時間：2023-04-03 09:48:30
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇工程流體力學論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞：流體力學；教學改革；探討
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A
流體力學是一門研究流體運動基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學科，它作為一門嚴密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學科，是以數(shù)學、物理學為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，也是土木、機械、動力、水利、環(huán)境等學科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學實踐中都積累了豐富的經(jīng)驗并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問題。論文結(jié)合教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革以及師資隊伍建設(shè)三方面探討提高流體力學教學水平的方法。
一、 流體力學教學現(xiàn)狀
流體力學是一門主要研究流體平衡和運動規(guī)律及其實際應(yīng)用的技術(shù)科學，具有理論性強、工程實際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對學生高等數(shù)學知識及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點。流體力學建立在理論、計算、實驗三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機械等眾多學科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學科。另外，流體力學在環(huán)境工程設(shè)計和實際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用的必備知識，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時，流體力學是環(huán)境工程與其他學科體系溝通的橋梁，這個橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學科體系的完善性。因此，提高流體力學課教學質(zhì)量，使學生學好本門課程，培養(yǎng)學生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對流體力學課程教學進行改革以適應(yīng)學科發(fā)展顯得十分必要。
目前國內(nèi)院校的流體力學課程教學過程大體可歸納為“課前預習、課堂教師講授、實驗室實驗、課后教師評閱”的四段串行模式。實踐證明，這種傳統(tǒng)的教學模式在強化理論教學成果以及動手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學中注重經(jīng)驗理論與公式的講解，而公式多且乏味，導致教師難教，學生難懂，課堂教學缺乏生動性。另外，本科流體力學理論教學模式多為填鴨式教育，對學生而言，流體力學課缺少客觀體驗，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學課程教學的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學實驗教學多采用傳統(tǒng)驗證性實驗，每一學生進行的實驗完全相同，教師由實驗報告的數(shù)據(jù)評定實驗成績。雖然實驗有利于增進學生對理論知識的理解，但此手段不能激發(fā)學生的積極性，無法體現(xiàn)學生的主體性，也不能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性[1]。由于實驗教學內(nèi)容多數(shù)為驗證性實驗，在按既定的理論知識和實驗方案實踐的過程中，學生所得到的主要是從理論知識到實踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識的傳授，具體實驗的演示、引導與糾錯，甚至有時會耳提面命，因此學生作為學習主體的創(chuàng)造性很難有機會得到展示。
因此，采用一種有效的教學方法進行流體力學理論和實驗教學的改革，激發(fā)學生的學習積極性和主動性，以提高流體力學課程教學質(zhì)量，并對相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進學生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。
二、 培養(yǎng)學生對邏輯思維的興趣
學生對任何概念和公式的形成、理解有一個過程，而在流體力學中，這些概念、公式又較為抽象，要求學生具備較強的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學生掌握知識的快慢，耐心引導學生進行邏輯思維，培養(yǎng)學生對邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對邏輯推理的愛好，就成為教學中的關(guān)鍵。例如，流體力學中的三大方程――連續(xù)性方程、動量方程和能量方程需通過輸運公式逐步推導而來，如此的教學安排便使知識較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認識各個方程的物理意義。而輸運公式的推導由于邏輯性較強，講授時就需要花費較多的學時和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導中的物理含義和數(shù)學要領(lǐng)，使學生對輸運公式有一個清晰準確地理解。最后，將輸運公式中的物理量換成質(zhì)量、動量、能量即可得出連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學更加清晰明了，而且會使學生對將要學習的知識接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強烈的探索感和求知欲。
三、 教學方法探討
教學方法作為聯(lián)結(jié)教師和學生的重要紐帶，在提高教學質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學科發(fā)展要求，工科“流體力學”課程方法的改革勢在必行，作者結(jié)合自身多年的教學經(jīng)驗，針對該課程特點，認為應(yīng)該在以下幾個方面進行課程教學方法改革。
（1）重視緒論課的作用
部分教師認為緒論課僅是對流體力學的簡單介紹，作用不大，所以對緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實緒論課對整個教學活動的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學生了解流體力學課程的窗口，也是教師教學水平的第一次展示。
講授緒論課的較好方法是介紹流體力學的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國民經(jīng)濟中的重要作用等。教師要注重講解流體力學知識在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔的科研項目，以展示流體力學在科學和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學理論在“神舟號”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學生明白流體力學這門相對古老的學科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風中倒塌的例子，說明在實際工程中忽視流體力學會造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學的發(fā)展史對于激勵學生的學習熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學生的面前[4]。
（2）從實例中引出教學內(nèi)容
流體力學雖有概念多、邏輯性強、理論上較難理解的特點，但卻與生活和生產(chǎn)實際密切相關(guān)。在具體教學內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學生求趣、求新、求知的心理，引導學生學習并掌握教學內(nèi)容。例如，在講流體粘性時，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學知識時，可講一些水庫垮壩事件，主要是設(shè)計時有缺陷和施工存在著質(zhì)量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時流體力學專家的爭論，通過分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學生切實體會到學好流體力學的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學更生動、更有意義。
（3）師生互動，培養(yǎng)良好學風
調(diào)動學生主動的學習，培養(yǎng)學生良好的學風，提高學生綜合素質(zhì)，是加強流體力學教學效果的重要條件。作者在每次講課后都會對本次課程的內(nèi)容進行總結(jié)，然后下次課隨機抽取部分學生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學生作出補充和建議。在課堂上，多為學生提供隨堂練習的機會，師生互相之間進行探討和思考，針對練習中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補充。這種授課模式充分調(diào)動了學生的主觀能動性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學生的思維深度，查漏補缺。學風對于任何一門課程教學的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴格要求學生，對作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學生對作業(yè)中的每道題，在解答時必須寫出已知、求解，并畫出相應(yīng)圖示，這些小細節(jié)可以幫助學生以簡明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。
（4）重視實驗教學
流體力學按研究方法可以分為理論流體力學、實驗流體力學和計算流體力學。實驗流體力學是理論流體力學發(fā)展的基礎(chǔ)，是計算流體力學的檢驗依據(jù)。因此，實驗教學在流體力學教學中有著極其重要的地位。流體力學中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實驗可以加強學生對公式的感性認識，有助于學生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實驗，可以使學生非常直觀的理解伯努利方程中每一項對應(yīng)的意義。對于沒有開的實驗課，通過在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學生，也可提高學生對理論知識的理解[6]。
（5）傳統(tǒng)教學方式和多媒體技術(shù)互補
過去，流體力學課程在教學手段上采用板書教學，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進學生的積極思維與參與意識，但對教學內(nèi)容中比較抽象的概念、復雜的流動現(xiàn)象和流動規(guī)律，很難用語言和文字準確、形象地描述。多媒體教學最大的優(yōu)點是形象、生動、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導過程和思維、學生對知識的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導過程的內(nèi)容時采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時采用多媒體教學方法，做到取長補短、優(yōu)化組合，會獲得較好的教學效果[7]。
四、師資隊伍的建設(shè)
為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進的教學手段，而且要努力研究實施素質(zhì)教育的教學方法。在實際教學過程中，要靈活應(yīng)用各種教學方法，并且要善于歸納總結(jié)教學經(jīng)驗，虛心向有經(jīng)驗的教師請教，同時要高度重視學生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學水平。社會發(fā)展對教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學水平的提高和發(fā)展是一個畢生的過程，教師應(yīng)該不斷開闊視野，更新知識體系，才能形成對流體力學更深層次的理解和認識。
五、 結(jié)論
論文結(jié)合流體力學教學現(xiàn)狀，從學生興趣培養(yǎng)、教學方法改革及師資隊伍建設(shè)三方面論述的教學方法，將教與學有機結(jié)合起來，使枯燥的流體力學課堂變得生動活潑，多方面激發(fā)學生的主動性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運用于教學實踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學課程的教學效果。
參考文獻
[1]梁麗珍，?？×?互動式流體力學教學模式探索[J].化工時刊，2011（2）：66-67
[2]王發(fā)輝，?？∮?，張丹.“流體力學”立體化教學體系的構(gòu)建[J].電力教育，2009（12）：102-103
[3]鄒惠芬，張培紅，葉盛.流體力學多媒體教學的探討[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2008（4）：507-509
[4]潘良明，何川，陳紅.流體力學立體教學法初探[J].中國電力教育，2008（11）：73-74.
