，圓柱背面的流場本身是非定常的，而壓力傳感器的讀數(shù)一般會在基準值附近漂移，無法分辨旋渦形成和脫落過程中的流場非定常效應(yīng)。因此，選擇采用多管測壓計進行壓力測量。

3.3實驗設(shè)備結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

根據(jù)所確定的工作介質(zhì)、流場可視化方法和壓力測量方案，設(shè)計循環(huán)式圓柱繞流實驗裝置，如圖1所示。實驗裝置由儲水箱、水泵、穩(wěn)壓水箱、示蹤劑、試驗件、測壓計、水槽、集水器和排水管等組件構(gòu)成。實驗過程中，水在水泵的作用下從儲水箱流入穩(wěn)壓水箱中間部分，液面到達額定高度后從左側(cè)溢流并流回儲水箱，同時通過穩(wěn)壓板流入穩(wěn)壓水箱的右側(cè)，水箱中間和右側(cè)部分的液體高度保持不變。水從水箱右側(cè)下方的圓孔勻速流出后進入水槽，并通過穩(wěn)壓板對水流進行整流后流入水槽試驗段。水流流過試件后，再經(jīng)穩(wěn)壓板到達水槽出口段并從水槽底部的出口流出，進入集水器，最后經(jīng)排水管流回儲水箱，構(gòu)成流動循環(huán)。為了清楚地觀察圓柱兩側(cè)旋渦生成、脫落及其相互干擾現(xiàn)象，在試驗件前方兩側(cè)分別布置一個示蹤劑加注口，通過細管連接上方的示蹤劑儲存罐。實驗過程中，在兩個示蹤劑儲存罐中分別加入染色劑，染色劑通過加注口流入到水中，并隨周圍流體一起流過圓柱試件。通過染色劑形態(tài)和位置的演化過程，即可直觀地觀察到圓柱背面發(fā)生的流動分離、旋渦生成和脫落等現(xiàn)象，同時通過觀察不同顏色染色劑的相互摻混，可以分析圓柱兩側(cè)旋渦之間的相關(guān)干擾作用。圓柱試件為中空結(jié)構(gòu)，安裝在水槽的中間位置。為測量圓柱表面的壓強分布，在圓柱表面0°~180°范圍內(nèi)每隔45°布置一個測壓孔，測壓孔通過試件內(nèi)部的軟管連接到測壓計，試件設(shè)計為可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。實驗過程中，記錄多管測壓計中不同測壓管的讀數(shù)，并通過旋轉(zhuǎn)圓柱試件，使圓柱表面的測壓孔指向不同的角度，即可得到圓柱表面的壓強分布。通過觀察圓柱背面壓強的動態(tài)變化，并結(jié)合流場可視化現(xiàn)象，分析旋渦生成和脫落過程中圓柱背面流場兩側(cè)壓強的變化特性。

4實驗效果及改進設(shè)計

4.1實驗效果

按照上述圓柱繞流實驗裝置的整體結(jié)構(gòu)方案、流場可視化方案和壓力測量方案加工各組件，其中試驗臺采用鋁合金結(jié)構(gòu)，儲水箱和排水管采用PVC塑料，穩(wěn)壓水箱、圓柱試件、集水器和水槽的側(cè)壁采用透明亞克力玻璃，水槽底面采用白色亞克力，方便觀察流場中染色劑形態(tài)的變化。將各組件按照整體結(jié)果方案組裝得到了圓柱繞流實驗設(shè)備。實驗結(jié)果表明，水槽中流量較小即流動的雷諾數(shù)較小時，流動較為穩(wěn)定，在圓柱背側(cè)可較為清晰地觀察到流線的分布以及旋渦的生成和脫落等現(xiàn)象，實驗效果明顯，如圖2所示。而在大流量及雷諾數(shù)較大時，圓柱背面的流態(tài)變?yōu)橥牧鳎梢悦黠@觀察到雜亂無章的回流狀態(tài)。在大流量下，多管測壓計中不同測壓管的讀數(shù)有一定的差別，圓柱前后的壓強分布不對稱，表明圓柱背面發(fā)生了嚴重的流動分離現(xiàn)象，并產(chǎn)生了壓差阻力。圖2圓柱繞流實驗流場特性

4.2不足與改進設(shè)計

實驗過程中發(fā)現(xiàn)，本文所設(shè)計的圓柱繞流實驗設(shè)備滿足實驗教學的基本需求，但仍有一定的不足，可通過改進設(shè)計優(yōu)化實驗效果，主要體現(xiàn)在以下方面。（1）大流量下流動不穩(wěn)定。實驗中水從穩(wěn)壓水箱的圓形小孔口中流出進入面積較大的方形水槽，流道形狀和面積的突然變化會在局部產(chǎn)生旋渦，造成流動不穩(wěn)定，影響流場可視化效果。可通過在出口和水槽試驗段之間增加過渡段，改善流動品質(zhì)。（2）圓柱表面壓差顯示效果不夠明顯。采用多管測壓計進行壓強測量時，圓柱表面的壓強用液柱高度來表示，由于水的密度較大，在流量不大時，測壓計中的液柱高度差并不大，讀數(shù)不精確。為了方便讀數(shù)與觀察，可采用微壓計放大讀數(shù)，改善實驗效果。

