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流体力学的基础知识精选(九篇)

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流体力学的基础知识

第1篇:流体力学的基础知识范文

论文摘要:根据环境工程专业特点,分析了该专业技术基础课“工程流体力学”和主干专业课“水污染控制工程”在教学中存在的问题,文章从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出了“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学改革思路。

论文关键词:环境工程专业;工程流体力学;水污染控制工程;教学改革

“工程流体力学”是研究流体(液体、气体)处于平衡状态和流动状态时的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程技术中应用的一门科学,是力学的一个独立分支,有其自身的理论体系,其基础理论主要由三部分组成:流体静力学、流体运动学和流体动力学。“水污染控制工程”是关于控制水体污染途径以及各种废水处理方法(包括物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法等)的基本理论、工作原理及设计计算的一门科学。“工程流体力学”是环境工程专业的重要技术基础课,“水污染控制工程”是环境工程专业的核心专业课,这两门课程在环境工程专业本科教学中有着举足轻重的作用,同时两者之间也存在着重要的相互理论关系。

“工程流体力学”是水利、环境、能源、土木、机械、动力等学科的一门技术基础课程,该课程的教学内容纷繁丰富,其特点是理论性和综合性比较强,概念抽象,难于理解。“水污染控制工程”课程内容与“工程流体力学”内容结合相对比较紧密,如城市排水沟道系统、各种污水处理构筑物等的设计计算,以及在构筑物中的生化反应、化学絮凝反应中水力条件的控制等均是工程流体力学理论知识在水污染控制工程中的实际应用。目前,在环境工程专业教学方面,“工程流体力学”和“水污染控制工程”课程正面临着比较尴尬的局面:一方面课程内容趋于复杂和广泛;另一方面在课时量逐渐压缩的情况下,“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学内容没有起到应有的相互衔接,教学内容彼此脱离。由此形成环境工程专业“工程流体力学”教学内容与专业课衔接不够,在教学过程中学生感到内容枯燥,概念抽象;而在“水污染控制工程”教学过程中,学生感到工程流体力学基础理论知识不扎实,不能够熟练应用工程流体力学基础理论解决水污染控制工程方面的实际问题。

针对目前环境工程专业课程设置及教学内容的状况,本文从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学改革,提高教学质量,培养学生综合能力。

一、改革教学内容

对“工程流体力学”教学内容进行改革,结合环境工程专业特点,重构环境工程专业的“工程流体力学”课程,对该课程中的主要内容进行优化设计,紧密结合后续专业课“水污染控制工程”的内容进行改编,为“水污染控制工程”的讲授奠定基础理论知识。“工程流体力学”教学内容主要包括理论教学和实践性教学两部分,其中在理论教学内容部分,如“工程流体力学”中涉及到的流体粘滞性、流体内摩擦定律等内容,结合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流态所需要的雷诺数内容为实例进行教学内容改革;“流体静力学”中绝对压强、相对压强、真空度等概念、理论在水污染控制工程中虹吸滤池、脉冲澄清池以及沉淀池、污泥浓缩池重力式排泥所需要的静水头压力等实际工程中的应用为实例进行教学内容改革;流体运动学中基本理论对“水污染控制工程”中的数学模式的建立为实例进行教学内容改革;“流体动力学”中压力损失理论在水污染控制工程中的水力计算,水射器理论在水污染控制工程中的计量作用、加药作用、射流曝气作用为实例进行教学内容改革等。其次,“工程流体力学”实践性教学内容部分,改革传统的实验教学内容,除验证性实验之外,增加工程应用性实验,如文丘里流量计、三角堰流量计、巴氏计量槽、毕托管测速仪、虹吸管、孔口与管嘴的工程应用等内容,既加强了动手操作能力,也培养了学生将基础理论知识转化为现实生产力的综合分析与应用能力,不仅使教学内容丰富,也提高了学生学习的热情和积极性。

对“水污染控制工程”教学内容进行改革包括理论教学内容改革和实践性教学内容改革,强调“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的应用。在理论教学内容方面,“水污染控制工程”中的污水沟道系统水力计算、水处理构筑物中水力参数的确定、污水在构筑物中的最佳流态、各水处理构筑物之间高程布置、混合反应池中搅拌强度的确定、过滤池中配水系统的设计及其滤速确定等一系列涉及工程流体力学问题的相关内容进行必要教学改革,加强学生对“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的工程应用有一个更清晰的认识,理解“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的重要性,使学生既掌握了“水污染控制工程”应用设计方法、设计原则、计算方法等知识,也加强了学生对“工程流体力学”基础知识在水污染控制实际工程的应用。在实践性教学内容方面,加强工程性应用实验教学内容,从不同的工业企业和居民生活区采集不同的废水水样,根据化验所得废水水质,确定所采用的处理技术和处理工艺,并通过实验验证在各种废水处理工艺中所选择的工程流体力学水力参数,基于“工程流体力学”基础理论知识分析废水处理工艺水力参数的合理性。

二、改革教学模式

“工程流体力学”特点是理论性、综合性、系统性较强,概念抽象、逻辑结构严谨。目前传统的教学模式基本上是教师讲、学生听,“授—受”型单一模式,尽管在学的过程中采用了多种形式的多媒体教学方式,但仍没有改变学生在学习过程中的被动地位,学生缺乏主动性和实践性。改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的创新教学模式,结合水污染控制工程中的实际问题,以工程实例为背景,应用工程流体力学基础知识解决实际工程问题,诱导学生积极思考,在教学过程中形成教学互动,调动学生学习的主动性和参与性。根据教学内容性质,“工程流体力学”教学内容可以分为基础理论和实际工程应用两个部分。在流体静力学、流体运动学和流体动力学三个基础理论部分,采用形象化的多媒体演示、软件模拟、小型实验相结合探究式、启发式教学模式,鼓励学生课堂讨论;在实际工程应用教学部分,如孔口管嘴、有压管流和明渠流部分,以水污染控制工程中的工程实例为背景,采用适量的实际工程图片,丰富教学信息量,刺激学生的感官,激发学生的学习兴趣,拓宽学生的思路,开阔学生的视野,可以使枯燥、乏味的内容变得趣味盎然,使抽象、晦涩的内容变得直观生动。

“水污染控制工程”特点是实践性、工程应用性强,因为不同的废水水质达到处理要求所采用的处理技术、处理工艺不同;即便相同的废水水质,如果污水量不同,所采用的处理工艺也不同;一个废水处理工程,即废水水质、水量数据相同,也可以采用不同的处理技术和处理工艺,工程流体力学参数的选择是确定不同废水处理技术、工艺的主要影响因素之一。因此,在“水污染控制工程”的教学过程中,改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的实践教学模式,以工程实例为背景,通过开放性的实践性实验正确选择工程流体力学参数,并通过实验研究对参数的选择、废水处理效果等进行科学验证。通过工程实例和实践性教学改革,使学生既对废水处理工程设计过程有一个清晰的思路,又能达到举一反三的效果。

三、优化师资配置

师资队伍优化,一靠资源,二靠制度,师资队伍优化也是一个相对的渐进过程,优化的标准和措施与所处时代、社会背景及其自身所处发展阶段和学科特色有关。环境工程专业特点要求师资队伍结构合理、质量可靠。“工程流体力学”与“水污染控制工程”是本专业的主要技术基础课和主干专业课,两门课程在讲授过程中存在着千丝万缕的必然联系,这就对师资配置和师资队伍建设提出了更高的要求。首先,建立高质量的师资队伍,定期或不定期对教师进行专业培训和实践工程训练,要求讲授“工程流体力学”和“水污染控制工程”两门课程的教师对两个学科均有一定的研究,或者承担一定量研究科研工作,洞悉当前“工程流体力学”和“水污染控制工程”发展的最新前沿理论和技术;其次,在师资配置方面,要求讲授“工程流体力学”的教师对“水污染控制工程”有一定的研究或承担相关科研项目,讲授“水污染控制工程”的教师对“工程流体力学”有扎实的理论研究或承担相关的科研项目;第三,建立教师研讨会制度,讲授“工程流体力学”的和讲授“水污染控制工程”的教师定期或不定期举行教学研讨会,避免两门课程的讲授内容出现彼此分裂现象。如果在师资配置中,讲授“工程流体力学”的教师毕业于力学专业,即使讲授“工程流体力学”的教师对力学有很高的造诣,对该门课程的讲授有声有色,但如果该教师对环境工程专业“水污染控制工程”专业理论知识或实践工程知之甚少,那么在教学过程中,必然不能够将“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学内容相结合,对环境工程专业学生来说,这样的师资配置,必定不是最优化的师资配置。

四、改革考核方式

第2篇:流体力学的基础知识范文

论文关键词:流体力学;制冷与低温工程;教学改革

目前,郑州轻工业学院(以下简称“我院”)的制冷与低温工程专业已被评为国家级特色专业。为了加强制冷与低温工程专业学生能力的培养,造就人才,有必要对制冷与低温工程专业的教学进行全面的改革。

“流体力学”是制冷与低温工程专业的一门重要的专业基础课,主要分为流体静力学和流体动力学,研究流体平衡、运动规律、流体和周围物体之间的相互作用力及其实际应用的科学。由于流动现象和流动规律及其影响因素十分复杂,故其具有理论性强、概念抽象和公式较多、实际工程应用广、对学生的综合分析处理问题的能力要求较高等特点。加上学生对流体流动机理普遍缺乏感性认识,导致“流体力学”课程历来被公认为是教师难教、学生难学难懂的课程之一。因此,迫切需要进行“流体力学”课程教学改革,使学生学好本门课程,提高课程教学质量,使学生能更深刻地理解和掌握专业理论知识,培养学生的综合分析应用能力和创新能力,全面提高专业素质。