[5]陳霞.流體力學教學方法的探討和研究[J].科技文匯，2011（9）：104-108
[6]岳建芝，李剛.流體力學教學中的幾點體會[J].科技信息，2009（29）：187
論文關(guān)鍵詞：流體力學；制冷與低溫工程；教學改革
目前，鄭州輕工業(yè)學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級特色專業(yè)。為了加強制冷與低溫工程專業(yè)學生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學進行全面的改革。
“流體力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學和流體動力學，研究流體平衡、運動規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應(yīng)用的科學。由于流動現(xiàn)象和流動規(guī)律及其影響因素十分復雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應(yīng)用廣、對學生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。加上學生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導致“流體力學”課程歷來被公認為是教師難教、學生難學難懂的課程之一。因此，迫切需要進行“流體力學”課程教學改革，使學生學好本門課程，提高課程教學質(zhì)量，使學生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學生的綜合分析應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。
分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學”課程教學的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數(shù)學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應(yīng)用。因此怎樣激發(fā)學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現(xiàn)該課程教學目標，提高教學質(zhì)量，是該課程教學亟待解決的問題。
一、改革教學方法
學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學生來說至關(guān)重要。讓學生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學生學習后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結(jié)合自己的教學經(jīng)驗，認為可以從以下幾方面著手。
1.激發(fā)學生學習興趣
學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。
要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課?！熬w論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發(fā)展及其廣泛的工程實際應(yīng)用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習和解決實際工程問題中的重要作用。
教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發(fā)學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外，還應(yīng)充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動現(xiàn)象和分析流動機理，需要應(yīng)用數(shù)學工具。學生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂數(shù)學，然而讀懂了數(shù)學不一定意味著明白了數(shù)學符號背后所代表的物理意義?！傲黧w力學”教學實踐表明，學生從讀懂數(shù)學到理解流動問題的物理本質(zhì)有一個過程。教師的一個重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學生完成從讀懂數(shù)學到理解流動的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變，進一步建立起科學的思維方式。
“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續(xù)方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調(diào)“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節(jié)都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。
根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應(yīng)將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應(yīng)用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應(yīng)強調(diào)公式的應(yīng)用范圍及應(yīng)用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業(yè)
學習的最終目的是讓學生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業(yè)是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養(yǎng)學生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應(yīng)由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質(zhì)就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學生加深對基本概念和基本理論知識的理解。
然后再由教師通過習題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應(yīng)用。在講解習題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質(zhì)的理解，將物理問題與數(shù)學工具有機地結(jié)合起來，有助于學生對與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。
二、改革教學手段
多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。
多媒體教學在“流體力學”教學過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內(nèi)容更豐富了，學生在有限的時間內(nèi)接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質(zhì)量也提高了。
多媒體教學的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學。有很多學生認為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎(chǔ)知識的理解和掌握。根據(jù)“流體力學”既有抽象復雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學過程中應(yīng)將多媒體教學與板書教學相結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為教學工作更好地服務(wù)。如對某些特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現(xiàn)象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內(nèi)容還是采用板書教學，例如流體力學基本方程的推導過程依然使用傳統(tǒng)教學中的板書，有利于學生集中注意力，讓學生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學生足夠的思考時間，又可加深學生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學效果。