5結(jié)束語

針對圓柱繞流在工程流體力學課程教學中的重要性以及現(xiàn)有實驗設(shè)備不能滿足教學需求的問題，設(shè)計了圓柱繞流實驗裝置，通過在圓柱兩側(cè)添加不同顏色的染色劑觀察圓柱繞流的流態(tài)，并利用多管測壓計測量圓柱表面的壓強。結(jié)果表明，實驗裝置實現(xiàn)了設(shè)計目標，但仍存在一些不足，可通過優(yōu)化流道和采用微壓計改善實驗效果。

參考文獻：

[1]劉宏升，孫文策.工程流體力學[M].大連：大連理工大學出版社，2015.

[2]余英俊，胡曉，石小濤，等.基于簡易PIV的圓柱繞流壓力場重構(gòu)[J].長江科學院院報，2019，36（6）：42-48+53.

[3]張文杰，馬國印，魏新利.圓柱繞流的數(shù)值模擬與PIV測試研究[J].河南化工，2007（5）：27-29.

[4]郝樂，陳龍，倪明玖.流向磁場作用

下圓柱繞流的直接數(shù)值模擬[J].力學學報，2020，52（6）：1645-1654.

[5]閔強利.基于LES方法的三維瞬態(tài)圓柱繞流模擬[J].水雷戰(zhàn)與艦船防護，2010，18（4）：28-31+36.

第7篇：流體力學的重要性范文

論文摘要：以培養(yǎng)熱能動力類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為目標，以“研究性教學”理念為引導(dǎo)，整合技術(shù)基礎(chǔ)課教學資源，加強教學團隊建設(shè)，按照“拓寬基礎(chǔ)、注重實踐、注重創(chuàng)新”的思路全面改革課程體系和教學內(nèi)容、方法、手段，優(yōu)化培養(yǎng)過程，實現(xiàn)科研與教學結(jié)合，技術(shù)基礎(chǔ)課程教學與創(chuàng)新研修課程教學和大學生科技創(chuàng)新指導(dǎo)相結(jié)合，進一步增多實踐性教學環(huán)節(jié)加強對學生科研能力的培養(yǎng)，在實踐中取得較好的效果。

高等教育肩負著培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的重要使命。為適應(yīng)我國經(jīng)濟社會的快速、健康和可持續(xù)發(fā)展，全面貫徹落實科學發(fā)展觀，教育部先后實施了“本科教學工作水平評估”和“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”等重大舉措，以期深化高等學校教學改革，提高人才培養(yǎng)的能力和水平，更好地滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的需要。哈爾濱工業(yè)大學以此為契機，全校范圍開展教育思想大討論和相關(guān)專題研討會，進一步理清了學校精英教育的辦學指導(dǎo)思想和目標定位，通過構(gòu)建通識教育與專業(yè)教育相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，面向國家與社會需求，培養(yǎng)“研究型、個性化、精英式”且具有國際競爭力的高素質(zhì)人才。

哈爾濱工業(yè)大學能源學院教學工作具有優(yōu)良的傳統(tǒng)，主要沿襲了原蘇聯(lián)的教學模式，培養(yǎng)了一大批各領(lǐng)域的杰出人才，培養(yǎng)的學生基礎(chǔ)扎實、動手能力強。但學院原有的培養(yǎng)模式的教學效果同學校確立的“研究型、個性化、精英式”培養(yǎng)目標的要求還有差距。傳統(tǒng)教學方式是以知識的傳授為中心的，教師傳授的知識按形式邏輯演繹法的要求構(gòu)建成簡明的知識體系，[1]沒有體現(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)、理論形成的過程，人類在科學發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明和工程應(yīng)用中許多巧妙的思維被淹沒在繁雜的理論知識中，不利于學生能力培養(yǎng)。開展“研究性教學”、培養(yǎng)學生科研能力和創(chuàng)新能力是教學改革的方向。[2]技術(shù)基礎(chǔ)課是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間承前啟后的橋梁與紐帶，在學生專業(yè)能力培養(yǎng)方面具有重要作用，技術(shù)基礎(chǔ)課的學生覆蓋面廣，教學改革能使更多學生受益。

