流体力学的基本原理精选(九篇)

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第1篇：流体力学的基本原理范文

关键词：计算流体力学；求解；基本原理；化学工程；应用

化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。

1计算流体力学在化学工程中的基本原理

计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。

2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用

2.1在搅拌中的应用分析

在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。

2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。

2.3在精馏塔中的应用

CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。

2.4CFD在化学反应工程中的应用研究

在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。

结束语

计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。

参考文献

[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).

第2篇：流体力学的基本原理范文

关键词：材料科学与工程专业；流体力学教学；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0039-02

流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学，是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中，涉及到的数学公式很多，过程较为复杂。历年来，学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味，难以学懂，兴趣不大，导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知，目前，该课程体系教学中存在着较大弊端：一方面，太偏重于数学推导与公式的理解，忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合；另一方面，忽视了课程的基础作用，片面强调课程的专业性。为此，本文结合材料科学与工程专业的课程设置，对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。

一、优化教学内容

纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系，可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中，笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容，将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确，针对性强，而且学时数相对较少，容易提高学生的学习效率。当然，各个模块之间并不是孤立的，在教学实施过程中，模块是相对独立的，但从课程的整体架构上来说又是有机关联的，步步为营，内容丰富，难度螺旋式上升，使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前，国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿：流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动：一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一，所形成的体系由简到繁、由易到难，并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时，可以先从实际流体流动的基本方程入手，使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程，后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理，将理想流体、一元流动的条件代入有关方程，即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点，条理清楚。这样一来，教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题，就可略去大量的公式推导过程，节省了大量的课时，内容组织层次感较强，讲起来重点更突出，教学过程却相对简化。

二、更新教材结构

同时，考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴，非常有必要对教材内容进行优化处理，根据材料科学与工程的课堂要求，淡化一些理论推导过程，以工程应用为根本。从学生的学习规律来看，一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高，在学习时花费时间较长，但随着课堂内容的推进，学生们的兴趣减弱，教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识，主要讲授流体流动的基本原理与基本思路，并侧重于工程应用。因此，教材的选取要更具科学性，要根据专业特点和需要，结合学生兴趣与学习层次，有针对性地选取讲义，教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用，做到简单易懂，实用性较强。

三、激发学习兴趣

在流体力学教学的开始，教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣，在紧扣教学计划的基础上，以当前热点问题为引导，充分调动学生们的学习积极性。因此，在流体力学教学的过程中，如何将教学内容与工程实践相结合，与热点问题相结合，激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候，可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象，增强学生对流体力学的感性认识与兴趣，如汽车为什么要做成流线型的；高尔夫球为什么在表面有很多坑；火箭为什么能够上天；海岸为什么是弧形；战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的，通过这些问题的设计与引导，可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么，能解决什么样的实际问题，让学生们带着疑问和兴趣去学习，效果将事半功倍。

四、改革教学手段

目前，流体力学教学过程中教学手段较为丰富，但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主，板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象，所传输的信息量巨大。同时，伴随着信息网络化大形势的进一步深化，网络电子资源更加丰富，这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处，最主要表现在多媒体授课速度偏快，学生尚未形成知识结构体系就一带而过，课堂上考虑的时间不足，很难形成师生之间的互动。相对而言，板书备课时间较长，课堂上书写时间也较长，对于一些较难理解的内容，可以给学生们足够的思考空间，并在课堂上按照既定授课思路进行，这样能够涵盖较为琐碎的知识点，易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此，在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式，对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式，而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式，真正做到对该知识点的侧重讲解，疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量，又有重点突出，进而提高学生的学习效率。

五、重视实验与工程教学

流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此，在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型，但教学方法单一，限制了学生分析问题、解决问题的能力；同时，由于长期以来实验教学从属于理论教学，实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先，实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下，是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的，这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通，因此，可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目，用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次，有效利用高校科研优势，促进实验与工程教学的发展。以学科为依托，实现科研与教学互补，将科研成果引入实验教学，这样可以开阔学生视野，激发学生的创新思维。第三，实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上，开展一些更具有研究性和综合性的实验，这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充，同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力，积极调动学生们的学习积极性。

参考文献：

[1]曾立云.流体力学课程教学方法研究[J].甘肃农业大学学报，2002，1（37）：123-125.

第3篇：流体力学的基本原理范文

【关键词】工程流体力学 教学改革 探讨

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）14－0056－02

工程流体力学主要研究的是流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中的应用的学科，是热能与动力工程专业的重要的专业基础课。该课程不仅为学生学习后续的专业课提供了必备的基础理论知识，也为从事热能利用有关的专业技术人员进行专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位，教师难教、学生难学已成为师生的共识。因此，新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。

一 工程流体力学“教与学”问题调研

通过对扬州大学能源与动力工程学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行调研，从课程本身的特点、教师教和学生学的方面存在的问题及其对教学质量的影响进行了调查和探讨。

1．课程本身所具有的特点

工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容，课程涉及的知识面比较广泛，尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外，工程流体力学课程本身研究对象是流体，研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了工程流体力学课程教师难教、学生难学，教学效果不理想，并对后续课程的学习造成了不良影响。

2．学生“学”存在的问题

大学二年级的本科学生属于“90后”，独生子女占绝大多数，具有这一代孩子的共同特点，即个性张扬、自我意识很强、不太考虑别人，普遍缺乏基本的责任意识和责任感。他们在学习上表现出以下几方面特点：（1）习惯了小学、中学时代的被动式学习方式，即教师教什么就学什么，课堂不讲的就不学不看，缺乏一种积极的、自发的主动学习意识，不会自学，这一点是影响最大最深远的方面；（2）大学学习环境相对于中学来说自由了很多，学生自主支配的时间占多数，没有教师和家长的督促，学生的自制力不强，玩、逃课的现象严重；（3）课前不能提前预习课程内容，对于大学课堂授课知识量大的特点，学生跟不上教师的思路，容易造成听不懂、学不会的结果；（4）课下不认真复习当天学习内容，作业普遍存在抄袭现象。

