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工程流体力学知识点精选(九篇)

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工程流体力学知识点

第1篇:工程流体力学知识点范文

关键词:流体力学;课程改革;考核方式;教学方法

0引言

《流体力学》是工科专业的一门基础课程,在各工程领域也有着非常广泛的应用[1-3]。通过对流体力学的学习掌握就可以为后续专业课的学习奠定坚实的基础,而在实地教学中却存在诸多问题。因为大部分本科生以前接触的力学都是简单的固体力学,研究的是看得见摸得着的事物。而流体力学着重研究流体的静止及运动状态的规律,研究流体的质量守恒、能量守恒及动量守恒三大定律及其应用,对数学学习要求较高,课程中的概念较抽象、公式较复杂[4],使很多学生难以理解其知识点,难以把握学习的要领,进而容易遗忘或者产生厌学情绪。因此,根据安全工程专业特点,对流体力学课程教学内容和教学方法等进行改革是非常必要的。

1课程教学特点及现状

《流体力学》是安全工程专业的一门学科基础必修课程,是一门多学科交叉融合的课程,涉及数学、物理学、力学等,理论性和工程实用性都较强。课程的研究对象为流体,区别于固体的主要特点是易流动,课程中的许多概念较为抽象,且方程的推导需要运用数学的方法,对学生运用数学知识分析问题的能力要求较高,总体来说,学生学习难度较大。目前,《流体力学》的课堂教学以理论知识讲解为主,习题练习为辅,要求学生数学基础、理解能力、逻辑思维能力较好,课上认真听讲,课后及时复习巩固。但是学生的学习主动性和积极性不高,课程作业的完成质量不高,只是单一的应付考试。

2课程改革探讨

为提高学生的学习效果,适应新形势下应用型人才的培养目标,培养学生严谨、认真的学习态度,培养学生分析及解决流体力学问题的能力,及运用流体力学方法进行科学研究的基本能力,并为后续专业课程的学习打下良好的基础。本文拟从教学内容、教学方法、考核形式三个方面对《流体力学》课程进行改革。

2.1教学内容

根据《流体力学》在安全工程专业中的课程定位,将流体力学的内容分为流体静力学、流体动力学基础、流动阻力及能力损失、管路流动、相似原理及因次分析等五大模块。课程内容围绕流体静止、运动两个状态及力学的三大方程展开,由浅入深。培养学生的工科思想及意识,能够对安全工程专业的流体力学问题进行分析。

2.2教学方法

整合传统和现代教学手段,采用不同的教学方式,如课堂教学与网络辅助教学相结合,将相关的习题解答方法及课堂练习同步至超星在线课堂,给学生课后复习巩固提供资料,并通过网络资源及时进行解答;多媒体教学与板书结合,将复杂的流体流动过程以多媒体动画的形式展现出来,让学生更直观的了解某种现象,增加对理论知识的理解和掌握;增加课堂习题练习及讲解,注重师生互动,注重理论练习实际,在课堂组织教学中通过师生互动调动学生学习积极性,并通过该环节了解学生课堂知识的掌握情况,及时调整讲授方法。

2.3考核方式

采用多元化的考核方式,变单纯的期末考试为平时和期末多层次考试,建立平时成绩考核机制。平时成绩考核包括章节测试、期中测试、课后作业、课堂练习及课考勤四部分内容,其中每一部分成绩占总成绩的10%;期末考试成绩占总成绩的60%。章节测试一般是针对每一章的重点难点,用3-5道典型习题,耗时45min,检测学生的掌握情况。要求学生在规定时间内完成,章节测试的平均成绩计入期末综合评定成绩。对于章节测试的习题进行批改、统计成绩、分析成绩,并对教学方法进行反馈,及时调整。课堂练习一般针对课堂中的知识点进行测试,习题主要以填空、选择、判断的形式出现,方便、灵活、易于控制时间。通过练习,让学生查缺补漏,同时根据练习情况及时调整授课进度及方法,确保学生对课程知识的主要内容了解和掌握。课后练习是对课程内容的巩固和补充,是对学生理论知识运用情况的检测,但课后作业易出现抄袭现象,对于疑似抄袭的作业,作业的分值不会给高分,通过课堂的互动可以判断抄袭者的范围,在课后习题讲解过程中有意让抄袭者进行讲解,同时通过作业重复练习,让学生真正理解作业的解题思路及方法。

第2篇:工程流体力学知识点范文

关键词:辅助教学软件;流体力学;教学模式

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0273-02

一、引言

多媒体技术,尤其是网络技术在现代教育教学中应用越来越广泛,能创建新型的教学模式,改善传统课堂教学的效果。应用计算机技术开发教学软件,帮助学生自主选择学习内容,弥补课堂教学的不足,及时检验所学知识的掌握程度,这种教学方式称为CAI(Computer Assist Instruction),即计算机辅助教学[1]。《流体力学》是很多工科专业的一门专业基础课,如安全工程、环境工程、土木工程等。该课程是一门理论与实践紧密结合的课程,涉及的高等数学和物理学的知识比较多,基本概念比较多,计算公式比较多。学生普遍反映该课程的学习难度比较大,理解和掌握该课程的内容比较困难,学习的积极性和主动性不高[2]。随着教学模式的变化及研究型教学的要求,如何提高学生学习兴趣、培养学生能力、及时检查学习效果,最大程度地调动学生的学习积极性和主动性,是教学面临的主要问题之一。作者在近几年的教学实践中,根据《流体力学》课程的教学要求及特点,设计并开发了《流体力学》辅助教学软件,在教学实践中取得了良好的教学效果。

二、教学软件的结构设计

本课程开发的《流体力学》辅助教学软件包括四个模块:系统管理、课程要点、工程实例、自我测试。

1.系统管理。系统管理模块包括用户管理、试题管理、学习记录等功能。《流体力学》辅助教学软件需要登录,登录界面包括学号和密码两个部分。学生以用户身份进入软件后,可以修改密码、查看学习记录,但不能使用试题管理功能。教师用户用管理员账号登录,可以增加、删除用户,能增删和修改试题,并能浏览学生学习的详细情况和掌握测试结果等。

