流体力学概念总结精选(九篇)

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第1篇：流体力学概念总结范文

关键词：流体力学；多元化；课堂教学模式

作者简介：张明辉（1972-），女，河北沧州人，山东科技大学机械电子工程学院，副教授；陈庆光（1969-），男，山东临沂人，山东科技大学机械电子工程学院，教授。（山东 青岛 266590）

基金项目：本文系山东科技大学省级机械电子工程品牌专业建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0064-02

“流体力学”课程是我国高等院校工科各专业的一门主干专业基础课。该课程是联系前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带，在学生能力培养和知识体系构建过程中起着“承上启下”的作用。[1]当前的“流体力学”主要以经典理论或实验内容为主，教材中包含大量的计算公式及理论推导，这就要求学生具备一定的高等数学知识及较高的综合分析和处理问题能力。但由于大多工科学生数学知识相对薄弱，再加上学生自主学习的能力较差，导致教师难教、学生厌学成为较普遍的现象。如何提高学生的学习兴趣，让学生正确理解和掌握流体力学知识，使“流体力学”课程的教学水平迈上一个新台阶，是教育工作者的责任和使命。许多文献[2][3]为了提高流体力学的教学效果，在课堂教学模式、教学手段、实验教学等方面进行了探讨和研究。通过多年来在“流体力学”教学中的若干思考和实践，笔者提出了构建多元化教学模式的教学理念，即将启发式教学、对比分析法教学贯穿课堂教学中，以加深学生对理论知识的感性认识。同时，为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。另外，为了提高教学效果，课堂教学中还运用多媒体技术作为辅助教学手段，工程图片、计算机动画和视频素材等各种教育信息使得教学更加生动、直观和多样化，开阔了学生的视野，激发了学习兴趣。

一、启发式教学模式

启发式教学就是让学生充分运用他们拥有的知识和能力去正确比较、分析、综合、判断、概括、归纳和解决问题，探索结论。一方面可以使学生开动脑筋，积极思维，另一方面也能够开发学生的智力，培养学生的能力。笔者在教学过程中将启发式教学贯穿始终。例如，流体微团运动分析是流体力学中的一个难点问题，很多学生对微团运动过程中发生的角变形很困惑。为了让学生更好地理解角变形的原因，笔者将矩形流体微团四个角点的速度全部写出，如图1所示。然后分别用红笔标出C、D点和A、B两点X方向速度的第三项，让学生观察两者的差别，学生很快发现D点比C点、A点比B点在X方向的速度大，这势必产生一个与垂直方向的夹角。接着，笔者又用蓝色笔标出，C、B点和D、A两点Y方向速度的第二项，让学生观察两者的差别，学生很快发现B点比C点、A点比D点在Y方向的速度大，这势必产生一个与水平方向的夹角。这样，学生很自然就画出了流体微团的角变形图，如图2所示。最后，笔者又把问题引申到三维，让学生写出其他两个方向上的角变形公式。这样学生在学习过程中，在理解和接受理论知识的基础上，学会了发现、解决和总结。除了在分析问题时采用启发式教学外，也可以启发学生对所学的概念、理论、公式进行对比，在加深理解的同时找出它们的内在联系和区别。譬如，在推导伯努利积分方程时先让学生回忆流体静力学基本方程。这样学生很快发现两者之间仅相差动能项。从而明白在流体静力学中满足势能守恒，而在动力学中转换为机械能守恒。通过对比分析，学生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意义，也对静力学基本方程加深了印象。

二、对比分析法教学

由于“流体力学”课程涉及的知识比较广，如材料力学、大学物理、线性代数、工程热力学、高等数学等多学科的知识，再加上“流体力学”比较抽象，理解起来相当困难。在教学中“流体力学”这门课教师难教，学生难学。为了便于学生掌握流体力学的概念和基本原理，在讲授流体力学知识时，笔者经常采用对比分析教学法，让学生通过思考与对比增强所学知识的连贯性，提高学习效果。由于流体力学是力学的分支，因此力学的定律也适用流体力学，但流体的特性决定了流体力学在与固体力学有千丝万缕联系的同时，又有它独有的一些特性。所以，笔者在授课时会让学生先回忆相关的固体力学知识，再将固体力学定律引申到流体力学当中，让学生轻松地理解和掌握流体力学中的概念和原理。例如在讲授流体静平衡微分方程这一章节时，笔者就会问学生：在理论力学中，如果物体处于平衡状态应满足什么样的条件？学生很自然地想到要所有的合外力为零。然后笔者又会引导学生流体力学的研究对象为流体质点，而流体质点在空间上是很小的，需要对微元体建立平衡方程。换句话说就是微元体要保持平衡，其所受的合外力也需要为零，由此就可得到流体静平衡微分方程。这样静平衡微分方程的物理意义就很直观地展现在学生面前。除了将流体力学和固体力学进行对比分析外，笔者还会将流体力学中的一些概念通过列表的方式进行对比，让学生了解这些概念的异同点。比如，笔者在讲到流体运动学这一章节时讲解两种描述流体运动的方法，就给出了表1。学生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和欧拉法各自的特点。通过对比分析法不但有助于学生理解和掌握流体力学知识，还能让学生将所学知识融会贯通，提高分析问题、解决问题的能力。

三、多层次多视角分析问题

现代教育观念认为，高等教育应当融知识的传授和能力的培养于一体。[4]为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。为此，笔者除了讲授基本方程、基本定理的推导，还会将问题进一步深化、演绎，将枯燥乏味的理论知识点进行归纳整合，建立学生的哲学思维观。例如，在学习静止流体对平面的总压力这一节时要求学生能够计算总压力大小、方向和作用位置。讲授首先从求解矩形水平面的总压力入手，再延伸到求解矩形垂直面总压力，再到求解矩形斜平面总压力，最后求解任意平面的总压力，如图3所示。这种层层剥茧的讲授让学生不知不觉中掌握了求解总压力的方法和技巧。逐层分析的方法教会了学生如何将一个复杂问题分解，然后再借助已有的知识进行求解，达到触类旁通的效果。同时，为了让学生更加深入、全面地了解平面所受的静压力，讲授时又分别采用了解析法和压力图法进行求解。通过这一章节的学习，学生明白了解决许多工程问题可以从多个侧面、多个视角分析，尽管采用的方法和理论不尽相同，但都可以获得正确的结果，殊途同归，增强了创新意识。