3．教师“教”存在的问题

在当前大形势的影响下，教学考核制度“重科研，轻教学”的思想对教师的教学积极性具有很大影响。教师不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因，主要表现在以下几方面：（1）教师上课自己沉浸于“讲”课的过程中，单方面向学生“传授”知识，而不顾及学生“听”课的感受，忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。

这种教学方式造成的更大危害是逐渐使学生彻底丧失了学习的主动性和与教师交流的动力。在这种情况下，教师无法得到学生反馈的信息，进一步影响了教学水平的提高。（2）教学内容老旧，讲课内容局限于教材本身，没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明，理论与实际脱节，导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题和如何解决问题的疑问。（3）过于依赖多媒体课件授课，板书很少，或者几乎就摒弃了板书。此外，课件的制作质量不高也是造成教学效果不理想的一个方面。

二 教学改革的思考与建议

1．教材方面的思考与建议

工程流体力学课程教材的选取要根据本专业特点和要求、学生的层次，有针对性地选择教材。所以，选取的教材在内容组织上重点应侧重于基本原理、基本方法和基本公式的运用，力图做到概念准确、通俗易懂、内容均衡、学以致用。此外，任课教师根据科学的发展能够及时更新和补充最新的学科前沿知识，拓宽学生的知识面，启发和增强学生对本课程知识的理解，以及思考的兴趣。

2．兴趣是重要的前提

爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师。而老师则是点燃学生学习兴趣的火炬。如何激发学生的学习兴趣是关键。因此，在工程流体力学教学过程中，如何将教学内容与实际紧密联系起来，激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。通过视频、动画向学生展示自然界和人类生活密切相关的流体力学现象。如高尔夫球运动中，球体表面设计如此多的凹坑是为了起到什么作用；从汽车的发展历史看，车辆形状发生了很大的变化而其外形设计依据是什么；飞机的机翼能够产生升力托起沉重的机身，原理是什么等；以此来增强学生对流动现象的感性认识。通过在日常生活中可以直接看到或者感受到的现象的直观展示，学生可以知道本课程可以解决哪些实际问题，带着疑问和兴趣去学习，激发学生学习本课程的兴趣，相应的学生学习的积极性和主动性就被充分调动起来了。

3．“教”的改革实践

第4篇：流体力学的基本原理范文

【关键词】启发式教学思想 教学方法 流体力学 实践

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）10-0021-02

一 启发式教学的含义

“学而不思则罔，思而不学则殆”，针对这一现象，孔子认为“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅及，则不复也”。这句话的意思是：“不到他努力想弄明白而不得的程度不要去开导他；不到他心里明白却不能完善表达出来的程度不要去启发他。如果他不能举一反三，就不要再反复地给他举例了。”从孔子对启发式教学的认识，可以看出启发式教学首先要学生处于“愤”或“悱”的状态，之后才是教师的“启”和“发”。也就是说，学生要先经过努力思考，却仍不能解除心中疑惑，这时教师才应该对学生进行点拨，教给学生解题思路与技巧。所以说，启发式教学的第一步是学生应对所学的内容进行自学，而且经过了深思熟虑而不得。启发式教学的第二步才是教师的指导或引导，无论是对语言的精准表达，还是解题的思路或技巧指导。启发式教学的第三步，是对学生刚刚解除的疑惑进行考查，以验证学生是否真正理解，是否熟练掌握，以期学生能在学会的基础上，能够举一反三，融会贯通。

“启发式”教学的思想与“填鸭式”、“满堂灌”的做法相对立。教师在任何情况下都不可以自己的灌输代替学生思考。启发式教学的根本思想是以学生为教学活动的主体，教师只起指导、引导作用。启发式教学不仅是一种教学方法，更重要的是一种教学思想。

二 启发式教学在流体力学教学中的实践

从启发式教学的思想看，教师要想启发学生，其前提是学生必须要有疑惑，并且是在思考后不能解答的前提下，才进行启发。因此，老师的职责是如何使学生去积极思考，在学生迷茫而无所得的情况下对学生进行正确的引导。

1.以启发式教学思想为指导，精心营造启发的教学情境

教师在所有的教学环节，都应以启发式思想为指导。重视后用启发式教学。每一位教师应从教学规律出发，精心设计教学活动，精心营造启发式教学情境。

2.启发式教学方法在流体力学课堂中的运用

第一，总结式启发和回顾式启发。流体力学是以流体为研究对象，探讨其受力及静止、运动规律。前后知识逻辑性强。每部分知识结束时，应及时总结，进而抛出新问题，引发学生课后思考。甚至可布置思考题，让学生自己找出解决问题的思路。下一节课开始时，教师先回顾上节课的主要内容，从没解决的问题入手，和学生探讨解决问题的方法。如讲完“流体静压强的两点特性”后，可及时让学生思考，如果流体是运动的，那么其动压强是否还具有这两点特性，从而引发学生的疑问，这样不但使学生主动去探究静压强大小与作用面方位无关的原因，还会使其带着兴趣去学习流体动力学的内容。

第二，现象启发式。流体力学课程概念多，前后内容逻辑性很强。教学内容的安排应符合人类从感性到理性、从现象到本质、从浅显到深入的认识过程。因此，教学时应经常与日常生活及工业生产中的现象相联系。例如，讲“流体黏滞性概念”的时候，让大家思考手接触不同流体，如空气、水和油时的感觉，从感觉上区分不同的流体具有不同的黏滞性，并认识到它们与手的黏附力不同。接着让学生分析原因，从而水到渠成地得出黏滞性的本质是内摩擦力的结论。

