流體力學的知識點精選(九篇)

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第1篇：流體力學的知識點范文

關鍵詞：工程流體力學；動量方程；科研能力培養

作者簡介：韋魯濱（1962-），男，江蘇揚州人，中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院，教授；曾鳴（1957-），男，重慶人，中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院，教授。（北京 100083）

基金項目：本文系中國礦業大學（北京）課程建設與教學改革項目（項目編號：K120304）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0085-01

“工程流體力學”涉及數學、力學、物理學內容和必要的工程背景。作為礦物加工、化工等學科的專業基礎課，“工程流體力學”課程理論性強、概念多、公式煩雜、工程應用廣，對學生綜合運用知識和聯系實際的能力要求較高，是后續專業課程學習、科學研究和工程應用的重要基礎。因此，教師在傳授課程知識點的同時，更要注重學生學習、綜合運用以及科研實踐能力的培養。

一、注重課程導論，激發求知興趣

“工程流體力學”學時少、任務重，教師講授課程導論時要確保學生在對課程有整體認識的基礎上，激發他們對課程的求知欲望和學習興趣，豐富學生的想象力。流體力學是研究流體運動及其作用的學科，從數學的角度看，流體力學是對有解方程在不同定解條件下的求解；從美學的角度看，流體力學將變化萬千的流體世界，按照相對簡單的數學規律給予描述，體現了客觀世界的內在美與和諧；從物理和工程的角度看，流體力學是一個由一般到特殊，再由特殊到一般的過程，即對現實問題進行簡化，提出方程并構造定解條件，應用實驗法、解析法和數值模擬法等手段去尋求問題的答案，再回到所設定問題，根據所解的特定問題尋找帶有普遍性的規律，從而指導進一步研究和實踐的過程。這樣的講授能使學生從不同角度理解流體力學的美與價值。

引入學生感興趣和當今工程領域的熱點問題，分析流體力學知識在其中的應用。如運載火箭整流罩形狀變化對火箭飛行過程的作用；鯊魚皮泳衣對運動員游泳速度的影響等。通過相關問題的討論，學生了解學習這門課以后，能夠運用所學的相關知識解決實際生活和工程實踐中的問題，從而增強學生發現問題與解決問題的能力，調動起學生學習的主動性與積極性。

二、注重深入淺出，促進消化吸收

“工程流體力學”的講授過程要求內容深入淺出、淺顯易懂，由靜力學到動力學，由理想流體到粘性流體。學生在對簡單知識充分了解和掌握的基礎上能夠更容易接受相關的擴展和推廣的知識點。以恒定不可壓縮流體的動量方程為例，具體說明深入淺出的授課過程：將問題簡化，給出限定條件，即在恒定漸變流的過水斷面上列方程；由動力守恒的角度給出質點系的動量方程；假設將流體看成系統，利用拉格朗日觀點解釋；結合不可壓縮流體連續性方程得出：

（1）

其歐拉觀點的物理解釋為，作用于控制體上的合力等于單位時間流出控制體的動量減去流入控制體的動量；由物理解釋可知其在漸變流過水斷面，速度分布不均勻的情況下仍然成立；由恒定不可壓縮流體總流動量方程對任意封閉管面的控制體均成立，可進一步推廣為雷諾輸運方程：

（2）

其中，P為任何物理量。

上述循序漸進的過程表明，先對問題進行適當簡化，后逐漸由淺入深、層層推進，有助于學生對較難知識點的接收、理解和掌握。

三、注重物理解釋，加強理解記憶

“工程流體力學”涉及的數學公式較多，授課過程中若過分強調數學推導會使得學生提不起興趣且難于理解和記憶，注重相關公式的物理解釋可以加強學生對公式的理解程度，便于記憶和應用。如，理想流體恒定元流的伯努利方程一般給出的是歐拉描述法解釋，還可給出更為直觀的拉格朗日描述法解釋：重力作用下的恒定不可壓縮理想流體，給定質點的機械能在流動過程中保持不變。

例如，“工程流體力學”中經常涉及的隨體導數運算符號，除了解釋位移加速度和當地加速度之外，還應將隨體導數的應用范圍自然延伸，拓展后的物理意義為：追蹤觀察場中的某一流體質點，單位時間內該質點的物理量在流動過程中的變化。隨體導數物理意義可用于不可壓縮流體連續性方程的導出，糾正了不可壓縮流體密度為常數的錯誤認識。綜上所述，物理解釋無論是對學生理解概念和公式，還是對知識的進一步應用都具有較大促進作用。

四、注重詳略得當，掌握重點知識

“工程流體力學”涉及范圍廣，知識點多，若面面俱到地將教材內容一并灌輸給學生，會增加他們的學習負擔，很難達到很好的教學效果。因此，要在整個教學過程中貫穿“少而精”的原則，對于那些學生已經學過或能夠自學理解的內容安排課下自學，對于專業不相關的內容進行適當刪減；要重點突出、究其實質，詳略對比，使學生能夠由此及彼，觸類旁通。例如，《工程

流體力學》教材中密度、浮力、壓力等知識點在普通物理的課程中已經有所涉及，完全可以安排學生自學；而流體運動的連續性方程、伯努利方程和動量方程作為研究流體運動的核心內容則需要多花精力，詳細講解。在學生已掌握核心內容基礎上，知識點的進一步擴展和延伸可以通過對比方式給出，省去復雜的推導過程，使學生遇到相關問題時直接應用即可。例如，動量矩方程可以確定運動流體與邊界之間的作用力位置，在介紹動量矩方程時可以簡單地與動量方程對比得出，而無需進行過程推演，進而可知恒定不可壓縮流體的動量矩方程，其物理意義為：

（3）

合力矩等于單位時間從控制體輸出的流體動量矩減去向控制體內輸入的流體動量矩。以上過程表明，對于重點知識的掌握有助于相關知識的拓展，因此要詳略得當，使學生學習過程更輕松。

五、注重工程背景，培養科研能力

教師在授課過程中一方面要考慮學生對各個知識點掌握，另一方面還要培養學生綜合運用知識以及科研和工程實踐能力，以便學生在將來的學習和工作中能夠學以致用。一個簡單的水流經過噴管的過程就涉及伯努利方程、連續性方程和動量方程。因此，要想很好地掌握理論知識，解決實際問題，對工程流體力學知識的綜合運用能力必不可少。“工程流體力學”作為礦物加工工程專業的專業課，在礦物分離過程中應用極其廣泛，教師在授課過程中應結合選礦應用實例進行講解，使學生在掌握理論知識的同時體會到在具體問題解決過程中如何分析和建模。例如，跳汰機可看作一個不等斷面的連通管，其水流運動是周期性的非定常流，各點運動速度隨位置和時間而變，且推動水流運動的源動力也不是恒定的，而是時間的函數；水力旋流器內流體速度切向速度可由強制渦和準自由渦描述，顆粒在水力旋流器離心力場的分離可從顆粒重力場中分離類比推演。通過理論結合實際的方式，培養學生實踐中認識問題和解決問題的能力。

六、結束語

“工程流體力學”作為一門專業基礎課，既有較強的理論性，又和工程實踐緊密結合。因此學好這門課程對學生綜合運用、科學研究、工程實踐能力的培養都具有重要意義。教師在教學過程中，應充分做到內容、方法和手段相結合，培養學生學習和綜合運用的能力，為將來從事科學研究和工程實踐打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]禹華謙.工程流體力學（水力學）[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

第2篇：流體力學的知識點范文

關鍵詞：輔助教學軟件;流體力學;教學模式

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0273-02

一、引言

多媒體技術，尤其是網絡技術在現代教育教學中應用越來越廣泛，能創建新型的教學模式，改善傳統課堂教學的效果。應用計算機技術開發教學軟件，幫助學生自主選擇學習內容，彌補課堂教學的不足，及時檢驗所學知識的掌握程度，這種教學方式稱為CAI（Computer Assist Instruction），即計算機輔助教學[1]。《流體力學》是很多工科專業的一門專業基礎課，如安全工程、環境工程、土木工程等。該課程是一門理論與實踐緊密結合的課程，涉及的高等數學和物理學的知識比較多，基本概念比較多，計算公式比較多。學生普遍反映該課程的學習難度比較大，理解和掌握該課程的內容比較困難，學習的積極性和主動性不高[2]。隨著教學模式的變化及研究型教學的要求，如何提高學生學習興趣、培養學生能力、及時檢查學習效果，最大程度地調動學生的學習積極性和主動性，是教學面臨的主要問題之一。作者在近幾年的教學實踐中，根據《流體力學》課程的教學要求及特點，設計并開發了《流體力學》輔助教學軟件，在教學實踐中取得了良好的教學效果。