2.课程要点。课程要点模块主要包括《流体力学》课程各章节的内容,如:基本概念、流体静力学、流体动力学、流动阻力计算、流体出流及管流等,可根据教学的实际情况增加和删除内容。基本概念部分将课程各章的主要概念集中起来,每章均选取比较重要的、需要学生掌握的内容放在软件中,尤其是对重点的计算公式进行解释,让学生能够有重点地进行学习,提高学习的效率。

3.工程实例。该部分收集了与流体力学知识相关的工程实例,尤其是重大工程实例以及近年来的一些热点问题实例,这样能引起学生的积极性和兴趣。工程实例对应各章内容,包括文字描述、图片、视频等,并提出相关流体力学问题。比如:南水北调工程、长江三峡大坝工程、飞机导弹的研制、溃坝事故、台风登陆等,使学生能理论联系实际、拓宽知识面、提高学习兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力。

4.自我测试。自我测试模块根据不同的知识点设计有不同的题型,主要包括填空题、判断题、选择题、简单计算题和应用题。学生可以自主选择不同题目进行测试,及时了解知识掌握程度和学习效果,查看试题答案可以及时发现自己的薄弱环节。教师查看测试成绩可以了解学生掌握相关知识的情况,发现教学中存在的问题,有针对性地进行改进。教师事先建立测试试题库,并能不断完善。学习完成选择的测试题后可以随时查看成绩和正确答案,教师对主观题可以给出详细的评阅,指出出错的关键点。

三、教学软件功能的实现

1.开发工具的选择。《流体力学》辅助教学软件的开发选取B/S的开发模式,学生能方便使用该软件。选用Visual Basic 6.0作为软件开发语言,VB6.0提供了可视化的Windows界面设计功能,具有强大和快速的数据处理能力。本软件的数据库选取Access数据库,能方便和快速管理各类数据。Access的优点在于它有丰富的开发界面及使用环境,有着强大的报表创建功能[3]。

2.各模块功能的实现。《流体力学》辅助教学软件按照各模块的功能,采用友好的界面实现各部分功能。在菜单中点击各按钮可以进行各模块界面,再点击进入各子功能模块;也可以在下拉菜单中选择子菜单直接进入各子功能模块。自我测试模块先选择题型,再进行各种题型的答题操作。答题时可随时返回重新选择试题,查看试题答案时可以通过链接查看相关知识要点,有针对性地复习课程的基础知识,以便牢固掌握易混淆、难理解的知识点。学生利用互联网的优势,可以不受课堂的限制,随时主动、灵活地选择学习内容,及时查缺补漏,充分调动学习的主动性、积极性。图1为应用题测试界面。

四、辅助教学的效果评价

该辅助教学软件在《流体力学》的教学中连续运用了几年,并不断进行了完善。为了评价该辅助教学软件的效果,设计了调查问卷,以便了解该软件的应用效果。调查问卷如表1所示。

经过几年的教学实践,对回收的有效问卷进行了统计分析。从统计结果看,该《流体力学》辅助教学软件有效弥补了课堂教学的不足,教学内容选择恰当,重点突出,充分体现了计算机辅助教学的优点,软件简便、实用。95%以上的学生愿意使用该辅助教学软件,认为能充分利用课余时间,积极、主动地选择自己感兴趣的内容,拓宽了自己的知识面,激发了学习兴趣,对自己的学习有较大帮助,希望不断丰富和完善该教学软件。

五、结语

素质教育的一个显著特点就是要使学生能主动地学习,采取个体化教学方式,理论联系实际。采用计算机辅助教学软件,学生可以量身定制自己的学习计划,不受时间和空间限制自主选择学习内容,实时检验学习效果,提高学习的兴趣和积极性,取得最佳的学习效果。辅助教学软件的应用是传统课堂教学方式的有益补充,对提高学生的综合素质和能力有重要的促进作用。

参考文献:

[1]胡乡峰,沈慧娟.多媒体CAI课件的制作与评价[J].通化师范学院学报,2012,(6):44-47.

第3篇:工程流体力学知识点范文

关键词:《流体力学》课程;实验教学;教学改革;建筑环境与能源应用工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)16-0225-02

一、前言

我校的学生培养定位是:“立足内蒙古,面向全国,服务国家基础工业和地方经济建设,培养岗位适应性强、工作作风踏实的应用型人才”[1]。

建筑环境与能源应用工程专业的培养目标是:“适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和工程实施能力的建筑环境与能源应用工程专业应用型高级技术人才”。毕业生能够从事工业与民用建筑室内环境与暖通空调、通风除尘、采暖供热、燃气供应、建筑给排水等公共设施系统、建筑热能供应系统的设计、安装、调试、运行、管理以及建筑自动化系统的方案制订,并具有初步的应用研究与开发能力,能够在设计研究院、建筑工程单位、物业管理公司及相关的科研、生产和教学等单位从事技术与管理工作。

《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的一门主要技术基础课,也是我校重点建设课程之一,是该专业工程技术人员必须掌握的知识。同时,该课程也是我校环境工程、热能与动力工程、矿物加工工程、采矿工程、机械设计与自动化等工程专业必须开设的课程。通过本课程的学习,学生应掌握流体力学的基本概念、基本理论以及水力计算的基本方法。流体力学实验是流体力学课程的重要组成部分,流体力学实验是发展流体力学理论,验证流体力学假说,理解流体力学现象,解决流体力学工程问题的一个重要手段,该课程实验教学质量的好坏影响到学生对知识的了解和掌握,以及动手实践能力的培养,甚至影响到他们就业后对专业知识的灵活运用。

二、当前实验教学存在的问题

1.实验教学现状。流体力学实验是《流体力学》课程的重要环节。实验基本目的要求是:使学生观测流动现象,验证所学理论,掌握实验的方法和操作技能,训练学生整理实验资料、编写实验报告的能力,培养学生严格的科学作风。目前我校《流体力学》课程开设的主要实验项目有:雷诺实验、伯努利方程验证实验、圆形管道沿程阻力实验、圆形管道局部阻力实验、一元流动量方程验证实验、气体紊流射流实验等[2],全部是传统的验证型实验,由于实验室房间、实验器材、指导教师人数等方面的条件有限,综合型、设计型实验不能开出。不同专业、不同学时的《流体力学》课程的学生进行完全相同的实验。在实验课堂上,实验指导教师从实验原理、实验目的、实验仪器设备、实验操作步骤、实验注意事项、实验报告格式要求等方面进行讲解,之后学生分组进行实验操作,观察实验现象,采集实验数据,出现问题在指导教师的指导下进行处理,教师根据实验报告的书写完成情况和质量来评定成绩。虽然实验项目开设的比较全面,基本覆盖了课程的主要内容,也有利于增进学生对理论知识的理解,但没有激发学生的积极性,学生做实验的主动性和热情没有体现出来,只是被动的完成了实验教学过程,不能培养学生的创新性。