用现象或实例可以引发学生的思考，进而吸引学生的兴趣，而且会让学生明白，流体力学中的概念是从现象中抽象出来，与现象紧密联系的。对这些本质的理解及知识的获得反过来可以解决、解释很多实际问题。这样，学生会饶有兴趣地学习知识，并能从本课程中得到更大的收获。

第三，对比式启发。在流体力学教学中，可以采用以下三种对比方式：一是将相近或相反的概念、规律进行对比。例如，在讲气体能量方程时，与前面的液体能量方程对比，说明气体能量方程形式上的不同。再如，气体静压强的分布规律与液体相对比，甚至把流体的压强分布与粉体或固体的压力进行对比。这样，可以使知识的区别清楚地呈现出来，使学生印象深刻，便于记忆。二是将新旧知识进行对比，使学生在原有知识的基础上学习新知识，从而加速对新知识的掌握，做到“温故而知新”。例如，将理想元流伯努利方程、理想总流伯努利方程和实际流体的伯努利方程的成立条件及方程形式进行分析对比，可贯通旧知识和新知识，使学生加速对后者的掌握。学生的学习是一个在原有知识结构的基础上不断更新、不断加深的过程。无论从知识的深度还是广度上，都是不断提升和深入的过程。这就要求教师善于从学生原有的知识基础出发，引出新的问题，引发学生的思考，并分析得出新知识，解决新问题。三是将课堂理论知识与生产实践、日常生活中的实例相对比，使抽象的内容具体化，加深学生的感性认识。教师应重视教学实践活动，并充分利用实践教学，把理论知识与实践联系起来，培养学生用书本知识解释、解决生产、生活中所遇到的问题的能力。

第四，练习式、作业式启发。流体力学课程理论性较强、概念抽象、方程较多，因此，进行习题训练成为学生理解和巩固知识的重要手段。在课堂上应重视对基本概念、基本原理思考题的练习与讨论。在课下作业题目的布置上，教师应选择一些具有较强典型性、综合性和实践性的习题供学生练习。对于一些难点，教师在启发和提示的基础上，让学生互相讨论，逐步深入，在争论中得出答案。

第5篇：流体力学的基本原理范文

[关键词]跨专业选修课 液压与气压传动 纺织工程 教学 实践与体会

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）06-0138-03

随着不同学科之间的相互交叉、融合、渗透而出现了交叉学科，而科学上的新理论、新发明的产生，新的工程技术的出现，经常是在学科的边缘或交叉点上。因此，作为以人才培养为首要任务的高等院校应重视交叉学科将使学科本身向着更深层次和更高水平发展。交叉学科人才培养要求学生选修与本专业相关的基础课程即跨专业选修课程，以使学生具备交叉学科及专业发展的必要基础理论知识。纺织机械是一种集机、电、光、液、气等于一体的装备，其本身就要求相关学科交叉与融合。

本文以纺机液压与气压传动课程为例，分析了学生专业与跨专业选修课的特点，指出开设跨专业选修课程的必要性，重点阐述跨专业选修课程教学中遇到的问题及解决措施，对跨专业选修课程的教学和进一步实践与探索具有普遍而又重要的意义。

一、学生专业与跨专业课程特点分析

现代科学的发展是在多学科交叉、融合、渗透中不断发展的，对于人才能力的需求是多元化的、综合性的。2008年11月11日，在2008诺贝尔奖获得者北京论坛上，华人图灵奖得主姚期智指出，多学科交叉融合是信息技术发展的关键：当不同的学科、理论相互交叉结合，同时一种新技术达到成熟的时候，往往就会出现理论上的突破和技术上的创新。在高等院校，开设跨专业选修课目的就在于让学生掌握与自己专业相关的交叉学科的基础理论知识，为学生进一步全面综合发展提供后劲。

（一）学生专业特点分析

纺织工程专业培养具备纺织工程方面的知识和能力，能在纺织企业、科研、教学等部门从事纺织品设计开发、纺织工艺设计、服装设计与工程、纺织生产质量控制、生产技术改造以及具有经营管理初步能力的高级工程技术人才。毕业生可在纺织行业、高等院校、科研院所、商检等单位从事纺织品生产、纺织品贸易、教学、科研、开发及市场营销等工作。纺织工程主要课程包括机械设计基础、电工与电子技术、计算机原理及应用、纺织化学、纺织材料学、纺纱学、织造学、纺织品设计学、企业经营与管理、生物工程在纺织上的应用等。[1]

纺织工程是一个有关纺织产品设计、质量控制、生产技术等的系统工程。纺织机械是一种科技含量高，品种繁多，性能各异，批量中等，连续运转，集机、电、光、液、气等于一体的装备。[2]纺织机械是纺织工业的生产手段和物质基础，其技术水平、质量和制造成本，直接关系到纺织工业的发展。为提高纺织机械的高效化和自动化，一般纺织机械动力部分普遍采用液压与气压传动系统。比如DT-4C纺丝机液压系统、ZTE型浆纱机液压系统、清棉机气动系统[3]等。学生在学习本专业的过程中，一个中心环节就是对于纺织机械本身构造与工作原理的了解和掌握，这对于学生后续就业、深造具有重要意义。因此，学生学习纺机液压与气压传动课程是自身专业属性所决定的。