二、教學軟件的結構設計

本課程開發的《流體力學》輔助教學軟件包括四個模塊：系統管理、課程要點、工程實例、自我測試。

1.系統管理。系統管理模塊包括用戶管理、試題管理、學習記錄等功能。《流體力學》輔助教學軟件需要登錄，登錄界面包括學號和密碼兩個部分。學生以用戶身份進入軟件后，可以修改密碼、查看學習記錄，但不能使用試題管理功能。教師用戶用管理員賬號登錄，可以增加、刪除用戶，能增刪和修改試題，并能瀏覽學生學習的詳細情況和掌握測試結果等。

2.課程要點。課程要點模塊主要包括《流體力學》課程各章節的內容，如：基本概念、流體靜力學、流體動力學、流動阻力計算、流體出流及管流等，可根據教學的實際情況增加和刪除內容。基本概念部分將課程各章的主要概念集中起來，每章均選取比較重要的、需要學生掌握的內容放在軟件中，尤其是對重點的計算公式進行解釋，讓學生能夠有重點地進行學習，提高學習的效率。

3.工程實例。該部分收集了與流體力學知識相關的工程實例，尤其是重大工程實例以及近年來的一些熱點問題實例，這樣能引起學生的積極性和興趣。工程實例對應各章內容，包括文字描述、圖片、視頻等，并提出相關流體力學問題。比如：南水北調工程、長江三峽大壩工程、飛機導彈的研制、潰壩事故、臺風登陸等，使學生能理論聯系實際、拓寬知識面、提高學習興趣，培養學生分析問題、解決問題的能力。

4.自我測試。自我測試模塊根據不同的知識點設計有不同的題型，主要包括填空題、判斷題、選擇題、簡單計算題和應用題。學生可以自主選擇不同題目進行測試，及時了解知識掌握程度和學習效果，查看試題答案可以及時發現自己的薄弱環節。教師查看測試成績可以了解學生掌握相關知識的情況，發現教學中存在的問題，有針對性地進行改進。教師事先建立測試試題庫，并能不斷完善。學習完成選擇的測試題后可以隨時查看成績和正確答案，教師對主觀題可以給出詳細的評閱，指出出錯的關鍵點。

三、教學軟件功能的實現

1.開發工具的選擇。《流體力學》輔助教學軟件的開發選取B/S的開發模式，學生能方便使用該軟件。選用Visual Basic 6.0作為軟件開發語言，VB6.0提供了可視化的Windows界面設計功能，具有強大和快速的數據處理能力。本軟件的數據庫選取Access數據庫，能方便和快速管理各類數據。Access的優點在于它有豐富的開發界面及使用環境，有著強大的報表創建功能[3]。

2.各模塊功能的實現。《流體力學》輔助教學軟件按照各模塊的功能，采用友好的界面實現各部分功能。在菜單中點擊各按鈕可以進行各模塊界面，再點擊進入各子功能模塊;也可以在下拉菜單中選擇子菜單直接進入各子功能模塊。自我測試模塊先選擇題型，再進行各種題型的答題操作。答題時可隨時返回重新選擇試題，查看試題答案時可以通過鏈接查看相關知識要點，有針對性地復習課程的基礎知識，以便牢固掌握易混淆、難理解的知識點。學生利用互聯網的優勢，可以不受課堂的限制，隨時主動、靈活地選擇學習內容，及時查缺補漏，充分調動學習的主動性、積極性。圖1為應用題測試界面。

四、輔助教學的效果評價

該輔助教學軟件在《流體力學》的教學中連續運用了幾年，并不斷進行了完善。為了評價該輔助教學軟件的效果，設計了調查問卷，以便了解該軟件的應用效果。調查問卷如表1所示。

經過幾年的教學實踐，對回收的有效問卷進行了統計分析。從統計結果看，該《流體力學》輔助教學軟件有效彌補了課堂教學的不足，教學內容選擇恰當，重點突出，充分體現了計算機輔助教學的優點，軟件簡便、實用。95%以上的學生愿意使用該輔助教學軟件，認為能充分利用課余時間，積極、主動地選擇自己感興趣的內容，拓寬了自己的知識面，激發了學習興趣，對自己的學習有較大幫助，希望不斷豐富和完善該教學軟件。

五、結語

素質教育的一個顯著特點就是要使學生能主動地學習，采取個體化教學方式，理論聯系實際。采用計算機輔助教學軟件，學生可以量身定制自己的學習計劃，不受時間和空間限制自主選擇學習內容，實時檢驗學習效果，提高學習的興趣和積極性，取得最佳的學習效果。輔助教學軟件的應用是傳統課堂教學方式的有益補充，對提高學生的綜合素質和能力有重要的促進作用。

參考文獻：

[1]胡鄉峰，沈慧娟.多媒體CAI課件的制作與評價[J].通化師范學院學報，2012，（6）：44-47.

第3篇：流體力學的知識點范文

論文關鍵詞：高職院校；流體力學；學習興趣

“流體力學”課程是我國高等院校工科專業的一門主干專業基礎課，涉及土木、能源、醫學、環境、化工等許多領域。該課程是聯系前期“高等數學”、“理論力學”等基礎課程和后續專業課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。流體力學因曾經在20世紀五六十年代對航空航天事業的巨大推動而倍受世人矚目。近年來，流體力學廣泛深入地向邊緣學科交叉滲透，這就要求相關領域的工作者要善于從錯綜復雜的工程實際中獨立地提出問題和解決問題。

民辦高職院校的學生入學成績較差、自主學習的能力較差。很多學生對流體力學現象認識模糊，學生普遍感覺流體力學概念抽象，難以理解，對“流體力學”產生畏難情緒和厭學現象，學習積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實行注冊入學，更意味著生源素質的良莠不齊，這對工科專業的民辦高職院校的“流體力學”課程教學是個嚴峻的挑戰。

一、民辦高職院校學生的特點

1.入學成績較差

民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位，這尤其體現在招生中，往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學的學生往往入學成績較差，從這幾年金肯職業技術學院（以下簡稱“我校”）的錄取成績來看，從90分～330分都有，大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學生往往數學物理基礎較差，計算能力較差，影響他們對工科課程的學習。

2.自主學習的能力較差

從和學生的交流情況來看，學生在課后很少主動學習、看相關的書籍，甚至連作業都有不能按時保質完成的時候。

二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性

民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區別，使得在“流體力學”課程教學中不能照搬上述公辦院校的方法，而要根據民辦高職院校的特點來實行教學。

陶行知在《中國教育改造》中指出：“大凡選擇職業科目之標準，不在適與不適，而在最適與非最適。所謂最適者有二，一曰才能，二曰興味。才能足以樂業。”學習最有興趣的專業，因其興趣，才會有樂趣，才會安于學習。托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”對民辦高職院校的學生更應注重興趣的培養。

1.教學內容優化，降低難度

（1）教學內容精簡，理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點，再結合高職專業所實現的目標——技能性人才，根據各專業的側重點，對教學內容進行優化。理論難度夠用為度，不求理論的系統性和完整性。以給排水工程專業為例，流體靜力學經優化后，保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內容，側重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內容。對我校學生而言，難以聽懂，不如加強基本知識的介紹，如能透徹理解，對工作和生活更有用。

（2）教學內容體現職業特點。應該在教學內容中體現本專業的專業內容。對于面向給排水工程專業開設的“流體力學”課程，其專業和自來水、污水的運輸和輸送緊密相關，都離不開管、泵的設計與使用，這就涉及到流體力學的許多方面。例如，分析流體在管道內的流動規律、壓力、阻力、流速和輸量的關系時，應向學生指出此處知識點的學習是為了根據流動規律和各參數關系來設計管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小和類型、設計泵的安裝位置等，把知識點融入到職業特點中，編成例題進行講解。有些概念和理論是學生首次在“流體力學”里學到的，并且會貫穿到整個專業知識的學習過程中，例如雷諾數、水頭損失、沿程水損等，所以，對于此類知識的反復強調也是非常必要的。把“流體力學”和“泵與風機”、“管道工程”、“水處理工程”等專業課聯系在一起，相關知識點能做到心中有數，為以后專業知識的學習打下堅實的基礎。優化內容的同時，也不同程度地降低了學習內容的難度，這在客觀上為提高學生的學習積極性鋪平了道路。