分析目前我院制冷与低温工程专业“流体力学”课程教学的现状,发现存在以下主要问题:首先,“流体力学”理论性强,概念多而抽象,难以理解,学生普遍缺乏对流体力学问题的感性认识,学习兴趣不高;其次,课程中公式繁多,推导过程复杂,且大多涉及到“高等数学”的偏微分方程,另还涉及到“大学物理”、“理论力学”、“材料力学”等方面的知识,学生理解困难;另外,学生对所学的知识不能灵活应用。因此怎样激发学生的学习兴趣,选择合适的教学模式组织教学,全面实现该课程教学目标,提高教学质量,是该课程教学亟待解决的问题。

一、改革教学方法

学好“流体力学”这门课对于制冷与低温工程专业的学生来说至关重要。让学生理解流体静止和运动的规律及其影响因素,不仅能为学生学习后续的专业课程提供必要的理论基础,也能为学生以后分析解决实际工程中的实际问题提供理论指导。怎样才能让学生学好这门课,笔者结合自己的教学经验,认为可以从以下几方面着手。

1.激发学生学习兴趣

学生是学习的主体,而“流体力学”又是大家公认难学的课程,因此学生的学习积极性高低决定着“流体力学”这门课教学的成败。

要提高学生学习“流体力学”的积极性,首先要上好“绪论”课。“绪论”课是学生接触和了解“流体力学”这门课的窗口,也是教师的教学水平和教学方式的第一次展示,“绪论”课上得好不好直接影响到“流体力学”课程教学的成功与否。通过“绪论”课让学生对“流体力学”的发展及其广泛的工程实际应用有一个大致的了解,使他们充分意识到“流体力学”知识和我们的生活及国家的建设密切相关,深刻理解“流体力学”知识在今后的学习和解决实际工程问题中的重要作用。

教师在讲授一些理论知识之前,可先举出很多贴近生活的有趣实例或者先提一些问题来激发学生的学习兴趣,启发引导学生积极地思考。例如在讲液体的粘性之前,可以先问学生:在水中游得快还是在油中游得快?为什么?又如在描述流体运动有两种方式——拉格朗日法和欧拉法时,可以将在座的学生和教室里的每个座位作为研究对象来进行类比,从而让学生很容易的理解两种方式。通过举例和提问的方式,让学生带着问题去学习,让学生亲身感受到参与教学活动是一件乐事、趣事,由愿学到爱学再到乐学。实践表明:列举事例或提问的方式可以避免学生学习的枯燥感,活跃课堂气氛,不仅可以吸引学生的注意力,激发学生学习的主观能动性,还可以使学生充分意识到本课程对今后学习和工作的重要意义,并且能加深学生对所学知识的理解和记忆,使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。

另外,还应充分利用多媒体,通过图片、动画让学生直观了解各种流动现象,而不是停留在抽象层面,从而提高学生学习“流体力学”的兴趣。

2.巧妙讲解公式

为了定量地描述流动现象和分析流动机理,需要应用数学工具。学生要真正理解基本概念、重要公式,首先就要读懂数学,然而读懂了数学不一定意味着明白了数学符号背后所代表的物理意义。“流体力学”教学实践表明,学生从读懂数学到理解流动问题的物理本质有一个过程。教师的一个重要任务就是做好各方面的工作,帮助学生完成从读懂数学到理解流动的物理本质这一过程的转变,进一步建立起科学的思维方式。

“流体力学”在分析介绍欧拉平衡微分方程、欧拉运动方程、连续方程、动量方程、伯努利方程等理论知识时都有大量的公式,这些公式涉及一些高数、物理、力学方面的知识,特别是大量的偏微分方程,加上“流体力学”的公式推导采用欧拉法,与物理及其他力学不同,学生的观念不易改变,而且推导过程复杂,学生理解掌握很困难。如果过分强调“流体力学”知识的严密性和完整性,对每个公式的每个推导细节都逐一介绍,推导过程将会枯燥无味,学生只会被弄得糊里糊涂,兴趣全无。而如果直接给出公式,让学生死记硬背,只能让学生不知其所以然,当然也就不能真正用所学知识来解决实际问题了。

根据多年的教学经验,笔者认为:“流体力学”中公式的讲解应将重点放在概念引入、理论模型建立的思想、基本原理和主要步骤以及公式的物理意义与应用限制上。首先对基本概念力争讲透,概念清楚了,公式的讲解推演才有意义。然后重点使学生明确公式的物理意义及公式中各项参数的物理意义和几何意义,只有真正理解了公式的物理意义,才能灵活使用公式解决实际工程问题。最后应强调公式的应用范围及应用注意事项。由于流动的多样性,“流体力学”中的很多方程都是在一定的条件下得到的,如伯努利方程就有多种形式(理想流体、实际流体、流体是否可压等),在具体运用时,要根据具体情况选用正确的形式。

3.充分利用作业

学习的最终目的是让学生能够独立自主地解决实际工程问题。如果基本原理掌握了,接下来就是如何用这个原理去解决实际问题。课后作业是检查学生对所学知识理解、掌握程度的一种手段,同时也是培养学生分析、解决问题能力的一种方法。

首先应由学生独立地完成一定量的课后练习题,这是“流体力学”学习过程的重要组成部分,解题过程实质就是利用“流体力学”的基本原理和基本方程分析和解决实际问题的一个训练过程,课后习题可以帮助学生加深对基本概念和基本理论知识的理解。

然后再由教师通过习题课的方式,利用具有代表性的习题和一些学生普遍认为困难、出错多的习题,讲述流体力学原理在工程实例中的应用。在讲解习题时,重在提供条理清晰的解题思路、详细具体的解题步骤,使学生在此过程中掌握解决问题的正确方法和技巧,以便在以后的学习工作中举一反三、触类旁通、学以致用。这一过程增强了学生对流动过程物理本质的理解,将物理问题与数学工具有机地结合起来,有助于学生对与专业相关联的实际工程问题进行认真思考,有效的增强了学生分析并解决实际问题的能力。

二、改革教学手段

多媒体教学以其形象、直观、生动、具体、易于理解的教学特点,丰富的教学内容,被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。

多媒体教学在“流体力学”教学过程中发挥着重要的作用。利用多媒体,可将“流体力学”中那些难以用语言描述的流动图像、抽象难懂的知识点,如拉格朗日和欧拉法的描述,流线与迹线、层流、湍流等,通过图片、动画和视频资料直观形象地展现给学生,使其从感性认识开始建立清晰的物理概念,较容易地掌握相关内容,并使学生的逻辑思维、综合分析能力得以提升。另外一些需占用大量时间写板书表述的和不易通过板书表述的内容也可利用多媒体制作Power Point课件。如莫迪图、水头线、各种流场和一些典型的例题习题等。采用多媒体教学,授课的信息量增多了,教学内容更丰富了,学生在有限的时间内接收的知识更多了,学生的学习兴趣提高了,学生的思路拓宽了,教学质量也提高了。

多媒体教学的发展并不意味着要摒弃传统的板书教学。有很多学生认为板书能让他们有更多的时间去思考消化一些抽象的东西,更有利于对基础知识的理解和掌握。根据“流体力学”既有抽象复杂的流动机理又有大量的基本概念、基本方程的特点,在教学过程中应将多媒体教学与板书教学相结合,扬长避短,发挥各自的优势,为教学工作更好地服务。如对某些特定的流动现象,可以通过多媒体教学,加深学生对流动现象和机理的理解。而对于较重要的公式及一些重点难点内容还是采用板书教学,例如流体力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,有利于学生集中注意力,让学生更清楚地看清步骤、方法和解题思路。这样既可留给学生足够的思考时间,又可加深学生对重要知识的理解,从而获得良好的教学效果。

第3篇:流体力学的基础知识范文

关键词:流体力学 教学改革 互动启发式教学

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0030-02

近年来,作为在新的历史时期全面推进我国高校人才培养模式改革的重要举措,中国矿业大学(北京)大力开展全面建设研究型本科教育教学体系,加强学生创新能力的培养,落实“创新教学环节”的教学改革研究。“创新教学环节”由创新方法类课程、创新实践活动组成。包括科研导论课、科研技能实践、以及大学生创新训练项目等等。然而,大学本科生在校的大多数学习时间还是以课堂为主,如何对课堂教学进行改革,以适应研究型本科教育教学体系的需要,是本文探讨的问题。

1 流体力学课程的指导思想及定位

流体力学是工程力学专业的核心基础课程,为后续课程提供必要的基础知识和应用工具。因此,牢固掌握流体力学课程的基本内容,熟练运用该课程的基本方法,透彻理解其基本思想,是打开力学专业阶段学习的关键。对于流体力学这门课的普遍认识是,老师们难教,学生们难学。究其原因,是因为学生在中学没有接触过流体方面的知识,是“懵懂无知”的状态;而到了大学,一开始就要接触流体的性质、模型、运动学和动力学的概念,是“被动接受”的状态。这对于大学生来说势必会感觉很难,从上课听不懂,习题不会做到上课不想听,习题抄答案,形成恶性循环,而教师的灌输式教学更使得这门课预期达到的教学目标难以实现。学生的基础没有打好,对于后续课程的学习势必产生不良影响。如何使学生在学习过程中既能独立思考,又能积极响应教师的互动提示,进行有效的互动,这是提高教学效果的关键所在。