（二）跨专业选修课程与学生专业相关性

纺机液压与气压传动属机电及机械类（非热能与动力工程专业流体传动与控制方向）专业的一门技术选修专业课，主要讲解液压气压元件及系统的基本原理、结构及其应用。要求学生在学习本课程之后，能够掌握液压及气压传动系统的特点和基本概念;熟悉各种液压泵、液压执行元件、液压阀、液压辅件和气源装置、气动辅助元件、气动执行元件、气动控制元件;了解液压和气动基本回路，初步具有阅读简单液压、气动系统图的能力。[4]这对于纺织工程专业学生来讲，正是从事纺织工程专业产品设计、质量控制、生产技术的要求，尤其是在生产技术、质量控制方面，也是实现自身全面、综合发展的需要。

二、跨专业选修课教学过程中的问题及解决措施

在从事跨专业选修课程纺机液压与气压传动教学中，笔者遇到学生专业基础薄弱、重视程度低及兴趣不浓、适用教材参考资料少、实践环节欠缺、考核方式选择等普遍而又实际问题，现逐一分析并提出探索性的解决措施。

（一）学生专业基础薄弱

纺机液压与气压传动是一门主讲液压气压元件及系统的专业技术课，它除要求学生具备机械设计基础、电工电子技术等基础知识外，更重要的是要求学生具备流体力学基础知识。流体力学是理解和掌握好液压气压元件及系统的核心专业基础知识。而纺织工程专业学生没有先修流体力学相关课程，这给学生理解相关问题比如液动力、气穴现象等造成先天不足和困难。

因此，在进行液压气压元件及其系统教学之前，对学生进行流体力学基础部分的补充教学十分必要。在本课程中主要讲解流体静力学、流体运动学及动力学基础知识，让学生了解液压与气压传动中工作介质――液压油和空气的基本属性比如黏性等，连续性方程、动量方程及伯努利方程等基本定律，雷诺数及流态等流体流动规律。这对于学生后续学习和掌握液压气压元件基本工作原理及性能分析提供有力保证，也使得教学过程更加顺畅、高效。

（二）学生重视程度低及兴趣不浓

选修课在学生看来，一般认为是不重要的、与自身专业关系不大的课程。尤其在学分制下，学生的主要目的在于拿学分。因此，在学习过程中，学生重视程度及兴趣远不如必修课程和专业课程，他们通常有这样的表现形式――不专心听讲。这对选修课程的教与学造成一定的不良影响。

“兴趣是最好的老师”，只有学生对课程产生浓厚的兴趣，才能激发他们的学习热情与主动性。在纺机液压与气压传动教学中笔者始终贯穿纺织机械与液压气压传动相结合的思想，使液压气压传动扎根于纺织机械土壤中，让液压气压传动烙上纺织工程的专业特色。在一开始的绪论教学中，除了介绍液压气压传动在国防、工业生产及生活中的应用，更重要的是介绍其在纺织机械中的广泛应用，比如简介液压式压辊加压系统、GA331浆纱机液压无极变速器控制牵引辊传动系统等，激发学生的学习兴趣和热情。在平时教学中，比如讲解液压泵、液压阀及液压执行元件时，有意识地介绍其在相关纺织机械中的应用及举例，播放纺机液压气压系统实际工作过程录像。另外，结合时事新闻讲解相关知识，比如在讲液压换向阀及液压基本回路及系统时，结合最近（2014年10月17日）为纪念中法建交50周年，法国设计制造的巨型机械神兽“龙马”和“蜘蛛”在北京奥林匹克公园苏醒，进行巡游表演的新闻，其中巨型机械神兽“龙马”和“蜘蛛”使用最先进的自动化控制系统和电子设备控制，它可以行走、腾跃，[5]其动力及执行部分就是液压系统，从相关新闻报道图片中可以直接看到液压多路换向阀及液压缸。这对于激发学生对纺机液压与气压传动课程的学习十分有利，可以极大地促使他们产生兴趣，进行主动学习，也有力地促进课堂教学的顺利开展。

（三）适用教学参考资料少

目前，热能与动力工程专业流体传动与控制方向专业（即液压专业）对于液压气压传动有一个系统的学习体系，主要课程包括流体力学、自动控制原理、液压元件、液压传动系统、气压传动系统、液压控制系统、液压技术进展等专业课程，其知识模块之间具有一定的内在逻辑关系，使用的教学参考书籍比较模块化、专业化。这对于纺织工程学生来讲，在有限的学时内学习，有较大的困难。而且，目前还没发现一本既有机结合相关课程核心知识“流体力学――液压元件――液压气压传动系统――液压控制系统”又结合纺织机械专业背景的适用教学参考书目。

笔者在现有的液压教材中找到两本比较适合的书籍：《纺织机械液压与气动技术》（魏俊民主编），《液压气压传动与控制》（冀宏主编）。前者特点是在讲液压与气压系统时很好地结合纺织机械中的液压与气压传动系统进行分析和讲解;后者则从最基础的流体力学基础――液压元件――液压系统――气压元件――气压系统，全面系统地介绍了液压气压传动的基本原理。[6]在讲授过程中，笔者结合两本书，一方面补充学生欠缺的流体力学基础，另一方面结合学生的纺织机械专业知识，讲解液压气压元件及系统的基础理论及应用，收到了较好的教学效果。

（四）实践环节欠缺

纺机液压与气压传动作为一门讲解液压气压元件及系统的专业技术课，本身具有实践性强的特点。但在跨专业选修课中教学大纲并没有安排相应的实践教学环节，学生缺乏对于液压元件及系统的直观认识和感受，这也可导致学生学习兴趣低、热情不够，实践动手能力不足。

在课堂教学中对重要液压元件比如液压泵、液压阀等进行实物拆装，让学生直观认识元件结构，这对于其理解相关工作原理有很大好处。另外，可选择性进行实验演示，如液压泵性能实验、液压阀性能实验、液压气压回路及系统性能实验等。对学有余力或者感兴趣的学生开放实验，让他们自己动手操作，这对于学生的专业认知和理解会更加深刻到位。