論文摘要:通過工程流體力學教學實踐，探討多媒體教學在授課過程中產(chǎn)生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合，活躍課堂氣氛，提高學生學習的積極性和主動性，達到優(yōu)化教學效果的目標。
一、前言
隨著計算機技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，多媒體教學已被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。因此，利用多媒體教學手段開發(fā)學習資源，構(gòu)建新的教學模式，達到最佳教學效果，成為國內(nèi)外提高教學質(zhì)量、改革教學方式的重要手段。
本文通過工程流體力學教學實踐，探討多媒體教學在授課過程中產(chǎn)生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學手段相結(jié)合，活躍課堂氣氛，提高學生學習的積極性和主動性。達到優(yōu)化教學效果的目標。
二、傳統(tǒng)教學模式的利與弊
傳統(tǒng)教學模式歷史悠久，教育理論成熟，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。在傳統(tǒng)教學中，通過教師的形象、生動的講述，學生易于接受，師生之間可以面對面地探討疑難問題。對于工程流體力學而言，教學內(nèi)容不可避免地會涉及到數(shù)學公式的推導，傳統(tǒng)的板書教學方式即可以留給學生更多的思考時間，同時又可以加深學生對公式推導過程的理解，加強記憶。然而傳統(tǒng)式教學主要依靠粉筆與黑板的教學條件，是以教師為主體的教學模式，從而大大降低了教學效率，也扼殺了學生個性的發(fā)揮和創(chuàng)意的產(chǎn)生。
三、多媒體教學的特點
多媒體教學以其鮮明的教學特點，豐富的教學內(nèi)容，形象生動的教學情景，在教學過程中發(fā)揮了重要的作用:
第一，激發(fā)學習興趣，有利于提高課堂效率。興趣是學生獲取知識、拓寬視野、豐富心理活動最主要的推動力。多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用文字、圖片、動畫和視頻等資料來進行教學活動，激發(fā)學生的學習興趣，從根本上改變了傳統(tǒng)教學模式的單調(diào)性。而且多媒體教學可以充分發(fā)揮學生聽覺、視覺等器官對信息的接收，對學生的眼、耳等器官進行多重刺激，從而活躍學生的思維，增強學生記憶力，提高課堂效率。第二，直觀、易懂，有利于提高教學質(zhì)量。流體力學是從力學的觀點出發(fā)，主要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，在日常生活和各種工程實際中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，是動力工程和流體機械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。與固體的運動規(guī)律相比，流體在運動過程中存在諸如激波、接觸面間斷、兩相流體之間相互摻混等復雜現(xiàn)象。 多媒體教學手段能夠通過圖片、動畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復雜的流動現(xiàn)象，使學生較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，提高教學質(zhì)量。第三，增加教學容量，節(jié)約空間和時間。工程流體力學研究內(nèi)容較多，涉及范圍較廣，在有限的課時內(nèi)傳授給學生的信息量較大。傳統(tǒng)教學中知識的傳播主要靠教師的口授與黑板板書，在一定程度上限制了課堂信息的含量，多媒體教學充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優(yōu)勢，授課的信息量明顯增多，教學內(nèi)容更加豐富，使學生在有限的時間內(nèi)接收更多的知識，開闊了學生視野，增加課堂知識的容量，提高了教學的效率。
四、多媒體教學手段與傳統(tǒng)教學方式相結(jié)合
多媒體教學的發(fā)展并不意味著摒棄一切傳統(tǒng)的教學方法和手段，而是將多媒體教學與傳統(tǒng)教學方式相結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，更好地服務(wù)于教學工作。
工程流體力學教學內(nèi)容主要包括兩大部分，理論教學和流體力學實驗教學。
工程流體力學理論教學部分包含大量流體力學的基本概念、基本方程和一些復雜的流動現(xiàn)象。例如在教學過程中，流體靜力學基本方程的推導過程依然使用傳統(tǒng)教學中的板書，這樣既可以留給學生足夠的思考時間，又可以加深學生對公式推導過程的理解，加強學生的記憶能力。而對于某些基本概念和特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學手段，加深學生對基本概念和流動現(xiàn)象的理解。
流體力學實驗是流體力學教學中的重要組成部分之一，貫穿于課程始終?，F(xiàn)行流體力學教學實驗多為驗證性實驗，實驗方法單一，同時，還受實驗老師較少、實驗課時有限以及設(shè)備等多種因素的影響，學生選擇的范圍極小，在很大程度上制約了學生思考問題、分析問題、解決問題的能力，不能很好地達到流體力學實驗教學的要求。然而引入多媒體教學手段以后，學生可以靈活地改變實驗條件，演示各種實驗現(xiàn)象。
參考文獻:
關(guān)鍵詞：計算流體力學；化學工程；應(yīng)用
Abstract: in the chemical research and development of the field, play an important role in computational fluid dynamics, this paper mainly introduces the basic principles of computational fluid dynamics, and the application of computational fluid dynamics in the field of chemical engineering, application mainly through the introduction of computational fluid dynamics in the stirred tank, heat exchanger, distillation, thin film evaporator burning, etc., to reflect the fluid mechanics made in chemical engineering contribution.
Keywords: computational fluid mechanics; chemical engineering; application
中圖分類號：TQ021.1 文獻標識碼：A
1 計算流體力學概述
作為流體力學的一個分支，計算流體力學主要負責，在固定的幾何形狀空間內(nèi)，求解流體的動量方程、熱量方程、質(zhì)量方程以及其它的一些相關(guān)方程，然后通過進行計算機模擬，得到在特定條件下流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。計算流體力學主要根據(jù)動量、能量、質(zhì)量守恒方程，通過數(shù)值計算方法來求解出流動主控方程，并最終得到各種流動現(xiàn)象的規(guī)律。
計算流體力學主要包括3種計算方法：差分法、有限元法以及有限體積法。這是一個涉及到多個領(lǐng)域的學科，它不僅包括計算機科學、流體力學等專業(yè)學科，還有計算幾何學、數(shù)值分析以及偏微分方程等數(shù)學理論知識。通過計算流體力學進行模擬，主要是為了作出預測和獲得信息，來更好的控制流體流動。理論的預測主要來自于數(shù)學模型結(jié)果，并不是來源于實際的物理模型結(jié)果。