以学生为主体、教师为主导的互动式教学思想[1]在教学工作中逐步得到巩固和落实,在教学方法的改革上取得了可喜成绩。但是,要真正实现“教以学为本”[2],还需要不断在教学思想、教学方法、课堂结构等诸多方面进行创新性的探索与研究。作者近年来一直从事流体力学课程的教学工作,对如何让学生学好这门课进行了一定的研究。作者认为,启发式教学[3]对于流体力学难教、难学这一问题是一有益的解决方案。通过在课堂上与学生互动以及在适当的时候对学生进行启发,能够改变流体力学课堂沉闷,学生不想听讲的氛围,同时对培养学生的力学修养与力学能力大有裨益。教师在教学过程中切实重视、真正确立学生在学习过程中的主体地位,通过学生自悟、质疑、写练的同时,加强学生主体之间的信息交流,以及教师的适时点拨启导,构建“互动启发式”这一课堂教学结构体系,能更好地让学生学会学习,逐步提高学习修养。

作者针对上述问题,参考了国内外教学资料,结合多年教学经验,并以工程力学08级的“流体力学”教学为研究对象,成立了“岩爆研究大学生创新小组”。小组成员利用课余时间,参加重点实验室的科研活动,在北京市学会第17届学术年会上了表了三篇论文[4~6]。小组成员的学习热情、学习成绩、研究水平得到了很大的提高。由此可见“互动启发式”教学适应教学改革的需要。“互动启发式”教学方式改变了过去那种学生被动接受的状况,它要求教师的教学必须以调动学生的积极性为主,学生是主动的参与教学,而不是被动的去记忆。作者在教学中发现,互动启发式教学方式是教师学生“双赢”的教学方式,它促进了师生间的情感交流,调节了课堂气氛,是符合大学教学大纲的新选择。

2 流体力学的基础性、前沿性和时代性

《流体力学》课程是计算流体力学、多相流动、非牛顿流体力学的基础性理论。同时,本门课程对于许多理论性较强的学科,如工程热力学、传热学、应用数学、应用物理学、流固耦合、渗流力学等,都是必不可少的基础理论课。《流体力学》课程中的许多专题:如边界层理论、湍流、涡动力学、水波动力学、气体动力学等都是发展迅速的前沿学科。当前,随着环境和资源探测要求的增长与技术进步,出现了许多或以流体力学为基础、或与流体力学相交叉的新学科,如CCS(碳固存)、煤岩中的瓦斯流动、多场耦合、多相流及非牛顿流体力学;特别是随着高超音速飞行器和运载工具、超静音潜艇、以及现代武器系统的发展,为流体力学学科提出了更多的新问题,也为学习《流体力学》的学生提供了广阔的发展空间。

3 流体力学教学改革的尝试和成效

在教学中努力践行“研究型学习”[7]与“创新型人才”[8]的培养。开展“互动启发式”教学法改革,培养学生积极思考、研究型学习、创新型思维的能力。在平时成绩考核中,增加了“研究报告”一项,指导并鼓励学生针对书中的重点、难点问题进行深入研究,在创新教育理念与研究性教学相融合上做出了有益的实践。

3.1 教学方式的改革

《流体力学》课程的特点是:理论性很强,对学生的数学基础要求较高。例如,除了需要了解一般张量变换和指标运算的规则外,还需要了解张量场论、曲线坐标系下的张量微分学、微分几何中关于点、线、面间的拓扑关系;以及由Gaussian定理、Stokes定理、标量势、矢量势、Helmholtz张量分解定理、向量场的梯度来表示流体力学的求解域,需要了解它们的几何意义以及在流场几何描述中的应用。另外,在对不同流动现象的偏微分方程定解问题的求解中,需要讲解有关的数学物理方法的背景知识,如解波动方程的行波法、求解涡旋场中的格林函数法等。仅采用PPT教学,难以表达在定理推导或偏微方程求解中的思辨、引证与推理过程。

因此,将传统“板书式”教学与现代教育技术相结合,各种方法互为补充,探索启发式教学法的创新,采用了以下的教学方法与教学手段:

(1)对于建立流体力学基本方程组或偏微分程求解过程中的数学推导,采用板书讲解为主,PPT为辅的教学方法。由于多数学生的张量场论与张量微分学的基础较薄弱,在从这些定理出发建立流体力学基本方程的教学中,需要进行较长时间的数学推导,很容易造成学生的疲劳。采用传统的“问-答”为主的“启发式”教学法,往往得到“启发”的只是部分基础较好的同学,多数学生很少能主动响应,容易形成流体力学“难以学懂”的印象。

针对上述问题,创造性地设计了“互动启发式”教学法。所谓“互动启发式”教学,就是在设置启发问题过程中,对被启发对象的思维过程施加以强烈的影响,激发学生深入思考的方法。具体是,在理论学习、定理推导、或典型例题讲解过程中,由老师首先进行提纲式讲解,针对教材中的重点且难点问题,要求学生进行一定时间(5~7 min)的课堂练习作业,启发学生提出问题。最后,再由老师进行板书讲解的“讲解―学生练习-提问―再讲解”的课堂教学过程。

“互动启发式”教学法实施的关键,是由教师对讲解的问题进行纲要式分析,给出主要思路并交待相关背景知识,对其中的关键问题设置疑问点;在学生进行5~7分钟的课堂练习过程中进行巡查,发现学生遇到的难点并适时提问,最后,有重点地进行分析与讲解。在这一过程中,给学生提供了一个独立思考的机会、创造了一个平等、自由的提问环境,使学生可以毫无顾虑地与老师交流,也便于老师及时发现问题。老师在学生达到思维临界点时的讲解,学生的印象深刻,可以达到事半功倍的效果。

(2)对于流体力课程中应用型专题和涉及实际物理现象较多的章节,采用PPT或录像为主的现代化教学方法。这样,可以在有限的课时内,在使学生充分掌握书中的理论知识的同时,对相关的物理现象有感性认识,加深对理论知识理解,以激发学生的科学探索精神,提高学生的学习兴趣。为此,通过课程建设,编制了实验录像。实验录像介绍流体力学理论的背景知识,如有关流体粘性、压缩性、静力学实验、伯努利方程实验、雷诺实验、边界层流动等,利用PPT等现代化教学方法在课堂教学中加以运用。

(3)耐心、细致的课后辅导。对于在课堂上提出问题的学生,无论问题对错、难易,在回答问题前,首先用“这是一个很好的问题,……”“你的问题很重要,……”等加以鼓励,然后再回答问题;对勤于思考的同学加以表扬。

(4)改革考试的形式和内容,促进教学质量的提高。教学实践中,对期末考试进行改革:平时成绩定量化计分制;要求每位同学选择教科书中的一个专门问题进行研究,提交一份专题研究报告;在期末考试卷面成绩出题中与评分中,强调解题的分析过程。通过上述方法,在考试内容上,将知识测试与创新能力测试相结合。

3.2 教学改革效果

自我校工程力学专业开设《流体力学》课程以来,作者一直致力于以创新型人才培养、研究型学习方法建立为目标的教学改革,在不断提高自身理论水平的同时,提出了“互动启发式”教学方法并在教学实践中加以运用。学校教学督导组的资深老师多次听课,都给予了很高的评价。在授课中注重板书推演、思辨清晰、严谨、通俗易懂,在课后热情辅导同学们的学习与创新研究活动。作者的授课及辅导受到同学们的广泛欢迎。

4 课程特色

力学专业《流体力学》课程理论性强、对张量分析、场论、数学物理方法与特殊函数等数学基础知识要求高。作者在不断提高自身的理论水平、积极开展教学研究与改革的基础上,形成了以下课程特色:

(1)在建立流体力学基本方程组与求解流场数学模型过程中,板书推演思辨清晰、严谨、通俗易懂,对所需的张量、场论、数学物理方法背景知识可进行详细分析或精讲。为使理论分析连续、易于启发学生的思维,撰写了近60万字的背课笔记/授课讲义,在板书推导中,多数情况下可以脱稿讲解。

(2)采用“互动启发式”教学方法,在课堂上形成与学生间的良好互动,启发学生的自主思维、深入思考,以达到深入理解复杂数学、力学理论的目标。“互动启发式”教学方法不断充实完善,形成了包括课堂的即时启发教学、平时的考察辅导与期末考试互相支持的系统方法。为研究型学习与创新型人才培养提供了有力保障。该方法得到了越来越多的认同。工程力学系的同仁,如黎立云教授、祝捷副教授等老师都采用了“互动启发式”教学法,并形成了自己的特色,取得了很好的教学效果。

(3)强调“研究型”学习方法。在平时的作业中,要求学生将每一道习题当作一个“模型科学问题”,以论证与推演过程是否合理来评价学生作业的优良等级。对学生的作业认真评分并计入平时成绩。允许作业成绩不理想的同学可以重作,重新评分。另外,要求学生在课程结束前,选择书中的问题提交一个研究报告,老师给予辅导、评分,并计入平时成绩。以上措施在培养学生的研究型学习方法上起到了十分重要的作用。

(4)积极引导、支持学生开展创新科研活动。指导学生针对教学中的重点和难点开展解题方法、教学方法的研究,并将结果撰写成研究报告或教改论文。在授课期间,对有学生要求给予科研的学术指导,总是热情响应。

5 流体力学教学工作的展望

(1)继续充实、完善习题库、多媒体课件、实验录像等教学资源,实现优质教学资源共享。

(2)以创新型人才培养、研究型学习方法为目标,继续开展教学方法的研究,不断完善“互动启发式”教学方法的内涵。

(3)现有的力学专业《流体力学》教材或深度不够、或难于自学。准备在多年流体力学教学积淀与撰写的讲义的基础上,出版一部通俗易懂、学术水平高、具有矿业特色的流体力学教材。