（五）考核方式的选择

在纺机液压与气压传动的教学大纲中规定考核方式为综合测评。一般的选修课大多采用“出勤成绩+答辩（或大作业）”的形式进行综合测评。但我们认为，作为一门技术型的专业选修课程不应该是技术概论型的课程，要实实在在地在学生的脑海中留下一些印象，就要对学生的后续学习、就业、深造等提供一些支撑。而答辩或大作业往往只侧重于某一块知识的考查，对于学生的整个液压气压传动知识体系的构建意义不大，同时也对教师掌握教学效果以及后续教学改进提供不了太多的有效信息。

参考必修课程和专业课程的考核方式，提出并采用“出勤成绩×30%+‘测试1’×40%+‘测试2’×30%”的考核方式。其中将测试部分分为测试1和测试2（均为闭卷考试），测试1侧重于液压气压元件基本原理、符号识别的考查，测试2侧重于液压气压基本回路及系统的识别与分析。通过批阅试卷，发现学生对于液压气压传动基本原理及元件符号识别掌握得不错，但是对于液压气压基本回路及系统的分析能力欠缺，因此，教师可以根据这些信息，在结课时，再次重点讲解相关知识，可以有力填补学生的知识漏洞，同时也为后续教学活动的进一步改善提供有力信息，比如教学中加强和提升学生液压基本回路及系统的分析能力。

三、总结

纺机液压与气压传动是纺织工程专业一门十分必要的跨专业选修课程，其讲授的有关纺织机械的液压气压传动知识直接关系到纺织产品质量控制和制造成本以及纺织工业的发展，同时也是培养交叉综合型纺织工程人才的需要。作者以跨专业选修课程纺机液压与气压传动的教学为例，重点阐述跨专业选修课程教学中遇到的学生专业基础薄弱、重视程度低及兴趣不浓，适用教材参考资料少，实践环节欠缺，考核方式的单一等大多数跨专业选修课程所面临的普遍而实际的问题，并逐一进行分析，提出探索性的解决措施。这对跨专业选修课程的教学和进一步实践与探索具有普遍而又重要的意义。

[ 注 释 ]

[1] 兰州理工大学纺织工程专业培养计划[M].兰州：兰州理工大学，2010.

[2] 陈革，杨建成.纺织机械概论[M].北京：中国纺织出版社出版，2011.5.

[3] 魏俊民.纺织机械液压与气动技术[M].北京：纺织工业出版社，1986.

[4] 兰州理工大学液压气压传动课程教学大纲[M].兰州：兰州理工大学，2013.

[5] 中国网，法国巨型机械“神兽”将在京演绎“龙马精神”（高清组图），2014.10.10.

[6] 冀宏主编.液压气压传动与控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.

第6篇：流体力学的基本原理范文

对于理工科院校来说，大学物理实验是一门必修课，同时这门课程具有的实践性也是相当强的，作为大学生接受大学教育关于系统试验方法和实验技能训练的开端，但是，从当前教学工作的开展来看，大学物理实验教学存在不少问题，常见的就有普遍存在“填鸭式”这种单一的教学模式，在教学理念上也没有太大的突破，“验证理论”模式仍然是主导，教学内容上多存在繁多和陈旧的问题，经典性试验所占的比重比较大，而设计性试验的比重较少，课时不足，影响了学生学习的积极性，未能取得理想的教学效果。这一系列问题导致大学物理实验教学质量难以实现质量上的跃进，可见，对实验课程内容和实验体系的改革是势在必行的。笔者以流体力学实验为例，谈谈当前大学物理实验的创新研究。

2.传统流体力学实验普遍存在的问题

2.1实验内容不够丰富，实验课时不足

结合流体力学实验教学来看，主要集中在流体压强测量到流体力学三大基本方程的验证等内容上，这就是大部分属于验证性实验，设计性实验安排不到位，缺乏了综合性实验，阻碍了学生关于创新能力方面的培养和发展，还有一点值得注意的是，当前大学教育仍然没有摆脱重理论、轻实践的弊端，所以实验课程安排的课时是不够的。

2.2教学方法和教学模式未有新破图

受到了我国传统教学观念的影响，在实验教学的过程中，老师通常采用的教学步骤都是讲授-演示-指导-批改实验报告等，而学生就一味地跟着同一个指示来进行实验，缺乏了自己的思考，一旦发现问题，也是请教老师来直接帮忙助理，那么实验课程就会无形中形成了一门应付式的课程。

2.3实验室开放工作开展程度不够

当前高校基本上都开设了关于流体实验操作的相关设备和平台，而高校也普遍存在着这样的一个问题：实验室仅仅对参加竞赛的同学或者一部分教师开放，这样不仅导致设备没有得到有效的利用，还影响了学生对实验设备的认识，所以即使实验设计方案多么理想，也会导致学生因为不能使用设备的问题，而无法进行开放性实验，从而也就不利于学生自主创新能力的培养。

3.完善当前流体力学实验的对策

3.1改进实验内容和教学方法

适当修改目前使用的实验指导书，目的就是将原理方面的内容尽量做到简明扼要；实验操作的步骤不宜过于细致；第一，可以考虑通过增加思考题和小设计来激发学生的学习兴趣，在流体流动方面可以增加压强、液位、流量和流速等方面的测量，让学生能够在宏观的层面上对流体有一定的感知，通知在大脑中也能形成关于流体的基本表征的感知，加强学生对理论知识的学习；第二，增设演示性实验的内容，让学生可以提前对仪器有所认识，从而实现了学生课堂上对抽象概念的感性认识，也有利于区分不同实验的侧重点指出；针对验证性实验来说，研究的重点应当在实验原理、操作技能、数据分析和整理结果上，要求学生能够结合实验基本原理，运用所学到的知识，将实验过程和步骤详细地写出来，设计出数据处理的方法，能够对实验结果进行分析和整理。