除了在教学过程中改变传统的教学方法，构建多元化的课堂教学模式以外，为了提高教学效果，运用多媒体技术为基础的立体化辅助教学手段也非常重要。随着计算机技术的发展，工程实际图片、动画和视频素材使各种教育信息的表达更加生动、直观和多样化，能很好地刺激学生的感官，激发学生学习的兴趣，开阔学生的视野，可以收到纯板书教学所无法达到的效果。因此，“流体力学”教学过程中对于难以理解的概念，如势流与旋流、流线与迹线的概念、流场的演示、流态的判别和波的传播、边界层的形成等内容均利用计算机动画给学生进行演示，起到了画龙点睛的作用。

四、结束语

多元化课堂教学模式是一个先进的教学理念。本文提出的启发式教学、对比分析和多视角教学模式将原本抽象的概念、复杂的理论推导直观地展现在学生面前，让学生在分析比较与思考中学会将固体力学遵循的原理定律融会贯通到流体力学中，寻求概念之间、知识点之间和章节之间内在的关联性，举一反三，把原本杂乱的概念形成清晰的知识体系。这种多元化的教学模式在很大程度上提高了学生的学习兴趣和学习积极性，培养了学生分析、解决工程实际问题的能力，改善了教学效果。

参考文献：

[1]王发辉，桑俊勇，等.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育，2009，（12）：102-103.

[2]孙恒，朱鸿梅，舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育，2011，（5）：81-82.

第2篇：流体力学概念总结范文

关键词 工程流体力学教学 学习 教改

中图分类号：G642 文献标识码：A

“工程流体力学”是动力类各专业及相近专业的一门重要技术基础课，它为该类专业主要专业课程的学习打下必要的理论基础。工程流体力学是流体力学的一个重要组成部分，它侧重于解决工程实际中出现的问题，而不去过分追求数学上的严密性。它在一定程度上借助于实验研究， 得出经验或半经验公式。其研究对象为流体，考察流体中大量分子的宏观平均运动规律。所以，“工程流体力学”是能源动力类专业的最主要的专业基础课程之一。

工程流体力学作为一门技术学科，研究方法也遵循“实践- 理论- 实践”的基本规律。但由于它的研究对象的特殊性，使得对它的学习也有一定的难度。在实际教学过程中， 我发现学生最大的问题在于――不会学这门课，不是学不会，而是根本不懂如何去学它，即没有找到适合这门课的学习方法。本文即针对这个问题谈谈自己的看法。

1工程流体力学和工程力学的研究对象的性态是不同的

工程力学的研究对象是静态的，而工程流体力学的研究对象是动态的。就其力学行为来讲， 流体可以承受很大的压力，但往往几乎不能承受拉力。学习过程中，学生不能用工程力学的“静态”思维来研究工程流体力学的“动态”对象，要用“动的”和“相对静止”这些概念去阐述它。

本文在回顾热能与动力工程专业基础建设的基础上，总结了三十多年来的人才培养工作。文章提出，今后要继续以“流体机械”省级重点实验室的建设为依托，结合实验室建设与实验教学改革，特别是以重点学科开放实验室建设为突破口，为热能与动力工程专业人才培养提供有力支撑，达到不断提高本科人才培养质量的目标。

2注意工程流体力学中的基本模型的含义及运用

从微观角度来看，流体和其它物体一样，是由大量分子组成的。这些分子总是不停地、杂乱无章地运动着，分子之间存在着间隙。因此，流体实际上并非是连续充满空间的物质。如果从分子运动入手来研究流体流动的规律，将十分困难，甚至难以进行。而流体力学是研究在外力（ 如重力、压力、摩擦力等） 作用下流体平衡和运动的规律，所研究的是大量分子的平均行为，没有必要专注于每个分子。另外， 流体力学所研究的实际工程尺寸要比分子间距大得无法比拟。因此，必须建立适应流体自己的模型。《工程流体力学》中将实际的由分子组成的结构用一种假想的流体模型―“流体微元”来代替。“流体微元”由足够数量的分子组成，连续充满它所占据的空间，彼此间无任何间隙。这就是：连续介质模型。另外， 流体是连续的。因此“工程流体力学”中，连续性方程及其具体表现形式伯努利方程始终贯穿其中。

3抓住“工程流体力学”课程的主要内容去学习

热能动力类《工程流体力学》的教学大纲中规定， 学生学习本课程，必须达到：（1）全面了解流体的主要性质和基本模型；（2）熟练掌握平衡流体的压强分布规律， 善于计算流体与壁面间的作用力；（3）深刻理解流体连续性、能量、动量方程，并能熟练应用于求解工程实际问题；（4）懂得流体运动阻力和水头损失的计算方法等。针对这些要求，学习过程中应重点掌握连续介质假说、流体的物理性质及参数、牛顿内摩擦定律、液体的相对静止、静止流体的压强分布、欧拉平衡方程、静止液体作用在平面壁和曲面壁上的总压力、连续性方程、伯努利方程、流线与迹线方程、动量方程、描述流体运动的两种方法、总流的伯努利方程、圆管中的层流、圆管紊流的沿程损失系数K、局部水头损失、边界层的概念、粘性流体中的应力、量纲分析法、流动相似原理等知识点。学校为了适应国家经济建设的需要，适应水电开发宏伟事业的需要。针对这些知识点，多查阅资料、多做习题以求掌握它们，并将这些知识点延伸至工程实践，力求找到解决工程实际问题的方法或手段，把所学知识举一反三，灵活运用。

4注重实验过程，加深知识理解

热能动力类“工程流体力学”课程安排了自己的实验教学大纲，针对课程知识点的要求，框定了几个常见的实验项目。如伯努利方程验证、流量系数的测量、雷诺实验、沿程阻力系数的测定 。其中伯努利方程验证为必做项目，因为伯努利方程的运用贯穿课程始终，需加深对它的理解。总之，“工程流体力学”不同于其它力学，有其自身的规律性。要想学好它，必须搞清这门课自身的特点和针对它的研究规律， 并辅之以扎实的学习态度和不怕困难的精神。

参考文献

[1]陈卓如， 金朝铭， 王洪杰， 王成敏编. 工程流体力学 [M].北京：高度教育出版社，2004，6.