2.实验教学效果。近年来伴随着我国教育体制的改革发展和招生规模的扩大,给学校的发展带来了机遇,使学校的发展取得了长足的进步,但不可回避的是学生质量在不同程度上有所下降,基础知识不很扎实,给后续教学工作带来了困难,也是摆在全校师生面前的难题。另外还有相当一部分学生是通过调剂专业而来的,不是他们所钟情和喜爱的专业,因此,学习积极性也不高,疲于应付,学习目的不明确,态度不很认真,缺乏学习的热情和动力,只求考试及格过关了事,流体力学实验课的学习也是如此。

近年来,学校也做了很大努力,在改善实验条件方面投入不少,但由于学生人数众多,实验仪器设备台套数较少,实验小组人数偏多,亲自动手操作的次数不是很多,感性认识不够,尽管实验指导教师想尽一切办法,尽可能多的创造机会,但收效甚微,实验效果不理想,有的甚至连最基本的测试仪器,如毕托管的工作原理、使用及注意事项等都不清楚。另一方面,由于小组人数多,实验测试数据相同,实验报告抄袭现象严重,没有进行数据的处理、分析、结果的讨论,因此对实验的感悟不深,对所学理论知识的理解、体会起不到作用,同时给实验成绩的考核带来了不便。

三、课程实验教学改革内容

1.实验课的地位。实验是《流体力学》课程非常重要的组成部分,但是在教学实践中,往往更多强调的是理论的重要性,而忽视了实验对流体力学理论学习的帮助。因此要充分重视流体力学实验的地位,实验在流体力学教学中和理论课具有同样的重要作用,流体力学实验是验证理论、数值计算结果的唯一途径,是学生获得流体力学感性知识的主要方法,有利于学生对抽象知识的深入理解,促进学生进一步思考,培养他们的扩散思维,调动他们学习的积极性。另外,要树立重视实验教学、热情服务学生的观念。首先要重视实验室建设,无论从政策倾斜还是人力、物力以及资金投入等方面都予以高度重视;其次要尊重实验教师的地位和实验教师的劳动,吸引具有一定操作技能和设计构思能力的教师充实到实验教师队伍中。

2.优化实验教学内容。《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的技术基础课,其内容贯穿了建筑环境与能源应用工程专业的所有领域,如采暖供热中的热媒介质(水)的流动,空调工程中空气、冷冻水、冷凝水的流动,通风除尘中空气以及粉尘粒子的流动,锅炉中的烟气、水、蒸汽、粉尘粒子的流动等,所有这些流动的参数测试分析类似于流体力学实验,因此流体力学实验应该与工程实践紧密结合。而目前《流体力学》课程开设的实验全部是传统的验证型实验,也是非常经典基础的实验,虽然实验项目开设的比较全面,基本覆盖了课程的主要内容,也有利于增进学生对理论知识的理解,但是,和专业工程实践脱节,联系不密切,学生学习的兴趣和积极性不高[3,4]。

在完成传统经典基础验证型实验的之后,指导组织学生自行完成一次设计研究型实验,把原有单一的实验内容组合到新的设计实验中,如具有一定规模的管网设计实验,并对设计管网系统进行运行调试,分别测定不同工况下的运行参数,如流量、流速、压力等,这样既把流体力学知识和专业课的知识结合在了一起,由于是按照自己的意愿设计的实验,因而增加了学生的学习兴趣,又提高了学生的操作运行技能,同时,在解决出现问题的过程中,使学生学到的知识得到了综合应用。因此笔者以为,传统经典基础验证型实验固然重要,可以使学生所学知识得到加深巩固和理解,综合型设计性实验则是对学生综合能力得到锻炼和提高的有效途径。在实验教学过程中,优化现有实验资源,在完成传统经典验证型实验的同时,加强了设计性实验的开出。

3.教学手段与方法。为了达到应有的实验教学效果,在实验教学过程中,要打破传统的实验指导教师讲解学生听的模式,指导教师与实验学生采取互动的形式,共同探讨实验的目的、意义、背景、对应知识点以及和相关知识的联系、完成实验测定的技术路线等,使学生处于主体地位,积极参与,主动进行。方法可以灵活多样,教学手段可辅助以教学录像、多媒体等,对于实验过程中出现的问题应让学生互相讨论,从中获得答案,指导教师予以补充。实验成绩的考核不拘泥于实验报告,应根据学生对实验目的意义的感悟、对知识联系的理解、实验动手操作、问题分析讨论、实验报告质量等综合评价[3,4]。

四、结语

《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的一门主要技术基础课,也是我校重点建设课程之一,同时也是环境工程、热能与动力工程等专业必须开设的课程。流体力学实验是该课程非常重要的组成部分,实验不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以有意识的培养学生观察事物的能力、分析解决问题的能力和相互协调合作的能力。因此要转变观念,重视流体力学实验教学,整合流体力学实验资源,进一步补充完善实验教学内容,改革流体力学实验教学方法和手段,不断研究流体力学实验发展趋势,不仅要使学生完成经典基础的实验项目,更重要的是要放手让学生开发设计型、研究型实验,突出学生的主体性,提高学生学习的主动性和创新性,使每一个完成流体力学实验的学生从中得到锻炼和提高,为培养综合型建筑环境与能源应用工程专业人才奠定扎实的基础。

参考文献:

[1]内蒙古科技大学教务处组.内蒙古科技大学本科专业培养方案(2014版)[Z].

[2]陈俊俊,李义科,牛永红,庞S佶,刘素霞.新版《流体力学》课程教学大纲修订及思考[J].科学管理研究,2011,(2).