(4)目前的张量分析、场论的教材大都比较抽象,受众较少。准备集自己多年在微分几何、张量与场论理论的学习心得,在撰写的讲义基础上,出版一部侧重于讲解张量、场论主要定理几何意义及其在流场描述应用的学术论著,作为力学专业《流体力学》课程的参考教材。

(5)跟踪国际上最新研究成果、发表高水平科研与教改论文,提高自身素质,促进教学水平的提高。

6 结语

用“互动启发式教学”法进行教学,不但能使学生顺利地接受新知识,而且教给学生利用已有的知识通过归纳总结去认识新知识的一种有效的学习方法,这就给了学生一双点石成金的手。同时,由于采用对比、比喻等方法,引进一些生动活泼、通俗易懂、典型直观的事例,不仅使教学双边活动有声有色,而且在重温旧课时轻松愉快的认识和掌握深奥、抽象、复杂的概念和规律,起到事半功倍的效果。“互动启发式教学”是传授知识、启迪思维提高教学质量的重要手段,是一种行之有效的、科学的教学方法。

总而言之,作为大学教师,为了改革传统的教学模式,必须在了解自己学生的基础上采取相应的教学策略和教学方式。互动启发式教学方式克服了传统教学方式的不足,调动了学生的积极性和主动参与性,它是大学教学改革的必然要求,应该坚持并努力完善这种教学方式,使教学真正做到学以致用。

参考文献

[1] 陆以理.探索交流互动式的教学方法[J].宁波高等专科学校学报,1999(3):18-20.

[2] 季哲.以学为本的课堂教学系统的研究[D].华东师范大学,2012.

[3] 刘慧.启发式教学思想新论:内涵和特点[J].天津职业院校联合学报,2009(4):50-52.

[4] 胡安琪,宫伟力.湍射流理论与红外热成像及数值模拟研究[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011:43-44.

[5] 陈滔,杜帅,冯旭伟,等.软岩巷道的变形过程红外热像的混沌分析[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011:496-498.

[6] 宫伟力,冯旭伟,胡安琪,等.岩爆瓦斯渗流真三轴物理模拟实验研究[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011:246-247.

第4篇:流体力学的基础知识范文

针对工程流体力学课程当前存在的问题,结合CDIO工程教育模式,从理论和实践之间的关系、学风建设、教师身份转换以及考核机制方面进行改革,重点加强对学生主动学习能力,工程应用能力和团队合作能力的培养。实践表明,实施CDIO工程教学改革达到了预期的人才培养目标,也对其他课程的教学改革具有参考意义。

关键词:

CDIO工程教育模式;工程流体力学;教学改革;三级项目

0引言

随着中国工业化进程的不断推进和“再工业化”战略的提出[1],我国需要一大批有着扎实的专业知识、具备良好工程能力的工程师人才。应用型本科院校承担着培养创新能力和工程能力人才的重任。如何使毕业生具备良好的自主学习能力、团队合作意识、系统分析和动手能力,已成为我国高等工程教育改革的重点和难点。CDIO是一种强调创新与工程实践的新型高等教育模式,其核心是将教学与工程实践紧密结合,以满足企业对工程人才知识结构和工程能力的需求,解决传统工科高等院校在人才培养中出现的重理论教学轻实践问题。按CDIO模式培养的学生,学习迁移能力、理论联系实践能力强,具备自主学习能力和“终生学习”的习惯,深受社会与企业欢迎[2,3]。工程流体力学是力学的一个重要分支,侧重在生产生活上与气体和液体相关的工程实际应用,它不追求数学上的严密性,而是趋向于解决工程中出现的实际问题[4]。要求学生对试验研究、理论分析和数值计算有深入的理解,才能对实际工程问题进行定性、定量分析。将CDIO教学模式引入工程流体力学的课程教学改革中,更有利于提高学生的工程实践能力和水平。

1工程流体力学课程存在的问题

1.1理论教学困难

随着教学计划改革的进行,工程流体力学课程的教学计划课时由传统的50课时缩减为目前的32课时。其中,教学学时为26课时,实验学时为6课时,学时少,内容多,学生理解困难。

1.2学生学习主动性差

传统课程理论性较强,需要熟练掌握的公式复杂,内容较为抽象,学生存在理解困难、理论与实践脱节等问题。同时实验环节学生的参与度很低,看多于做,更谈不上思考和理解。

1.3考核方式单一

传统的笔试考核方式造成了学生学习依赖心里严重,学习迁移能力差等问题。只在乎基本理论的死记硬背和卷面考试,面对实际问题无从下手,难以判断学生对课程的掌握情况。

2CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究团队于2001年创立的新型的工程教育模型。CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate),包括了三个核心文件:1个愿景、1个大纲和12条标准[5]。根据工程师应具备的能力以逐级细化的方式表达出来,为工程教育改革提供了系统全面的指导,代表了当代工程教育的发展趋势。CDIO工程教育模式从2005年引进我国以来,取得了令人瞩目的成就。燕山大学作为教育部机械类、电气类的CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点的第一批高校之一,积极推进CDIO工程教育改革进程。自2008年春季学期开始实施基于CDIO模式的教学改革以来,已经培养了七届毕业生,积累了丰富的教学改革经验,并不断进行创新,为CDIO工程教育模式在中国的发展做出了一定的贡献。

3规划调整基于现代工程环境下的“工程流体力学”课程体系

传统的工程流体力学教学体系已经不能满足当今社会对工程人才素质的需求。基于CDIO思想构建的新的课程体系,加强了对学生基础知识积累和运用的要求,强化工程实践环节,重视对学生动手能力的培养。同时,重点介绍工程流体力学的最新科学技术领域和工程领域的发展,以构建新型多层次课程教学体系。在实际改革进程中,要强调基础素质的培养,采用课堂理论教学、课下多层次实验和三级项目相结合的方法,注重与学生之间的交流与反馈,将基于CDIO的课程教育改革平稳、有序地进行[6]。

4基于CDIO的课程具体教改内容

4.1理论教学环节改革

针对工程流体力学学科基础性强,理论难度大,应用范围广的特点,基于CDIO思想的课程改革采用将授课内容精简,关键知识点精讲,综合性知识点布置主题性任务的方法,让学生主动学习,拓展知识面,培养了学生进行独立思考的能力。充分利用互联网资源以及教师的实际工程经验,对知识点进行剖析,增强学生对知识点的感性认识。同时制作大量的流体流动动画,展示最新工程流体力学学科应用资料,极大地丰富了教学资源,便于理解重要知识点,激发学生的学习兴趣和主动性。

4.2实践教学环节改革

华裔诺贝尔物理学奖获得者李政道先生,在关于杰出科学人才培养的问题上特别强调实验精神和实验能力。基于CDIO思想课程改革的实践环节,以三级项目为主,多层次实验教学为辅,全面锻炼学生的知识检索能力,团队协作交流能力,多学科、大系统的掌控能力,并能够对学生知识的掌握情况进行深入的了解[7]。工程流体力学三级项目包括:系统全面的任务要求,灵活多变的题目选择,细致的团队任务分工,明确的节点汇报形式,以及一套合理的考核机制。以2014年秋季学期工程流体力学三级项目为例,要求每个班级的学生自行组队,3-5人一组,每组选出一个组长,分别从六个题目中任选一个为题,对该题目进行分析、求解,明确组内成员分工,按时进行节点汇报,最后提交三级项目的课程报告和项目感想,抽签进行PPT汇报。通过对学生的反馈信息和实际表现进行分析可以看出,三级项目的方法可以将CDIO教育改革理念与课程知识完美融合。不仅让学生对所学知识有了更加深刻的理解,锻炼工程实践能力,而且让教师的参与者和引领者作用得到充分发挥。

4.3学风建设环节改革

工程流体力学课程的理论难度较大,采用传统的课堂式教学和单一卷面考核的方式,使学生只关注考试得高分,做实验不提前准备、不关注原理,更让一部分学生产生了课程学了也毫无用处的想法。基于CDIO工程教育的流体力学课程改革,严格按照CDIO的12条标准与能力大纲的要求,设计出一套合理的、循序渐进的三级项目考核机制。在项目的进展过程中,学生需要付出很多的课余时间,对项目的相关内容进行广泛的搜索和学习,通过软件仿真、理论计算以及与工程应用对比等方式,使学生对所学知识有了更深刻的认识。同时,学生充分体会到了团队合作过程中,成员间交流、沟通、共享的重要性,体会到了集体智慧带来的冲击,以及团队合力完成项目的成就感。在听取其他小组汇报的过程中,对整个课程也有了更加深刻的理解。

4.4教师身份转换环节改革

根据CDIO工程教育改革方案的要求,教师不仅仅是知识的传播者,更是知识交流的参与者和引导者[8]。教师在自身知识和工程经验积累的基础上,严格按照CDIO工程教育改革能力大纲要求,系统、全面地整理出独具特色的课堂教学教案。表2给出了工程流体力学课程某一个单位学时的部分课堂教学教案,只有按照详尽的能力大纲的要求,才能充分保障教学质量。在三级项目考核机制的进程中,每个小组都要与教师在课下进行深入的沟通和交流。这种轻松、愉悦的沟通方式,不仅拉近了教师与学生之间的距离,而且使教师能够更加充分地发挥参与者和引领者的作用,积极地引领学生走向自主学习和探索的阶段。