一、確立研究性教學理念，明確基礎(chǔ)課教學目標

研究性教學應(yīng)成為現(xiàn)代教學理念的構(gòu)成要素，它是對傳統(tǒng)的傳遞式——被動接受式的教育理念的革新。研究性教學和學習的實踐要求把“答案”變成“問題”，進而在對“問題”的追問中建構(gòu)教學和學習的方法。研究性教學和學習越來越受到廣大教師和學生的重視。[2]“組織工程流體力學”、“傳熱學”、“燃燒學”、“工程熱力學”等技術(shù)基礎(chǔ)課程的任課教師成立教學改革團隊，針對性地開展教育思想和理念的討論，以“研究性教學”理念為引導(dǎo)，按照“拓寬基礎(chǔ)、注重實踐、注重創(chuàng)新”的思路改革課程體系和教學內(nèi)容、方法、手段，優(yōu)化培養(yǎng)過程，在普遍提高學生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，為學有余力的學生的個性化發(fā)展提供了“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)精英式培養(yǎng)，取得較好的效果。

圍繞學校“研究型、個性化、精英式”的培養(yǎng)目標，進一步明確熱能動力類本科生專業(yè)知識、專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標。在繼承哈爾濱工業(yè)大學熱能動力類專業(yè)教學優(yōu)良傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展先進教育教學理念學習研究，完成了省級教改項目三項。積極實踐“研究性教學”的理念，培養(yǎng)熱能動力類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

二、加強教學團隊建設(shè)，注重對青年教師的培養(yǎng)

1.搭建技術(shù)基礎(chǔ)課任課教師交流平臺

過去熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程的任課教師分屬不同的專業(yè)方向，承擔各自的技術(shù)基礎(chǔ)課程教學工作，交流很少。課題組成立后，建立了教學例會制度，課題組成員定期交流，討論技術(shù)基礎(chǔ)課的教育教學理念；分析技術(shù)基礎(chǔ)課程之間的聯(lián)系，優(yōu)化教學內(nèi)容，實現(xiàn)課程間的融會貫通、資源共享，為后續(xù)課程體系改革提供了前提條件；通過觀摩名師教學錄像、總結(jié)教學經(jīng)驗、討論教學的難點、疑點，提高了教學團隊整體的教學水平。2009年，熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程教學團隊被評為國家級教學團隊。

2.落實青年教師導(dǎo)師制

建立、完善了青年教師導(dǎo)師制度，為每位青年教師配備一名教學經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師，通過教學示范和課堂點評等環(huán)節(jié)，青年教師教學水平迅速提高。教學團隊40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎，在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。

三、開展全方位課程建設(shè)，改進教學內(nèi)容、方法和手段

1.改進教學內(nèi)容

熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程原有的教學內(nèi)容相對陳舊，沒有突出對學生的專業(yè)能力的培養(yǎng)。按照專業(yè)發(fā)展需要和學科自身的科學性、系統(tǒng)性、完整性，逐步優(yōu)化教學內(nèi)容。借鑒了國際一流大學的相關(guān)教學教材，對原有教材進行修訂補充，增加了本領(lǐng)域科學和技術(shù)的最新發(fā)展和熱門問題。同時，堅持教學與科研的有機結(jié)合，在授課過程中穿插授課教師的科研經(jīng)歷，一方面使授課內(nèi)容更為生動，另一方面也向?qū)W生們展現(xiàn)了專業(yè)未來前景，提高了學生學習的動力。

2.改革教學方法

針對技術(shù)基礎(chǔ)課傳統(tǒng)教學模式在學生創(chuàng)新能力和工程能力培養(yǎng)方面的局限性，在教學中進行一系列漸進式改革。逐步摒棄“照本宣科”、“灌輸式”教學模式，根據(jù)課程和教學內(nèi)容特點，靈活運用“啟發(fā)式”、“案例式”、“探索式”等多種教學方法。將教學內(nèi)容、教學媒體、教師活動、學生活動等課堂教學要素有機組織起來，發(fā)揮整體的最大效能。教學以“培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力，為專業(yè)課程打基礎(chǔ)”為原則，將理論學習與實踐訓(xùn)練有機地結(jié)合起來，強調(diào)學生通過主動探求問題解決的途徑和方法，激發(fā)學生的學習興趣，鼓勵學生大膽提問、積極發(fā)言，促進師生互動，努力實現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，學生為主體的新型教學模式。

靈活運用啟發(fā)式教學方法，通過讓學生從事類似于科學家發(fā)現(xiàn)真理的學習活動，調(diào)動其學習的主動性和積極性，掌握學習理論與發(fā)現(xiàn)問題的方法。例如筆者在流體力學教學的流動阻力及能量損失這一章教學中，不但講解了教科書中要求學生掌握的知識，而且還收集了大量的史實資料，例如把雷諾、普朗特、尼古拉茲等科學家當時研究的思路、考慮問題的方法以及研究方式的特點介紹給學生，并讓學生自己模擬或重現(xiàn)當時的發(fā)現(xiàn)過程，讓學生學習和體會一下科學家創(chuàng)造性工作的過程。