第4篇:工程流体力学知识点范文

[关键词]流体力学 教学方法 生活常识

一、前言

《工程流体力学》是机械类各专业的一门重要技术基础课,该课程主要讲述流体力学的基本原理及其在工程中的应用。它是为学生后面专业课的学习的基础,对学生的要求较高,但由于该课程对学生的高等数学、大学物理、工程力学以及综合分析和处理问题的能力的要求较高,因此学生普遍反映是一门难学的课程。为了让学生较好地学习这门课程,任课应该做到以下几点。

二、方法

1.上好绪论课

绪论课不仅仅是指《工程流体力学》课程教学的开始,同时也应该是每一章的前言介绍。

在绪论课的教学上,教师应该把握以下三点:(1)树立学生学习该课程的信心。由于上新课的学生可能从各种渠道了解的流体力学是一门难学的课程,从而对该课程产生畏惧感,学生就会带着一种逃避心理去学习,仅仅接受课堂上的知识,而自己不去钻研思考,这样是学不好该课程的。教师要让学生感觉到,这门课程并不难学,其实我们在中学的时候已经接触到了其中的很多内容,只是现在表述发生了变化或者增添了新的内容,使该学科体系更加完善、合理;(2)教师需要激发学生的学习兴趣。兴趣是学习的最大动力,教师应该让学生直观形象地了解工程流体力学的广泛应用性以及内容的趣味性,将一些学生感兴趣的与日常生活或生产实际有关的例子介绍给学生;(3)突出课程的重要意义和实践价值。教师应在绪论课中做到精心组织策划,让学生了解该学科体系的研究对象和研究方法,让学生知道为什么要学习该课程,在今后的学习中应该用什么样的方法去学习。

在大多数的教材中,在每一章之前,都会有一段比较简短的文字介绍,告诉学生本章的知识点以及相应的学习方法,这是比较重要的一个部分,能够使学生站在一定的高度把握整章的内容,知道各知识体系之间的相互结构,但是学生在阅读的时候往往会忽略的,以至于学完课程之后,只能对简单的问题进行分析处理,遇到复杂的问题就不知道从哪个地方着手,因此需要教师在讲课时加以强调。

2.及时对所学内容进行总结

工程流体力学是以流体作为研究对象的,所涉及的概念比较多,容易让学生产生混淆。如果及时的对所学内容进行总结,就会加深学生对概念的理解和记忆。例如,流体力学中有几个比较重要概念,理想流体、定常流动、不可压缩、平面流动、无旋运动等等,在任何一本教材中,这些概念都不是同时出现的,学生可能会对某些概念产生遗忘,或者是知道概念,但不知道具体该如何去应用,因此在相关概念介绍完之后,可以建立如下的表1,使个概念的物理含义,数学表达式一目了然。由于目前流体力学教材大多按照由浅入深的原则编写,即先讲静力学后讲动力学;先讲一元流动后讲平面流动;先讲理想流体后讲粘性流体。各章的内容分得比较细,每一章都有许多公式和理论,各公式的得出也分别采取了不同的方法,给人以流体力学的理论模型和公式非常之多难于掌握的感觉。实际上,这些理论和公式大多是交叉重复的,因此对于教材中出现的流体静止的微分方程、理想流体的运动方程以及N-S方程也可以放在一起加以总结。

另外,在有些时候,学生学完了一章的内容,却不清楚这一章到底在研究一个什么问题,这就更需要教师在上课时进行总结。以文献[1]的第四章为例,在前面的及格小节中介绍了流体运动状态、紊流的分布状况等等,学生学完之后往往会产生疑惑:为什么要研究这些东西?其中哪些是重点?作为教师应该及时告诉学生,这一章研究的是如何计算粘性流体的流动损失,其中关键的是沿程阻力系数的计算,而沿程阻力系数与流体流动的状态有关,层流可以有定解,而紊流中影响沿程阻力系数的因素过多,大多数用半理论半试验的方法求解,前面的内容是为后面做铺垫的,主要讲述了研究流体的一种思路,这样学生才能够站在一定的高度去学习和思考。

表1 物理概念和表达式的对应关系表

3.将流体力学知识与中学知识和生活联系起来

学生在学习的时候,往往会把自己新学到的知识和原有知识进行联系,同时做出比较。教师应该掌握学生的学习心理,积极引导学生进行学习。例如在讲解伯努力方程时,为了加深学生对公式的记忆和理解,可以将方程两边同乘以mg,所得到的结果类似于中学所学到的机械能守衡,首先使学生了解到伯努力方程的实质是能量守衡;但是与机械能守衡相比多出来pm/ρ=pV一项,可以解释成因为流体的流动性,整个流体不是一个整体,流体之间还存在压力能的作用,让学生进一步理解的流体的流动性所产生的影响;最后可以使学生清楚地理解每一项的含义:位置水头、速度水头以及压力水头。同样的,在学习静止液体的压强分布是可以和中学的压强计算公式联系起来,学习动量方程的时候可以和中学的冲量定律联系起来等等。

流体力学的理论性较强,公式较多,学生的理解比较困难,也缺乏相应的学习兴趣,需要教师在讲课过程中不断和生活相联系。需要教师在课程的讲解过程中,多穿插一些实际生活中的现象,与课本中的理论结合起来讲,可大大提高学生的学习兴趣。例如,在讲流体的粘性时,可以让学生比较水的粘性和糖浆的粘性;在讲解流体流动的两种状态的时候,可以让学生回想轻轻打开水龙头时的现象:开始水流是一非常细的层流细流,随着水流下降,在重力加速度作用下,速度逐渐加快,水滴开始飘动,水流由层流转化为紊流;在在讲解因边界层分离而产生的压差阻力,可以谈谈现实中的克服压差阻力的方法,一是将物体表面做成流线型(如汽车),二是增大物体表面的粗糙度,增大紊流度(如垒球),从而推迟边界层的分离。

4.注重对学生学习方法的培养

“授人以鱼,不如授人以渔”。《工程流体力学》不同于其它力学,所用的研究方法――欧拉法――是学生首次遇到的,让学生掌握方法显得尤为重要。另外,由于课堂教学时间的限制,教师不可能把每一个问题都讲透彻,就需要学生自己课后去领悟。例如,在讲解水击的形成、音速以及激波的时候,为了满足定常的条件,都用到了相同的坐标建立方法和分析方法,教师在课程上只需要讲清楚一个问题,剩下的只需要强调几个物理现象之间的区别以及由此产生不同的结论就可以了,这样既提高了了学生学习学习方法的能力,又节约了课堂教学时间。同样的还有流体运动方程的推导、相似准则数表达式的推导等等。

三、结束语

综上所述,上好绪论课、及时对所学内容进行总结、将流体力学知识与中学知识和生活联系起来以及让学生注重对学习方法的学习是教师在讲授《工程流体力学》课程中需要注意的几个方面,这四个方面在实际讲课中并没有明显的界线,是相互联系的:上好绪论课是课程前的准备,及时对所学内容进行总结是课程后的复习,而将流体力学知识与中学知识和生活联系起来以及让学生注重对学习方法的学习是方法和手段。如何提高《工程流体力学》课程的教学水平是一个十分广泛而复杂的课题,以上只是笔者在教学改革中的一些体会和认识,其中许多问题尚需进一步探索和研究。

参考文献:

[1]莫乃榕. 工程流体力学[M].华中科技大学出版社,2000.