2.活躍教學課堂氣氛，營造輕松的學習環境

（1）用重大事件激發學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當地穿插講述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目（統稱“重大事件”），對于學生認識現在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養熱愛專業的思想和嚴謹的科學作風很有幫助，同時也有助于活躍課堂氣氛。

在講授“流體靜力學”這一章節內容時，可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位0.75m3的情況下突然垮壩失事，造成288人死亡，40人失蹤，直接經濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定，溝后水庫在設計上有缺陷，施工中又存在嚴重質量問題，運行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出：不管在什么崗位，責任心和專業技術素質也許會關系到千百人生命財產的安全。

（2）用工程或生活實例讓學生感受到科學很奇妙，身邊處處有科學。興趣是學習的最大動力，教師應該讓學生直觀形象地了解流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性，將與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生。“流體力學”的理論性較強，公式較多，學生理解比較困難。如果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，一定會大大提高學習興趣，使學生更好地熟記和應用知識。在靜力學章節的學習過程中，可舉“人能下潛多深？”的例子，幫助理解靜力學基本方程。小時候經常玩的一個游戲——吹紙條。拿出一個小紙條，讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣，紙條就會飄起，這是由于流動氣體的壓強小。而解釋流動氣體壓強為什么小，要借助伯努利方程來解釋。“站臺安全線的由來”，“神奇的香蕉球”是如何踢出來的？這也要用伯努利方程來解釋。身邊的科學無處不在，只要仔細觀察，便能從中領悟到許多道理。

從奇妙的魚缸、小鳥喝水的杯子到飲水機的原理，介紹靜力學基本方程的應用及等壓面的概念。簡單的原理，小小的發明，卻給生活帶來極大的方便，這就是創造發明的價值所在。

（3）增加語言的藝術性，讓枯燥的流體力學變得優美和富有哲理。子曰：“學而時習之，不亦悅乎？”學習應該是快樂輕松的事。從幼兒園到小學，都倡導素質教育、快樂教育。高等教育也應該貫徹這一思想，學習才能持久。

傳統的課堂教學極容易枯燥乏味，使學生聽課索然無味，這必將不利于教學質量的提高。如果我們的授課語言優美，講述形象生動，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學”的教學，使學生學得輕松、自由，甚至浪漫，營造出輕松、快樂的學習氛圍。

在緒論中，可以談談流體力學中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表，是一切生命不可缺少的物質，自古至今人們對它的了解、探索和應用創造了豐富的文化物質成果。“楚天千里清秋，水隨天去秋無際”。秋風，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動現象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說“智者樂水，仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述，使流體力學增加美的氣息，使力學融入人文，既說明我們的生活與其息息相關，又輕松了課堂氣氛。

在講授粘性流體流動存在著兩種流態時，可以借用古代文學中相關的名句，如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，描述層流的則有“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態十分形象而深刻的印象，從而有助于學生理解、掌握相關知識。

在教學過程中，還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程，以及相關科學家的工作，讓學生領悟科學思想，輕松接受相關知識。“牛頓粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一，是流體力學教學的重點內容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身，還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛星運動規律，同地上重力下墜的現象統一起來，實現了天上人間的統一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。

3.突出實驗教學的特殊地位，讓學生樂在其中

突出實驗教學的特殊地位，使教學貼近實際，貼近生活。通過演示實驗、學生驗證性實驗、競賽型的設計性實驗、實驗錄像、照片、仿真實驗教學等多種方式貫穿教學的全過程，讓學生看到各類實驗最深刻、真實的一面，從而豐富學生的經驗，增強學生的見識，培養職業意識和實踐能力。

（1）開發課堂演示教具和演示實驗。開發一系列課堂教學演示教具，可以使學生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用，必須簡單易行，價廉物美，且能解決教學問題，這對民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細管現象時，可演示毛巾浸濕的現象，順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現象時，告訴學生如何讀數，如何避免毛細管現象引起的誤差，同時可教學生化學實驗操作的細節。講述“流體靜力學”章節時，演示倒扣水杯的實驗，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單，也易于獲得，甚至無需額外花錢，學生也非常感興趣。

（2）應用多媒體教學演示。并不是所有的教學內容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學中應用的普及，一些復雜的演示實驗和昂貴的演示教具可以通過多媒體教學來實現。如雷諾實驗、水躍實驗、水擊現象，在生產實踐中所應用的各種堰，都可一一演示，遠勝貧乏的語言描述。

（3）用設計性實驗讓學生參與其中，樂在其中。設計性實驗圍繞職業特色專題，依據學生的實際情況而設，如：“自動虹吸管的改進與應用”。指導教師根據學生對所學知識的掌握及興趣度，將他們分成幾個不同的實驗小組，然后指導和協助學生自己設計實驗方案，動手組裝，最后依據實驗結果給出實驗成績。

該實驗教學模式的優勢體現在以下幾個方面：激發學生的求知欲望和培養學生的創造能力；加深學生對理論知識的理解并向外延展；節省高校實驗室資金投入。

文中所提到的方法，最終需要教師來完成，這對教師提出了較高要求。雖然高職院校的教師的教學任務很繁重，尤其是民辦高職院校的教師，但這些方法都可以在平時的積累中完成，只需平時閱報、聽新聞、上網瀏覽、注意周遭事物，多和同行交流就可以做到。

第4篇：流體力學的知識點范文

一、采用多媒體教學的意義

大部分工科專業基礎科目之一就是流體力學，例如土木工程、機械工程和水利工程等，流體力學不僅需要專業的理論知識，還需要技能實踐，因此流體力學是一門兼具實踐性和理論性的課程。由于我國教育體制的變化，我國高等院校流體力學課時數減少，但是需要教授的內容沒有變化，要在有限的時間內向學生完整介紹流體力學的理論知識和其在其他領域的具體應用，就要突出重難點，解決教學中存在的諸多問題。如果采用傳統理論傳授式的教學方法，雖然能夠保證每位學生接收知識，但是顯然難以提高效率。在計算機和互聯網技術飛速發展的今天，多媒體教學被越來越多的高校采用，多媒體教學不受地點和時間限制，多媒體素材多種多樣，包含圖像、聲音和視頻等，能夠更加方便地向學生傳授信息和知識。傳統教學方式易于學生接受，但是流體力學包含了很多推導公式和理論分析，其中一部分內容較適用于傳統教學方式，對于一些抽象的、難以用語言描述的理論知識，則很難采用這種方法傳授，再加上教學方式比較枯燥，學生在短時間內接收的信息量較少。因此，除了傳統教學方法，我們還可以恰當地采用網絡教學、多媒體教學等其他教學方法，將傳統教學和多媒體教學的優勢結合起來，提高教學效率，改善教學效果。

二、多媒體教學的優缺點

多媒體技術是近年來應用非常廣泛的一項技術，綜合了視頻動畫、文本、音樂、圖像等多種媒體素材，經過計算機控制和處理，展現給學生。多媒體教學既能夠提供豐富的教學內容，又具有良好的交互性，能為學生提供多樣的、友好的交互方式；多媒體教學不受空間和時間限制，一些物理現象很難讓學生們看到，而利用多媒體技術則可以解決這個問題；多媒體教學能夠為學生提供直觀、清晰的學習材料，讓學生能夠直觀地看到事物的變化和運動發展。多媒體技術具有信息量大、生動具體、形象直接的優點，便于學生理解晦澀難懂的知識。在流體力學中，諸如空化、流線、邊界層等知識，用語言和二維圖像很難解釋清楚，如果將圖像、動畫和視頻結合起來，就能讓學生更加深刻地理解知識，加深記憶，激發學生的學習積極性和主動性，培養發散思維。通過多種多樣的多媒體素材，給予學生感官刺激，幫助學生集中注意力，提高教學效率。