起初，計算流體力學主要用在航天事業(yè)、核工業(yè)以及汽車制造業(yè)上，解決一些涉及空氣動力學方面的流體力學問題。計算流體力學的計算與實驗研究相比，不僅成本低、速度快，還可以模擬真實、理想條件，所以，在各種流體現(xiàn)象的研究過程中，計算流體力學成為對各種流動系統(tǒng)和流動過程，進行設(shè)計、操作和研究的有利工具。
在上個世紀60年代末期，在流體力學各相關(guān)行業(yè)中，計算流體力學已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，直到上世紀90年代后期，才開始對于化學工程的模擬計算，現(xiàn)在化工領(lǐng)域中，計算流體力學已經(jīng)成為流體流動和傳質(zhì)的重要研究工具。
在各種化工裝置中，計算流體力學都可以進行模擬、分析、預測，比如說，可以在流體流動過程中，對于其中的傳質(zhì)、傳熱進行預測，比如在蒸餾塔中進行的兩相傳質(zhì)流動狀態(tài)的模擬，在模擬加熱器里進行的傳熱效果的模擬；在攪拌槽混合設(shè)備可以進行模擬設(shè)計、放大；可以對化學反應(yīng)及反應(yīng)速率進行描述分析，并在反應(yīng)器中進行模擬，比如可以在燃燒反應(yīng)器、生化反應(yīng)器，可以進行反應(yīng)速率的模擬；另外，還可以進行一些設(shè)備的分離、過濾、干燥方面的模擬，以及一些裝置內(nèi)流體流動的模擬。
2 計算流體力學在化學工程中的應(yīng)用
2.1 計算流體力學在攪拌槽中的應(yīng)用
由于攪拌槽內(nèi)部流動比較復雜，現(xiàn)在，攪拌混合仍然還沒有形成完善的理論體系，在對一些混合設(shè)備，比如攪拌槽等，進行放大設(shè)計的時候，往往經(jīng)驗成分要多于理論計算。在實際的工業(yè)體系中，尤其是快速反應(yīng)體系，還有高黏度非牛頓物系，不同程度的非均勻性存在于工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器中，而且，不均勻性的嚴重性是隨著規(guī)模的增大而增大的。所以，目前經(jīng)驗放大設(shè)計的可靠性，正在迎來前所未有的挑戰(zhàn)，這就更有必要需要，更深入的對攪拌槽的內(nèi)部流場展開研究。
最初，Harvey等對攪拌槽內(nèi)的流場，利用計算機進行二維模擬，這些年來，通過采用計算流體力學的方法，對攪拌槽內(nèi)的流場進行研究的技術(shù)，取得了較快的發(fā)展，這種方法在節(jié)省大量研究經(jīng)費的同時，也可以獲得實驗所不能得到的數(shù)據(jù)。之后，Sun等針對攪拌槽氣液兩相流動，利用計算流體力學的湍流模型進行了三維模擬，實驗結(jié)果顯示，計算流體力學能很好地對攪拌器上部氣體分布進行預測，對攪拌器底部區(qū)域的模擬卻沒有取得較好的效果。后來，Javed等也通過計算流體力學軟件Fluent，對Rushton型渦輪攪拌槽湍流，作了與時間相關(guān)的三維數(shù)值預測，和實驗結(jié)果比較顯示，攪拌葉輪上下平均速域，兩項結(jié)果一致，但在湍動能的結(jié)果上，計算值和實驗結(jié)果還是存在一定差異的。
之后，又進行了許多類似的實驗，實驗證明，通過計算流體力學與數(shù)字粒子圖像測速儀相結(jié)合，有益于更深入地對攪拌裝置進行研究。通過數(shù)字粒子圖像測速儀的測量數(shù)據(jù)，可以對計算流體力學的計算結(jié)果進行驗證，另外，數(shù)字粒子圖像測速儀的測定點速度，也可以作為計算流體力學的邊界條件。除此之外，多普勒激光測速儀也可以與計算流體力學相結(jié)合，用于研究攪拌。
2.2 計算流體力學在換熱器中的應(yīng)用
在化學工程中，換熱設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，它可以詳細、準確地對殼程的流動、傳熱特性做出預測，這不僅有助于設(shè)計經(jīng)濟和可靠的換熱器，還有助于對現(xiàn)有管殼式換熱器的性能做出評價，在工業(yè)的應(yīng)用過程中起著十分重要的作用。
管殼式換熱器不僅具有比較復雜的幾何結(jié)構(gòu)，而且流動、傳熱的影響因素也比較多，通過計算流體力學，利用計算機對換熱器殼側(cè)流場進行模擬，這就有助于對殼側(cè)瞬態(tài)的溫度場、速度場加以了解，這是其它方法所難以掌握的，這就方便了對換熱器的機理分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
其中，一些國外專家針對換熱器內(nèi)，流體流動的計算流體力學模擬展開過一些研究。熊智強等專家，針對換熱器弓形折流板流場，利用該技術(shù)進行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，在弓形折流板的背面，存在著流動死區(qū)，導致一些區(qū)域的流速偏低，通過在弓形折流板上開孔，計算流體力學計算結(jié)果顯示，其傳熱效率有了明顯的提高，殼側(cè)壓降有了明顯降低。
一般來說，管殼式換熱器中流體流動為湍流，與此同時，在實際的應(yīng)用過程中，管殼式換熱器中管的數(shù)量又比較多，這就給計算增加了難度。現(xiàn)在，針對于管殼式換熱器殼程流動的研究，主要采用的還是二維、三維單相研究方法，另外，三維兩相還有多相的計算流體力學模擬應(yīng)用的還是比較少的。
2.3 計算流體力學在其他方面的應(yīng)用
在其它的一些化工領(lǐng)域中，計算流體力學的應(yīng)用也是比較廣泛的。比如說，在精餾塔中的應(yīng)用，在薄膜蒸發(fā)器中的應(yīng)用，在燃燒反應(yīng)器中的應(yīng)用，在生化反應(yīng)器中的應(yīng)用，如下進行簡要概述。
在精餾塔氣液兩相流動、傳質(zhì)的研究過程中，計算流體力學是其中的一項重要工具，通過進行計算流體力學模擬，可以微觀的檢測到塔內(nèi)氣液兩相流動狀況。當然，在模擬精餾塔內(nèi)流體流動上，計算流體力學模擬也存在一些不足，比如說，在規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動的模擬上，模擬結(jié)果與實驗值還是存在一定偏差的。這主要因為數(shù)學模型還不夠精確，這就要求無論在流體力學的理論分析上，還是實驗研究，都需要進一步加強。
通過計算流體力學的應(yīng)用，對薄膜蒸發(fā)器內(nèi)各種場分布實現(xiàn)成功預測，這就在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，進一步滿足了對液膜流動、傳熱、傳質(zhì)機理的研究。但是由于在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)過程比較復雜，無論國內(nèi)還是國外，基于計算流體力學技術(shù)，針對薄膜蒸發(fā)器流體流動特性所展開的研究還是比較少的。
在各種燃燒系統(tǒng)中，計算流體力學的應(yīng)用也是比較廣泛的。通過計算流體力學，在燃燒過程中，可以對各種狀態(tài)參數(shù)進行模擬，對燃燒器的燃燒過程加深理解，這不僅可以實現(xiàn)對燃燒反應(yīng)器的優(yōu)化，還可以相應(yīng)的控制污染物排放量。
另外，在生化反應(yīng)器模擬研究的過程中，計算流體力學也是一個重要的手段。生物反應(yīng)器包括攪拌式生化反應(yīng)器、氣升式環(huán)流反應(yīng)器等，通過對計算流體力學技術(shù)的應(yīng)用，不但可以獲取速度場、溫度場、濃度場等方面的詳細信息，還有助于對生化反應(yīng)器優(yōu)化、設(shè)計、放大等方面的研究。
但是，目前計算流體力學技術(shù)仍然不是很成熟，比如說，一些復雜物理、湍流、反應(yīng)等現(xiàn)象，還不太容易找到合適的模型，在許多問題的應(yīng)用上，數(shù)學模型也不夠精確。這就需要工作人員要針對研究對象，做出合理的選擇。即便如此，在化工過程研究中，計算流體力學技術(shù)已經(jīng)成為不可缺少的工具，相信隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在化工領(lǐng)域中，計算流體力學技術(shù)將會得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻
[1] 張少華.化學鏈燃燒系統(tǒng)設(shè)計與計算流體力學模擬.華中科技大學碩士學位論文.2011(07).
[2] 成娟.計算流體力學中的高精度數(shù)值方法回顧[A].計算物理.2009(09).