3.2改进实验教学的模式

重视学生启发式教学的意义，结合实验目的和内容，通过举一反三的提问方式，为学生提供独立思考的空间，要求学生注意对实验现象的观察，增加对实验规律的分析和总结，而老师也应当在这个层面上进行总结，可以对学生提出更加深一层次的问题来让学生再次思考。

3.3转变实验方式

用设计实验或者综合性实验取代部分实验，让学生能够在实验中将所学的知识充分利用起来，以雷诺实验为例，测量圆管内流过的水体积是利用接水盘的，而水流的时间是通过秒表来测量的，从而再对圆管内水流的速度进行计算。同时，我们可以让学生设计出几个方案，采用不同的方法来对圆管内水流的流速进行测量，例如，通过毕托管和孔板来对流量进行测量等。学生在进行设计方案的过程中一般都会对毕托管、孔板等相关流量计的测量原理和构造产生了解，这在一定程度上又可以巩固自己所学到的理论知识。这样的教学模式对于老师来说，促进了老师对实验的专研素养，业务能力有所提高，对于学生来说，其学习的思维的活跃程度也有所上升，激发了学生的学习兴趣，提高了学生对于新知识的理解能力，让学生可以在独立的空间内进行思考，实现实验的创新。

4.结束语

第7篇：流体力学的基本原理范文

基于培养学生工程应用能力的目的，制定了土木工程专业人才计划，2007版土木工程专业教学计划的知识体系结构由三大部分组成，分别是通识教育、专业教育和综合教育，其中专业教育又分为专业基础教育和专业方向的课程教育，总学时共计2500学时。其中通识教育1312学时，占总学时52．5%;专业基础854学时，占总学时34．2%;专业课334学时，占总学时13．4%。该培养计划在理论教学、实践教学改革方面进行了许多探索和实践，主要的工作包括以下6点。

知识、能力、素质三位一体的理论教学体系

以知识结构、知识点、实现方法为基础设置理论课程，形成了“知识、能力、素质”三位一体的理论教学体系。

1通识教育

通识教育包括人文、社会科学基础知识、自然科学基础知识、体育知识、外语知识、经管知识、计算机信息技术等相关内容。

2专业教育

1)工程技术基础知识。开设有材料力学、画法几何与建筑制图、理论力学等3门主干必修课程以及电工学、流体力学、弹性力学B等3门限定选修课程，共计20学分。要求学生掌握理论力学、材料力学的基本原理和分析方法;掌握流体力学(水力学)的基本原理和分析方法，画法几何基本原理，电工学的基本理论，弹性力学的基本原理和分析方法。2)专业基础知识。开设有土木工程材料、土力学、基础工程、结构力学、工程地质、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等7门主干必修课程，土木工程概论、工程测量2门非主干必修课程，专业外语、土木工程CAD等2门非主干限定选修课程。要求学生了解土木工程专业基础知识，为进一步学习各专业方向知识打下坚实基础。3)专业方向知识。土木工程专业知识教育按照建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、岩土工程等4个专业特色方向教学。

多层次一体化的实践教学体系

人才培养体系重视实践环节，实践环节时间共计40周。通识实践环节包括人文社会科学实践3周(3学分)、金工实习1周(1学分)、计算机基本技能训练1周(1学分)。专业实践包括混凝土结构原理课程设计等共10周(10学分)，测量实习2周(2学分)，认识实习、生产实习、毕业实习7周(7学分)，毕业设计(论文)16周(16学分)。此外，还专门设置课外实践5学分，安排学生从事暑假社会实践、公益劳动等课外实践活动。除学校安排的实践活动外，土木工程专业结合专业特点，组织学生参加省土木建筑学会举办的优秀毕业设计大赛，并举办大学生创新性实验计划等活动，加深学生对所学知识的理解，激发学生对土木工程专业的学习兴趣。实践环节是培养学生工程应用能力和创新精神的重要途径，根据土木工程学科和专业特点，利用西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室、土木工程实验中心、岩土工程省级实验教学示范中心、校内岩土工程训练中心以及校外实践教学基地，搭建了土木工程专业实践教学平台。培养体系采用室内实验、校内实训、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、科研活动、学科竞赛等“多层次”的实践环节培养学生的实践能力，形成“一体化”的实践教学体系。

“设计型”题目和“科研型”项目结合的课程设计教学改革

在改革与实践过程中，根据土木工程专业4个不同的特色方向，探索了“设计型”题目和“科研型”题目在课程设计中的应用，编制了建筑工程方向“钢结构”与“钢筋混凝土整体式肋梁楼盖”课程设计、岩土工程方向“基础工程”与“隧道工程”课程设计、道路与桥梁工程方向“钢筋混凝土简支T型梁”与“等截面悬链线砼箱形无铰板拱桥”课程设计任务书与考核标准。地下工程方向延续了矿井建设专业的教学内容，编制了矿井建设中的”建井工程结构立井井架”课程设计任务书与考核标准。

基于全面质量管理(TQC)理论的毕业设计教学改革

基于全面质量管理(TQC)理论，开展毕业设计的全过程质量控制，在本科毕业设计环节中，分别采用了指导教师双向遴选制度、设计题目多样化、严格的开题报告制度以及多环节答辩制度，同时说明书和绘图采用手写与打印相结合形式，达到了管理的制度化，避免了管理中的随意性;同时发挥岩土工程、地下工程两个优势学科科研实力强的特点，在优秀本科生中选取重要科研课题中的问题作为本科毕业论文选题的做法提高了学生的科研能力，扩大了我校社会影响，提高了就业率。毕业设计选题多样化，真正实现“真刀真枪”做设计。同时要求毕业设计必须有电算内容，配备了各专业方向的电算教学软件，保证了毕业设计既有电算又有手算的特点，提高了学生专业软件的应用能力。编辑出版了《土木工程专业毕业设计指导丛书》。制定了土木工程专业毕业设计指导教师遴选标准、开提报告撰写标准、答辩基本规程、撰写标准、质量监控评价标准、评分标准、二次答辩基本规程等一系列毕业设计管理文件。