第3篇：流体力学概念总结范文

【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4篇：流体力学概念总结范文

关键词：工程流体力学；课程建设；精品课程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）15-0155-02

教育部《关于启动高等学校质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》指出精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。《工程流体力学》是机械、热能动力工程、土建等学科的一门重要专业基础课程，在学生知识能力培养和知识体系结构中起着承上启下的作用。2007年本课程被评为国家精品课程，在4年多的建设过程中，不仅取得了建设成果，更以课程建设为契机，对教学中存在的诸多问题进行了深入研究，取得了宝贵的经验。

一、课程建设的指导思想

精品课程建设是本科教学的一项重要的基础性工作，代表着学校的办学特色和学科专业优势，是学校重点专业建设、培养高层次专门人才、开展科学研究、解决经济建设和社会发展过程中重大问题的重要基础。从学院到研究所，大家都充分认识到了精品课程建设的重要性和迫切性，认定应切实采取措施，加大课程体系优化和课程整合的力度，加快教学内容、方法和手段的改革，抓紧课程教学队伍建设，造就一支结构合理、教学水平高、教学效果好的课程教学队伍。

二、课程建设的实施方法

1.改革教学内容。《工程流体力学》作为一门专业基础课，以研究流体（液体和气体）平衡和机械运动规律为核心，通过各教学环节的学习，使学生掌握流体运动的基本概念、基本计算，为后续课程的学习奠定了基础，并能运用流体力学的基本理论解决工程中的实际问题，提高学生分析问题、解决问题的能力。旧的教学模式过于追求“自身”的完整和独立，这种体系的特点是强调系统性、整体性，重视数学推导；部分内容起点低，简单重复；忽视课程的基础作用，片面强调工程流体力学的课程教学为专业服务，不适应加强基础、拓宽专业面的人才培养模式。鉴于以上问题，删除一些和热力学、普通物理学等课程简单重复的内容，引进一些反映当代最新研究水平的内容，如紊流理论、非定常理论和新的测量技术、计算流体力学等，使学生在掌握基础理论的同时，了解课程的最新研究成果和动向。

2.加强教材建设。精品课程必须配备一流的教材，建材建设一直是我校在国内同行中影响较大的一个重要方面。目前由我校编写的流体力学方面的教材5部，分别获得国家“九五”“十五”“十一五”规划教材立项，现正在申报国家“十二五”规划教材立项。其中由电力出版社出版的《工程流体力学》曾获得过高等学校水利电力类优秀教材一等奖、全国优秀教材一等奖。在教材建设上，一直根据工程实际需要，贯彻“少而精”的原则，并从工科本科生学习课程的实际出发，“填平补齐”，循序渐进，逐步提高。并适当加强理论基础。例如，用系统与控制体的输运公式导出流体力学积分形式的基本方程，进而导出其微分形式的基本方程；又如，对实验的理论基础——相似原理和量纲分析，也给予必要的重视等。这样，便适当提高了理论起点，加强了系统性，避免了重复，而且物理概念清楚，学生易于接受。

3.丰富教学手段教学手段和方法的改革是精品课程先进性的重要体现。精品课程应该充分利用现代化的教学手段，采用有效的教学方法，与传统教学实现有机的结合。为了有效提高教学质量，采用了多种方式：（1）翻译了美国某出版社的流体教学影片，该片内容丰富生动，被国内许多高校采用，在流体力学课程的教学中起到了较好的辅助作用。（2）建设了精品课教学网站，将教学基本要求、课程进度、教学内容、典型例题、实验教学、流体力学发展简史、授课录像等上网开放，实现优质教学资源共享。学生除了在课堂上听老师讲解以外，在业余时间还可以通过网络进行复习，加深对课堂内容的理解。该网站设有在线答疑功能，学生可通过网络提出问题，教师可以在网上答疑。实践表明，教学网站的建设对提高教学质量有显著效果。（3）购置、自行制作了工程流体力学多媒体教学课件，用于流体力学课程的课堂教学。工程流体力学的特点之一是概念抽象，而且由于流体没有固定的形状，在讲解时常需要借助一些图形表示流场的存在，教学中适当利用多媒体，可减少教师在黑板上的画图时间，同时动画、视频、图片等可使内容变得生动、直观，有效提高讲课效率和教学效果。因此教学中采取以多媒体教学为主，板书为辅的教学手段，收到了很好的教学效果。

4.加强实验教学建设。实验教学是工程流体力学教学过程中一个非常重要的环节，实验教学不仅可以培养学生的动手能力，分析和解决问题的能力，而且还能提高学生的学校兴趣、加深对理论知识的理解，在实验过程中还能将流体力学的各部分知识点有机地联系起来，使之形成完整的知识链。

根据购置的实验设备自行编写了实验指导书，明确了仪器设备的工作原理、实验过程的具体步骤、实验结果的分析和处理以及实验中的注意事项等内容；为了实验教学的多样化，自行编制了工程流体力学实验教学演示软件，形象直观，使学生一目了然；自行研制了多功能空气动力学实验台，可进行平板边界层、圆柱体绕流、弯管压力分布、紊流射流等多项实验；合作研制了小型烟风洞，可演示飞机模型（包括机翼）、汽车模型（轿车、卡车）、圆柱体等流场，使实验教学的质量和效率得到了提高。

5.改革考试形式。工程流体力学中公式特别多，而死记硬背这些公式及其推导意义不大。对以往的闭卷考试形式进行了深入探讨，发现闭卷考试主要存在以下问题：（1）考试中客观题占的比重较大。客观题就有标准答案，这使得课程教学成为趋同性教学，即希望学生的认识都统一到这一标准之下；（2）考试内容中记忆性成分所占比重较大。而记忆性的知识可以通过短期突击学习获得迅速提高，这使得许多同学平时不学，临近考试“加班加点”以应付考试。另外记忆性学习较适应女生，因此出现了所谓的“女生优势”现象；（3）一次考试定成绩。教师往往根据期末考试的成绩来决定学生的总评成绩，很少考虑学生的平时成绩。这就导致了学生平时上课不认真，期末搞突击的现象；（4）由于采用闭卷考试，计算题往往比较简单，无须建立数学模型即可求解，不能反映出学生的思维能力与数学建模能力。为了提高本科教学质量，适应素质教育的要求，采用半开卷（即考试时学生只带一张A4纸，上面可以随意记录内容）的考试形式，在考试内容上，减少了客观题，加大主观题，注重内容的应用性、灵活性和综合性，注重考查学生的基本知识的掌握程度及灵活应用知识的能力。这样既能兼顾一般学生的合格水平，又能突出优秀学生的创造性思维和激发他们能力的发挥。