4.5考核机制环节改革

与传统单一卷面考核的方式相比,基于CDIO工程教育改革的考察机制更加注重对学生学习态度和学习能力的考察。目前采用的考核方法是:课堂出勤0.1,平时作业0.1,实验成绩0.1,三级项目0.1,考试卷面成绩0.6。其中,三级项目由二部分组成:①组内互评等分,总分5分,最优分和最差分相差不得小于1分,组内人均得分为4分;②导师评分,总分5分,最优分和最差分相差不得小于1分。实践证明,CDIO工程教育改革的考核机制更加公平、合理,克服了学生对卷面考试的依赖,提高了学习的积极性,同时保证了课程、实验和三级项目的正常有序进行。近三年的课程合格率由改革前的低于75%,稳步增长并保持在90%以上,获得了学生们的广泛认可。

5结束语

CDIO工程教育体系是基于欧美发达国家的教育基础而提出发展的,并不完全符合我国的教育情况和社会背景。如何将CDIO工程教育改革消化吸收,与中国的社会现状和教育现状相结合,走出一条具有中国特色的教学改革之路,是今后CDIO在中国发展的重点和难点。通过对几年来基于CDIO工程教育理念的工程流体力学课程改革成果进行分析,可以得出很多宝贵的经验。应用型本科院校必须克服困难,强调方法,将改革进行下去,只有这样才能培养出符合当代社会发展需要的工程型人才。同时,教育改革是一个漫长的过程,必须本着“决策—实施—检查—反馈—修正”的闭环管理思路,才能将改革合理、平稳地进行下去。

作者:袁晓明 王超 杜冰 单位:燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室

参考文献:

[1]黄群慧.中国的工业化进程:阶段、特征与前景[J].经济与管理,2013,07:5-11.

[2]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究,2014,01:163-168.

[3]顾学雍.联结理论与实践的CDIO—清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009,01:11-23.

[4]高殿荣,张伟.工程流体力学[M].北京:化学工业出版社,2014,1.

第5篇:流体力学的基础知识范文

论文关键词:力学,土木工程,力的平衡,建筑力学

1 力学的基本内容

力学在高中物理中的概念定义为物体间的相互作用[1]。一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用,前者是受力物体,后者是施力物体。各种力可以用两种不同的方法来分类:一种是根据力的性质来分类的,如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等等;另一种是根据力的效果来分类的,如拉力、压力、支持力、动力、阻力等等。而力的合成、分解和平衡也是力学原理中的重要内容,贯穿于整个力学,是整个物理学学习的基础,也是高中学习的重点、难点和考点。力学原理来源于实际生活,故在实际应用中可以用力的方法简化问题,解决问题,突出力学的实际效果。

2 力学与建筑力学的联系

建筑力学是应用于土木工程中的基础理论,它由理论力学、材料力学和结构力学三大部分组成。理论力学主要研究物体受力的分析方法和物体在力的作用下的平衡问题[2];材料力学研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限[3];结构力学主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化[4]。不管是理论力学、材料力学还是结构力学,都是以力学为基础的,是力学的扩展应用。

但是,从另一方面看,力学的发展也离不开建筑工程的推动和促进。比如在建筑中出现了极端条件下的工程技术问题,这是无法用实验方法来直接测定。而建筑工程这个天然的实验环境就正好验证了这些力学的原理,并提出了新的力学问题,推动了理论的发展。

综上所述,力学原理是建筑力学的前身,建筑力学是在力学的基础上发展起来的,是对力学的进一步应用和扩展。反过来,建筑力学的发展又对力学原理进行了验证和补充。但是力学并不是建筑力学,它们是交叉学科,有可以共同解释的部分,但是也有互相不能解释的。例如,力学原理可以解释高温气体、气体激光器和核物理等领域的科学问题,而建筑力学解释不了。而用力学方法去解释固体的塑性、强度、损伤和断裂等方面,却遇到了极大的困难。

3 力学在土木工程实践中的应用实例

我国的石拱桥在全世界都闻名遐迩,那么简单石块堆砌的桥梁怎么保持得稳定,怎么实现得力的平衡,下面以一个简单的例子介绍力学原理在土木工程中的应用。假设石拱桥的简化图如图1所示,整个石拱桥由4块石块构成,左右对称结构,第1、4块石块直接和地基相连,第2、3石块分别与1、4石块相连,试用力的平衡原理对这一石拱桥进行分析。

首先,对第1石块进行受力分析,其受力分析图如图2所示。第1石块受3个作用力,分别为石块的重力G1,支座的反作用力F0和第2石块给它的反作用F21。用正交分解法进行力的计算。列方程式如下所示。

其次,对第2石块进行受力分析,其受力分析图如图3所示。水利工程论文第2石块亦受3个作用力,分别为石块的重力G2,第3块石块给它的反作用力F32和第1石块给它的反作用F12。用正交分解法进行力的计算。列方程式如下:

由于第3石块、第4石块和第1石块、第2石块是对称的,其受力分析是一样的,只不过方向相反,故不对这两石块进行再次分析。

由上例可以看出可以用力的平衡原理计算桥梁在静止状态下的内力值,通过分析每一石块的受力,计算出最大受力值,利用最大受力值作为可控力的范围,可以保证桥梁的安全性,当然这里没有考虑石拱桥承载汽车等荷载的情况,但是思路是一样的。这样根据力的平衡的计算,就可用于设计桥梁时选择截面尺寸,合适的建筑材料,以及怎么使桥梁经济化。

4 力学在建筑领域内的发展

力学在建筑工程中的发展,主要是与建筑专业的结合形成了多种建筑力学理论。力学和建筑理论的结合主要体现在以下几个方面。

第一,形成了建筑理论力学。

理论力学是一般力学各分支学科的基础,是研究物体机械运动基本规律的学科[2]。它通常分为3个部分:静力学、运动学与动力学。

静力学主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律,以及如何建立各种力系的平衡条件[2]。静力学还研究力系的简化和物体受力分析的基本方法。这些都用到了力学原理中力的合成、分解和平衡,而且这些问题可以用平行四边形法则、三角形法则和正交分解法则进行计算。同时,也涉及到力学原理中的惯性和牛顿三定律等内容。而从动力学方面来讲,由于动力学研究的是物体机械运动与受力的关系。所以,动力学亦是以牛顿运动定律、万有引力定律为研究基础的,这恰恰也是力学原理的知识点。

第二,形成了建筑固体力学。

固体力学是力学中研究固体机械性质的学科,主要研究固体介质在外力、温度和形变的作用下的表现。一般包括材料力学、弹性力学、塑性力学等部分。固体力学与力学原理联系紧密,力学原理中的拉力、压力和阻力等是材料力学的理论基础,例如材料力学的主要研究内容之一是对杆件进行力学分析,杆中的内力计算涉及到力的合成、分解和平衡等内容。力学原理中的弹力结合建筑原理形成了新的学科 —— 弹性力学;而力学中的动力、摩擦力等延伸为固体力学中的动力学等等。随着计算机的飞速发展,分子动力学等微观模拟方法、复杂结构的仿真分析将更大规模更迅速地在固体力学和工程设计中得到应用和发展,这也涉及到了力学的基础知识。固体力学的上述发展,必将推动科学和工程技术的巨大进步。

第三,形成了建筑流体力学。

流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。中国有大禹治水疏通江河的传说,秦朝李冰父子领导劳动人民修建了都江堰,至今还在发挥作用。大约与此同时,罗马人建成了大规模的供水管道系统,这些都是流体力学在建筑工程中成功应用的案例。流体力学的发展主要是为了尽可能多地开采地下石油和天然气,而化工流程的设计,很大程度上也归结为流体运动的计算问题,又或者是测定地下流水对建筑物的影响等。总之,流体力学对建筑工程的发展有着不可替代的作用。流体力学的主要内容,包括物体浮力定理和浮体稳定性在内的液体平衡理论,这也为流体静力学奠定了基础。而浮力和液体平衡理论也恰恰是力学原理的内容。

综上所述,力学原理是形成建筑理论的基础,它与建筑理论的结合是多方面的,从而形成了多种建筑力学。力学原理与建筑工程的其他学科也有交叉,如流体弹性力学、爆炸力学等等。这些不同的力学学科贯穿于整个土木工程的寿命期,从设计、施工、后期维修保养,直到最后的爆破消亡,都会运用到力学的原理去解决工程中的实际问题。

5 结语

建筑的发展和力学是有密切关系的,可以说没有可靠的力学支撑,就不能保证建筑结构的安全,就不能建造出那么多的优秀建筑物和构筑物。而力学原理与建筑力学的结合,也是发展现代高科技建筑的必然趋势,它们互相替代,互相促进,互相发展。相信有了力学的支撑,建筑工程会越走越远,会有越来越多优美坚固的建筑屹立在东方大陆上。

参考文献

[1] 张大昌.物理1[M].人民教育出版社,2010:50.

[2] 范钦珊,陈建平.理论力学[M].高等教育出版社,2010:1-7.

[3] 孙训方.材料力学[M].高等教育出版社,2009:1-3.