三、多媒體在流體力學教學中的應用

（一）課堂教學

學生的學習主動性是決定教學效果的重要因素，在流體力學中，有很多用語言難以描述的物理圖像，例如紊流、渦流、拉格朗日法描述、歐拉法的描述等，如果采用多媒體教學手段，能夠讓知識更加清晰直觀，讓學生對于物理概念有更加深入的理解，學習效率提高。使用PPT課件，將諸如射流流場、水頭線、莫迪圖、靜壓強分布圖等包含信息量較大并且難以通過板書講解的知識納入到課件中，這樣學生能夠更加容易地理解重難點，學習興趣大大提高，教學質量得到了極大改善。對于教師來說，應該選擇日常生活中和流體力學緊密相關的現象，作為多媒體教學素材，例如以貝克漢姆的弧線球作為例子，講解氣體的流體黏性知識，通過分析足球表面壓強進一步講解到馬格努斯效應的知識。

（二）實驗教學

流體力學是一門和實驗聯系非常緊密的學科，因此實驗教學必須貫穿于理論教學中。流體力學實驗可以分為演示型實驗、驗證型實驗兩種，目前的實驗教學主要是教師演示，學生跟著做，實驗室實驗設備數量有限，不能保證每位學生都掌握實驗方法。實驗涉及到很多知識點，適當地增加演示型實驗，能夠保證學生掌握實驗方法，發散學生思維，取得良好的教學效果，在實驗室演示設備不足的情況下，運用多媒體教學的方式，用Flas、視頻等素材替代，雖然也有一些缺陷，但是也能保證學生掌握實驗技巧和方法，完成教學目標。

（三）數值模擬

學生學習枯燥乏味，主要是由于流體形狀不固定，學生對此缺少感性認識。如果采用多媒體教學，將流體運動用動畫的形式展現出來，可以讓學生看清流場細節，通過直觀的模擬提高學生的學習興趣。

四、結束語

第5篇：流體力學的知識點范文

根據流體力學課程的性質、特點，結合自身的工程實踐經歷和教學體會，文章從優化教材內容、提煉講授方法、發揮傳統教學模式優勢、挖掘多媒體教學潛力、培養學生科研能力等方面，探討了流體力學課程教學改革的具體措施和成效，提出了有益于學生理解流體力學重點內容的教學方法。此研究對改善流體力學課程的教學效果、探索大專業背景下的專業基礎課教學模式有一定的參考意義。

關鍵詞：流體力學； 教學改革； 實踐教學； 創新能力

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2013）04004103

流體力學是關于流體機械運動規律及其應用的一門學科，是力學的一個分支。中國各高校的土木工程、流體機械、農林、石油化工等專業均開設了流體力學課程，它屬于專業基礎課。

該門課所涉及的基本原理和基礎理論對專業課的學習、課程設計、畢業設計以至解決工程實際問題等起著非常重要的理論支撐作用和指導意義。尤其對于工科學生，他們畢業后大部分在生產一線從事技術管理工作，必須具備一定的專業基礎、技術應用和現場協調能力。這就要求流體力學課程教學將理論知識與實踐能力培養相結合，將課堂教學與實踐教學相結合，不斷改進教學方法，積極探索適應工科學生專業設置和就業主導方向的課程教學新模式。蘭州交通大學在土木工程、環境工程、市政工程、建筑環境與設備工程、熱能動力工程等專業均開設了流體力學課，在長期的教學實踐中積累了一些該課程的教學體會。

一、優化教材內容，課堂講解力求深入淺出

流體力學課程體系的主要內容包括基本理論和實驗兩大部分。由于流體力學學科的快速發展以及社會對各專業學生知識結構要求的不斷變化，有些在用教材已不能滿足教學要求。因此，教師在備課時要盡可能多地參閱質量高、實用性強的教材，力求對同一個問題進行多角度分析。教學中應將不同教材版本的不同提法告訴學生，讓學生課后獨立思考并提出自己的見解。在制定教學計劃時，應該從課程內容的系統性和完整性出發，將教材原有章節順序重新調整，便于學生對相關知識的理解。比如，在講解流體運動學基礎、動

力學基礎時，先從粘性流體三維不可壓縮流動的運動微分

方程（即N-S方程）入手，對實際流體的流動特征進行描述，學生就可獲得流體動力學的基本輪廓，進而了解只要該方程中粘性力項為零就可得到理想流體運動微分方程。在此基礎上，再令加速度項為零（即流體處于靜止狀態或相對平衡狀態），就可得到流體平衡微分方程（即歐拉方程）。通過這一調整，省去了許多推導過程，而且也能讓學生對流體質點運動的力學機制有更明晰的認識。

在課堂講解上，教師要力求做到深入淺出。流體力學中的一些公式或方程的推導過程很繁雜，教師過多地羅列推導內容會導致學生的厭學情緒，甚至有些聽不懂的干脆就放棄學習。比如，在講解流體微團運動分析時，可以將多數學生兒時玩的“泥球沿坡面下滾”游戲作為例子來講解，因為大部分學生有過這樣的親身體驗，他們很容易理解泥球在滾動的同時將伴隨變形和旋轉，這樣后面的推導就容易被學生接受了。在講解管嘴出流時，可以學生每天接觸的水龍頭用水的例子。比如在12∶00-13∶00期間用水，12∶00時流出水龍頭的水流速度很大，隨著鍋筒內水位的逐漸下降，到接近13∶00時用水，在同樣的水龍頭開度下，水龍頭內的水流速度明顯要比12∶00時的流速小，學生由此很容易理解有效作用水頭與排水量的關系。

二、發揮傳統教學模式的優勢

傳統教學模式即教師以講解、板書的形式將知識傳授給學生的一種教學方法。該方法在不同層次的教學活動中發揮了積極的作用。教師生動、形象的描述以及肢體語言能使學生有身臨其境之感，這種教學模式有利于教師主導作用的發揮，教師可以根據課堂上學生的反應來適時調整講解速度和思路，并以板書的形式突出重點和難點。流體力課程中有相當一部分內容是力學知識和數學知識的綜合，只有通過嚴密推導或作圖才能比較透徹地講清其基本原理。比如連續性方程、能量方程、動量方程、（N-S）方程等是流體力學中的經典理論，也是難點所在。只有通過板書推導，學生才能理解其物理事實，明確其解決工程問題的一般思路和步驟。流體微團運動分析一節是運動學中的核心內容，許多學生很難理解流體微團能同時具有“平動、變形（線變形和角變形）、旋轉”三種運動趨勢。這就要求教師從介紹速度分解定理入手，通過理論推導和對流體微團運動變形的圖示兩種方法來講解。水擊現象中伴隨管道中壓力和流速交替變化從而引起壓力波的“順向”及“逆向”傳播過程，如果不通過在黑板上逐步圖示的方法，學生很難明白水擊發生的物理實質。另外，傳統教學方法也能展示教師的板書和繪圖功底。如果教師的書法很漂亮，徒手繪圖效果好，能增加學生對教師的敬重感，從而激發他們對流體力學課程的學習興趣。

三、深挖多媒體教學潛力

隨著科技的飛速發展和國家對教學投資力度的加大，現代化的教學手段在提高課程教學質量上發揮了重要作用。在流體力學課程教學中，通過播放課件、視頻、教學片等，能讓學生很直觀地理解流體流動的具體特征。比如，漩渦的形成、管嘴出流時真空區的形成、兩個相鄰局部阻礙之間的干擾等現象，這些內容用枯燥的文字描述是很難理解的，但利用多媒體演示，學生從動態的、形象逼真的圖像中就很容易理解流體力學現象。紊流是一種高度復雜的三維非穩態、有旋流動。對其流動規律的研究一直是流體力學學科領域的熱點和難點。紊流中，存在高流速層的流體質點進入低流速層，并與低流速層質點發生動量交換，以及低流速層流體質點進入高流速層與高流速層質點發生動量交換的過程。過去教師通過板書圖示講解之后，仍有近70%的學生不理解雷諾應力與紊流脈動的因果關系。但是，通過動漫形式顯示具有不同初速度的流體質點進入另一流層后對兩個流體質點速度在不同方向的影響過程，使這一復雜問題簡單化，學生也容易接受。另外，利用教學錄像，學生對流體力學現象尤其是大海的潮起潮落、龍卷風運動、橋墩后尾流變化，以及1940年美國塔科馬海峽大橋由于風振而坍塌的整個過程印象深刻。多年的經驗表明：多媒體在教學中的運用對于激發學生學習流體力學的興趣、增強求知欲、開闊視野起到了積極的作用。但是，多媒體教學潛力的開發取決于教師的前期投入，也就是說，授課前教師必須投入大量的精力制作多媒體課件，使其包含豐富的教學內容，同時還能調動學生積極的參與意識[1]。只有這樣，作為傳統教學方法輔助手段的多媒體教學，才能在幫助學生理解難點、掌握重點、提高學習效率上發揮越來越重要的作用。