三、结束语

《工程流体力学》是一门非常重要的专业基础课程，它具有较强的理论性、抽象性和实践性。本文深入分析精品课程的建设，以期交流经验，提高工程流体力学教学水平，从而帮助学生更好的掌握和理解工程流体力学的具体内容，提高学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献：

第5篇：流体力学概念总结范文

关键词：案例教学法 流体力学 教学经验

《流体力学》作为高等院校的一门重要技术基础课，理论性和实践性较强。我校教师依据多年教学经验，将寓理论于实践的案例教学法应用其中，不仅提升了学生学习的兴趣与动力，还大大提高了学生的思维能力、实践能力与决策能力，为新一代人才的培养打下坚实基础。

一、案例教学法的概述

案例教学法最早应用于20世纪初美国的哈佛大学医学院、法学院，后经哈佛大学商学院的推广与发展，成为一种成熟的教学方法，被美国众多工商管理学院以及国际著名商学院接受，成为举世闻名的“哈佛模式”的一大特色和内涵。

所谓案例教学法是以现实生活中的真实问题为背景，教师与学生共同分析和探究问题，逐步引出问题中所包含的知识，得出解决方案。其教学内容密切联系实际，注重发挥教师的引导作用和学生的主体作用，注重培养学生的创新思维能力与应用理论解决实际的能力，从而全面提高学生的综合素质，是实践性较强学科的优选方法。

二、案例教学法的实施

《流体力学》作为高等院校的一门重要技术基础课，其实践性、应用性较强，应用案例教学法必能更好的将这门学科真实形象的呈现在学生面前。现以《流体力学》的静力学内容为例逐步介绍案例教学法的实施过程。

（一）案例选取阶段

在案例教学法中，案例是教学的主线，贯穿课堂的始终，起到组织教学各环节的作用，比如引入、讲解、讨论、总结、拓展等具体教学过程都以案例为基础而展开，它是学生获得认知的载体，因此挑选合适的案例是实施案例教学法的首要关键，既要满足教学目的的需求，又要符合教学环节的设计，数量不需多，但一定要精、准。

《流体力学》中的静力学部分可供选取的案例有很多，如大坝强度设计问题、船闸开启问题、潜艇上鱼雷发射盖开启以及潜艇外壳受力问题等等，因此案例的选取最好能与武器装备有关，所以在讲解静力学中的平面总压力计算时选取我国新型潜艇鱼雷发射盖的开启问题为贯穿整个课堂教学的案例，并以不同形状的船闸开启问题作为最后的讨论拓展案例。

（二）案例呈现与讨论阶段

设计案例的真实呈现，组织学生的互动讨论，是这个阶段的关键。一个好的案例并不仅仅是用语言简单机械的陈述，而是利用多媒体技术或者现场模拟等方式真实形象的呈现案例，使学生实实在在的感受，真真切切的体会。在这个步骤中，学生是主体，教师只是创造一个轻松和谐的自由讨论环境，组织和引导学生积极思考、参与讨论，鼓励每位学生针对案例从不同思路表达自己的见解，畅所欲言，而不需一味的去追求书本理论，与书本雷同。针对学生的模糊认识和错误观点，教师只是引导学生正确认识问题和分析问题的实质，而不是坚决的否定一切，在适当的时候给明正确的方向。

（三）案例总结与拓展阶段

一个案例结束后，对案例的总结与拓展必不可少，既是对本次课堂内容的一个提升也是检验学生学习效果的关键。教师可以根据案例的难易程度，采用不同策略对学生讨论出的各种解决方案逐一进行点评总结，但一般不指明哪个解决方案是教师心目中较好方案，而主要针对他们在分析思考问题时表现出的对概念和原理不清楚的部分，简要指出他们的错误，要求他们可参考课本以及其它学生的方案分析清楚问题的实质。如在课本中已经明确给出了平面总压力计算公式的推导思路和过程，但实际上求解发射盖所受液体总压力的方法不止一种，实践表明，永远没有最优的唯一方案，而只有更好的多个可供选择的解决方案。总结案例最忌强求结论同一，而应在肯定学生能力的同时给他们指出更广阔的方向。

案例总结并不代表内容的结束，适当的拓展案例，能将学生的认知领域进一步扩大。潜艇发射盖开启问题探讨结束后，可引入不同形状的船闸开启问题，由学生组成小组进行讨论，进一步培养大家的团队意识和合作精神，并在课后提交完整的案例分析求解报告。课程结束时回到最开始的潜艇下潜至水中画面，引出下一次课关于曲面总压力计算内容的案例即新型潜艇在水下的外壳受力计算，首尾呼应，形成一堂完美的课堂体系，达到更高层次的教学效果。

三、结束语

案例教学法应用于我校流体力学教学起到了很好的教学成效，倍受教师和学生的喜爱，其克服了传统教学法的不足，重视实践，重视具体问题具体分析，更加重视思维能力、分析能力和判断能力以及综合运用所学知识处理现实中错综复杂问题的能力培养，具有独特的、其它教学方法所不能比拟的优点，是一种值得高校教学推广的教学方式。但案例教学法在组织实施过程中，应结合具体学科、具体情况，循序渐进，合理有效地进行，通过不断探索，不断改进，发挥它应有的实效。

参考文献：

[1]张志宏，顾建农，王家楣.“流体力学”课程教学改革的实践与探索[J].高等理科教育，2006，69（5）：87-91.