第6篇:流体力学的基础知识范文

关键词:液压传动课程;教学改革;一体化教学

液压传动这门课程是讲述如何以液体作为工作介质,在密闭系统中,依靠液体压力来传递运动、动力或某种信息(如开、关信号)的传动方式。该技术自1795年诞生以来经历了两百多年的发展历程,如今液压传动技术已经广泛地同机械、电子、气动技术结合,形成了很多融机、电、气、液于一体的设备。作为大多数机器或装置的一个重要组成部分,也就决定了液压传动这门课程必将成为中等职业学校机械类专业学员的一门重要专业基础课。通过对当前经济发展需求和中职学生现状分析,文章提出新形势下,中职学校专业课只有在教学内容、教学观念、教学形式、教学评价等方面作出符合市场职业需求的改革,才能为社会培养出合格有用的技术行业初、中级人才。笔者想简单谈谈结合课改精神中职液压传动课程的教学,和广大同行做个交流。如何提高液压传动课程的教学质量,我认为以下三点很重要:

一、抓住学科脉络

液压传动课程主要讲授三大部分的内容:

1.基础知识

基础知识部分包括:工作介质、液体静力学、液体动力学、孔口与缝隙流量、气穴与液压冲击。讲授这部分知识大概需要10课时。这部分知识的特点是大部分物理量、单位为初、高中所学,关键是复习,难点在单位的换算;另外就是流体力学新知识的掌握。

2.系统的组成

此部分为系统的各个组成元件的结构和工作原理。讲授这部分知识大概需要20课时。重点是动力元件和控制元件的结构与工作原理。这一部分涉及大量机械制图知识。

3.整个系统

此部分是将所有局部组合在一起构成整体,这是液压传动课程中最难理解的部分,也是最重要的部分。讲授这部分知识大概需要12课时。根据这门课程的地位、作用和学习这门课程所需的知识体系,综合分析该课程最佳开课时间应设在学生系统的学习机械专业课程的同时,也就是一年级的第二学期,学期课时数应在42学时以上。

二、多种教学手段灵活运用

1.针对基础知识的教学

针对这一部分和动力元件的参数部分,因为理论性较强,有些兄弟院校在教改过程中决定干脆砍掉不讲,以免被说成是大学教育的压缩版。我不赞成将这一部分砍掉不讲。道里很浅显,假如你不懂得流体力学的基础知识,那么你不会了解液体在系统内流动时的能量转换关系,在遇到实际问题时你就不能从病理的角度去分析故障,其结果只能是头疼医头脚痛医脚。但是,这部分知识也不能讲得太深入,否则,就真成了“大学教育的压缩版”了。笔者认为的尺度是:学员应该对最基础的单位及单位之间的换算达到熟练掌握的程度,对流体力学的一些理论应能够理解,但并不要求记忆公式,在辅助资料齐全的情况下,学员应能够查得公式及有关参数来完成老师布置的练习任务。教学的主要方法就是传统的讲授法和练习法相结合,采用一体化教学模式,即讲即练,重在练习。

2.针对系统组成的教学

针对这部分教学我主张采用演示法与练习法相结合。以多媒体动画演示结构和工作过程,在以实物拆解的方法加以练习,真正做到让学生看得见、摸得着。但在多媒体教学过程中,由于信息量较大,有时学员难以把握课节重点,最好能将多媒体教学与板书相结合,便于学员抓住课节脉络,及时做好记录。

3.针对整个系统的教学

学习这一部分的难点在于工作介质是在管路和元件的内部流动,难于观察,不容易获得感性认识。教学方法的改革在很大程度上依赖教学基础设施的投入,在有条件的情况下,可以借助动态透明系统教具,通过观察法教学,还可以采用实验法,通过学生亲自动手组装系统,完成实验任务,使学员获得感性认识。没有条件的,可以有演示法,通过多媒体动画演示系统的工作。光靠课本图解、挂图来讲解,教学效果是很差的。

三、严谨的考核方式

培养应用型人才不是纸上谈兵,要杜绝高分低能,这就要求我们在考核学员的时候要贯穿整个教学过程,这样才能及时发现不同个体存在的不同问题,及时解决。笔者的考核方法是:期末笔试成绩占总成绩的50%,用以考核知识的掌握程度;平时成绩占总成绩的50%,包括:课堂提问、练习、实验、作业、出勤,用以考核整个教学过程中学员的实际表现,只有在各个方面都有突出的表现才能在总成绩上获得优异的成绩。

最后,教学的过程是教师教与学生学的过程,无论你采取什么办法,只要你在确保教授内容的正确性的同时又能极大程度地调动学生学的积极性,那么你的方法应该就是可取的。笔者愿意同广大同行交流技术问题,交流教学心得,不周之处望批评指正。

参考文献:

第7篇:流体力学的基础知识范文

什么是热能与动力工程?

我们可以从字面上对本专业名字进行一下拆解,其实就是热能、动力、工程。首先是工程,因此本专业就是一个工科专业,如果你希望获得诺贝尔物理奖、化学奖这些理科方面的成就的话,你就不要再把你的眼光停留在这个专业上了。其次就是热能与动力,因此只要工程中涉及到热(或冷)、能量、能源、动力等这些问题时,这个专业几乎都能解决。因此它的就业面非常的广,大到热电厂、核电厂,飞机、船舶、汽车的发动机设计,小到电子设备冷却等,厉害到航天飞行器的热管理、热回收,一般到家用空调、冰箱的设计。我们这专业无处不在。

那你也许有疑问,就业面这么广,是不是学习很累?其实也未必。目前,拥有这个专业的高校有很多,比如清华大学、西安交通大学、上海交通大学、中国科学技术大学、华中科技大学、浙江大学等一些顶尖大学,一般的有比如南京航空航天大学等这些“211工程”大学,普通的比如南京工程学院等。不同的高校,学的侧重点也会有所不同。比如东南大学侧重的是电力领域,北京航空航天大学侧重的就是航空航天领域,江苏大学侧重的是流体机械领域,还有一些大学侧重的可能是制冷、空调这些领域。但是无论你大学里学的侧重哪个领域,就业时也可以再次选择。比如在大学你学的是侧重制冷领域的,以后就业时你也可以去电力领域,因为本科学到的专业的基础都是一样的。

都要学点什么?

这个问题很好回答,因为我的八年时间就是在不停上课、自习、实验、写论文中度过的。刚进大学,学校的一些权威教授就会给你讲述一下什么是热能动力工程,其实和我上面说的也差不多。当然你可以通过他们了解到一些细节,不过那时的你估计还并不能完全理解。

在大一一年、大二上半年这段时间内估计接触不到我们专业的很多东西,这一年半,主要就学习外语、高等数学、线性代数、大学物理等一些公共基础课,这时候还是高中向大学的过渡阶段,学习也需要认真、需要做题,但不会像高中那么累。这时候的基础需要打牢,但不要和高中一样,尽做难题,应该以掌握基础知识为主要任务。因为这些内容的学习主要是服务后期的专业课学习的,因为我们专业是工科,不需要像理科一样。同时,课余时间可以去参加参加活动,培养一项兴趣爱好,这会使你终身受益。

在公共基础课程学习中,还会学习一些机械、弱电方面的基础知识,比如机械制图、电工电子学等。为什么学习这些课程呢?因为在我们的专业课中经常会出现机械和电子这些领域的一些专业知识。因此作为未来的热能工程师,不仅要有扎实的能源方面的基础知识,还得学会看机械图和知道一些自动化的原理。所以学习还是比较苦的。不过也不要太担心,因为其他专业只要掌握一些原理知识就行了。

无论你在哪个高校学习,无论你将来侧重哪个领域的工作,专业基础课是必须要学好的。虽然不同的高校在公共基础课和专业课的设置上会有些不同,但流体力学、工程热力学、传热学这三门大课是大家一致认同的专业基础课。工程热力学这么课相对来说简单,因为在大学物理课上都有所介绍,学起来也不是太累,而且得高分的概率很大。流体力学和传热学是两门新课,学起来也会有点压力,且流体力学又是传热学的基础,因此这两门课都需要认真对待。同时这两门课又对你的就业、考研和将来的科研帮助极大。在专业基础课学完后,就可以学专业课了,比如主要有涡轮机原理、锅炉原理、电厂设备、热力系统等。这些课程的名字虽然比较拗口,但实际上学起来并不太难,因为专业课主要破解的就是一些原理问题。涡轮机是一种原动机,主要通过叶片的转动将气体的热能转换成机械能,从而带动发电机或作为飞机的动力。涡轮机原理这课一直被认为是所有专业课中比较难的一门,因为课程里面几乎涵盖了所有的专业基础课。但由于涡轮应用范围广,相应的就业机会大,获得的报酬多,因此受到大部分热能工程师的青睐,因此如果你以后致力于涡轮机方面的工作,基础课的学习绝对不可以偷懒。

工科除了理论知识的学习,还有不少的实习需要去完成。去大中型电厂实习,是大三、大四时的主要任务。说是去实习,其实也就是去参观一下而已,从而了解电厂的流程。很多人认为女生去学工科很累,其实也未必。学工科的女生比较少,因此受关注也会多一点,谈恋爱的机会也会大很多。而且女生比较刻苦,获得保送研究生的机会也大。现在的工科已经不是大家想象的那样了,满脸油污、力大如牛这些词已经不合适了。在电厂,大部分时间你只要按个按钮就行了,因此这些工作同样适合女生。因此热能与动力工程这个专业适合所有人群。

到了研究生阶段,还会有高等工程热力学、高等流体力学、高等传热学、燃烧学、计算热物理等课程,研究手段主要有理论研究、实验研究和计算机模拟,利用这三种研究手段去解决一些工程中的问题,是热能与动力工程专业研究生的主要任务。

就业、再升学情景如何?