嘗試將專利分析引入技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學，從公開的發(fā)明專利細節(jié)中，分析其理論基礎(chǔ)和發(fā)明人的創(chuàng)新思想及技術(shù)創(chuàng)新的一般規(guī)律。發(fā)明專利具有實用性，具有在工業(yè)上應(yīng)用的可能性，要解決的是工程實際問題。[3]對發(fā)明專利的分析是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和工程能力的有效方法。

教學過程注重基本理論在專業(yè)中的應(yīng)用，學生參與程度高，積極配合，課堂教學氣氛活躍，互動效果好。

3.采用傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合

在教學過程中，筆者越來越感到傳統(tǒng)的教學方法和多媒體技術(shù)相結(jié)合對于提高教學質(zhì)量的重要性。研制的技術(shù)基礎(chǔ)課的CAI課件集文字、圖片、動畫、錄像、聲音于一體，充分應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)和多媒體教學的優(yōu)點，使教學方法多樣化、現(xiàn)代化，改變了傳統(tǒng)的“黑板＋粉筆”的單一模式。流體力學CAI使抽象的流體力學概念與理論形象化、具體化。例如：流線的定義——流線是表示某一瞬時流體各點趨勢的曲線，曲線上任一點的切線方向與該點的流速方向相重合。傳統(tǒng)模式無法形象地表現(xiàn)出抽象的概念，用多媒體技術(shù)來顯示流線，結(jié)果一目了然。這些方法彌補了傳統(tǒng)教學在時間、空間等方面的不足，特別是在調(diào)整教學計劃，壓縮教學學時的改革中，它是解決教學內(nèi)容多與教學時數(shù)少這一矛盾的有效途徑之一。變靜為動，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。省時省力，使教學化難為易，增加工程或?qū)嵺`實例，施行理論與實踐并重的教學方法，使教學效果明顯提高。

授課采用多媒體形式，幻燈片形象、生動、內(nèi)容豐富但不繁雜，結(jié)合CAI課件講述，思路更加清晰，遇到相對復(fù)雜的問題，又以板書體現(xiàn)，板書結(jié)構(gòu)清楚，讓學生能夠深刻理解所講述的內(nèi)容。學生認真聽課、認真做好筆記，積極配合教師。將多媒體技術(shù)的運用與傳統(tǒng)教學手段、教學形式的改革統(tǒng)一起來，取得較好的教學效果。

4.改革課程考核方式，突出能力考察，推行累加式考試

革新傳統(tǒng)的考試模式，借鑒歐美大學的考核目標、考試方法與考試思路，結(jié)合熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程特點，深化考核內(nèi)容和考試方式改革。全面采用累加式考試方法，以綜合評價與過程評價為主，考試手段多樣，不僅限于筆試，根據(jù)課程情況，采用閉卷考試、開卷考試、課堂討論、平時作業(yè)、階段測試、課程設(shè)計、計算機編程、課程報告、專業(yè)外語資料閱讀、長摘要撰寫、實驗等多種形式，全面考察和評價學生對所學知識的綜合運用和解決實際問題的能力，充分挖掘課程的教學深度和廣度，從而培養(yǎng)學生運用所學知識解決問題的能力，考察學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。通過考試方法改革，改變過去期末一張考卷定成績的做法。實踐表明，考試方法改革對提高學生出勤率、促進學生聽講和培養(yǎng)專業(yè)能力都是有益處的。

四、注重實踐環(huán)節(jié)，提高學生科研實踐能力和創(chuàng)新能力

1.整合實踐教學資源，建立開放式實驗平臺

實驗教學是書本知識與工程實際相結(jié)合的重要紐帶，是培養(yǎng)學生獨立工作能力、解決工程問題的綜合能力、自主創(chuàng)新能力的主要途徑，對提高本科教學質(zhì)量起著十分關(guān)鍵的作用。通過成立學院實驗教學中心，整合學院原有的技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗教學資源，構(gòu)建了相互配套、資源共享、類別層次清晰、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、充滿活力的實驗教學管理新體系。強化實驗教學建設(shè)，部分知識完全通過實驗來認識和學習，實驗教學突出對學生實驗操作技能和學生動手能力的培養(yǎng)，技術(shù)基礎(chǔ)課任課教師參與開發(fā)引進了多個新實驗項目和實驗裝置，增加設(shè)計性試驗，開闊學生視野，啟迪思維，提高了學生的創(chuàng)新意識和動手能力。與研究所共建科技創(chuàng)新實驗室，為本科生科技創(chuàng)新提供實驗平臺。

2.技術(shù)基礎(chǔ)課教學與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，實現(xiàn)精英式培養(yǎng)