[關(guān)鍵詞]工程流體力學 教學方法 改革 工程實踐
一、提煉課程核心思想、調(diào)整教學內(nèi)容
近幾年來，隨著我國及上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟的發(fā)展，上海海洋大學作為一所以海洋、水產(chǎn)和食品為特色的高校，在學科和專業(yè)建設(shè)方面取得了較大進步，《工程流體力學》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課，其地位愈來愈顯得重要。其中海洋學院、食品學院和工程學院幾十年來在本科和研究生教育中，一直將《工程流體力學》和《高等流體力學》作為一門相當重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。特別是，工程學院的機制專業(yè)將《工程流體力學》作為該專業(yè)學生的一門必修課，隨著學校的發(fā)展，這門課程必將滲透到生命學院的水產(chǎn)、水生物、設(shè)施漁業(yè)、水環(huán)境等專業(yè)和方向中。目前根據(jù)已定的教學計劃，每學年有近650名學生學習這門課，由于各專業(yè)對其內(nèi)容眼球的不同，需要結(jié)合各專業(yè)的特點，提煉課程核心思想、調(diào)整教學內(nèi)容，通過不同的模塊組合，確實提高學生的學習興趣，促進教學質(zhì)量的提高。
上海海洋大學《工程流體力學》任課教師根據(jù)多年的教學大綱及要求編寫了“工程流體力學”教材，同時完成了配套教材的ppt電子教案，要求學生掌握流體力學的基本知識、原理和計算方法，主要包括：靜平衡微分方程、流體對固壁的總壓力、流體運動的描述、伯努利方程、動量（矩）方程、量綱分析、相似原理、繞流阻力等。在弄清概念，掌握理論的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W會運用基本理論分析解決實際問題，并掌握基本的實驗技能，為從事專業(yè)工作、科研和其他專業(yè)課的學習打下基礎(chǔ)。為了便于學生的自主學習，又出版了配套教材的“工程流體力學習題解析”一書。同時根據(jù)實際工程需要，將《工程流體力學》的教學內(nèi)容分為3個層次，即流體力學的基礎(chǔ)理論、流體力學知識與進展、流體力學應(yīng)用與實踐， 克服了以往過分重視理論知識的介紹，輕視其應(yīng)用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學獨立實驗課、計算流體力學等。
同時，根據(jù)不同專業(yè)的具體需求，在課程設(shè)置、教學內(nèi)容上都作了許多相應(yīng)的調(diào)整。例如在全校新開了“工程流體力學的應(yīng)用”課程，受到了學生們的歡迎，選修這門課的學生相當多，容量達95%以上。并設(shè)計了不同的模塊組合，對機械專業(yè)的學生，在已完成《工程流體力學》教材的二版修訂中，在第8章中增加了明渠流動內(nèi)容，增加了水波理論等內(nèi)容；針對食品專業(yè)的需要，增加了氣體及熱力學類內(nèi)容，并補充五套自測題供學生選用，確實提高了學生的學習興趣，并促進了教學質(zhì)量的提高。
二、改進教學手段，優(yōu)化教學過程，加強教學互動
由流體力學團隊編寫的《工程流體力學》教材，于2006年由上海交通大學出版社出版，同時出版了與之配套的“工程流體力學習題解析”，為了便于教師教學，同時制作了與本教材配套的制作精美、圖文并貌的CAI課件，生動地描述了流體力學的一些理論及現(xiàn)象，大大減輕了流體力學理論的學習難度，提高了學生學習的興趣和效率。這些系列教材的出版，對該課程的建設(shè)和質(zhì)量提升，起到了非常重要的作用。不但受到了本校學生的好評，同時還受到陜西理工大學、中國民航大學、浙江海洋學院及天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學院等許多學校的歡迎，這些學校對系列教材給予了充分肯定。圖書發(fā)行突破2萬本，出版方已無庫存。
充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將課堂理論教學教案、主講教師課堂教學的部分錄像進行網(wǎng)上共享，使用錄像片、流體力學演示實驗教學片、電子教材等多媒體教學手段，使學生感到難以接受的流動力學概念變得十分生動具體，加深對教材內(nèi)容的理解，提高教學質(zhì)量。使學生能夠隨時復習、預習相應(yīng)的課堂教學內(nèi)容。同時充分利用上海海洋大學的E-Class網(wǎng)絡(luò)平臺，進行網(wǎng)絡(luò)實時習題、例題解答，以及課后答疑網(wǎng)絡(luò)資源及軟硬件的建設(shè)，形成師生交流的互動平臺，真正提高網(wǎng)絡(luò)教學的實用性。強調(diào)計算機在流體力學教學中的應(yīng)用
在充分利用現(xiàn)代教學手段的同時，不能忽視傳統(tǒng)教學方法的作用。本課程采用多媒體與板書相結(jié)合的教學模式，充分利用多媒體教學信息量大,圖像清晰生動的特點, 結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復雜理論推導的優(yōu)點，不僅直觀清晰，一目了然，而且對重點部分又能反復講解，以達到學生基本理解并具有一定想象能力。例如在講解研究流體運動的兩種方法：質(zhì)點法和空間點法時，多媒體上會出現(xiàn)公交車客流量觀察方法的動畫，使學生既易于分清這兩種方法的不同，同時又強調(diào)一個相同的目的。又如在講到流體的漩渦運動時，有龍卷風作強烈旋轉(zhuǎn)運動的畫面；講到伯努利方程時，有踢任意球進球門的畫面。理論教學上嚴謹，但是動畫及多媒體生動、形象，使得學生在學習時既不感到枯燥，同時又能加強對基本理論的理解。由于學生數(shù)很多，教學上采用大班課的形式（基本上每個教學班有近100名學生），多媒體教學發(fā)揮了很大的作用。它使繁冗的公式推導成為一個簡單的講解過程，將復雜的流體運動生動形象地表現(xiàn)出來，同時對重點和難點反復在黑板上演示講解。這兩個方法相輔相承，取得了很好的教學效果。這種授課方式既有利于避免研究生因長時間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞,又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論。
2008年“工程流體力學”教材獲上海海洋大學教學成果一等獎。作為普通高校重點教材建設(shè)項目之一，2009年被上海市教委評為優(yōu)秀教材三等獎，2011年獲得上海市教委重點課程建設(shè)項目（滬教委高〔2011〕48號），極大地提高了上海海洋大學來在流體力學行業(yè)的影響力。
三、完善實驗教學條件，形成完整的教學實驗體系
在注重理論教學的同時，加強實驗教學環(huán)節(jié)，2011年3月由上海海洋大學主編的《力學基礎(chǔ)實驗指導-理論力學、材料力學、流體力學》，由同濟大學出版社正式出版發(fā)行，其中的流體力學部分（第三大部分），從根本上解決了實驗指導書與實驗儀器不配套的問題，有效提高了流體力學實驗教學質(zhì)量。2009年下半年新添置了多功能流體力學實驗裝置、動量定理實驗儀、流動圖形顯示儀、畢托管測速實驗儀、虹吸管實驗儀、勢流疊加儀、空化實驗儀等流體力學實驗設(shè)備，新開設(shè)了大量的設(shè)計型和創(chuàng)新型流體力學實驗，使學生、教師互動，用實驗數(shù)據(jù)來驗證理論，來觀察抽象的流體運動；用理論知識解釋一些流體現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。這種教學手段提高了教學效果。同時在互動中，將有關(guān)科研上對于流體力學的一些熱點問題以討論的形式引入教學，充分地調(diào)動了學生的學習熱情。通過實驗驗證加強感性認識：在許多重點和難點的地方，基本上有配套的實驗，從實驗中學習，既能培養(yǎng)學生從實踐中發(fā)現(xiàn)問題并進行深入分析的思維習慣，激發(fā)他們的學習熱情，同時也是加強印象、加深理解、克服難點的手段之一。
針對個別專業(yè)的特殊需要，開設(shè)了流體力學獨立實驗課。實際的流體運動非常復雜，因此通過流體力學實驗是揭示流體運動規(guī)律的一種重要手段，為了幫助學生加深對所學理論的理解，更好的用所學理論解決生產(chǎn)實際中的問題，經(jīng)過多方籌建，2009年我校海洋環(huán)境專業(yè)開設(shè)流體力學獨立實驗課，共16學時，實驗內(nèi)容主要包括：能量方程實驗、雷諾實驗、動量定律實驗、沿程水頭損失實驗、局部水頭損失實驗、畢托管測速實驗、管道測流量實驗、流動顯示實驗、虹吸實驗及勢流疊加實驗等；針對食品專業(yè)的需要，開設(shè)了氣體及熱力學類實驗。