四、加強科研實訓，開闊學生視野

引導學生參與科研活動，在科學研究中增長學生的專業知識，開闊學生的學術視野。教師在完成課堂教學任務之后，就課內某一知識點引導學生查閱相關文獻，開展科學研究，培養學生的科研意識，提高其認知水平。學生以書面形式定期反映自己在查閱文獻和學習研究中的收獲。教師根據學生書面總結的完成情況給予評價。此外，教師也鼓勵學生主動參與校內外的科研活動，并定期寫出自己的體會交指導教師評定[2-3]。學生參與的科研內容即使與其所學專業的學科領域有一定距離，也將得到支持，因為參與科研活動對學生能起到開闊視野、激發科研熱情、訓練科研思維的作用[4]。同時還將進一步密切科學研究與專業學習之間的關系，為學生進入更高層次的學習和工作打下堅實的基礎[3]。

流體力學是一門系統性和理論性都較強的課程，它既體現了經典力學的基本思想，也反映了數學、物理、機械等多學科在現代工程中的交叉應用。在學分制教學管理體制和大專業背景下的人才培養模式，根據學生的基礎和專業培養目標來尋求合適的教學方法，構建有創新特色的流體力學課程教學改革體系，是一個艱難而漫長的過程，還需要在今后的教學工作中作出更多的努力。

參考文獻：

[1] 楊小林， 楊開明， 嚴敬，等.流體力學課程教學改革探析[J].高等教育研究， 2006， 22（2）：47-48.

[2] 王燁， 孫三祥， 張濟世.《水泵及水泵站》課程設計教學新模式研究[J].高等建筑教育， 2010， 19（3）： 117-119.

[3] 王燁， 陳煥新.《水泵及水泵站》課程設計教學改革[J].高等建筑教育， 2011， 20（3）： 91-94.

[4] 馬寶峰，李巖， 郭輝，等.基于科研問題的力學綜合實驗教學研究與實踐[J].力學與實踐， 2012，34（1）： 103-105.

Investigation and practice on multiangle teaching method of fluid mechanics

WANG Yea， LI Yaningb

（a. School of Environmental and Municipal Engineering； b. School of Automation and Electrical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu 730070， P. R. China）

Abstract：

第6篇：流體力學的知識點范文

Innovative Teaching Methods Exploration on the

Teaching Process of Hydromechanics Course

JIAO Kunling[1]， CHEN Xiaojuan[2]， ZHANG Lianke[1]， WU Wenfei[1]

（[1] Energy and Environment School， Inner Mongolia University of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010；

[2] Mechanical Engineering School， Inner Mongolia University of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010）

Abstract Through the long term teaching practice and combined with present situation， innovative teaching methods was expounded from import of the content， teaching process and effect evaluation on the teaching process of hydromechanics course in this paper. The new teaching methods can improve teaching level of teachers and learning effect of students.

Key words Hydromechanics； teaching methods； language skills

“流體力學”是我國高等院校工科專業的一門重要專業基礎課，它承擔著由基礎課過渡到專業課的橋梁作用，該課程作為力學的一個重要分支，具有系統的邏輯框架，同時密切結合工業生產實踐。在該課程的教學實踐中，盡管目前國內各院校都積累了豐富的教學經驗并取得了不少教改成果，但鑒于該課程較強的理論性和抽象性，在教學過程中，如何將抽象的理論與實踐結合，激發學生學習熱情，化解教學過程中的教學乏力、學生畏難等問題，依然是迫在眉睫的教學改革方面的挑戰。筆者結合多年教學實踐經驗，對流體力學的教學引入、教學過程以及教學效果評價方面做了大量的研究工作，提出一些教學方法改革的思路。

1 對教學內容引入的探索

自然界的很多事物都在經意或不經意中巧妙地掌握和運用了流體力學的原理。鷹擊長空，魚翔淺底，動物們用本能展示了精彩絕倫的流體力學知識運用，人類因此而拓展了生活的時空。如果能夠以生活中的現象開始教學過程，必然會引起學生們的興趣，消除學生對本門課程未學先難的情緒。比如雨天雨傘為什么往上翻，旅客在站臺上不能離火車通道太近，高爾夫球做成有凹點的粗糙表面，倒啤酒有什么訣竅等等。這些均可作為教學引入案例。正是出于對生命的好奇和對生活的熱愛，由敏銳的觸覺到冷靜的深思，成就了偉大的科技文明，科學的研究源于對生活的觀察和好奇，教育也應該是這樣。利用好觸手可及的生活、生產實例，從現象歸納到理論，層層推進，既有利于教師教學過程中的邏輯推導，又順應了學生由簡至繁的學習思維。好的引入或者引言，是抓住學生心神的關鍵點，只有將學生的注意力納入到教師預設的氛圍中，才能更好地進行教學。

2 對教學過程的探索

2.1 優化教學內容框架

“流體力學”課程內容較多，同時課堂教學時間有限，教師不可能面面俱到地講授全部內容，這樣就存在一個如何突出重點，以點帶面，理順教學思路的問題。筆者認為那些教材中只涉及到基礎的數學推導，闡述得很詳盡、清楚的內容，有了提領式的思維引導之后，應留給學生自學，還有推導過程、分析方法類似的并列式內容，應只做一種內容的講授。諸如此類，學生有了自己的研讀過程，才能充分掌握課程內容，鍛煉自學能力，提高學習的綜合素質。與此同時，教師可以將課堂時間留出去拓展相關內容的知識面，開拓學生眼界。

“流體力學”內容總體上可分為兩大部分，一是基本概念和基本理論組成的理論體系；二是工程實踐和應用體系。第一部分概念抽象性強，重理論推導，若不分主次，找不到核心內容，教師只能面面俱到，學生因此頭緒繁多，理不清邏輯框架，從而產生畏難情緒。因此要對教學內容進行適當的歸納和分類，建立起以能量方程、動量方程為核心的立體知識結構，并在教學過程中不斷地凝練提升。第二部分是理論的實踐應用，涉及到具體的流體運動，是對理論體系應用的檢驗和二次深刻掌握，教師應針對學生的專業特點選取具有專業特色的工程典型例題作為講解內容，以實例引導、展開教學內容，使學生既對教學內容融會貫通，思路清晰，又能解決工程實際問題，達到理論指導實踐、實踐反哺理論的效果。這兩大體系是有機統一的，講授的時候，可根據學校定位和學生層次，選擇某一體系為講授核心，將另一部分納入到講授框架中，才能有利于學生建立起邏輯框架和知識脈絡，使流體力學的內容更加立體統一。

2.2 提升教學語言技巧

近年來，隨著高校教育教學改革的不斷發展，高校教育的教學方法和手段不斷完善，然后，大學課程具有教學進程快、信息量大等特點，在中、小學課堂教學中較易發生的活潑、互動的教學場面很難在大學課堂出現。另外，“流體力學”具有基礎知識涉及面廣、概念多、內容抽象等特點，怎樣將枯燥的理論內容和教學過程轉變為生動的講述，便于學生記憶、掌握，是我們今后教學過程中努力的方向，需要教師對教學內容有更深刻的理解。同樣的內容，為了抓住學生的心神，將學生的注意力牢固地吸引住，達到生動、活潑、趣味性的講授，語言技巧就顯得尤為重要，如果能夠實現教學講授和學生語言習慣的有機結合，會有利于學生的認知和理解，對教學過程的促進是大有裨益的，這就要求教師要和學生有較多的交流和溝通，掌握現代大學生的語言特點，順應學生的語言習慣，并將其有機地和講授語言相結合，提高教師的語言生命力，保持教師的語言吸引力，抓住學生的課堂注意力，從而提高教學質量。當然在這個過程中，要保證概念、理論的準確性。