[2]高殿荣,吴晓明.工程流体力学[M].机械工业出版社,1999.

[3]W.F.休斯, J.A.布赖顿.流体动力学[M].科学出版社,2002.

[4]李文科.流体力学与流体机械课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版).

第5篇:工程流体力学知识点范文

关键词:海洋科学 课程实践 改革

随着我国海洋事业的不断发展,对海洋类科技人才的要求也越来越高。流体力学是海洋科学类专业的一门专业基础课,在整个海洋科学专业的教学体系中占据重要地位。本课程的任务是通过学习,了解流体运动学和动力学的基本知识,掌握理想流体动力学的基本知识,掌握理想流体动力学的研究方法和理论,掌握不可压缩理想流体的无旋运动、粘性不可压缩流体动力、边界层理论、湍流等的基本理论和研究方法。这门课程具有极强的理论性和实践性,从而决定了这门课的教学目的既要使学生掌握理论知识,又要使学生学会如何运用到实际工程中去。然而,随着教学体制的改革,学分制实施,流体力学的教学学时不断缩短。课程教学多是为了满足培养方案的要求,对系列化专业课程支撑不够,教学效果不甚理想。因此,为了适应新形势下对人才培养的要求,我们对流体力学课程教学过程的各方面进行了改革和实践,以达到以培养出合格的海洋类人才的目的。

1.教学理念改革

流体力学课程的特点是抽象概念多、理论性强、体系复杂、难度较大,许多知识点都包含了大量的数学推导,对学生的数学基础要求比较高。也正是由于这些特点,所以需要改变传统的以教师为中心的知识传授型的教学理念,因为这种方式并不能使学生对所学知识留下深刻的印象,因而教学过程效率低,容易造成学生为了考试而学习的现象,不利于学生的综合能力的培养。新教学理念增强教学过程师生间的互动,突出学生的主体性,改变以往学生在学习过程中被动接收的地位,合理设计教学内容,利用现代化的教学方式,是以培养学生的学习能力、科研素质、创新意识为目的,全面提高学生的综合素质。希望通过流体力学课程的学习,使学生系统掌握流体运动的一般规律及其有关的基本概念、基本理论、基本方法和基本实验技能,同时具备较强的自学能力以及创新意识,为以后专业知识的学习,打下牢固的基础。

2.教学内容的改革

由于海洋科学类专业教学要体现海洋特色,海洋学的研究对象是海洋,而海水是海洋最重要的组成部分,动力海洋学研究宏观海水的运动,所以无论在研究对象、研究目的还是研究方法上面,动力海洋学都是流体力学的具体应用和发展。

针对这一教学内容的要求,我们进行了流体力学教学内容改革,使之适应于当前的海洋科学专业类的教学。考虑到目前国内的流体力学课程内容相当宽泛,并不是特别适合海洋科学专业的教学需要,所以在内容上作了调整,保留经典流体力学的基本原理,同时加入了流体力学基本原理在海洋学中的具体应用。例如,在讲授研究流体运动的两种方法欧拉方法和拉格朗日方法时,介绍了两种方法在海洋调查研究中的应用;在讲授有旋运动动力学中,将环流定理扩展到海洋和气象等方面的具体应用;在讲授粘性流体动力学时,补充了柯氏力场中粘性流体的运动,并深入讲授了风生海流、地球转动对梯度流方向随深度变化的影响等。

这些内容的加入和调整,使学生不但能够深入理解相关的教学内容,还能够了解其具体的海洋学应用,真正做到学以致用,并且可以平滑过渡到一些后续海洋类专业课程,如物理海洋学、海洋气象学、大洋环流等,的学习当中,同时也为将来考研或者研究生阶段的学习打下良好的基础。

3.教学方式的改革

教师教学方式就是教学中为达到教学目标,教师所采用的一系列的教学行为和活动方式、方法的结合。考虑到流体力学的学科特点,其基本方程、原理的推导较多,所以在传统上以教师教授法为主,即以教师为主体进行知识的讲授教学活动。但是单纯的讲授法存在一些问题,就是容易在课堂上与学生缺乏互动交往,从而不能有效的调动学生的学习积极性。为此,在流体力学的教学过程中,转变教学思路,将以教为主的教学设计和以学为主的教学设计结合起来,通过多种方式实现教学的良性互动,提高教学质量。

3.1多媒体教学改革

传统的板书教学方法的特点是推导过程细致、讲解入微,这在一些复杂的定理推导过中可以有效的帮助学生理解整个推导过程,也有助于学生掌握推导方法和技巧。但是,板书教学也有不足之处,一是采用板书教学传授的信息量不够大,由于流体力学的教学内容中存在大量的公式原理的推导,所以往往需要较多的课时才能满足教学要求;二是部分教学内容不够直观,流体力学的一门理论与实际结合的学科,所以很多的理论都有其对应的实际流动现象,所以板书对此无能为力。

多媒体教学可以有效的弥补板书教学上存在的不足,单课时能够提供较多的教学信息量,有效提高教学效率。另外,多媒体教学可以增加课堂教学内容的表现效果,通过一些多媒体素材展示了相关的流动现象,通过视觉、听觉等多种信息传递方式,帮助学生理解教学内容,这对于抽象的流体力学理论教学是一种相当好的授课形式。但是多媒体教学也存在一些不足之处,在公式的推导过程中,翻页式的教学明显加快了教学节奏,使得学生对推导过程了解不够深入,部分细节不明所以,学生的思考时间减少,另外就是多媒体教学的推广,很多学生都没有了记笔记的习惯。