四、實現(xiàn)教學和科研的互動
在任課教師積極參加各類相關(guān)的學習與培訓的同時，強化任課教師的科研觀念，以科研帶動教學，以教學促進科研，進行有效的縱、橫向科研聯(lián)合。任課教師積極參與各類教學改革和科研項目，如深水網(wǎng)箱水動力研究、漁船螺旋槳軟件系統(tǒng)設(shè)計、人工魚礁流場分析、海洋結(jié)構(gòu)物的流固偶合分析、海洋波浪能的研究開發(fā)等。通過這些項目的研究，加深了對流體力學在海洋科學中實際應(yīng)用和最新進展的了解。在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，每年選作以流體力學基礎(chǔ)理論及其工程應(yīng)用為畢業(yè)論文課題的本科學生20余人，研究生10人。取得多項教學改革和教學研究成果，并在生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用，如流體力學團隊教師編制的“漁船螺旋槳系統(tǒng)設(shè)計軟件”獲得2007年上海海洋大學科技成果三等獎，該軟件目前已被濰坊柴油機廠、玉林柴油機廠等國內(nèi)主要柴油機生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用。我校工程學院羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青同學的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”項目，參加2011年由、中國科協(xié)、教育部、全國學聯(lián)和地方政府共同主辦的、在大連理工大學舉行的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”終審決賽，在全國1935所高校選送的16976件作品中突潁而出，獲得“全國競賽三等獎”。該項目由流體力學老師指導，并突破了波浪及流固耦合理論，極大地激發(fā)了學生對本課程的學習熱情。今后，本課程將在大學生科技創(chuàng)新中發(fā)揮更大的作用。
五、教學效果的考核
《工程流體力學》課程具有理論性強、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的特點,為幫助學生的學習,僅僅通過教材講解還遠遠不夠,需要配套必要的習題。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，更新試題內(nèi)容，完善試題庫建設(shè)，考慮到我校研究生教學的特點, 團隊根據(jù)新編著教材的主要內(nèi)容, 以章節(jié)為單位,精心篩選和編寫了典型習題集,力圖做到其中的習題一定要具有典型性。習題的數(shù)量不能多,更不能類似和重復,學生通過習題練習,能有效地掌握教材中的基本知識。提高試題質(zhì)量，真正做到教考分離，促進教學質(zhì)量的提高。該試題庫具有以下功能：平臺提供自動組卷、手動組卷、互動組卷，條件設(shè)定靈活全面；試卷自動轉(zhuǎn)換成WORD文檔，方便打印輸出；自定義追加試題入庫，采用WORD文檔格式編輯批量入庫。
在考核中，平時成績、實驗課成績和期末成績比例為15%、20%和65%。實踐證明，該考核方法取得了很好的效果。
六、結(jié)語
總之，對于《工程流體力學》課程教學內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進教學觀念的改變，按此目標授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設(shè)、實驗室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學生的動手能力及科研能力，從而實現(xiàn)“學有所用”，“教學相長”。
高等教育教學改革，特別是專業(yè)基礎(chǔ)課程體系及教學內(nèi)容的改革，是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實踐過程，專業(yè)教師任重而道遠。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條符合各個專業(yè)需求的、更加富有成效的新途徑，取得更好的教改成果。
本文受“2011年度上海市教委重點課程建設(shè)項目（滬教委高〔2011〕48號）”資助
[參考文獻]
[1]袁恩熙.工程流體力學[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.
[2]James A.Fay.Introduction to Fluid Mechanics.Cambridge: MIT Press,1994
[3]Bruce R Munson, Donald F.Young and Theodore H.Okiish. Fundamentals of Fluid Mechanics,5th Edition, New Delhi:John Wiley &Sons,2002
[4]Robert W.Fox,Philip J.Pritchard and Alan T McDonald. Fluid Mechanics,7th Edition. Hoboken:John Wiley&Sons,2009
[5]Frank M.White.Fluid Mechanics,6th Edition.New York: McGraw-Hill,2008
[6]毛根海.應(yīng)用流體力學.北京：高等教育出版社,2006
論文摘要：從石油工業(yè)對油氣儲運工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的要求出發(fā)，通過對教學內(nèi)容和教學方法手段進行改革，改變傳統(tǒng)的教學理念，不斷培養(yǎng)學生工程意識和工程實踐能力，提高創(chuàng)新能力。
在西部大開發(fā)的推動下，石油工業(yè)也以驚人的速度迅猛發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型石油工業(yè)人才已迫在眉睫。特別是榆林學院（以下簡稱“我院”）所在的榆林市，作為重要的國家能源化工基地，對油氣儲運人才的需要更加突出。在學院領(lǐng)導的努力下，我院的油氣儲運專業(yè)已被評為陜西省特色專業(yè)。為了加強油氣儲運專業(yè)學生能力的培養(yǎng)，造就工程型人才，對油氣儲運專業(yè)的教學進行了全面的改革，將專業(yè)理論與實踐教學有機地結(jié)合起來，統(tǒng)籌規(guī)劃，使學生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)工程意識，提高學生獨立實驗?zāi)芰?，強化學生工程實踐能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。但是，由于我院油氣儲運專業(yè)的發(fā)展相對榆林市石油工業(yè)的發(fā)展具有一定的滯后性，導致畢業(yè)學生不能達到目前油田企業(yè)的要求。因此，提高我院油氣儲運專業(yè)的教學水平具有重要的意義。鑒于這樣的形勢，本項目提出對油氣儲運專業(yè)課程最重要的專業(yè)課程之一工程流體力學課程的教學改革。
一、教學中存在的問題
在油氣儲運的課程編排中，《工程流體力學》課程是可以將儲運專業(yè)理論知識與實踐相銜接的很好橋梁。目前該課程的授課方式有所不妥，使得這門課不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，在理論知識與實踐相結(jié)合的條件下，應(yīng)該配套一系列仿真課件，與教學相結(jié)合，學生才能更好地將書本知識融入腦海。仿真課件可以使學生掌握難以理解的抽象理論，從而更好地學習該專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程，以便為將來的其它專業(yè)課程打下堅實的理論基礎(chǔ)。
在加強工程流體力學課程理論教學的同時，還要加以仿真課件的訓練，再配合實踐教學環(huán)節(jié)。通過該課程的學習，結(jié)合實習與畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，可以綜合地將課本理論知識與實際相結(jié)合，以利于提高學生綜合素質(zhì)，對于他們今后的工作或繼續(xù)深造發(fā)揮潛移默化的作用。