第6篇：流体力学概念总结范文

[关键词]专业认证；液压与气压传动；教学大纲；评价体系

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0090-02

概述

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是检查专业设置是否适应国家和地区经济建设的需要，是否适应社会发展的标准。[1][2]专业认证工作是职业工程师认证工作的基础，通过专业认证工作的开展，可以更新教育思想，促进真正意义的以学生为中心的教育观念的形成，保证受教育者的权益。[3][4]

2006年，我国教育部正式组织开展了工程教育专业认证工作，成立了全国工程教育专业认证专门机构，目前已有机械制造及其自动化等10个专业开始了专业认证的试点工作。[5]河南工业大学2015年开始进行机械制造及其自动化专业的认证申请，根据专业认证对该专业的要求进行系统改革，包括培养目标、毕业要求、课程体系、师资条件，其中课程体系是改革的重中之重。以专业认证为契机，机电学院液压与气压传动课程组对该课程进行了较全面的改革。

一、液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业中的地位

液压与气压传动课程在机械制造及其自动化专业的课程体系中属于专业基础课，是主干课程，其在机械类R悼纬烫逑抵衅鹱懦猩掀粝碌闹匾作用。课程主要通过授课、实验等教学环节，使学生熟悉流体传动的基础知识，让学生掌握各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用，掌握基本回路的组成和分析方法，进而掌握液压与气动系统的分析及设计方法。学生通过对本课程的学习，能为后续专业课程的学习打下基础。

本课程在专业认证的毕业要求部分共支撑5个指标点，2个课堂讲授目标，3个实验目标。课堂讲授目标包括：1.理解数学、自然科学基本原理，能够将其与实际工程应用相结合；2.理解工程基础知识原理，能将其应用于复杂工程问题的表述、建模和求解过程中。实验目标总结起来为能够利用课堂讲授知识制订合理的实验方案，并利用正确的方法搭建实验平台，实施实验过程，得到实验数据；同时能够对所得实验数据进行分析，得出正确结论。

针对以上所提的毕业要求，我们对原课程进行了较大程度的改革，提出了最新课程目标，具体包括以下几个方面。1.要求学生掌握流体传动的流体力学基础（包括流体静力学、运动学、动力学），并能与实际相结合推导实际应用问题的静、动力学数学模型。2.掌握各种流体传动元件（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件）的工作原理、结构及设计方法；理解、分析基本液压回路（方向回路、压力回路、流量回路）；能够运用工程知识，通过类比、改进或创新等方式，提出满足特定需求的典型流体传动系统的合理设计方案，并体现创新意识。3.能够针对流体传动与控制装置的性能等有效制定研究或验证实验方案，并根据实验方案建立简单实验系统进行实验；解决实验过程中出现的问题，得到实验数据后能正确分析，解释实验数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。

二、课程改革

（一）调整课程大纲

1.内容调整。针对新的课程目标，课程大纲的调整首先从学时入手，将原来的46学时调整为54学时，扩充了原课程第二章流体力学基础部分的内容。这一部分在原大纲里的讲授内容包括：（1）液压油的主要物理性质及选用；（2）液体静、动力学基础；（3）液体流动能量损失与流量计算。由于学时的限制，教师在讲解这一部分内容的时候大多采取简单带过的做法，学生则无法真正理解流体力学与以往学过的固体力学之间的关系，这就导致部分学生只能机械地记住一些教师强调过的公式以应付考试。

新大纲在（1）部分增加了流体的概念及连续性介质假设部分。这部分内容的增加对于学生理解流体与固体的区别，理解流体力学与固体力学的联系至关重要。此外，新大纲在内容（2）中增加了流体运动学基础部分内容。这部分内容的增加主要是为了让学生更好地了解流体动力学部分公式推导的基础，更好地理解掌握连续性方程、伯努利方程及流量方程的来龙去脉，为学生在后续液压传动内容中应用这些公式打下坚实的理论基础。

2.调整实验大纲。根据毕业要求调整实验项目，增加设计型实验项目，减少验证型实验项目。通过设计型实验的方案搭建、论证，实验的过程记录，数据分析等过程，主要培养学生将课堂所学知识应用于实际的能力。与此相适应，实验报告中增加实验方案设计、论证部分，并有相应的评分标准。

3.增加“成绩考核评定”部分。新大纲中增加了考核成绩评定办法的表格，表格中规定了成绩组成、考核评价环节、分值、评价细则与对应毕业的要求项，这为课程的后续评价提供了定量标准。通过这张表格，任课教师可以很清楚课堂教学中的每个环节对于学生相应能力培养的作用，从而使得各环节的实施更具有目的性和方向性。此外，表格中项目的具体内容由任课教师自主设置，教师可以根据课程特点设定平时成绩、考试成绩等的比例，并制订行之有效的评价细则，这样更有助于提高课程评价的科学性与合理性。

（二）建立课程评价体系

课程结束后，如何评价课程达到的效果是教学中至关重要的一环，这一环节涉及后续的改进。合理、科学的评价体系是持续提高课堂效果，达到课程教学目标的基础。以往的教学大部分以课程结课考试作为教学终点，并不会对结束后得到的教学资料进行客观的分析，仅仅以简单的试卷分析报告作为最终资料归档。

通过对专业认证要求的分析，我们建立了液压与气压传动课程的评价体系，具体环节如图1所示。课堂教学环节结束后，课程负责人需要填写课程自评表，自评教学过程是否支撑对应的毕业要求。如满足要求，则进入考核环节。教师根据教学过程，对应毕业要求给出考核学生的题目――试卷，并根据试题的具体情况填写课程试卷命题检查表。表中总结了对应于每个课程目标的试题分值，通过这张表出}教师可以一目了然地看出所出试题是否与教学环节相适应，即是否可以对学生在教学环节的表现做出客观评价。如果满足要求，则试题可以用来作为课程是否达成课程目标，学生通过课程的学习是否达到相应毕业要求的评价基础。

考试结束并得到学生的考试成绩后，教师需要对成绩进行汇总，根据汇总结果填写分析报告。同时，学生需要填写课程问卷调查，包括课堂教学过程以及试卷等方面，问卷调查的结果要在分析报告中体现。至此，本课程告一段落，分析报告作为重要的存档材料将对课程的总体教学效果起到持续指导的作用。

（三）课程达成度评价

任课教师对自己任课的班级进行自我评价后，由课程负责人对课程的总体情况进行课程目标达成度评价，给出达成度的数值，填写课程达成度评价表，对课程的总体效果给出客观评价。

三、结论

改革优化了课程内容，增加了流体力学部分在本课程中所占的比重，使学生在课程初期对力学，包括固体力学与流体力学有了全面的认识，能够做到融会贯通，为后续液压与气压内容打下坚实的理论基础。改革建立了学生―任课教师―课程负责人为主的课程评价体系，通过各个环节的监控与评估，使学生达到课程所服务的毕业要求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进――美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014（6）.