2.3 充分發揮學生主觀能動性

教學的目標是讓學生掌握知識并將知識應用在工作實踐中。所以教學過程不能僅僅是教師的表演課，一定要成為學生的舞臺，讓學生成為教學的主角。這就要求教師在教學過程中必須安排好學生的戲份，充分調動學生的學習積極性和主觀能動性，引導學生自主解決問題，并歸納到最合理的解答上。發揮學生學習的主觀能動性，可以通過課前、課中和課后的相應布置來實現。比如在課前設定章節重點學習的目標，預設要解決的問題，指導學生查閱哪些相關資料，使學生通過預習和閱讀達到掌握知識的目的；課中可以安排一定時間的課堂討論，通過討論和教師的臨場梳理，使知識條理化和邏輯化，加深學生的理解和掌握，這樣既可以充分有效地利用課堂時間，又能夠夯實學生的知識積淀；在課后要安排適量和適合的練習內容，課后作業的適合性尤為重要，不能機械地布置作業，一定要讓作業真正起到鞏固和錘煉的作用。另外，培養學生良好的學習習慣，鍛煉學生的分析能力和自學能力，也是使學生順利進入課程的學習氛圍的重要保障，可以要求學生自己要歸納總結課程要點，成立學習小組，鼓勵同學之間經常交流，互相介紹學習經驗和學習方法。教師可根據學生層次為其指定相關的參考書籍以及相關的期刊雜志，盡可能拓展學生“流體力學”的知識面和學科的發展前沿。

2.4 及時總結教學內容

流體力學課程內容具有嚴密的邏輯性和較強的系統性，章節之間聯系緊密，前面章節是后續章節學習的知識基礎。因此，教師在每一章節講授之前都應概括性、整體性地介紹該章節的主體內容和邏輯關系，理清前后章節的聯系。更為重要的是，每一章節講授結束后都應該歸納總結知識點，再次呈現講授內容的脈絡和主線，加深學生的理解和掌握。在大章節之間也應該建立起這樣的邏輯框架，從而有助于學生對整個課程的系統認知和串聯。在總結教學內容時，教師會經常處在一個直接敘述和列舉的快速節奏中，而這樣的總結，對學生而言，并不會真正起到喚醒知識的作用。如果能夠以某一具體事例為基礎，以提問的方式進行總結，效果會更好。如在總結作用在平面、曲面上的液體壓力小節時，可舉例說，如果要攔截某渠道的水流時，閘門的選擇要考慮哪些因素，為什么要考慮這些因素，學生自然會應用所學知識進行思考和回答，如此等等，使得教學總結的效果事半功倍。

3 對教學效果評價的探索

流體力學的教學意義一是在于該課程知識的專業價值方面；二是在于課程對學生綜合能力訓練的教育價值。所以在評價教學效果時，不能一味追求考試成績，也就是終端評價。在教學效果評價中如果忽視了過程評價，終端評價就會變得空洞。在教學過程中缺乏學生的積極參與和投入，教學效果就無從談起。過程評價可以分為以下幾部分，課前準備占5%左右，主要根據課堂上學生回答問題的準確程度進行評定；上課占10%，以學生上課時的學習態度和積極性來評定；平時作業占15%，以及時完成作業和在作業中反映出來的思維邏輯和正確性來評定；社會行為占5%，由學生在學習過程中表現出來的主觀能動性進行評價；學習內容記錄占10%，根據學生整理的學習筆記的正確性、邏輯性、完整性和書寫態度來評定。考試（專業課包括理論和實踐考核）成績占55%，由老師根據學生在整個教學單元中的考試及測驗成績按相應的權重評定，這樣一來，學生的學習就會貫穿整個教學過程，既保證了教學效果，也有利于學生學以為用的學習生涯。因此，將終端評價轉變為過程評價，會起到同時提高教師教學質量和學生學習效果的作用。

第7篇：流體力學的知識點范文

關鍵詞 知識背景 水力學 教學實踐

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.042

0 引言

作為流體力學的一部分，水力學主要以水為研究對象，分析其平衡和運動規律的具有較強理論性和實際工程意義的一門課程。在土木工程、市政工程、水利工程等專業中，水力學作為一門專業基礎課程對其他專業知識的學習影響深遠。

曾經有一位電子工程師談到他在大學學習數字信號課程時遇到一大堆數學公式，但只有在多年后的應用中才真正懂得什么是數字信號，水力學課程的學習也有類似之處。①水力學教師一般習慣于將教案中水力學理論知識按照其推導過程進行設計，在課堂講授時則一步一步詳細介紹其推導過程，其目的是讓學生清楚知道該理論的來源和數學依據，整個形式似乎是 “完美”的。但是，這樣的教學過程容易讓學生感覺水力學課程是“微積分的應用題”，不利于水力學課程“物理本質”的理解。

當然，水力學課程和其他力學課程一樣，與高等數學等基礎課程聯系密切，很多理論知識是利用數學知識推理而來，但是它又不同于數學，是一門具有實際物理意義的課程，這就是水力學和其它工程類專業基礎課程共同所具有的重要特點之一。為了讓學生在課堂學習的過程中能夠最高效地理解水力學課程的“物理本質”，而不是僅僅停留在“數學層面”上，這就要求水力學教師在教學過程中幫助學生實現從讀懂數學到理解流動過程物理本質這一轉變。筆者通過與學生的密切交流，在了解學生有關水力學知識背景的前提下開展了基于學生水力學知識背景的課堂教學實踐。通過在兩屆土木專業學生水力學課程上的課堂教學實踐，立足于水力學知識背景的教學方法在幫助學生課堂上加強對水力學物理本質的認識上取得了很好效果。下面就立足于水力學知識背景的教學方法舉兩個具體的例子進行闡述。

1 立足于知識背景的教學實踐舉例

我們在對“重力作用下流體靜壓強的分布規律”②一節進行教案設計時，往往習慣開始于歐拉平衡微分方程的綜合式表達式 = （ + + ），隨后分析作用在流體上的質量力只有重力情況下的單位質量力，將各方向單位質量力代入該式，經過縝密的微積分推導得到重力作用下流體靜力學基本方程 + = 。這個過程理論性強而且流暢，是許多教師習慣的課堂講授過程。其實，對學生而言，在中學物理課中就已經知道靜水的壓強表達式為 = 和 = + 。如果我們從學生已掌握的水力學知識背景出發，在教案設計中首先開始于 = 和 = + ，分析對比后得到重力作用下流體靜力學基本方程 + = ，如圖1所示。這樣的過程將更有利于學生對 + = 背后所代表的物理意義的理解。同時，這也是一個由已知到未知的過程，符合學生對知識的認知規律。這一過程弱化了微積分推導過程，讓學生學習的重點不在推導過程，而是在對水力學概念及其物理意義的認知上。顯然，立足于知識背景進行水力學教案設計和課堂講授更有利于加強和加速學生對水力學知識物理本質的理解。

水力學知識背景不僅僅局限于我們生活中的水力學常識，水力學課程前部分所學知識即為后部分知識學習過程中的知識背景。教學過程中充分利用已學的水力學知識，融會貫通，前后知識的比較和分析，可加深學生對新知識的理解，特別是對水力學問題物理本質的理解。例如，我們在對“伯努利方程”一節進行教案設計時，將其與前面靜力學知識建立類比關系進行分析，如圖2所示。顯然，通過與靜力學知識物理意義的類比更加加深了學生對伯努利方程背后所代表的物理意義的理解。

將新學知識建立在已學知識的基礎上，新知識和已學知識進行類比的教學設計，不僅幫助學生將整個水力學課程所需要掌握的知識內容貫穿起來，形成一張相互關聯的知識網，有利于了解各內容內在的本質聯系，而且通過這種類比更加有利于快速高效地掌握新知識背后所代表的物理本質。

2 實踐效果與思考

多年來，許多教師開展了有關水力學課程教學的研究工作，通過一系列的教學方法和教學模式的改進和創新，使得教學效果有了顯著的提高。基于學生的水力學知識背景開展課程教學實踐，對課程內容的講授靈活變通，一方面不僅有利于節約課堂教學時間，適應高校教學體制變革和學分制深入開展過程中水力學課堂學時縮減的實情，同時也豐富了教學方式，對改變課堂沉悶狀態、調動學生課堂積極思考有一定的促進作用；另一方面也更加有利于幫助學生實現從讀懂數學到理解流動的物理本質這一轉變，加強學生對水力學知識點的掌握及其物理意義的理解。