分析目前我院工程流體力學課程與實踐教學之間的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題是：教學體系、內(nèi)容與實踐課之間存在脫節(jié)現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，作為專業(yè)最重要的課程之一，《工程流體力學》課程是學習其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)，如果這個基礎(chǔ)打不好，那么其它課就很難學習。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學生很多都不太明白課程中一些具體的流態(tài)名詞，以及抽象的流體損失問題，如果有了仿真課件，這些疑難問題就一目了然了。其次，我院儲運專業(yè)的實驗室設(shè)備中，有些由于廠家設(shè)計問題造成數(shù)據(jù)不準確，所以原本剛夠?qū)W生分組實驗的儀器數(shù)目，現(xiàn)在只能增加每小組的人數(shù)才可以維持正常開設(shè)實驗課程。由于該課程中涉及的實驗數(shù)目較多，也導致了場地的嚴重不足。再次，教學中不能很好地將理論課知識與生產(chǎn)實習相互滲透。而《工程流體力學》課程作為本專業(yè)的基礎(chǔ)課程，與生產(chǎn)實習的相互滲透又甚為重要。
二、改革教學方法，激發(fā)學生的學習興趣
為了更好地發(fā)揮該課程的作用，針對我院工程流體力學課程開設(shè)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)一些知名高校開設(shè)這門課程的情況，筆者提出幾點改革建議，以使學生能夠把學到的知識活學活用，提高他們分析問題和解決問題的能力。 轉(zhuǎn)貼于
1.按照實用、新穎、精練的要求，著力進行教學內(nèi)容的提煉與更新
課程建設(shè)旨在突破學科專業(yè)局限，又要照顧到專業(yè)需要，對課程進行整合、優(yōu)化，合理安排教學內(nèi)容。例如在本課程中加入非牛頓流體部分的教學內(nèi)容，形成課程的特色。
2.強調(diào)計算機在流體力學教學中的應(yīng)用
應(yīng)該在教學中加入一部分符合我院具體專業(yè)情況的仿真模擬課件的使用量，學生可以將所學的知識和課件相結(jié)合，更加深他們對知識的理解和應(yīng)用。這樣，不但順應(yīng)時代的發(fā)展，也節(jié)省了學生花在琢磨流型變化上的很多時間。鑒于課程自身的特點，對于各種工藝流程圖的介紹，傳統(tǒng)的板書方法已不能完全滿足教學需求。筆者因此針對不同專業(yè)的教學大綱，制定了相應(yīng)的教學課件，通過多媒體教學，以彌補傳統(tǒng)教學方法中抽象、晦澀、枯燥的缺點，使學生從動態(tài)的畫面中，比較輕松地理解教師在教學中要傳授給學生的知識內(nèi)容。
3.有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要
工程流體力學是一門綜合性和實踐性均非常強的課程，因此有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。學生通過在工廠的實習，可以將在學校中學到的理論知識與工廠中實際生產(chǎn)有效地結(jié)合起來，增強對理論知識的理解。應(yīng)盡快解決實驗設(shè)備結(jié)論不準確的現(xiàn)象，使教學儀器百分之百地準確投入到學生的學習當中去，盡可能地將流體力學作為向外專業(yè)進行開放實驗，讓有興趣的學生也能參與。
通過該項目制定的措施實施于油氣儲運專業(yè)教學中，使每屆油氣儲運專業(yè)學生受益。提高學生對專業(yè)理論知識的理解深度，增強他們的專業(yè)技能，并能夠?qū)⑺鶎W知識活學活用。此舉對學生的就業(yè)和繼續(xù)深造具有非常重要的意義。
三、教學效果的考核
前已述及，這門課程主要是油氣儲運學科的專業(yè)基礎(chǔ)，這門課程的培養(yǎng)目標旨在為以后的專業(yè)課打好扎實的基礎(chǔ)，樹立學生的應(yīng)用能力。因此，在考試方式上，更注重應(yīng)用能力的測試，考察學生與社會的接軌程度。這樣，考試題型多是一些發(fā)揮性的，讓學生用“漁”的本領(lǐng)去為本門課程的學習畫上休止符。
四、結(jié)語
總之，對于《工程流體力學》課程教學內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進教學觀念的改變，按此目標授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設(shè)、實驗室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學生的動手能力及科研能力，從而實現(xiàn)“學有所用”，“教學相長”。
高等教育教學改革，特別是專業(yè)課程體系及教學內(nèi)容的改革，是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實踐過程，專業(yè)教師任重而道遠。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條提高油氣儲運工程專業(yè)教學質(zhì)量、更加富有成效的新途徑，而且可以取得更好的教改成果。
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.
關(guān)鍵詞：流體力學；課程建設(shè)；創(chuàng)新能力
作者簡介：李偉鋒（1976-），男，湖北麻城人，華東理工大學資源與環(huán)境工程學院，副教授；劉海峰（1971-），男，山東文登人，華東理工大學資源與環(huán)境工程學院，教授。（上海 200237）
基金項目：本文系2011年華東理工大學本科教育教學改革重點項目、華東理工大學《流體力學》精品課程建設(shè)項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0103-02
“為什么我們的學?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學森之問”。“錢學森之問”是關(guān)于中國教育事業(yè)發(fā)展的一道艱深命題，需要整個教育界乃至社會各界共同破解。錢老的話一針見血，既對我國高校人才培養(yǎng)中存在的創(chuàng)新性不足問題提出了尖銳批評，又對改革高校人才培養(yǎng)模式提出了殷切希望。[1]
為此，在黨的十報告中明確提出實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，指出科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。那么我國大學生的創(chuàng)新能力相對歐美發(fā)達國家為何比較薄弱？相比較而言，中國式教育比較注重學生掌握的“知識量”和解題能力，歐美發(fā)達國家教育更注重學生的獨立思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；中國教育側(cè)重于知識獲取和掌握，歐美發(fā)達國家教育側(cè)重于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這種教育的結(jié)果導致中國學生的知識量大、解題能力強，弱點在于不善于“質(zhì)疑”和“提問”，直接導致科技創(chuàng)新能力較差。這個問題的解決除了需要改革高等教育制度之外，也需要每個高校教育工作者共同去面對。
本文以華東理工大學“流體力學”課程建設(shè)為例，拋磚引玉，介紹如何通過課程改革，提升學生的創(chuàng)新能力。就“流體力學”課程而言，基本任務(wù)和要求是老師完成知識的講授，學生完成聽講、作業(yè)及考試。但是，這些要求對創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言還遠遠不夠，為此對華東理工大學“流體力學”課程的授課內(nèi)容、授課方式以及創(chuàng)新實踐進行了改革和探索。
一、確立以人為本的教學改革思路
在我國古書中最早明確提出“以人為本”的是春秋時期齊國名相管仲。到了近現(xiàn)代，“以人為本思想”在國家執(zhí)政方略和企業(yè)管理等方面有了新內(nèi)涵和新發(fā)展。高等教育在教學上是以人為本，還是以知識為本？傳統(tǒng)的大學教育模式，忽視引導學生探索新的知識，忽視對學生進行創(chuàng)新教育；以教師為中心，沒有充分調(diào)動學生的積極性。我國目前仍有相當多的大學采用的是“我在上面講，你在下面記”的教學方式，這沒有把學生作為主體。因此課程改革的基本指導思想是要把以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心，教師是大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主導者，而大學生則是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主體。[2]
