流體力學(xué)多媒體教學(xué)探討

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對(duì)于流體力學(xué)教學(xué)來說，采用多媒體教學(xué)作為傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充，能夠改善教學(xué)效果，提高教學(xué)效率，運(yùn)用多媒體能夠?qū)⒂谜Z言很難描述的圖像、知識(shí)等用動(dòng)畫、視頻演示出來，但是需要注意多媒體素材必須精良，根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況靈活運(yùn)用，將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。

一、采用多媒體教學(xué)的意義

大部分工科專業(yè)基礎(chǔ)科目之一就是流體力學(xué)，例如土木工程、機(jī)械工程和水利工程等，流體力學(xué)不僅需要專業(yè)的理論知識(shí)，還需要技能實(shí)踐，因此流體力學(xué)是一門兼具實(shí)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(xué)課時(shí)數(shù)減少，但是需要教授的內(nèi)容沒有變化，要在有限的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生完整介紹流體力學(xué)的理論知識(shí)和其在其他領(lǐng)域的具體應(yīng)用，就要突出重難點(diǎn)，解決教學(xué)中存在的諸多問題。如果采用傳統(tǒng)理論傳授式的教學(xué)方法，雖然能夠保證每位學(xué)生接收知識(shí)，但是顯然難以提高效率。在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，多媒體教學(xué)被越來越多的高校采用，多媒體教學(xué)不受地點(diǎn)和時(shí)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?qū)W生傳授信息和知識(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)方式易于學(xué)生接受，但是流體力學(xué)包含了很多推導(dǎo)公式和理論分析，其中一部分內(nèi)容較適用于傳統(tǒng)教學(xué)方式，對(duì)于一些抽象的、難以用語言描述的理論知識(shí)，則很難采用這種方法傳授，再加上教學(xué)方式比較枯燥，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接收的信息量較少。因此，除了傳統(tǒng)教學(xué)方法，我們還可以恰當(dāng)?shù)夭捎镁W(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體教學(xué)等其他教學(xué)方法，將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果。

二、多媒體教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

多媒體技術(shù)是近年來應(yīng)用非常廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，綜合了視頻動(dòng)畫、文本、音樂、圖像等多種媒體素材，經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制和處理，展現(xiàn)給學(xué)生。多媒體教學(xué)既能夠提供豐富的教學(xué)內(nèi)容，又具有良好的交互性，能為學(xué)生提供多樣的、友好的交互方式；多媒體教學(xué)不受空間和時(shí)間限制，一些物理現(xiàn)象很難讓學(xué)生們看到，而利用多媒體技術(shù)則可以解決這個(gè)問題；多媒體教學(xué)能夠?yàn)閷W(xué)生提供直觀、清晰的學(xué)習(xí)材料，讓學(xué)生能夠直觀地看到事物的變化和運(yùn)動(dòng)發(fā)展。多媒體技術(shù)具有信息量大、生動(dòng)具體、形象直接的優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)生理解晦澀難懂的知識(shí)。在流體力學(xué)中，諸如空化、流線、邊界層等知識(shí)，用語言和二維圖像很難解釋清楚，如果將圖像、動(dòng)畫和視頻結(jié)合起來，就能讓學(xué)生更加深刻地理解知識(shí)，加深記憶，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)發(fā)散思維。通過多種多樣的多媒體素材，給予學(xué)生感官刺激，幫助學(xué)生集中注意力，提高教學(xué)效率。

三、多媒體在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）課堂教學(xué)

學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性是決定教學(xué)效果的重要因素，在流體力學(xué)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(xué)手段，能夠讓知識(shí)更加清晰直觀，讓學(xué)生對(duì)于物理概念有更加深入的理解，學(xué)習(xí)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(qiáng)分布圖等包含信息量較大并且難以通過板書講解的知識(shí)納入到課件中，這樣學(xué)生能夠更加容易地理解重難點(diǎn)，學(xué)習(xí)興趣大大提高，教學(xué)質(zhì)量得到了極大改善。對(duì)于教師來說，應(yīng)該選擇日常生活中和流體力學(xué)緊密相關(guān)的現(xiàn)象，作為多媒體教學(xué)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(shí)，通過分析足球表面壓強(qiáng)進(jìn)一步講解到馬格努斯效應(yīng)的知識(shí)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)

流體力學(xué)是一門和實(shí)驗(yàn)聯(lián)系非常緊密的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須貫穿于理論教學(xué)中。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以分為演示型實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)兩種，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是教師演示，學(xué)生跟著做，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，不能保證每位學(xué)生都掌握實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)涉及到很多知識(shí)點(diǎn)，適當(dāng)?shù)卦黾友菔拘蛯?shí)驗(yàn)，能夠保證學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方法，發(fā)散學(xué)生思維，取得良好的教學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)室演示設(shè)備不足的情況下，運(yùn)用多媒體教學(xué)的方式，用Flash動(dòng)畫、視頻等素材替代，雖然也有一些缺陷，但是也能保證學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技巧和方法，完成教學(xué)目標(biāo)。

（三）數(shù)值模擬

學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥乏味，主要是由于流體形狀不固定，學(xué)生對(duì)此缺少感性認(rèn)識(shí)。如果采用多媒體教學(xué)，將流體運(yùn)動(dòng)用動(dòng)畫的形式展現(xiàn)出來，可以讓學(xué)生看清流場細(xì)節(jié)，通過直觀的模擬提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

四、結(jié)束語

綜上，在流體力學(xué)這門課程的教學(xué)中，將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體教學(xué)，改善教學(xué)效果。

作者：劉揚(yáng) 于艷 張微 陶進(jìn) 單位：吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院