之前已经提及我们这个专业就业面是非常广的,虽然有时我们也感慨我们是一群“丝”,但我还没听说有失业的,就连四年在网吧度过的哥们都可以找到工作。本科一般都会把我们专业命名为热能与动力工程,虽然也分方向,比如电厂方向、制冷方向等,但就业不受很大影响。到了研究生,我们这个专业的大名就叫做动力工程及工程热物理专业,底下又分为工程热物理、热能工程、制冷、动力机械、流体机械、车辆工程等一些小方向,又根据不同的导师会有不同的研究方向。但无论怎么细化,专业基础课还是一样的。因此工作时改方向也比较容易。

第8篇:流体力学的基础知识范文

[关键词] 冶金传输原理 理论和实践 过程教学

冶金传输原理是以高等数学、大学物理和物理化学等课程为基础并与冶金过程紧密联系的冶金类专业基础课。广大师生普遍认为该课程“难学难教”[1],其中冶金传输原理的“难学”,主要体现在课程的相关概念、定理、定律,特别是相似原理、因次分析以及相似准数等的抽象性,对于第一次接触这些内容的初学者,难以与实际的物理过程相结合,而表现为“难学”。对于冶金传输原理的“难教”,是该门课程数学与物理高度结合的特点,而学生专业知识的不足以及数学、物理知识不扎实等实际问题,在实际的教学过程中如何克服这些问题,能够使学生理解和掌握教学大纲所规定的内容,是“难教”的主要表现。因此,针对这些问题,如何提高教学质量,培养具有实用型及创新型素质人才的要求,是该门课程教学改革始终探索的方向。

冶金传输原理的课程特点

冶金传输原理课程的特点是数理解析较重,其理论和研究方法来源于流体力学、传热学以及成熟的质量传递理论而形成一门独立的学科,解析方法着眼于物理概念和数学表达的统一,并且突出了物理过程的特点[2]。它是一门既有较强的理论性,又有很强的实践性的课程[3]。传输理论应用于冶金的实际过程,首先要对实际过程进行观察分析,建立简化的物理模型,然后建立相应的数学模型,再用数学分析解法、相似原理—模型实验法和类比法等适合的方法求解给实际过程提供理论支持。自上世纪80年代以来,由于计算机软、硬件的快速发展为传输过程的数值计算提供了强大支撑,使计算流体力学、计算传热学等也随之有了长足的发展,目前,数值计算已成为传输原理的重要组成部分,同时也丰富了课程的内容。

冶金传输原理过程教学的方法

把冶金传输原理基本概念以及理论模型和冶金工程应用相结合,关键是介绍这些理论、模型与实际的冶金问题相结合的过程,实现理论联系实际,学以致用。这样一方面培养学生的实际应用能力,另一方面提高学生兴趣,加深理论知识的理解以及对专业的认识,提高教学质量。结合教学经验采取相应的方法和针对性的措施。

1.课内与课外相结合

课程数理解析较重的特点主要体现在涉及的数学、物理知识较多,为了更好地完成教学内容,就需要学生掌握扎实的数理知识,这样,课前有针对性的预习就显得很重要。因此课内与课外相结合就表现为课前的预习、课堂的听讲和笔记以及课后的复习和及时完成作业的模式。在课堂上,通过回想式的提问,巩固上节课的知识点,起到承上启下的作用,使本节的知识点能够顺畅衔接和充实,并且及时明确下节的内容,学生在预习时能够有针对性地查漏补缺,从而有效地利用课堂时间进行传输原理的教学。通过这些环节的积极实施,提高课堂的教学效果。

2.启发式与能动性相结合

冶金传输过程的相关概念、定理、数学物理模型以及解析方法,对于初学者来说比较抽象,特别传输过程简化物理模型、数学模型的建立,以及数学模型的解析等,是知识的综合应用,特别是数理解析过程复杂、繁琐,对于基础知识薄弱的学生显得犹为枯燥乏味,影响了教学的效果。针对这种情况,在课堂上采用适当的提问进行启发式互动,了解学生对基本概念的理解程度,及时引导概念的转换。对于一些简单的推导,在介绍基本的推导方法后,让学生参与其中,共同完成过程的推导,使学生在这样的方式中,掌握解析方法。另外,结合课堂教学内容,布置适当的课外作业,加深对所学内容的理解,提高了学生学习的能动性。

3.专业知识与自然知识相结合

根据专业培养计划,冶金传输原理课程属于专业基础课,安排在认识实习实践环节之后,学生虽然完成了认识实习,但对于专业的认识、工艺知识的理解还是有很大的局限性,加之冶金过程的高温和不可见性,实际的冶金物理过程更具有抽象性,这些都加大了教学过程中与实际结合的难度,降低了学生学习的兴趣,影响教学效果。因此,把冶金传输原理与实际生活中的应用结合起来,以提高学生学习兴趣。例如自然对流传热在换热方面的应用,即密度是温度的函数,由于温度的变化使密度变化而产生了自然流动,完成热量的交换,这就是土暖气的原理,以及烟囱是伯努利方程的实际应用、流体的黏性与涡流的产生等。这样的实际应用提高学生学习兴趣的同时也加深了对专业知识的理解。

4.教学与科研相结合

本科的教学与科研有着密切的关系,把教学科研团队的研究成果与实际的教学进行有机的结合,扩充了学生的视野,丰富了课堂教学的内容,提高了学习的兴趣和教学质量。如动量传输中流体流量的测量,就是伯努利方程的具体应用,其中对节流装置的标定是采用实流标定或者风洞试验,利用相似原理确定相关相似准数,根据相似充要条件,建立试验模型系统和实际测量系统的相似准数方程,通过确定的相似准数将试验模型系统与实际流体流量的测量连接起来,由于实际流体流量的测量;为了确定氧气转炉吹炼工艺参数而设计的转炉冷态模拟实验;以连续铸钢过程温度场的模拟计算,根据结晶器、二冷却区和空冷区的不同边界条件,进行连铸温度场数值计算,并介绍典型的有限差分法、有限单元法和有限容积法等数值计算方法,介绍计算机在传输中的应用,同时介绍在计算流体力学、计算传热学的方面有成熟应用的如FLUENT、PHOENICS等商业软件,使学生了解传输原理在数值计算方面的进展情况以及在冶金生产中的应用,如中间包流场的计算、钢包桶式精炼炉底吹氩时流场的分布等。

5.理论与实践以及实验相结合

冶金传输原理工程技术基础课程的特点决定了其实践环节非常重要。在课堂教学的课时外,安排有6个-8个课时的实验内容,主要有验证位能、静能和动能之和为常数的伯努利方程实验;通过流速和差压来进行流体流量测量的实验;转炉冷态模拟实验等。采用教学与实验相结合的方法,均可使学生对相应的物理过程有一个深刻的认识,强化理论与实践相结合的过程。

在传输原理的教学过程中,要结合冶金工程专业的工艺特点与相关的传输原理进行有机的关联,如埃根公式在高炉炼铁中的应用、动量传输在连铸中间包流场分布方面的应用以及渣-钢间反应的传质模型等,在这方面给学生一个有益的导向。

6.知识的持续更新

为了更好地实施冶金传输原理的过程教学,在平时要不断进行教学方法、专业知识学习以及工程实践的积累。对于教学方法的学习,一方面要查找教学过程的不足,另一方面要请教教学经验丰富的教师、专家,通过听课的方式,取长补短,积累教学经验。专业知识方面的积累,主要是通过平时的备课以及在教学过程中发现的问题,及时查阅相关资料进行求证,如对流体力学、传热学以及数值计算、计算方法等方面知识的学习、积累,通过自学或请教于专家,来加强自己对专业知识的理解,同时,利用带队实习、与企业横向课题合作以及去企业实践锻炼的机会,不断充实自己的工程实践知识,可以为过程教学提供更多、更丰富的工程实例,并且借助自己所在的教学科研团队的平台,把冶金实际以及科研的内容提炼为简洁明了的课堂语言传输给学生,提高过程教学的效果。

结 论

冶金传输原理教学过程贯穿于每一个知识点、每一节课教与学的小环节,以及理论与实践相结合的小环节之中,这样的环环相扣,提高学生掌握知识的能力和教学质量。教学的关键是培养学生解决实践问题的能力,授之以“渔”使学生在以后的工作中,在所掌握知识的基础上,能够继续得到丰富和提高,培养实用型人才。

参考文献:

[1]林万明,王皓,陈津.《冶金传输原理》教学改革与实践[J].科学之友,2006,7:75-76.

[2]王超,杨双平,袁守谦,鲁路.加强冶金传输原理课程理论联系实际的过程教学[J].中国冶金教育,2010,9.