“多渠道一体化”的学生创新精神培养体系

搭建创新精神培养平台，采用多手段培养学生的创新意识和创新能力，通过“双师型”教师队伍培养、建立高水平学术梯队、提高教师科研能力、本科生参加科研活动、本科生参加学科竞赛活动、本科生参加创新性实验计划等多种渠道对学生的创新精神进行一体化培养。

第8篇：流体力学的基本原理范文

关键词：创新能力；TRIZ理论；教学环节

作者简介：曹贺（1978-），女，辽宁昌图人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授；刘训涛（1975-），男，黑龙江鸡西人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授。（黑龙江　哈尔滨　150027）

基金项目：本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”（项目编号：HGJXHC110906）、黑龙江省教育科学规划课题“基于卓越工程师培养的本科毕业设计改革的研究与实践”（项目编号：GBC1211109）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0027-02

高校推行教学改革进行素质教育，构建新型人才培养模式，必须重点突出创新，必须坚持知识、能力和素质的辩证统一。专业知识的传授是教育的主要内容之一，但知识不等于能力，更不等于综合素质。理论教学包括基础课和技术基础课等一系列课程，实践教学包括各类实验、实习、课程设计、毕业设计等。[1]为适应新时期应用型人才培养的要求，必须要使创新能力培养贯穿于教学的每个环节。即将理论教学与实践教学很好地融合，将创新能力培养贯穿其中。

一、大学生创新能力的培养有规可循

联合国教科文组织丛书《教育——财富蕴藏其中》指出：“在社会和经济迅速变革的世界里，可能更重视想象力和创造性。”大学生是创新人才的主力军，蕴藏着强烈的创新潜能，需要去培养开发。大学生精力旺盛，朝气蓬勃，乐于接受新事物，不愿意固守陈规，他们思想活跃，精力充沛，善于学习，创新欲望强。大学生这些积极的特点需要爱护并正确引导，培养、开发和挖掘大学生的创新潜能。

人的创造性是随着人的大脑进化而进化的，其存在的形式表现为创新潜能，将创新潜能转化为显能，也就是创新能力，这就是创新的可开发性，即创新能力是可以激发和提升的，创新思维是可以通过训练培养的。

TRIZ是解决发明问题的理论。TRIZ理论是前苏联阿奇舒勒等研究人员在分析研究了全世界250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。TRIZ理论认为发明问题的基本原理是客观存在的，发明问题具有可预见性。TRIZ研究人员发现，在一个工程领域中总结出的技术系统进化法则、发明原理及解决方案可在另一工程领域实现。[2]正是在进行这些研究的基础上，形成了解决发明问题的系统化方法——TRIZ理论。其中的进化法则、40个发明原理、矛盾矩阵、物-场模型分析、76个标准解法、ARIZ等发明创造模型成为了开启创新之门的“金钥匙”。应用TRIZ理论时，首先要将待解决的问题抽象转化为TRIZ问题，然后利用TRIZ的发明原理、标准解等工具，得出该TRIZ问题的解决方案模型，最后再通过类比应用转化为该问题的最终解决方案。[3]

大学生的创新思维和创新能力的培养和开发可以借助TRIZ理论这个系统化的创新工具，将TRIZ理论融入到教学的各个环节当中，形成基于TRIZ理论的创新训练框架。如图1所示。

二、理论教学中结合TRIZ理论

创新能力是靠教育、培养和训练激励出来的。在课程教学中引导学生进行自我训练，有意识地观察和思考一些问题，如“为什么”、“做什么”、“应该怎样做”、“是不是只能这样”、“有没有更好的方法”等。依托与日常生活及各行业联系紧密“工程流体力学”和“液压与气压传动”等专业基础课，在教学过程中引导学生思考现实生活中的各种现象，启发学生根据需要提出问题，并采用发散性思维解决实际问题。[1]让学生在课堂中用TRIZ理论进行思考、讨论，拓展学生分析和解决问题的思路，激发创新意识，进行创新思维训练。比如，在“液压与气压传动”课程中，适当地加入训练学生发散思维的环节，请学生运用TRIZ中的发明原理及技术矛盾解决矩阵来设计某些液压元件的改进形式，或改变回路的布置方式来实现同样的功能。从而使学生更加深入透彻地了解和掌握课程内容。又如，在“工程流体力学”课程教学中，流体力学的现象很多，在讲授流体力学现象的时候，不按常规的方式去解释现象及其原理，而是采用科学发现的方式，通过现场实验或flas直观展示流体现象的整个过程，引导学生观察和思考，从而解释现象，揭示其原理，这比灌输式的教学方法更能使学生印象深刻，同时锻炼了学生分析和解决问题的能力。

三、实验教学中引入TRIZ理论

综合性设计性实验主要是用来培养学生综合运用所学理论分析问题和解决问题的能力。[4]这些实验不同于验证性实验，需要学生充分发挥创新思维能力对实验进行设计和分析。比如，在液压传动综合实验的教学中，首先由学生自拟实验方案，选取实验元件，设计回路。其次在液压系统仿真软件Automation Studio下进行系统模拟，该软件具有对液压系统虚拟设计、模拟、测试、分析等功能，通过模拟可以进一步完善、修改液压系统的设计及分析等工作。最后在我校力士乐液压实验台上安装、调试系统，并进行相关参数测试。在综合性设计性实验的教学中引入TRIZ理论，启发学生的创新思维来完成实验内容。同时，鼓励学生找出现有实验方法的不足，怎样利用这些不足？这样可以帮助他们发现有价值的内容，提出改进的方向，增加系统的理想度，指导学生应用TRIZ理论中消除矛盾的规律找出可行性方案。