具體到“流體力學”課程內(nèi)容的改革，以人為本的思想表現(xiàn)為教師設(shè)身處地為學生著想：當今大學生需要什么樣的知識和能力？華東理工大學（以下簡稱“我?！保崮芄こ虒I(yè)的本科生，將來一部分成為熱能工程領(lǐng)域的工程師，一部分會進一步深造讀研或者攻博，成為科研工作者。對于這兩種學生，除了強化理論知識的學習和掌握之外，前者渴望了解流體力學在工程實踐中是如何應(yīng)用的，如何讓書本上的流體力學知識成為將來工作中的工具和技能；后者渴望獲取流體力學的科學研究思路及方法，如何利用現(xiàn)有的流體力學知識開展創(chuàng)新性的科學研究等。為了解決學生的需求，依托我校煤氣化及能源化工教育部重點實驗室的科研優(yōu)勢，對“流體力學”課程的授課內(nèi)容進行了改革。授課過程中，除了基本的三大守恒定律（質(zhì)量、動量和能量）以及納維斯托克斯方程的講解外，還著重對流體力學在工程中的應(yīng)用和科學研究進展進行補充講解。比如，我們加大了對流體力學的發(fā)展歷史和最新進展的講解，讓學生了解流體力學學科中哪些已解決，哪些尚未解決，困難在哪里？哪些老問題有了新進展和新思維？在理論性比較強的部分，通過展示本團隊在流體力學方面的研究成果，讓學生了解流體力學科學研究的基本方法和基本思路，引導學生參與科研和投身科學；在實踐性比較強的部分，通過展示本團隊在技術(shù)開發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓建設(shè)的工業(yè)裝置上各個環(huán)節(jié)中流體力學知識是如何應(yīng)用的，讓學生獲得直觀的感受，為他們將來走上工作崗位打下基礎(chǔ)。通過這些教學內(nèi)容的改革，學生普遍反映課程容量大、學有所用。
二、引入探究型授課方式
我國以往的教育體制在一個很長的時間里把人才培養(yǎng)的重點放到知識記憶和應(yīng)試能力上，學生對知識被動地接受或吸收，因而學生的創(chuàng)新能力沒有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。因此，我國高等教育的重點應(yīng)該放在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識上，大學教師在教授已有知識的同時，必須把創(chuàng)新理念傳達給學生，引導學生去創(chuàng)新。[3]在“流體力學”課程授課方式的改革中，重點在以下三個方面對學生的創(chuàng)新能力進行了引導和培養(yǎng)。
1.從教師提問轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生提問
課堂提問是教師檢驗學生對講課接受程度的一個有效手段，能強迫學生集中精力進行思考，但是對學生來說是被動的。我們在授課中，鼓勵學生課堂提問和課間提問，也鼓勵學生課后采用電話、短信和郵件進行提問。提問的內(nèi)容可以是任何和流體力學相關(guān)的，對于這些提問，我們都給予詳細的解答。特別需要注意的是，對于學生的原創(chuàng)思維，哪怕是很幼稚或者明顯是錯誤的，教師也要予以肯定并進行委婉的引導。
2.引導發(fā)散性思維
“流體力學”課程的講授中，注重引導學生進行學科交叉和發(fā)散性思維，鼓勵學生運用流體力學的基本知識思考身邊的自然現(xiàn)象，比如河流、龍卷風、泥石流、沙塵暴和海嘯等，引導學生思考生物體內(nèi)的生物流體力學現(xiàn)象等。在講授流體尾流知識時，引導學生思考汽車、火車和飛機運動時的阻力形成的原因以及減小阻力的措施；在講到流體輸送機械和流體阻力時，從微觀角度引導學生思考我們身體內(nèi)血液和細胞液的輸送和流動；從宏觀角度引導學生思考自來水輸水管網(wǎng)的鋪設(shè)方式和阻力分布特點，進而讓大家思考我國正在實施的“西氣東輸”和“南水北調(diào)”等大工程的技術(shù)特點和難點。通過諸如此類的引導，學生深刻領(lǐng)會到流體力學知識不光是書本上枯燥的公式和推導，而是和自己的身體、生活、生產(chǎn)實踐以及國民經(jīng)濟的發(fā)展息息相關(guān)的。這些發(fā)散思維的引導，拓展了學生的視野，激發(fā)了他們學習和投身科研的熱情。
3.引導學生質(zhì)疑
大學生們思維方式中一個最大的問題就是對任何知識都喜歡抱著“非此即彼，非對即錯”以及“教科書中的知識就是真理”的觀念。殊不知，這些觀念是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大敵，科技創(chuàng)新需要一股質(zhì)疑知識、質(zhì)疑權(quán)威的觀念和勇氣。因此，在授課過程中，我們告訴學生有些流體力學知識也是不完善的，也在不斷發(fā)展和完善之中，需要包括在座的各位同學在內(nèi)的眾多科研工作者去繼承、去發(fā)展、去完善。比如，流體力學中的湍流是公認的世界級難題，在現(xiàn)階段還沒有完善的公式和理論，但是近年來在不斷發(fā)展和完善，通過這種存疑方式的教學，來引導學生挑戰(zhàn)權(quán)威和經(jīng)典的意識和勇氣。
三、全面實施創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)
提高大學生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新實踐是重要的一環(huán)，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)從理論走向?qū)嵺`的關(guān)鍵。為了提高大學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，我校每年開展各種級別（校級、上海市級和國家級）大學生創(chuàng)新實驗計劃項目，并進行一定的經(jīng)費資助和跟蹤管理。為此，我們每年開展多項流體力學相關(guān)的各種級別的大學生創(chuàng)新實驗課題。這些課題分成兩種類型，一種是修完“流體力學”的學生根據(jù)興趣，通過查閱相關(guān)資料后自擬的課題；另一類是教師從承擔的各種科研項目中挑選流體力學相關(guān)的小課題來供學生進行雙向選擇。在整個項目的實施過程中，從資料的查閱到課題的立項，從項目組成員的組建到經(jīng)費的管理，從實驗裝置的搭建、實施到數(shù)據(jù)處理，從撰寫創(chuàng)新實踐論文到項目檢查和答辯，都是由學生來實施完成的，教師只起到指導和協(xié)助的作用。學校在項目的執(zhí)行過程中，主要起到監(jiān)督和管理的作用，比如項目的立項答辯和篩選、中期檢查和結(jié)題驗收答辯以及經(jīng)費使用的監(jiān)督等。在項目立項、中期檢查和結(jié)題驗收幾個環(huán)節(jié)都有嚴格的淘汰制，防止有的學生走過場、片面追求創(chuàng)新學分而不注重實效。通過實施這些創(chuàng)新實驗項目，學生鞏固了書本知識，更重要的是完成教學和科研的互動以及理論和實踐的結(jié)合，培養(yǎng)了學生思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力得到了較大提高。
四、結(jié)語
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是擺在教育工作者面前的一項刻不容緩的系統(tǒng)工程，需要努力探索新的思路和舉措。在課程建設(shè)中，應(yīng)貫徹學生是主體、教師是主導的教育思想，樹立知識、能力和創(chuàng)新三位一體的教育理念，構(gòu)建注重培養(yǎng)學生科學思維、實踐能力和創(chuàng)新能力的新教學模式。教學過程中，應(yīng)引入探究型學習模式，引導學生質(zhì)疑和提問，并使學生積極參與創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)。通過這些課程和教學方式的改革來綜合提高學生的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)適應(yīng)新世紀我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才。
參考文獻：
[1]馬德秀.尋找人才培養(yǎng)模式突破 致力培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].中國高等教育，2006，（11）：19-21