[2] 陈平，专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J].中国大学教学，2014（1）.

[3] 韩楚.以专业认证为契机促进学风建设之探究[J].新校园（上旬），2016（2）.

第7篇：流体力学概念总结范文

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）提出培养造就一大批创新能力强的各类型卓越工程师，以降低我国关键核心技术的对外依存度，增强国家核心竞争力[1-2]。本科层次的卓越工程师应能够在工程现场创新性地从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护，成为优秀的应用型创新工程师[3]。

流体机械强度计算是针对能源与动力工程专业（流体机械及其自动控制方向）的专业课程，是后续毕业设计的有效辅助工具，在课程体系中占有重要地位。该课程以水力计算等提供的载荷为初始条件，研究流体机械零件的强度、刚度和稳定性，以期合理确定零件的结构、尺寸及相互联接方式等。流体机械强度计算课程理论性较强，要求具备一定的数学、流体力学与流体机械、固体力学以及机械设计基础；又具有较强的工程应用背景，可用于指导最初的结构设计，满足不同类型泵的可靠性设计要求。因此，教学中需要同时兼顾知识的继承性与先进性，尤其如何在卓越计划背景下构建与工程教育相衔接的教学内容、教学形式等已成为课程改革的首要任务。

1 流体机械强度计算工程实践能力培养的认识

流体机械强度计算课程的强大生命力在于它的实践性，其研究的出发点和归宿点都是为流体机械结构设计服务。流体机械强度计算课程力求使学生具备以下3个方面的技能和经验：（1）坚实的理论基础，包括流体力学理论和有限元理论；（2）程序使用经验，对常用的商业有限元分析程序能够应用；（3）工程实践经验，对不同的工程问题能够评判和确定方案。流体机械强度计算的基本流程为：初步分析详细分析有限元分析结果分析问题解决。在实际计算中，需要根据工程经验进行问题初判，并非所有问题都需进一步分析，有限元分析不一定是解决问题的最佳手段。要做出正确的初判，需要对常见问题的理论有清晰的解决思路，需要对有限元方法的能力和局限有清楚的认识，同时对可能进行的有限元分析所需的时间和人力有准确的判断。在决定进行有限元分析后，运用理论和经验上的判断，决定计算的模型、规模和类型。能够用尽可能简单的模型、尽可能短的时间获得解决问题所需的分析结果。运用商业有限元软件进行分析，需要清楚每个输入参数的意义和作用，仅仅熟悉软件界面不够。获得分析结果后，问题并没有解决，需要从纷繁复杂的数据中寻找问题的解决方案，总结出简单有效的结论和方案。

2 融合工程实际，编写教材

对于卓越工程师培养而言，面向工程需要的教材建设成为课程建设的一项重要工作[4]。目前该专业应用的课程教材为《水力机械强度计算》，该教材采用传统经典的强度计算方法，以解析的手段初步设计或后续校核泵轴、叶轮、泵体等强度问题。经试用，存在不适于该专业卓越工程师能力培养的两个方面：（1）教材内容与前期学习内容重复率较高。如将近30%篇幅涉及的弹性力学基础以及轴、法兰的应力计算等，学生已在大二系统学习过相关内容。（2）教材内容与强度理论和有限元软件的发展不符。有限元法概念浅显、适用性强，通过将实际物理模型离散化，广泛应用于理论分析无法解决的复杂工程问题，而传统教材较少涉及。任课教师较多在原教材基础上编写讲义，穿插讲解一些现代有限元理论及应用。

为适应流体机械专业卓越工程师的培养目标，应当编写适用于卓越工程师的专门教材。该校教师尤其是青年教师应到产学研合作的企业锻炼，熟悉企业工程项目生产、运作和管理的诸多环节，初步具备和企业技术人员合作进行产品研发、联合攻关的能力。在此基础上，联合一些有经验的企业技术人员，有目的地把工程应用的思想引入课程体系，增加实际工程中的一些概念、案例等内容。既依托高校和企业对于工程人才培养的理解与经验，又结合双方各自具备的硬件条件，企业在实际产品结构设计过程中遇到的问题和积累的经验也将反映到教材中，为该专业工程技术人才培养提供了帮助。

3 着眼工程实际，案例教学

提倡以分析解决实际问题为主导的案例教学。课程组精心设计专题讨论课，利用工程案例学习、讨论，加强学生分析、归纳、总结的能力。在案例选取上，为克服有限元分析可能脱离工程实际的问题，所采用案例均为具有明确解析解和实际测试结果的算例，使得讲解更具指导意义。例如：对多级泵（8级）轴静强度进行校核，以及确定蜗壳泵壳体壁厚，这些实例都有较准确的解析结果或经验公式。又如，叶轮连接轴的转子部件的模态分析，以及包括泵体、端盖、悬架及支脚在内整个壳体结构的自由模态分析，这两个典型算例都有试验测试结果。

此外，学生需要提交一份报告。要求采用ProE、UG、Solidworks等对三维结构建模；利用ANSYS软件对结构划分网格，施加合适的载荷和边界条件，对轴、叶轮和蜗壳进行有限元静强度校核。通过这样的训练，增强了学生的三维造型能力以及对流体机械各部件所受载荷和应力的理解。在有限元分析结果的评价方面，尝试应用量化方法进行更进一步训练。如对转子部件计算与实验的模态振型置信度进行比较，使有限元分析更接近实际。

4 凝练工程实际，指导教学实践

从工程实践出发，指导学生自主建模和分析。在横向科研活动中积累了一些具有代表性的结构有限元分析实例，如在叶轮强度计算分析时，分析单纯离心力、流体力及两者合力作用下叶轮的等效应力及变形情况，确定叶轮结构的危险点及危险点应力。这些工程实例多数都有现场实验，通过有限元计算研究，可以使本科生得到直接的训练，对结构有限元分析有更为真实的经验。

积极引导学生参与科研项目，鼓励学生参与课外科技活动，增加软件解决问题的应用功能，如：科研立项、大学生实践创新训练计划项目、节能减排大赛、星光杯及校园科技竞赛等。实际上，很多学生希望了解、学习相关软件，并积极参与科研项目。