针对以下两种教学方式的特点,在海洋科学专业流体力学的教学过程中,我们采用了两种教学方式相结合的方法。对于一些重要的基本原理,仍然采用传统的板书式教学,力求传授给学生流体力学的研究方法和研究思路。而对于推导结果,则采用多媒体的方式进行展示,在实际的教学中,引用了大量的海洋、大气等流体力学现象,如波浪、海流、台风等,将其以直观的形式与对应的流体力学理论结合,这样既加深了学生的理解,也引发学生进行海洋学研究的兴趣。实际的教学过程显示,课堂教学效果较好。

3.2课堂教学过程改革

为了能够使学生更好的融入课堂教学,在讲授法的基础上,采取了问答法、引导法多种教学方式作为辅助。

问答法是教师通过提出问题引导学生积极进行思考,学生自己得出结论来获取知识,可以有效的使学生主动参与课堂学习。在流体力学的教学过程中,合理的设计课堂问题,避免问题过易或者过难,前者不能达到启发引导学生思考的效果,后者会让学生对流体力学的教学内容产生畏难情绪,不利于知识的深化教学。同时,问题的设计也要有启发性、典型性,问题的数量一般控制在每节课2个左右,根据相关的知识点进行设计。

引导法是教师引导学生通过阅读教材、课件提示等材料,以自己相对独立的形式学习的教学方式,这种方法更能锻炼学生的学习能力。在流体力学的教学过程中,对于引导法的使用一般安排在内容相对简单,或者教学内容有相似重复处。如将雷诺输运定理应用于连续方程、动量方程等的推导,教师讲授连续方程的推导,而其后对于动量定理、能量定理等的推导引导学生独立完成。通过这样的引导过程,使得学生能够举一反三,牢固掌握基本原理,并培养了自学能力和创新能力。

3.3引入现代网络教学方法

为了能够有效的利用现代网络技术进行教学,推进课程的网络化改革,建设了流体力学网络课程。为避免网络课程成为简单的课堂内容的重复再现,在网络课程的设计过程中考虑与实际的课堂教学的互动性与互补性,除了提供课程教学视频录像供学生复习以外,还提供了非常丰富的相关多媒体教学资源、辅导资料,并将网络课程作为学生自学的一个重要的课后辅导工具,提供在线答疑。另外学生还可以网络课程提出对于教学过程的各种建议反馈,促进教学改革。网络课程的开设,使得流体力学的整个教学过程具有了交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等特点。

4.结语

通过近几年较为系统的流体力学课程教学改革,包括更新教学理念、调整和补充部分海洋特色的教学内容、运用现代化的教学手段、改革课堂教学过程等途径,大大调动了学生学习的积极性,显著提升了教学效果,提高了课程的教学质量。但仍需进一步完善教学体系,提高教学水平,将教与学有机结合,对海洋科学类专业流体力学课程的教学改革进行不断探索和实践。

参考文献:

[1]孟祥林.不同教学模式下师生角色、教学效率对比及改革思路.湖南师范大学教育科学学报,2004年1月,第3卷第1期.

[2]万三敏,沈振剑.多媒体教学方式与传统教学方式的耦合机制研究.首都师范大学学报(自然科学版),2010年10月,第31卷第5期.

第6篇:工程流体力学知识点范文

关键词 专业基础课 教学模式 改革与实践

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2016)05-0001-03

专业基础课是在学生掌握一定文化知识的基础上,根据专业需要,把有关知识向深度拓展,从而为学习专业课和从事专业工作提供理论和技术准备。专业基础课教学效果的好坏直接影响到专业课的学习,影响学生的认知水平、自主学习和解决问题能力的培养。进一步限制了学生利用专业知识解决实际问题并创新的能力,不能满足企业和社会的需要,从而严重影响了毕业生在社会上的竞争能力。

专业基础课教学效果取决于两方面:教学内容和教学模式。其中,教学模式是把教学内容传递给人才的主要途径与渠道,主要解决“怎么教”的问题。随着新技术的不断涌现,在专业基础课中涉及的学科越来越多,内容越来越复杂,如何提高专业基础课的教学效果,培养出具有创新能力的应用型人才,是教学模式改革的目的。

为此,本文根据多年的《流体力学》教学经验、结合调查研究,以《流体力学》教学模式的改革与实践为例,探讨了专业基础课教学模式的改革措施。

一、研究方法、思路

1.研究的方法

为了弄清当前《流体力学》教学模式的弊端,首先对已毕业的学生进行了调研,了解流体力学在实践中的应用情况、对《流体力学》在教学方面的建议。然后,根据建议对《流体力学》的教学模式进行改革并实施;最后,调研改革后的教学模式的教学效果。

2.调查问卷的指标体系

调查问卷设立了四个指标:(1)教学内容;(2)教学方法;(3)教学手段;(4)考核方式。其中,教学内容的调查是从《流体力学》中一些公式的来历、运用出发,目的是弄清学生对流体力学教学内容的理解情况,教学内容是否纳入了有关的新理论、新技术、新成果和新动态,是否与实际需要紧密结合。教学方法的调查是学生上课时的态度、课堂气氛等内容,目的是弄清当前的教学方法是否体现了学生的主体地位、调动了学生学习的主动性、培养了学生的创造能力;教学手段的调查是根据学生的试验和实践成绩及对生活中流体力学应用实例的认识进行的,目的是弄清当前的教学手段存在的问题;考核方式的调查内容包括学生的卷面分数、实践与实验成绩、创新能力,目的是弄清当前的考核方式能否反映学生的学习成绩。

二、调研结果与分析

1.教学效果的影响因素

从图中可看出,影响《流体力学》教学效果的主要因素是学生的基础知识、教学方法及考核方式、学生的学习态度、实践与实验环节,分别为30%、22.5%、24%、20.6%,这几种因素可以分别归属于教学内容、教学方法、教学手段及考核方式。因此,《流体力学》的教学效果可以通过教学内容、教学方法、教学手段及考核方式的改革而提高。