由于授課學時等因素限制，技術(shù)基礎(chǔ)課的研究性教學效果受到制約。所以筆者認為應(yīng)以學生科研能力培養(yǎng)為主線，統(tǒng)籌規(guī)劃研究性教學的教學環(huán)節(jié)，將技術(shù)基礎(chǔ)課教學與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，在教師相對穩(wěn)定的科研方向上，將科研項目內(nèi)容引入教學，教師將科研成果與所講授內(nèi)容有機結(jié)合，理論聯(lián)系實際，能夠激發(fā)學生的興趣，活躍學生的思維，提高學生分析問題、解決問題的能力。學生通過參與科研項目，加深對專業(yè)基礎(chǔ)課知識和理論的理解，科研能力和創(chuàng)新能力得到顯著提高。

五、教學改革效果

以“研究性教學”理念為引導(dǎo)，開展教學團隊建設(shè)和課程建設(shè)，效果顯著。熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程教學團隊被評為國家級教學團隊，教學團隊的青年教師成為教學骨干，40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎，在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。“工程流體力學”、“傳熱學”課程被評為國家精品課程、“燃燒學”課程評為黑龍江省精品課程，“工程熱力學”課程被評為哈爾濱工業(yè)大學優(yōu)秀課程。完成黑龍江省新世紀教學改革項目三項，以上教學成果實現(xiàn)網(wǎng)上共享。

本課題提出的熱能動力類技術(shù)基礎(chǔ)課程創(chuàng)新教學模式，經(jīng)過多年實踐，在對學生科研能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了很好的效果，指導(dǎo)本科生多次在國家級和校級科技競賽獲獎。本科生參與申請發(fā)明專利，并在核心以上專業(yè)期刊。

六、結(jié)語

在“研究性教學”理念引導(dǎo)下，整合技術(shù)基礎(chǔ)課教學資源，教學團隊成員分布于不同專業(yè)方向，相互間的研討和交流促進了教學理念和教學水平的提升，全方位改革課程內(nèi)容、教學方法、教學手段，將教學和科研、技術(shù)基礎(chǔ)課教學與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，實現(xiàn)多元化專業(yè)教育和精英式培養(yǎng)。

參考文獻

[1]于歆杰，陸文娟，王樹民.專業(yè)基礎(chǔ)課中的研究型教學——清華大學電路原理課案例研究[J].高等工程教育研究，2006，（1）：118-121.

第8篇：流體力學的重要性范文

關(guān)鍵詞：牛頓-萊布尼茨公式；拉普拉斯變換；分部積分法

Abstract：In this paper，an overview of the relevant contents of higher mathematics and engineering mathematics，this paper expounds the importance of both in practical application ，and through a simple example to illustrate the relation and distinction between ，and further proved the existence significance.

Key Words：Newtow leibniz formula；Laplace transform；division of integral method

中圖分類號：G648文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2015）01-0023-01

1.高等數(shù)學與微積分

高等數(shù)學有著其特殊的位置，它既是一個專門的領(lǐng)域，又為其他領(lǐng)域提供科學的指導(dǎo)工具，而高等數(shù)學的核心內(nèi)容是微積分。其一，微分的思想是微分學的基本思想方法之一，即在局部范圍內(nèi)用線性函數(shù)近似代替非線性函數(shù)，在幾何上就是用直線代替曲線，這種思想在工程問題中經(jīng)常被采用。微積分以簡潔的方式將最值問題、曲線的切線問題、曲線長度及曲面面積問題歸納在一起，因此，微積分對解決實際問題是十分重要的。如已知物體運動的路程與時間的函數(shù)關(guān)系，求速度和加速度，在實際生活中可以判斷汽車是否超速等。其二，積分也是高等數(shù)學的重要內(nèi)容，是科研領(lǐng)域中重要的數(shù)學工具。積分包括不定積分和定積分：不定積分的解題方法有第一類換元法即湊微分，第二類換元法如三角代換、倒代換，分部積分法，有理函數(shù)的積分，其中分部積分法應(yīng)用非常廣泛。定積分的定義是由曲邊梯形的面積引出的，先對曲邊梯形進行分割，再近似替代，最后求和取極限，應(yīng)用了有限與無限的思想。

牛頓-萊布尼茨公式是聯(lián)系微分和積分的紐帶，因為微分與積分共處于牛頓-萊布尼茨公式之中，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。原函數(shù)求微分轉(zhuǎn)化為導(dǎo)函數(shù)，導(dǎo)函數(shù)求積分轉(zhuǎn)化為原函數(shù)。微積分在實際工程中的應(yīng)用非常廣泛，因此學好它是有必要的。

2.工程數(shù)學中的復(fù)變函數(shù)與積分變換

工程數(shù)學是在高等數(shù)學的基礎(chǔ)上的知識延伸，也是更深入的研究，注重實用，它是工科學生處理工程中常見問題的理論工具，對解決實際問題有很大的貢獻。