但是，在以水力學知識背景為出發點的教學過程中也需要注意一些問題。一方面，教師要在開課之前必須對學生所掌握的知識背景進行深入細致的了解，只有了解了學生的知識背景程度才能設計好課程教案；另一方面，教師必須全面而準確地把握水力學課堂內容，吃透教材，將課程內容巧妙地與學生的知識背景聯系起來。

基金項目：南昌大學教改基金項目（項目編號：NCUJG LX-13-1-88）

注釋

第8篇：流體力學的知識點范文

[關鍵詞] 冶金傳輸原理 理論和實踐 過程教學

冶金傳輸原理是以高等數學、大學物理和物理化學等課程為基礎并與冶金過程緊密聯系的冶金類專業基礎課。廣大師生普遍認為該課程“難學難教”[1]，其中冶金傳輸原理的“難學”，主要體現在課程的相關概念、定理、定律，特別是相似原理、因次分析以及相似準數等的抽象性，對于第一次接觸這些內容的初學者，難以與實際的物理過程相結合，而表現為“難學”。對于冶金傳輸原理的“難教”，是該門課程數學與物理高度結合的特點，而學生專業知識的不足以及數學、物理知識不扎實等實際問題，在實際的教學過程中如何克服這些問題，能夠使學生理解和掌握教學大綱所規定的內容，是“難教”的主要表現。因此，針對這些問題，如何提高教學質量，培養具有實用型及創新型素質人才的要求，是該門課程教學改革始終探索的方向。

冶金傳輸原理的課程特點

冶金傳輸原理課程的特點是數理解析較重，其理論和研究方法來源于流體力學、傳熱學以及成熟的質量傳遞理論而形成一門獨立的學科，解析方法著眼于物理概念和數學表達的統一，并且突出了物理過程的特點[2]。它是一門既有較強的理論性，又有很強的實踐性的課程[3]。傳輸理論應用于冶金的實際過程，首先要對實際過程進行觀察分析，建立簡化的物理模型，然后建立相應的數學模型，再用數學分析解法、相似原理—模型實驗法和類比法等適合的方法求解給實際過程提供理論支持。自上世紀80年代以來，由于計算機軟、硬件的快速發展為傳輸過程的數值計算提供了強大支撐，使計算流體力學、計算傳熱學等也隨之有了長足的發展，目前，數值計算已成為傳輸原理的重要組成部分，同時也豐富了課程的內容。

冶金傳輸原理過程教學的方法

把冶金傳輸原理基本概念以及理論模型和冶金工程應用相結合，關鍵是介紹這些理論、模型與實際的冶金問題相結合的過程，實現理論聯系實際，學以致用。這樣一方面培養學生的實際應用能力，另一方面提高學生興趣，加深理論知識的理解以及對專業的認識，提高教學質量。結合教學經驗采取相應的方法和針對性的措施。

1.課內與課外相結合

課程數理解析較重的特點主要體現在涉及的數學、物理知識較多，為了更好地完成教學內容，就需要學生掌握扎實的數理知識，這樣，課前有針對性的預習就顯得很重要。因此課內與課外相結合就表現為課前的預習、課堂的聽講和筆記以及課后的復習和及時完成作業的模式。在課堂上，通過回想式的提問，鞏固上節課的知識點，起到承上啟下的作用，使本節的知識點能夠順暢銜接和充實，并且及時明確下節的內容，學生在預習時能夠有針對性地查漏補缺，從而有效地利用課堂時間進行傳輸原理的教學。通過這些環節的積極實施，提高課堂的教學效果。

2.啟發式與能動性相結合

冶金傳輸過程的相關概念、定理、數學物理模型以及解析方法，對于初學者來說比較抽象，特別傳輸過程簡化物理模型、數學模型的建立，以及數學模型的解析等，是知識的綜合應用，特別是數理解析過程復雜、繁瑣，對于基礎知識薄弱的學生顯得猶為枯燥乏味，影響了教學的效果。針對這種情況，在課堂上采用適當的提問進行啟發式互動，了解學生對基本概念的理解程度，及時引導概念的轉換。對于一些簡單的推導，在介紹基本的推導方法后，讓學生參與其中，共同完成過程的推導，使學生在這樣的方式中，掌握解析方法。另外，結合課堂教學內容，布置適當的課外作業，加深對所學內容的理解，提高了學生學習的能動性。

3.專業知識與自然知識相結合

根據專業培養計劃，冶金傳輸原理課程屬于專業基礎課，安排在認識實習實踐環節之后，學生雖然完成了認識實習，但對于專業的認識、工藝知識的理解還是有很大的局限性，加之冶金過程的高溫和不可見性，實際的冶金物理過程更具有抽象性，這些都加大了教學過程中與實際結合的難度，降低了學生學習的興趣，影響教學效果。因此，把冶金傳輸原理與實際生活中的應用結合起來，以提高學生學習興趣。例如自然對流傳熱在換熱方面的應用，即密度是溫度的函數，由于溫度的變化使密度變化而產生了自然流動，完成熱量的交換，這就是土暖氣的原理，以及煙囪是伯努利方程的實際應用、流體的黏性與渦流的產生等。這樣的實際應用提高學生學習興趣的同時也加深了對專業知識的理解。

4.教學與科研相結合

本科的教學與科研有著密切的關系，把教學科研團隊的研究成果與實際的教學進行有機的結合，擴充了學生的視野，豐富了課堂教學的內容，提高了學習的興趣和教學質量。如動量傳輸中流體流量的測量，就是伯努利方程的具體應用，其中對節流裝置的標定是采用實流標定或者風洞試驗，利用相似原理確定相關相似準數，根據相似充要條件，建立試驗模型系統和實際測量系統的相似準數方程，通過確定的相似準數將試驗模型系統與實際流體流量的測量連接起來，由于實際流體流量的測量；為了確定氧氣轉爐吹煉工藝參數而設計的轉爐冷態模擬實驗；以連續鑄鋼過程溫度場的模擬計算，根據結晶器、二冷卻區和空冷區的不同邊界條件，進行連鑄溫度場數值計算，并介紹典型的有限差分法、有限單元法和有限容積法等數值計算方法，介紹計算機在傳輸中的應用，同時介紹在計算流體力學、計算傳熱學的方面有成熟應用的如FLUENT、PHOENICS等商業軟件，使學生了解傳輸原理在數值計算方面的進展情況以及在冶金生產中的應用，如中間包流場的計算、鋼包桶式精煉爐底吹氬時流場的分布等。

5.理論與實踐以及實驗相結合

冶金傳輸原理工程技術基礎課程的特點決定了其實踐環節非常重要。在課堂教學的課時外，安排有6個-8個課時的實驗內容，主要有驗證位能、靜能和動能之和為常數的伯努利方程實驗；通過流速和差壓來進行流體流量測量的實驗；轉爐冷態模擬實驗等。采用教學與實驗相結合的方法，均可使學生對相應的物理過程有一個深刻的認識，強化理論與實踐相結合的過程。

在傳輸原理的教學過程中，要結合冶金工程專業的工藝特點與相關的傳輸原理進行有機的關聯，如埃根公式在高爐煉鐵中的應用、動量傳輸在連鑄中間包流場分布方面的應用以及渣-鋼間反應的傳質模型等，在這方面給學生一個有益的導向。

6.知識的持續更新

為了更好地實施冶金傳輸原理的過程教學，在平時要不斷進行教學方法、專業知識學習以及工程實踐的積累。對于教學方法的學習，一方面要查找教學過程的不足，另一方面要請教教學經驗豐富的教師、專家，通過聽課的方式，取長補短，積累教學經驗。專業知識方面的積累，主要是通過平時的備課以及在教學過程中發現的問題，及時查閱相關資料進行求證，如對流體力學、傳熱學以及數值計算、計算方法等方面知識的學習、積累，通過自學或請教于專家，來加強自己對專業知識的理解，同時，利用帶隊實習、與企業橫向課題合作以及去企業實踐鍛煉的機會，不斷充實自己的工程實踐知識，可以為過程教學提供更多、更豐富的工程實例，并且借助自己所在的教學科研團隊的平臺，把冶金實際以及科研的內容提煉為簡潔明了的課堂語言傳輸給學生，提高過程教學的效果。

結 論

冶金傳輸原理教學過程貫穿于每一個知識點、每一節課教與學的小環節，以及理論與實踐相結合的小環節之中，這樣的環環相扣，提高學生掌握知識的能力和教學質量。教學的關鍵是培養學生解決實踐問題的能力，授之以“漁”使學生在以后的工作中，在所掌握知識的基礎上，能夠繼續得到豐富和提高，培養實用型人才。

參考文獻：

[1]林萬明，王皓，陳津.《冶金傳輸原理》教學改革與實踐[J].科學之友，2006，7：75-76.