第8篇：流体力学概念总结范文

走过世纪碑，再转过一丛青翠的北方细竹，便到了烈士的雕像，雕像背后便是朱建民校长办公室所在的研究会楼（它的另一部分功能是办公楼）。一扇屏风让这间不大的办公室别有一番古色古香的风韵。屏风的后面，便是三十五中校长朱建民的办公桌，而我们要采访的人，早已起身热情地过来招待客人了。

有一句话是：“四十岁以后，每个人都要为自己的相貌负责。”仔细端详朱校长，深感一股淳厚之风：他面怀忠厚之色，目含深沉之意，是个一见面就容易产生亲切之感的人。在诸多采访中，我们注意到，越是成功的教育家，往往越具备亲切的气质，也越受到学生的爱戴。朱校长也是如此。采访的那天，正赶上三十五中学生的课题报告会，朱校长带领记者前去参加，一路上遇见的学生都既尊敬又爱戴地向他热情打招呼，而不是学生对师长天生具有的敬而远之――老师的级别越高，这种敬畏往往也越多。虽然这只是一个细节，但最是细节见真章。

人人有课题

参加完课题研究报告会，我们又回到了校长办公室，开始了此次正式采访。

记者想起在报告会上听到的学生报告，便问起朱校长对此的感想。那是三个女生，为了研究流体力学而自主进行的多个测量流体压力的实验。如果严格审视一番，她们的实验似乎只是证明了流体力学中某个已有的结论，并且不具备应用价值。但朱校长可不这样认为，他说：“流体力学本来就是高中阶段物理课缺少的部分，这些知识在课本上是没有的，但我们的学生能够选择这部分作为研究内容，并且总结出了规律性的东西，这本就是一种进步。特别是她们能够把学到的知识运用到实践中去，虽然结果还需要完善，但过程很好。这三个女孩子是自己动手制作的实验器具，这一点很不容易。”

由此，朱校长谈到了三十五中的特色，那就是学生的科技创新，特别是三十五中与中科院联手创办的“科技创新人才培养班”，实现了科技创新实践活动贯穿整个高中阶段，让学生得以走进中科院的国家重点实验室进行参观实践，并且在寒暑假还能参与到科学考察活动中，这无疑为广大高中生开扩了科技视野。

其实，科技创新并非是科技创新人才培养班的专利，朱校长说，三十五中的科技创新培养是面向所有学生的：每周的半天时间，每年的寒暑假，从实验设计开始立项，每个学生都有机会参加科技创新活动，实现了“人人有课题”。比如上面提到的流体力学课题，就是没有参加中科院课题活动的学生自主进行研究的，所以显得相对简单了一些，可谁又能说她们做得不好呢？

在外界眼中，科技创新人才培养班培养的都是理科的学习尖子，并且本身就是尖子生，而实际上，科技创新人才培养班中也不乏“志士”。朱校长讲了一个让他印象特别深刻的学生，那年，这个学生做了一个关于“太阳黑子对地球影响”的课题研究，但是在导师答问环节中，面对老师一连串的问题，学生沉默了。最后，这个学生说：“老师，您别问了，这些问题我现在答不上来，但我会终生研究这个课题。”这样一句话，感动了现场所有老师。朱校长讲完这个学生的事迹，仍然不无感慨：“这个学生的志向如此坚定，令我们感到很欣慰。所以学生带给老师的感动和影响也是很重要的。”

量身定制课程套餐

三十五中有一个愿景：“建设有中国特色、中国风格、中国气派的现代学校。”

为了实现这一愿景，三十五中在课程方面下足了功夫。比如“5-8-2-5”的课程架构，“二四制”的课程改革，再比如“中美双文凭国际高中课程”和前面提到的科技创新人才培养班等等。其实这几者并不是孤立的，它们之间互有联系，互相援助，构成了三十五中的特色课程体系。三十五中就是这样，为学生量身定制，提供了多种课程“套餐”。

在这些课程体系当中，可能二四制是一个相对比较新颖的概念。提起三十五中的二四制，就不得不提它的“前身”――六年一贯制。朱校长说：“其实我们的初衷是为学生减负。初中阶段，真正用来学习知识的时间是两年半，然后用半年时间复习，迎接中考。我们为了减轻那些想考本校学生的负担，便在08年试行了六年一贯制，就是让学生从初三下学期到高一上学期的一年时间里，学习高一的知识，然后在高一下学期到美国进行学习。我们认为，能有一段在国外学习的经历，能够感受多元文化、尝试多元视角，对学生来说，是他一生的财富。这样我们实行了四年后，发现对一些优秀学生来说，实际上初中的两年半时间仍然有富裕，所以大胆把初中压缩到两年，然后高中四年，在原初三的那一年里，半年出国学习，半年进实验室学习。这便是现在的二四制。”

记者不免有些疑惑，问道：“众所周知，中国和美国的教育是存在差异的，这些学生到美国学习半年之后，再回国的时候，会不会有些不适应？”对此，朱校长的回答是否定的。这就涉及到另一个话题了，也就是三十五中“5-8-2-5”课程架构中的“2”――三十五中将国家必修、必选和校本课程整合为两大课程类别，即共同基础类和兴趣拓展类，前者是所有学生都必须完成的课程，实行班级授课制，而后者则是学生根据个人兴趣爱好和学习基础选择不同领域和层级的课程，实行走班制。

也就是说，三十五中的上课形式是拼装组成的，和大学的授课模式及美国的教育模式颇有相似之处，因此学生不会感到陌生；相反，三十五中的学生进入大学后，会感到非常习惯，不会像其他刚进入大一的学生那样需要适应一个阶段。

第9篇：流体力学概念总结范文

作为一门研究生专业基础课，计算流体力学（CFD）涉及到离散数学、数值分析与算法、非线性偏微分方程等方面的知识，具有较强的理论深度及抽象性[1-3]。如何采用合理的教学手段，取得良好的教学效果，使研究生理解掌握CFD的基本原理及方法，是从事该课程教学的老师需要面对的一个重要课题。不同层次的研究生，其认知特点存在差异，因此教学手段和方法上也应该有所区别。笔者总结自己几年来的教学实践，对如何提高普通“211”高校的CFD教学效果，提出了自己的一些看法。

1 了解掌握授课对象的认知特征

知名高校的研究生，由于本科大多来自知名高校，或者是普通高校里面拔尖的，其理论基础相对比较扎实；而像南京师范大学能源学院这类层次的研究生培养单位，其研究生除少数来自本校外，其他基本来自普通二本或三本院校，其数学基础及计算机编程等基本功普遍较差，对流体力学、传热学专业基础知识的理解也不够深刻。