第9篇:流体力学的基础知识范文

关键词:核反应堆 热工水力 教学 探索

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(a)-0113-02

核反应堆热工本科专业是核工程与核技术的核心专业课之一。核反应堆热工是一门工程性较强的课程,它着重讲述了反应堆热工的基础理论和一些分析、计算方法,是核能科学与工程专业方向的一门专业主干课程。核反应堆热工课程实际上是一门较难的课程,因为它要求的课程基础较多,课程内容较为复杂抽象,能实践的内容较少。因此,各大开设核专业的高校对这么课程的教学都十分重视,如何能较好的开展核反应堆热工课程的教学已经成为高校教育中的一个难题。该文结合核反应堆热工课程的教学实践,通过教学内容的编排、教学模式的改善开展了一些教学的创新探索,收获了一定的效果。

1 核反应堆热工课程概况

核反应堆热工课程是核工程专业的必修课,其的性质和任务是分析燃料元件内的温度分布、冷却剂的流动和传热特性以及预测在各种运行工况下反应堆的热力参数,以及在各种瞬态和事故工况,压力、温度、流量等热力参数随时间变化的过程。要求学生前修课程包括反应堆物理分析、核反应堆工程原理、流体力学、传热学、高等数学、数值分析等。核反应堆热工课程的主要教学内容包括堆的热源及其分布、堆的传热过程、堆内流体的流动过程及水力分析、堆芯稳态热工分析及堆芯瞬态热工分析,此外还要求学生对传热学方面的知识非常了解。该课程40个学时,占2.5个学分,一般上课人数为40~50人。开设该课程的目的在于培养学生能够掌握反应堆领域热工水力学的基本分析方法,运用先修课程流体力学、传热学、工程热力学和反应堆物理中学到的基本概念、基本公式和基本结论,以压水堆堆芯为主要分析对象,达到既了解反应堆稳态工况下的工作情况以及在瞬态工况下的变化特点,又能训练和培养独立分析问题的技能和能力。通过该课程的学习为学生在毕业后从事核反应堆安全分析和设计运行等工作打下坚实的理论基础并提供有益的工程借鉴。

核反应堆热工课程的主要特点有以下几方面。

(1)课程基础多。热工课程不仅要求学生对核反应堆无力分析的知识非常了解,还需要掌握核反应堆工程的专业知识,在具体的知识点学习中,还需要了解传热学的知识。在进行具体的热工设计中,还需要流体力学方面的知识,进行计算时,高等数学、线性代数及数值分析等基础理论的知识也不少。因此,要求如此多的课程基础,少了任何一门都会使学生觉得此课程非常的有难度。

(2)课程内容抽象。从以上的介绍可以看出,课程中的许多内容涉及到很多基本概念和公式,在一一进行推导的时候十分的枯燥,难以引起学生的兴趣。而且,课程的内容一环套一环,如果刚开始的课程学生没有认真的学习,出现脱节现象,到后面的章节,学生学习起来难度将非常大。这也就导致学生在后面的学习失去了学习的热情和信心。

(3)实践的环节少。因为课程内容涉及到热工水力和反应堆,但无论是流体力学还是反应堆,学校都不具备进行实验的条件,这也就给本来枯燥、难度较大的教学内容带来了更打的困难。

针对以上核反应堆热工课程的特点,在教学过程中,我们采取了一些创新的教学探索,以期实现提高学生学习兴趣,改善教学效果的目的。

2 教学创新探索

针对核反应堆热工课程的特点,在教学过程中,通过以下几个方面展开了教学创新探索。

2.1 抓好绪论课的教学

绪论课是教学的起点,有非常确定的目标,具有非常强的导向性。教师只有对课程的理解、掌握和控制到达了一定程度,才能在绪论课上将学生对教材的学习起到引领、提示和导向等作用,可以启发学生对课程的兴趣。通过绪论课使学生对这门课程的整体框架建立一个初步感观,了解学习内容、明确学习方向、掌握学习方法、认识课程的前沿动态,进一步解决“为何学、学什么”和“如何学”三个问题,从而充分调动他们日后学习该课程的积极性。尽管每门课程的内容都不尽相同,但绪论课的主要的模式大致相同。绪论课的授课方式主要有以下几个特点:从整体上介绍本课程、绪论课的内容求全不求精以及绪论课授课形式以老师讲授为主。

俗话说得好:“良好的开端是成功的一半”。结合多年的教学经验深刻体会到绪论课的重要性,可以说上好了绪论课,这个学期的教学就成功了一半。由于绪论课在整个课程内容中的特殊性,采取以上教学形式可以对学生进行有效引导,使学生快速地明白本课程的主旨和篇章结构,熟悉教材的知识系统,发挥主动学习课程的积极性,初步了解本课程的一般理论和研究方法[1-2]。但对于课程内容较为复杂、抽象和枯燥的课程,采取这种方式来组织绪论课的教学,未必能取得较好的效果。核反应堆热工这门课程主要涉及到传热学、热工水力、核反应堆物理分析等相关内容,各种物理原理、化学方法完全靠语言上的讲解十分的枯燥,完全采用老师讲授的方式,学生听起来费劲,效果也很差。因此,有必要重新考虑核反应堆热工绪论课的组织形式。通过认真的调研,本课程从重新编排绪论课的教学内容和调整绪论课的教学模式等方面对绪论课的教学进行了创新探索。

由于核反应堆热工课程的内容十分的庞杂,要想在短短的2个学时内,将这些内容面面俱到的一一介绍,有一定的难度,也没有必要。因此在本课程的编排上,必须对本课程的教学内容进行精简,重新编排教学内容的原则是以点带面。由于学生在前面的课程里已经上过一些专业课,对核反应堆物理分析的基础知识有了一定的了解,因此这部分的内容可以有一定的删减,既能对知识进行回顾,又要能引起学生们的兴趣,这是对这部分内容的编排要求。对于后面具体的课程专业知识介绍,则挑重点介绍,而不是一一涉及。这样重新编排绪论课的教学内容既继承了传统绪论课授课方式的优点,又在这个基础上有新的突破。学生们听起来既不会为庞杂而系统的知识感到厌倦,同时有兴趣的知识点的深入探讨又会引起他们足够的兴趣。虽然重新编排了教学内容,还是不能从根本上解决绪论课冗长的难题。因此,本课程也借鉴了研究型教学的模式。研究型教学是指在教学环节与过程中,有效促进教师主导地位与学生主体地位的双向互动、并有机融合课程大纲与内容、研究选题与实践、学生个性兴趣与专业发展的多维统一从而教学相长的新型教学方式与课改实践[3-4]。

2.2 使用好多媒体课件

多媒体课件是将文字、图形、声音、动画、影像等多种媒体融为一体,将其于教学中,可以节省教师板书、画图等大量的时间,在相同的时间单元,可以给学生提供更多更大的信息量,拓展了学生的视野和思维,是传统的“黑板+粉笔+教材”教学方法无法比拟的,而且显示出了巨大的优势。多媒体课件辅助教学在推动教育教学现代化、提高课堂教学效果等方面所起的积极作用是无可厚非[5]。在核反应对热工课程中,使用多媒体课件尤其是视频资料是非常适合的。因为在反应堆热工课程中,许多热工水力的原理及实验是暂时没有条件在现场或是实验室展示的,因此通过视频的方式来展现就变得尤为重要了,例如核电站核岛内一回路管道、二回路管道内流体流动以及温度分布等特点,通过讲述的方式难以理解,而如果引入视频的方式来展现就会变得特别直观,易于学生理解。但多媒体课件的使用也存在一些问题,例如课程中视频的时间不能过长,否则学生只看视频的话,虽然印象深刻,但对于原理性的内容的理解反而不容易。

2.3 做好课程设计

核反应堆热工课程内容非常多,需要检验学生对重点知识点的掌握和理解,以及是否有能力对这些知识加以综合运用,解决核反应堆热工中的问题。课程设计是一个非常好的选择,通过课程设计,可以使学生对课程的内容的理解更为深刻,同时也锻炼了他们的动手能力。例如,课程设计要求学生针对某压水堆燃料组件热工水力稳态特性进行分析计算,通过独立编程计算锻炼学生综合应用课本理论知识的能力和计算机编程能力,为学生毕业后从事核反应堆程序开发工作打下基础。例如,基于课程设计指导书内容,利用单通道模型思想对压水堆燃料组件的热工水力特性进行稳态分析计算,要求独立编程计算,给出计算结果图,并撰写课程设计总结报告。例如基于课程设计指导书内容,利用单通道模型思想对压水堆燃料组件的热工水力特性进行稳态分析计算,要求独立编程计算,给出计算结果图,并撰写课程设计总结报告。这些都是可以进行的课程设计内容。

3 教学实践

基于以上的讨论,我们展开了对核反应堆热工课程的教学实践。在教学实践的过程中,认真做好绪论课的教学工作。根据学生们反馈,明显能感觉到学生们对绪论课上教学内容的兴趣得到了明显的提高。在教学实践过程中,做好多媒体课件的使用工作。很多同学在观看多媒体课件时,尤其是播放核电站管道系统内流体流动的视频时,很多同学都非常仔细的观看。视频观看完毕后,有些同学立刻提出了自己的疑问,希望了解核电站内流体流动的具体情况。可见,在教师的引导下,学生们会自然而然的对核反应堆热工课程的内容产生了具体的兴趣。可见,多媒体课件特别是相关视频的播放,也对提高学生们的学习兴趣发挥巨大的作用。课程设计过程中,学生们展现的主观能动性给任课老师也留下了非常深刻的印象,他们不仅学习热情高,而且在课设过程中往往能有很多意想不到的创新性工作,使得这些课程设计在课程教学过程中发挥了巨大的作用。

4 结语

核反应堆热工课程具有一定的难度。该文结合了核反应堆热工课程的教学实践,讨论了在核反应堆热工课程中可以采取的创新教学模式。通过抓好绪论课的教学,多媒体课件的使用以及课程设计等手段,提高核反应堆热工课程的教学质量。实践结果表明,这些手段都能在核反应堆热工课程的教学过程中,发挥正面的作用,起到了良好的效果。

参考文献

[1] 仝卫卫,王彩虹.《高等数学》绪论课教学方法浅谈[J].中国西部科技,2015,14(1):97-98.

[2] 杨燕霞.教师课堂的“首场秀”――浅谈关于“质量检验”绪论课的重要性[J].教育艺术,2015(5):32.

[3] 张琳,王佳.高校学科基础课程研究型教学模式的实践探索[J].教育教学论坛,2015(18):113-114.