工程數(shù)學比高等數(shù)學較難理解一些，范圍更寬一些，不同的專業(yè)側(cè)重點不同，例如電子專業(yè)主要學習復(fù)變函數(shù)和積分變換。工程數(shù)學在工程應(yīng)用方面涉及理論力學、材料力學、流體力學、彈性力學、電工學等領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容，被廣泛的應(yīng)用于自然科學、社會科學和工程技術(shù)中。

復(fù)變函數(shù)是以復(fù)數(shù)作為自變量的函數(shù)，它的許多理論和概念是由實數(shù)域拓展到復(fù)數(shù)域的。復(fù)變函數(shù)在實際中的應(yīng)用很廣泛，如解決流體力學、熱學、電磁學、彈性理論中的平面問題等。它作為工程數(shù)學的重要分支之一，對解決實際問題有著重要的意義。在學習過程中，可以借助高數(shù)中的極限思想、連續(xù)和可導(dǎo)定義、初等函數(shù)、格林公式、定積分和曲線積分問題、實數(shù)域數(shù)項級數(shù)等知識，通過對比進行學習。在對比的過程中，通過比較二者的相同點和不同之處，可以加深同學對知識點的理解，使同學能更好地對知識點加以應(yīng)用，進而提升學生的學習興趣。積分變換是一種非常有用的數(shù)學工具，其中傅里葉變換、拉普拉斯變換最重要，應(yīng)用較為廣泛的有梅林變換和漢克爾變換。積分變換可以把微分方程變?yōu)槌醯确匠蹋蠼夥奖恪?/p>

3.二者的區(qū)別與聯(lián)系

復(fù)變函數(shù)和積分變換是工程數(shù)學的重要分支，下面比較一下與高等數(shù)學的區(qū)別和聯(lián)系。

3.1聯(lián)系。

3.1.1與復(fù)變函數(shù)的簡單聯(lián)系。

（1）復(fù)變函數(shù)中導(dǎo)數(shù)的定義與實變函數(shù)中導(dǎo)數(shù)的定義在形式上完全相同，且復(fù)變函數(shù)中的極限運算法則也和實變函數(shù)中的一樣，因而實變函數(shù)中的求導(dǎo)法則可以推廣到復(fù)變函數(shù)中；

（2）把高等數(shù)學中三角函數(shù)、雙曲函數(shù)、反三角函數(shù)、反雙曲函數(shù)的定義推廣到自變量為復(fù)數(shù)，如 ；chz=ez+e-z2；shz=ez-e-z2當z為實數(shù)x時，顯然它們與高等數(shù)學中的定義完全一致；

（3）對于復(fù)數(shù)而言，歐拉公式仍然成立eiz=cosz+isinz；

（4）復(fù)變函數(shù)中的柯西-古薩基本定理、復(fù)合閉路基本定理、高階導(dǎo)公式都是依據(jù)格林公式推導(dǎo)而來的，因此，復(fù)變函數(shù)與高等數(shù)學密不可分；

（5）P級數(shù)判別法、調(diào)和級數(shù)、交錯級數(shù)在復(fù)變函數(shù)中同樣適用。

3.1.2與積分變換的簡單聯(lián)系。在高等數(shù)學學習中，定積分的背景和幾何意義不容易掌握，有時積分區(qū)間和被積函數(shù)復(fù)雜，使一個定積分的求解要花費很長時間，如果我們利用積分變換中的拉普拉斯變換的思想去解決這些問題就會很快、很簡單。

如 ，在利用數(shù)學方法時，需要反復(fù)使用分部積分法，計算起來十分復(fù)雜，容易出錯，利用拉普拉斯變換計算出的結(jié)果與高等數(shù)學方法計算出的結(jié)果相同，但相比之下計算過程要簡單很多。

4.學習工程數(shù)學和高等數(shù)學的意義

學習高等數(shù)學能夠訓(xùn)練學生在數(shù)學上的邏輯性和嚴密性，使學生具有運用邏輯關(guān)系領(lǐng)悟抽象事物的能力。工程數(shù)學偏重于工程應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于自然科學、農(nóng)業(yè)科學、工業(yè)與技術(shù)科學等方面，對于實際生活與生產(chǎn)有著重要的意義。通過對高等數(shù)學和工程數(shù)學知識的學習，學生可以學會如何建立數(shù)學模型并求解，從而更好地解決實際需求問題。近些年，工程數(shù)學和高等數(shù)學的相關(guān)知識對加強經(jīng)濟競爭力也有重大意義，此外，工程數(shù)學和高等數(shù)學也迅速應(yīng)用于一些新型領(lǐng)域之中，如人口、地質(zhì)、生態(tài)問題等，為人們的生活帶來了新的便利條件。