2.教学模式的改革与实践

①教学内容的改革与实践

调查结果显示学生基础不扎实、内源性的学习动力不足是影响《流体力学》教学效果的重要因素,对教学内容进行改革势在必行。

针对学生基础不扎实影响教学效果的问题,课题组认为可以从以下两方面进行提高:首先从基础课的教学着手。教学内容上多介绍一些基础课的应用例子,要纳入最新研究成果,使学生认识到基础课的重要性,狠抓学生的学习成绩,夯实基础。其次,专业基础课老师上课时用到相关的基础内容时,要求学生提前复习相关的基础课内容,并在上课时和学生一起复习巩固此部分基础知识,加深学生对专业基础课的理解,使基础知识和专业基础知识密切联系在一起。

针对学生学习对待专业基础课的态度不积极、缺少内源性的学习动力的问题,专业基础课教师在教授专业基础课时,教学内容要不断改革和完善教学内容,将枯燥的专业基础知识及时与反映本学科领域有关的新理论、新技术、新成果和新动态联系起来,始终保持与国内外先进技术水平的同步增长,避免教学内容和实际需要脱节;强调专业基础课在本专业的专业课学习、研究生招生考试等方面的重要性,在学生心目中树立学好专业基础课的必要性;引导学生关注本专业的发展动向,发现专业基础课在生活中、工程中的应用。

教学内容改革的具体做法是:上课前,老师给学生布置收集本节课的应用实例、复习本节课涉及到的基础知识理论,比如介绍“作用于平面的液体压力”一节的内容时,给学生布置复习“静面矩”“惯性矩”等基础知识。与此同时,教师也查阅文献收集实例,并积极开展相关实验。例如,用吸管和塑料瓶做虹吸演示,印证专业基础课理论,丰富课堂内容,活跃课堂气氛,调动学生的积极性;课堂内容也通过工程实例与专业的发展联系起来,拓展专业基础知识与专业课的关系,使学生明白学习的目的与作用。例如,在介绍《流体力学》中沿程阻力与局部阻力部分内容时,可以举出其在《流体输配管网》《暖通空调》等专业课程设计时的应用。

②教学方法的改革与实践

传统“技术性”的教学方法以老师、课本为主,学生处于被动地位,忽略了学生在学习中的主体性,在不同程度上压抑或阻碍了学生的个性发展,扼杀了学生的创造力。教学方法的改革应体现学生在教学中的主体地位、参与作用,教师处于辅助地位,在教学中起指导作用。

在《流体力学》教学中,主要采用了“研讨式”和“互评式”的教学方法。“研讨式”教学方法是讲完某一知识点之后,设计一些难度适当的问题进行讨论,比如,学习了恒定总流的能量方程后,组织讨论“水从高处往低处流”的问题,由于学生群体的年龄层正是处在好奇心和探究热情十分旺盛的阶段,因此讨论比较激烈,既能够了解本节内容、激发学习兴趣,也培养了学生的创新思维能力。在“互评式”的教学方法中,采用作业互批互评或对某个同学的作业进行分析、点评,让学生主动认识到常犯的错误,加深印象,同时在学生中形成比较、竞争的局面,共同增进知识。

③教学手段的改革与实践

学生学习的动力不足、动手能力差的原因之一是教学手段不能与时俱进。当前的学生以“90后”为主,他们生活在网络时代,信息量大、知识面广,喜欢自主展示思想,通过争论和碰撞形成观点,摸索新的思路和方法,不喜欢只依赖课本和板书的教学手段。为此,加强了实践教学、注重多媒体在教学手段的应用。例如,为了提高学生对“卡门涡街”的理解,带领学生科技馆参观,使学生切实认识到流体力学在现实生活中的应用,提高学生学习的兴趣;同时多媒体图片进行展示,使教学内容更直观、更易理解和吸收。在课外,通过网上答疑、作业展示等增加沟通渠道,达到良好的教学效果。

④考核方式的改革与实践

目前,大多采用教考合一的考试模式,内容僵化,期末卷面分数是学生学习这门课的成绩。这种方式不能真实地反映学生掌握专业基础知识的情况,不利于提高教风、改善学风、提高教学效果。

为此,对《流体力学》的成绩考核的内容和方式进行了改革,在试题内容上,去掉了死记硬背的内容,如名词解释等,紧贴实践,形式灵活多变;由于授课过程中采用了提高学生主体地位的“讨论”“互批”等教学方法和手段,学生的成绩不仅仅是卷面分数,应该把学生在课堂讨论中的表现、作业情况作为期末成绩的组成部分。

3.教学模式改革与实践的结果

教学模式改革前后的教学效果如表1。

从表1中看出,通过对教学内容、教学方法、教学手段及考核方式的改革与实践,改革后的教学模式具有以下特点:

(1)提高了学生在专业基础课学习中的主体地位,提高学习的主动性。

(2)提高了学习兴趣,明确了学习目的。学生收集与专业基础知识有关的新理论、新技术、新成果和新动态,能够对专业基础知识的运用有一个全面的认识,提高他们学习的兴趣,明白为什么学习;教师收集资料能够跟上学科、专业发展的前沿,为授课内容注入新鲜内容。

(3)增加实验和实践的比例,加强了专业基础课与专业实践的联系,增强学生的感性认识,突出学生的主体地位,提高了学生动手操作的能力、运用专业基础知识发现问题、分析问题及解决问题的能力,进而提高了他们的创新能力。实验及实践成绩的提高并不显著,主要原因是经费不足、实验设备没有改进,教学环节没有完全与新的教学模式相匹配,综合结果,影响了学生的实验和实践成绩,这也是教学模式进一步改进的方向。

第7篇:工程流体力学知识点范文

1南京工程学院环境工程专业课程开设介绍

南京工程学院环境工程专业自2006年开设以来,已有8年的办学历史,不论是人才培养还是课程建设,都已经步入正轨,有着良好的发展态势。环境工程专业的课程设置已经具有一定的规范和模式,积极地向社会的需要和高级应用型人才的培养而努力。南京工程学院环境工程专业人才培养方案中已开设的专业课程有:①基础课为《无机化学及实验》、《有机化学及实验》、《分析化学及实验》、《物理化学及实验》、《发电厂动力设备》、《流体力学(水力学)》、《仪器分析及实验》、《环境监测及实验》、《环境化学及实验》、《工程制图与CAD》和《化工原理及课程设计》等课程;②提高课为《环境工程CAD》、《环境给排水技术》、《水污染控制工程》、《电厂水处理技术》、《大气污染控制工程》、《火电厂脱硫脱销》、《噪声污染控制工程》、《环境微生物学》、《环境土壤学》、《环境专业英语》、《固体废物的处理与处置》、《环境管理与规划》、《环境影响与评价》和《环境生态修复技术》等课程。这些课程组成了环境工程专业的人才培养框架,我们将它与一些兄弟院校做对比后可以发现,环境工程专业课程开设比较大众化,课程设置与大多数院校环境工程专业差别不大。由于专业成长仅有8年时间,走“大众化”教学路线,学习众多院校环境工程专业人才培养模式无疑是最稳健的方法。在起步中求稳,这才是对学生负责的课程开设起步方式。但是,随着课程开设时间的加长,仅停留在旧的人才培养方案是不可取的。但新的方案来之不易,不仅需要向其他院校学习,同时也要更多的考虑学生本身的需求。所以,进行环境工程专业课程设置的满意度和期望度调查十分必要。