这种认知结构的差异，要求授课教师针对性地采用相应的教学手段与教学方法进行该课程的教学。作者几年的教学实践表明，直接采用知名高校的教学内容、教学素材及教学方法进行本单位的CFD教学是不合适的，无法适应本单位研究生的认知水平和认知能力，无法取得满意的教学效果。应根据本校研究生的认知特点进行CFD教学体系的建设。

2 合理设置课程教学方法

2.1 基于完整的理论体系开展教学

CFD是以计算机以依托，以编写程序为基础的一门学科，因此具备计算机编程能力是CFD特殊性的一部分。计算机程序只有在源代码完整、规范、正确的情况下才能进行正确的运算。因此，无论针对什么层次的研究生，在进行该课程教学时，都必须做到内容周到、完整。

质量守恒方程、动量方程和能量守恒方程等三大守恒方程，以及模拟湍流流动的时均N-S方程及其封闭模型，是CFD的理论基础，研究生必须理解掌握[4]。CFD采用的离散方法主要有有限差分法和有限容积法，目前主流的商业软件都采用有限容积法，而有限容积法是在有限差分法基础上发展起来的，因此需要深入地讲解有限差分法和有限容积的基本离散原理。必须让学生掌握扩散和扩散―对流两种条件下的离散格式，掌握各种条件下控制容积节点系数和边界系数的求解模型极其物理意义。三对角阵算法（TDMA）、交替方向隐式方法（ADI）等是CFD的重要内容，因为在内迭代层次上，需要对离散的线性代数方程组进行求解。对于对流―扩散问题，由于质量守恒方程与N-S守恒方程之间是非线性的关系，因此需要学习掌握SIMPLE―经典的分离式求解方法―的基本原理和方法。边界条件的处理虽然相对比较简单，但若处理不当，亦会导致程序无法运行，计算结果不正确，因此这部分内容也需重视。动量方程、能量方程、湍动能方程、湍流耗散率方程的边界处理各有不同，其相应的处理方法，都需要学生理解掌握。

2.2 突出教学重点

实践表明，CFD的理论基础，即质量守恒方程、动量方程和能量守恒方程等三大守恒方程，尤其是方程中非稳态项、对流项、扩散项和源项的物理意义，必须花费大量时间进行充分的讲解。原因在于，这部分内容物理概念抽象，涉及诸多非线性偏微分方程，难度较大，学生不易掌握，导致很多高校在本科教学中很少讲或者不讲这部分内容；对于本单位的研究生，专业基本功稍差，因此在学习这部分内容时普遍感觉有难度，看不懂、听不明白。但对研究生而言，尤其是将来可能从事数值研究的研究生而言，掌握这部分内容是必须的，因为三大守恒方程是CFD的理论基础。并且，只有充分理解和掌握守恒方程中各项的物理意义，才能应用有限容积法或有限差分法对偏微分方程进行数值离散，才能在此基础上学习模拟湍流流动的基于时均N-S方程的经典模型。

有限差分法和有限体积法是CFD课程的核心内容之一，它将无法求得解析解的非线性偏微分方程数值离散成线性代数问题，从而获得数值解。对本校层次的研究生而言，在理解和掌握有限差分法中以差分代替微分、差商代替微商的思想和有限体积法中的控制体积分的思想方面，存在一些困难。非线性偏微分方程及其定解条件的离散方程的相容性证明，数值解的收敛性及稳定性证明，对研究生而言，也存在理解上的困难。

以上两部分内容是CFD的重中之重，对于本校层次的研究生而言，需要重复讲解，一遍讲解之后，了解研究生理解上的盲点，再针对盲点，有的放矢地进行第二遍讲解，力求达到教学目的。对于这部分内容，务必从数学层面上、物理意义上，对其来龙去脉，进行深入讲解，不能怕麻烦。

2.3 培养学生编程能力

对于知名高校的研究生而言，由于其编程基本功相对较好，在本科阶段也学过数值分析与算法等课程，因此，在进行教学时，可以将重点放在基本原理的讲解上，编写CFD计算机程序可以由他们自己去完成。但对于本校层次的研究生而言，普遍存在由于编程基本功较差，无法应用所学CFD理论知识编写程序，哪怕是最简单的计算扩散问题的程序；反过来这又影响他们对CFD理论知识的理解和掌握。CFD作为一门基于计算机的新型独立学科，能够应用CFD理论进行流场计算程序的开发是基本能力与素质。并且，在科研及工程实践中，很多时候需要对商业软件进行二次开发（udf）[5-6]，以满足特定的模拟需求。因此，培养研究生的编程能力，是该课程教学的一项重要内容。作者在教学过程中，强制要求研究生必须自己动手编写程序，从最简单的扩散问题开始，先看别人编写的程序，再在此基础上自己学着写，个人独立完成。这作为他们课程考核的一部分。事实上，这样做也确实取得了一些良好的效果。研究生在编写程序的过程中，从无从下手到不断发现问题，在摸索中不断增强其对CFD相关知识点的理解和掌握，编程能力也大大提高。

2.4 结合FLUENT等CFD商业软件

随着FLUENT等CFD商业软件的不断发展，一些常见的、成熟的流体力学问题的模拟都可以基于商业软件完成。CFD商业软件平台的背后就是CFD理论，因此，结合FLUENT等CFD商业软件的具体使用，可以帮助研究生理解CFD的相关概念如SIMPLE算法、亚松弛因子、迭代、网格生成等。事实上，有些研究生在本科阶段参加一些科研创新项目或毕业设计的时候也会一定程度上接触到FLUENT等商业软件，但他们仅会按图索骥，却不知其里。因此在课堂或课后安排研究生使用CFD商业软件模拟具体的流体力学问题，再结合CFD相关知识点，解释分析他们在使用软件中遇到的困惑或不解，将能够非常有效地帮助他们理解CFD相关知识点。与此同时，掌握了CFD理论知识，也能够帮助他们更深入地了解商业软件，从而更充分、高效地使用商业软件，更好地拓展商业软件的使用范围。比方说，掌握CFD相关理论原理及知识和足够的语言开发能力，研究生能够对基于udf对FLUENT商业软件进行程序的二次开发。