參考文獻：

[1]高等數(shù)學上冊.同濟大學數(shù)學系編.-第六版.北京：高等教育出版社，2007.6

[2]高等數(shù)學下冊.同濟大學數(shù)學系編.-第六版.北京：高等教育出版社，2007.6

[3]工程數(shù)學解析：數(shù)學在力學中的應(yīng)用.陳和等譯.-上海：同濟大學出版社，2002.10

[4]工程數(shù)學：復(fù)變函數(shù)/陸慶樂主編；王綿森編.-4版.-北京：高等教育出版社，1996（2003重印）

[5]張元林編工程數(shù)學《積分變換》高等教育出版社，第四版

第9篇：流體力學的重要性范文

Abstract As the core basic course of undergraduate mechanical engineering， fluid transmission plays a key role in the training of mechanical engineering talents. According to the drawbacks of the traditional teaching of fluid transmission course teaching method， the teaching model based on the classical ADDIE design， explore the feasibility study on the teaching mode used in the course of fluid transmission teaching， students learning initiative and improve teaching efficiency.

Keywords fluid transmission teaching； ADDIE instructional design model； bisection classroom

0 引言

在高校本科?C械類專業(yè)人才的培養(yǎng)中，流體傳動作為一門專業(yè)核心基礎(chǔ)課，在機械專業(yè)的課程體系中占有重要地位。隨著本科教學課程體系改革的不斷深化，流體傳動課程的教學內(nèi)容、要求、目標也不斷地優(yōu)化和提高。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和其它新媒體等新興的傳播方式逐漸成為本科學生獲得知識信息的新渠道，并且具有多元化、個性化、快速性和廣泛性等特點。相比之下，傳統(tǒng)教師講授式的授課方式越發(fā)枯燥乏味，學生聽課的認真度下降嚴重，并隨之暴露出越來越多的問題。教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》[1]中指出，要求本科教學在信息技術(shù)與教育深度融合的基礎(chǔ)上，建立新型信息化教學環(huán)境，優(yōu)化教育模式，推動教學改革。結(jié)合本科流體傳動課程教學的特點，如何提高學生學習課程的積極主動性，實現(xiàn)學生的個性化學習，并在較短的課時內(nèi)讓學生能夠掌握更多內(nèi)容，是目前流體傳動教師開展教學工作關(guān)注的焦點。本文基于經(jīng)典的ADDIE系統(tǒng)教學設(shè)計模型，開展新型“對分課堂”授課方式在流體傳動課程教學中的應(yīng)用探索研究。

1 本科流體傳動課程教學特點

本科流體傳動課程的教學內(nèi)容綜合了流體力學、液壓及氣動技術(shù)專業(yè)知識，其教學目標旨在，通過本課程的教學使得學生掌握流體力學基礎(chǔ)理論知識、液壓及氣壓傳動的基本工作原理和應(yīng)用。[2，3]作為專業(yè)核心基礎(chǔ)課，學好流體傳動課程對幫助學生針對機械工程問題選擇、建立有效模型，并進行正確地論證和求解，有著重要意義。在傳統(tǒng)的流體傳動教學模式中，多采用以教師為中心的講授式教學模式。然而，隨著多媒體技術(shù)興起，學生獲取知識的渠道呈多元化發(fā)展趨勢，在多樣性、有趣性等上是傳統(tǒng)教學模式無法比擬的。傳統(tǒng)教學模式存在以下問題：

（1）多節(jié)連續(xù)的授課方式無法令學生保持長時間的注意力，灌輸?shù)慕虒W內(nèi)容也難以令學生全部接受，課堂學習效率低。

（2）由于教學方案變更需要較長的時間周期，無法及時引進其他優(yōu)秀的教科書，難以實現(xiàn)教學材料的多元化呈現(xiàn)，導(dǎo)致授課教材陳舊，與學科前沿內(nèi)容脫節(jié)。

（3）教師課上授課與學生課后學習之間脫節(jié)嚴重，學生普遍反映很多知識還沒有掌握好就要開始新內(nèi)容的學習，課堂學習效果差。

在現(xiàn)階段本科教育中，最重要的一點就是對學生創(chuàng)新思維和探索精神的培養(yǎng)，然而傳統(tǒng)的以教師為導(dǎo)向的教學模式已無法滿足這一教學需求。為此，我們基于經(jīng)典的ADDIE教學設(shè)計模型，以學生為導(dǎo)向，開展“對分課堂”教學模式在流體傳動課程教學中的探索研究，力求提高學生學習課程的積極主動性以及創(chuàng)新思維，在較短的課時內(nèi)讓學生能夠掌握更多的課程內(nèi)容。