四、课程设计和毕业设计中应用TRIZ理论

第9篇：流体力学的基本原理范文

关键词：冶金传输原理；课堂教学；教学质量

冶金传输原理是材料、冶金、稀土等专业的重要专业基础课程之一，合理有效地进行该门课程的教学，对学生的学习和知识的理解掌握以及对学生的进一步深造具有十分重要的意义。开设这门课程主要是让学生掌握冶金传输过程的基本概念、理论和解析方法，深入了解动量、热量和质量传输现象的机理，培养学生分析问题和解决问题的能力。笔者根据对该课程的理解和讲授该门课程的经历，总结出一些提高冶金传输原理教学质量的体会。

一、重视课前预习，增强学生学习的自信心

本科学生普遍反映这门课程太难，学起来很费劲，学习效率低。其实，课前预习在学习知识的过程中起着极其重要的作用。古人

云：“凡事预则立，不预则废。”这门课程的抽象性很高，理论性和实践性很强。比如，高炉在正常工作时，炉内温度的变化情况，炉墙内的温度分布等学生不太清楚，也不了解实际的冶金传热过程，而且实际的模型建立起来，推导过程用到高等数学的知识特别多。在课堂教学中发现，如果学生课前没有预习，听起课来就显得非常被

动，一脸茫然，而且还会手忙脚乱，跟不上教师的讲课思路，甚至就根本听不懂，课堂效率显然不好，在复习的时候更是费时费力。如果学生课前有准备，在课堂中带着问题听课，那么上课的时候就会心中有数，在课堂上与同学及老师进行交流、合作、讨论，这在实际教学中取得了良好的教学效果，同时预习还能培养学生学会自主

学习，以及发现问题、分析问题、解决问题的能力，最大限度地调动学生学习的积极性、主动性，增强学生学习该门课程的自信心。

二、要求课前进行数理知识复习，提高课堂学习质量

这门课程包括三部分内容：动量传输、热量传输和质量传输，也称之为“三传原理”。三种传输过程虽然各有特色，是三个独立的过程，但各部分之间也存在着密切的关系。课程内容中有大量的理论推导，数理要求相对较多。从连续性方程到欧拉方程、纳维—斯托克斯（N-S）方程到热量传输方程、质量传输方程的推导都会用到大量的高等数学中的微积分知识。在教学中发现，在上述方程的推导过程以及对于不可压缩流体简化方程时，由于不少学生对高

等数学中求全导数、积分、复合函数的全微分的知识掌握不扎实，听课的时候似乎还听懂了，但作业中类似推导其他方向的守恒方

程时，有部分学生还是有困难，因此，学生课前复习数理知识是必要的，能提高学生的课堂学习质量。

三、加强动笔推导，加深对知识的理解掌握

该门课程涉及的推导过程比较多，而且课本上给的计算或推

导过程不详细，此时抽取学生到黑板前做题，让下面学生也推导，然后讨论其做得正确与否，并给予纠正和补充，此时你会发现学生对于知识的理解掌握存在哪些问题，以便查漏补缺、及时纠正。这种授课模式还能充分调动学生的主观能动性，让师生互动，共同学

习，共同探索，课堂气氛活跃，给学生充分的发表意见的机会，锻炼学生的逻辑思维和表达能力，培养学生良好的学风。另外，在公式的推导过程中，强调解释公式推导的思路写出推导的主要步骤，而不是把所有的推导步骤都一一罗列出来。学习这门课程必须得勤动笔，有些计算过程是看不明白的，在教师讲的时候学生也许感觉明白了，但真正自己推导的过程中有时还是有困难的，不知所以然，明白了推导的过程，再回过头来仔细地理解所学的知识要容易得

多，学生才能把上课听到的和课本上看到的知识真正变成自己的

知识。而且平时不动笔，考试的过程中有部分学生就有无从下手的感觉，这种方法在实际教学中取得了较好的效果。

四、善于总结规律，提高学习效率

在授课过程中，帮助学生对知识进行对比、归纳与整理，强调共性，使学生在学习时能够做到“举一反三”。事实上，所有的传输过程都受自然界最基本的三大物理守恒定律所支配，即质量守恒、动量守恒和能量守恒。从这三大守恒定律出发，就可以推导出传输过程所满足的控制方程（偏微分方程）。三种传输过程虽然所传递的量是不同的，但基本原理是相同的。比如，三种传输过程的表达式：牛顿粘性定律、傅立叶导热定律和菲克扩散定律。分别为：τ=-μ■，q=-λ■，J*A，Z=-DA，B■。

可以看出，三个公式在形式上都是一样的，都是讨论速率过

程，可表示为通量= -系数×梯度。并且，各对应量的单位也相同。此概念上，三种传输现象之间存在着许多相似性。因此，可采用类比的方法来理解掌握三种传输过程，描述三种传输过程的规律也可以采用类似的数学模型。这种方法能够使学生相对容易地掌握各部分的重点内容，理解难点。因而增加了学生学习的主动性和积极性，提高了学习效率和质量。

参考文献：

[1]岳建芝，李刚.流体力学教学中的几点体会[J].科技信息，2009（29）：187.

[2]贾利晓，宋联美，穆欣.冶金传输原理课程教学改革[J]. 西部科教论坛，2009（10）.

[3]张敏，李好学.流体力学教学初探[J].河南机电高等专科学校学报，2008（11）：157-158.