[2]王超，楊雙平，袁守謙，魯路.加強冶金傳輸原理課程理論聯系實際的過程教學[J].中國冶金教育，2010，9.

第9篇：流體力學的知識點范文

關鍵詞 非均相分離；啟發式教學；工程意識；實踐教學

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）09-0099-02

Discussion on Course of Heterogeneous Separation Technology and Equipment//Sun Zhiqian， Wang Jianjun， Wang Zhenbo， Jin Youhai

Abstract Course arrangement and content of heterogeneous separation technology and equipment is introduced， and the aspects of stimulating students’ learning interests， combination of various teaching methods， cultivating students’ engineering consciousness and improving students’ practice ability are discussed to enhance teaching effect.

Key words heterogeneous separation； heuristic teaching； engineering consciousness； practice teaching

非均相分離技術及設備是中國石油大學（華東）過程裝備與控制工程專業的專業技術限選課。它涉及化學工程領域中的單元操作技術，主要培養學生運用粉體工程學、流體力學及相關學科的理論知識來解決化學工程領域非均相分離單元操作實際問題。筆者結合教學之中形成的對于非均相分離技術及設備課程教學方法的一些體會和感悟進行探討。

1 課程基本要求

非均相分離技術及設備的前置課程是粉體工程學和流體力學。粉體工程學亦稱顆粒學，主要介紹顆粒學的基本知識及顆粒物性的分析方法與測量技術，使學生具備將顆粒學及其理論應用于流態化、粉體輸送和粉體制備技術等工程領域的綜合能力；流體力學則主要介紹流體力學的基本概念和原理，使學生具備分析非均相分離過程所涉及的單相與多相流動特性的能力。

非均相分離技術及設備的授課目標是使學生熟悉氣態非均相物系和液態非均相物系分離的基本理論知識，掌握重力及慣性分離、旋風分離器、過濾除塵器、電除塵器、水力旋流器、靜電聚結器、液固過濾等設備的分離機理及設計計算基本方法，了解濕法捕集、懸浮液的預處理與增濃的基本方法和途徑以及離心沉降分離設備的原理，培養學生的工程意識及創新意識，為學生從事化學工程領域內非均相物系分離技術及設備的研究打下扎實的基礎。

2 教學方法探討

筆者根據非均相分離技術及設備的課程特點，結合授課經驗與體會，對非均相分離技術及設備課程的教學方法進行探討。

2.1 采用啟發式教學法，激發學生學習興趣

興趣是最好的老師。非均相分離技術及設備課程是一門專業性、理論性較強的課程，學生在學習過程中，容易出現提不起興致、注意力不集中等問題，嚴重影響授課和學習效果。鑒于此，在授課過程中，采用啟發式教學方法，通過列舉生活中的實例，講述其中蘊含的非均相分離原理，激發學生的好奇心和求知欲，取得較好的效果。

例如，在課程的緒論部分，從學生感興趣的核電工業入手，介紹其工藝及應用，并指出分離設備在整個工藝流程中的作用；而后逐漸深入介紹發電、采油、鉆井、西氣東輸、煉廠相關工藝及設備，并指出日常生活中的吸塵器、滾筒式洗衣機、魚缸凈化器等都是非均相分離技術的應用，激發學生的學習興趣，為后續課程的深入介紹奠定基礎。

又如“重力沉降分離設備”一節中，在闡明“增大沉降面積可以提高分離性能”的觀點時，列舉兩個生活中的實例：

【實例一】國家大劇院的殼體表面積高達3.5萬平方米，灰塵易沉降在殼體表面，形成“高性能的露天重力沉降器”。

【實例二】黃河發源于青藏高原，延綿5000多公里，途徑9個省份，最終在東營墾利匯入渤海。黃河中上游河流流道窄，流速快，夾帶大量泥沙匯至下游，在入海口匯入渤海后沉降面積急劇增大，流速趨緩，河流中泥沙得以沉降，而黃河入海口的內陸面積也因為泥沙沉積而不斷增加。

生活處處有物理，留心觀察皆學問。通過生活實例，啟發學生運用非均相分離原理給出合理解釋，激發學生的學習興趣，使他們主動參與到課堂討論與學習之中。

2.2 采用板書、PPT課件、視頻教學相結合的教學方式

隨著計算機技術的普及，高校普遍采用PPT課件進行課堂教學。雖然PPT課件具有信息量大、方便快捷等優點，但是知識點講解速度較快，尤其在講解理論推導內容時，絕大多數學生只能被動接受，遠遠跟不上教師的授課思路，聽課效果較差。因此，對于課程中理論推導內容，應輔以板書教學。對于非均相分離設備的內部結構以及多相流動與分離過程的教學，如油氣水三相分離器以及臥螺離心機的分離過程等，則可以采用視頻教學法。

例如，在講授“旋風分離器”一節時，對于旋風分離器的分離原理、主要結構形式、分離器內部流場和濃度場分布規律、旋風分離器分離性能的影響因素、旋風分離器的設計方法，以及旋風分離器的磨損及防磨措施等知識點，采用PPT課件進行講解；對于旋風分離器的相似準數、分離理論、阻力系數、壓降計算等知識點采用板書進行授課；對于旋風分離器內部氣固兩相流動形態、旋風分離器的工業應用等內容通過視頻進行教學。板書、PPT、視頻相結合的教學方法，可以合理安排教學進度，深入講解各部分知識點，取得良好效果。

2.3 緊密聯系工程實際及科研項目，培養學生工程意識

非均相分離技術及設備主講教師均為中國石油大學（華東）多相流分離課題成員，長期從事多相流分離技術及裝備的研究，先后承擔或參與了多項與分離過程和裝備有關的技術研發和項目設計，并已取得多項成果，積累了豐富的實踐經驗。在教學過程中，不僅要教授各類分離設備的分離原理、分離過程、設計方法以及設備分離性能的影響因素，更要緊密聯系工程實際，結合科研項目研究內容以及最新科研進展，培養學生的工程意識。例如，在講授“旋風分離器”一節時，給學生講述課題組研發PDC、PSC型旋風分離器的過程；在講授“水力旋流器”一節時，結合課題組在新疆風城油田進行的工業實驗進行講解。通過相關工程項目的介紹，培養了學生的工程意識和創新意識，深化了教學效果。

2.4 增設實踐教學環節，鍛煉學生動手能力

中國石油大學（華東）多相流分離實驗室現有實驗室面積約1200平方米，擁有完備的實驗分析儀器，如LS230激光粒度測試儀、PH50系列數字顯微成像系統、TU-1901雙光束紫外可見分光光度計、PIP6.1顆粒圖像分析儀、MT1000多功能粉體物性分析儀、多功能原油含水自動測量儀、DE-100L型實驗室高剪切分散乳化機、QBZY-1型全自動表面界面張力儀等與非均相分離技術相關的測試儀器。

實驗室擁有旋風分離器流場及性能測試實驗裝置、直流式低速風洞、旋液分離綜合試驗研究裝置、旋液分離熱態高溫試驗研究裝置、氣液旋流分離試驗研究裝置、重力聚結分離裝置等多套實驗裝置。非均相分離技術及設備課程設有4學時的實踐學時，學生通過參觀實驗室的儀器設備、觀摩實驗過程，可以加深對于所學非均相分離知識的理解。此外，實驗室內部分實驗儀器和實驗裝置向學生開放，學生可以參與到實驗中來，鍛煉了動手能力，切實做到學以致用，強化了學習效果。