2 基于ADDIE模型的流體傳動教學對分課堂設(shè)計

2.1 ADDIE教學設(shè)計模型

ADDIE[4]教學設(shè)計模型是一種用以引導(dǎo)系統(tǒng)化教學設(shè)計的經(jīng)典模式，ADDIE代表了教學設(shè)計系統(tǒng)的“分析（Analysis）”、“設(shè)計（Design）”、“開發(fā)（Development）”、“實施（Implementation）”、“評價（Evaluation）”五個階段，如圖1，各個階段工作主要有：

分析階段是指在教學設(shè)計的初期，對學習需求、學習者特征以及學習內(nèi)容等的分析，確保教學設(shè)計內(nèi)容能夠滿足各層面的需求。

設(shè)計階段是指課程目標、教學策略、教學流程等的設(shè)計，確保教學設(shè)計內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性。

開發(fā)階段是指利用信息技術(shù)制作教學內(nèi)容所需的配套多媒體，確保課程系統(tǒng)能夠配合教學實踐環(huán)境。

實施階段是指課程的實踐以及教學過程的推進，確保課程系統(tǒng)能夠配合教學實踐。

評價階段是指通過反饋對課程設(shè)計進行修正，并判定課程設(shè)計的價值，促進教師總結(jié)和反思，包括形成性評價和總結(jié)性評價。

通過上述我們知道，ADDIE模型是一個全面、系統(tǒng)的教學設(shè)計模式，具有多重評價反饋體系、清晰的學習目標以及精確架構(gòu)的內(nèi)容。

2.2 基于ADDIE教學模型的流體傳動教學對分課堂設(shè)計

在網(wǎng)絡(luò)和多媒體的沖擊下，以傳統(tǒng)教學模式授課的高校教師，耗費大量時間和精力對課堂內(nèi)容進行了精心的準備，但在課堂上卻受到學生的冷遇，未能達到預(yù)期的授課效果。這種教學模式下，學生學習課程的積極性差，教學效果不佳。復(fù)旦大學張學新[5]于2014年提出了“對分課堂”的課堂教學改革模式，這種課堂授課模式聯(lián)合了傳統(tǒng)的講授式課堂和新興的討論式課堂，通過將課堂講授和師生討論的時間錯開，留給學生充分的自主安排學習時間，提高了學生主動學習的意識。基于ADDIE教學設(shè)計模型的五個階段，我們開展了“對分課堂”教學模式在流體傳動課程教學中的應(yīng)用研究，如圖 2所示。

圍繞流體傳動課程教學內(nèi)容，將流體傳動課程內(nèi)容拆分為模塊化的知識小單元，便于對分課堂教學模式的開展。基于ADDIE教學設(shè)計模型，在每次對分課堂上將每個知識單元依次劃分為講授、吸收和討論三個環(huán)節(jié)：

講授階段，作為當次知識單元的首節(jié)課，由教師主導(dǎo)對學習內(nèi)容進行學習重點和難點的框架式講解，如學習目標、章節(jié)邏輯關(guān)系等，并對本部分學習內(nèi)容的學習方法進行引導(dǎo)性的介紹；

吸收階段，設(shè)定在課堂外由學生自由開展，與講授階段有一段時間間隔（通常是隔堂或隔周），該階段由學生自主完成個性化的學習投入，并?ψ饕敵問講蛔齬潭ㄒ?求，以期給學生以具有開放性、選擇性、梯度性的學習任務(wù)，在吸收的過程中，促使學生完成對學習內(nèi)容的反思；

討論階段在當次學習單元的第二次課上開展，包括兩部分內(nèi)容，前部分通過學生自由討論，交流自學成果與互助答疑，隨后由老師集中進行疑難解答，將學生可能遺漏的、需要深化的內(nèi)容進行總結(jié)和講解；后部分則繼續(xù)開展下個學習單元的講授階段，依次類推。

考試作為教學成效的重要檢驗手段，對實現(xiàn)課程教學的閉環(huán)組織有著關(guān)鍵的反饋作用。在基于“對分課堂”的流體傳動課程教學中，由于教學模式改變導(dǎo)致學生的學習方式發(fā)生改變，傳統(tǒng)的“一卷定全程”考核形式已無法體現(xiàn)教學評價，需要對考核方式做相應(yīng)的調(diào)整。為了體現(xiàn)流體傳動課程學習中的過程性評價，基于ADDIE教學設(shè)計模型的對分課堂授課方式增加了平時成績的比重，包括學生在吸收階段的學習報告質(zhì)量、討論階段的課堂表現(xiàn)成績等。通過教師引導(dǎo)講授與學生自主學習相結(jié)合，培養(yǎng)學生的團隊意識和自主學習能力，使得流體傳動專業(yè)學生能夠建立本專業(yè)所需的知識體系，并開闊專業(yè)眼界，提高學生的工程創(chuàng)新意識。