2调查情况

2.1调查表设置调查以网络调查表的形式展开,请南京工程学院环境工程专业07级(已毕业),08级(毕业班)及09级(即将进入毕业班)三个阶段的大部分同学参与调查。调查表(见图1)分为两个板块,第一个板块是让同学们对已学过的专业课程(包括基础课和提高课)进行评分,测评学生对已开设课程的满意程度;第二个板块为未开设专业课程(包括基础课和选修课),测评学生对这些课程的期望程度。每个课程设置最高分为6分,按照“满意(期望)”到“不满意(期望)”的次序,分数依次为6分、4分、3分、2分和0分。我们不妨认定高于65%的分数(3.9分)才可被认为达到满意(期望)程度。

2.2调查表数据分析07级参与调查的人数为15人,由于他们刚走出校园,与社会、工作接轨,他们会在课程开设的意义和有效性上比未毕业同学具有更强的把握性。08级参与调查的人数为48,部分参与考研,部分参与找工作和实习,对社会的要求有了初步的接触,但考研的同学对相应报考高校考研要求专业课的重要性有深入了解。09级参与调查的人数为32人,他们对社会需求的认识不是很强,但对许多没学过的课程充满向往,对研究学生的期望度有很深刻的意义。

2.3调查结果

2.3.1已开设专业基础课满意度

课程的满意度参差不齐,但是有的学科体现出了明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《发电厂动力设备》课程学生打分普遍不高,评分最低,满意度低于3.9;②《环境监测》课程学生打分普遍很高,满意度在5.0以上,优势明显;③《物理化学》、《仪器分析》两门课程满意度差异性大;④《发电厂动力设备》和《流体(水力)学》两门课程满意度差异性很小;⑤《环境监测》和《工程制图与CAD》两门课程与培养方案相呼应;⑥《发电厂动力设备》课程与培养方案有明显的差距。

2.3.2已开设专业提高课满意度

课程的满意度差异也较大,有的学科体现出了明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《环境专业英语》和《环境管理与规划》两门课程学生评分最低,满意度低于3.9;②《水污染控制工程》和《环境影响与评价》两门课满意度均在5.0以上,优势明显;③《固体废物的处理与处置》、《环境规划与管理》两门课程满意度差异性大;④《大气污染控制工程》、《环境生态修复技术》两门课程满意度差异性很小;⑤《水污染控制工程》和《环境影响与评价》两门课程与培养方案相呼应;⑥《环境专业英语》和《环境管理与规划》两门课程与培养方案有明显的差距。

2.3.3未开设专业基础课期望度

课程的期望度尽管差异比较大,但并未出现明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《机械设计基础》、《工程力学》和《电工学》三门课程学生评分最低,期望度低于3.9;②没有课程期望度达到5.0以上,学科无优势,仅《环境生态学》期望度4.5分,为最高;③《普通化学》、《环境学》、《机械设计基础》、《电工学》和《环境生态学》五门课程期望度差异性大;④《生物化学》、《工程力学》和《环境工程原理》三门课程满意度差异性很小;⑤《机械设计基础》、《工程力学》和《电工学》三门课程与培养方案有明显的差距。

2.3.4未开设专业提高课期望度

课程的期望度变化幅度比较大,单课程的差异性也较大,却并没有学科表现出明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《环境统计学》、《垃圾填埋场设计》和《环境机械与设备》三门课程学生评分最低,期望度低于3.9;②没有课期望度在5.0以上,学科优势不明显;③《泵与泵站》、《清洁生产》和《环境经济/社会学》三门课程满意度差异性大;④《环境监测系统管理》、《环境监察》、《环境调控学》和《环境机械与设备》四门课程满意度差异性很小;⑤《环境统计学》、《垃圾填埋场设计》和《环境机械与设备》三门课程与培养方案有明显的差距。

3建议

通过学生对专业课满意度和期望度的调查可以发现很多问题,针对与培养方案有较大差距的相关课程,要分析其功能,对其进行适当删减或改进;对满意度、期望度不高的学科进行适当改动;并建议加入“专业方向选择性”教学。

3.1相关性较低课程删减或改进《发电厂动力设备》课程对环境工程实用性不强,可考虑删减。从学生就业方向可见,虽然部分同学毕业会去电厂从事相关工作,但很少能接触动力设备。从事锅炉、汽轮机等动力设备的工作,仅学这门课是不够的,而其中热学、流体力学等基础知识在《物理化学》和《化工原理》中都会细讲。《机械设计基础》可删减。该课程是机械专业课程的基础课,与环境基本没有关系,即便是环境机械设备方向也不需要用这门课做基础。环境工程专业08级开设过该课,学生的反对声音强烈。《工程力学》和《电工学》都是工程类基础课程,但工程类课程不一定对环境工程专业都适用。《电工学》实用意义不大,可删减。《工程力学》可保留,该课程对将来参与施工等工程项目的同学依然有很大用处。《环境专业英语》课程对学生的双语能力有提升,有利于学生掌握专业词汇,对外文文献阅读有帮助,该课程不能删减。但是学生满意度低说明课程效果不好,可以做适当改进,比如增加文献翻译实践、专业多方向词汇归类等活动加强学生学习兴趣。《环境管理规划》课程是绝大多数院校环境工程专业的专业课程,但课程满意度低,则需要改进。仅从课堂讲授知识会枯燥乏味,需要增加案例教学、实践调查、学生分析等环节强化学习效果。#p#分页标题#e#

第8篇:工程流体力学知识点范文

[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:工程流体力学知识点范文

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.